El medio ambiente y su relación con los seres vivos

LA ECOLOGÍA

La ecología es la rama de la Biología que estudia las interacciones de los seres vivos con su hábitat. Esto incluye factores abióticos, esto es, condiciones ambientales tales como: climatológicas, edáficas, etc.; pero también incluye factores bióticos, esto es, condiciones derivadas de las relaciones que se establecen con otros seres vivos. Mientras que otras ramas se ocupan de niveles de organización inferiores (desde la bioquímica y la biología molecular pasando por la biología celular, la histología y la fisiología hasta lasistemática), la ecología se ocupa del nivel superior a éstas, ocupándose de las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y labiosfera. Por esta razón, y por ocuparse de las interacciones entre los individuos y su ambiente, la ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza herramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente Geología, Meteorología, Geografía, Sociología,Física, Química y Matemática.

Los trabajos de investigación en esta disciplina se diferencian con respecto de la mayoría de los trabajos en las demás ramas de la Biología por su mayor uso de herramientas matemáticas, como la estadística y los modelos matemáticos. 

EL MEDIO AMBIENTE

En la teoría general del medio ambiente, un ambiente es un complejo de factores externos que actúan sobre un sistema y determinan su curso y su forma de existencia. Un ambiente podría considerarse como un superconjunto en el cual el sistema dado es un subconjunto. Puede constar de uno o más parámetros, físicos o de otra naturaleza. El ambiente de un sistema dado debe interactuar necesariamente con los seres vivos.

Desarrollo histórico del medio ambiente

Hipocrates (460-375 años antes de Cristo), en su obra Aires, aguas y lugares, resalta la importancia del ambiente como causa de enfermedad.

Thomas Sydenham (1624-1689) y Giovanni Maria Lancisi (1654-1720) formulan la teoría miasmática, en la que el miasma es un conjunto de emanaciones fétidas de suelosy aguas impuras que son causa de enfermedad.

En el siglo XIX, con Chadwick William Farr (1807-1883), con la mortalidad de los mineros, John Snow (1813-1858) con "Sobre el modo de transmisión del clera", se consolidan la importancia del ambiente en epidemiología y la necesidad de utilizar métodos numéricos.

¿CÓMO Y DONDE VIVEN LOS ORGANISMOS?

El hábitat es el lugar en el que vive un organismo o un grupo de organismos concretos.

Población es el conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un área determinada.

Una comunidad o biocenosis, es el conjunto de organismos de distintas especies que habitan en un lugar determinado.

Los seres vivos se ajustan al medio mediante adaptaciones producidas por cambios genéticos que han aparecido a lo largo de muchos siglos. A su vez, plantas y animales actúan sobre el ambiente en el que se desarrollan, modificándolo.
En el medio ambiente hay dos aspectos básicos, que se influyen recíprocamente y que podemos separar únicamente para definirlos mejor:

• los aspectos físicos y biológicos (naturaleza), divisibles en factores abióticos y bióticos.
• los aspectos sociales (creados por el ser humano): economía, política, tecnología, cultura, historia, moral, estética.

EL ECOSISTEMA

Un bioma es una clasificación global de áreas similares, incluyendo muchos ecosistemas, climática y geográficamente similares, esto es, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, son a menudo referidas como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas (arboles, arbustos), los tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas (bosque, selva, sabana) y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no se definen por genética, taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación climax.

La clasificación más simple de biomas es:

• Biomas terrestres.
• Biomas de agua dulce.
• Biomas marinos.

Aspectos físicos y biológicos

Factores abióticos

Entre los factores físicos figuran elementos del clima (como la insolación, la temperatura y la lluvia), la composición del suelo y del agua, la altitud, la latitud y la existencia de protección y sitios de cría. Como en estos factores no intervienen los seres vivos, se los llama factores abióticos.
Muchas funciones vitales dependen de los factores abióticos. Si estos factores coinciden con las condiciones óptimas para determinado ser vivo, éste despliega el máximo de su actividad. Por el contrario, cuando estos factores no se adaptan a sus requisitos, se producen efectos perjudiciales para su vida.
El clima
Nuestro planeta recibe casi toda su energía del sol. Como la Tierra gira alrededor de un eje que está inclinado, se suceden períodos de luz (día) y oscuridad (noche), que tienen distinta duración según la latitud y las estaciones.
La temperatura desciende a medida que nos alejamos del ecuador o cuando aumenta la altitud. En el primer caso, porque al variar la latitud, varía la inclinación de los rayos solares que generan calor. En el segundo caso, la densidad del aire disminuye gradualmente al aumentar la altura, perdiendo la capacidad de retener el calor del sol.
También influyen en el clima los mares y océanos porque el agua y la tierra no absorben, mantienen y liberan el calor que reciben con igual intensidad. Esta diferencia -conjuntamente con el movimiento de rotación de la Tierra- produce los vientos y las corrientes oceánicas. Y vientos y corrientes oceánicas, a su vez, repercuten en la temperatura y las lluvias de determinada región.
Los factores climáticos mencionados -luz, temperatura, lluvias, vientos- intervienen en los procesos de la vida.

• La luz es esencial para la fotosíntesis. La duración de la luz diurna contribuye a determinar los ciclos reproductivos de plantas y animales.
• La temperatura tiene influencia en los procesos bioquímicos de los organismos vivos. Algunos animales -como las aves y mamíferos- han desarrollado la capacidad de mantener estable la temperatura corporal y esta capacidad les permite sobrevivir en distintos climas. Otros -como los insectos, peces y reptiles- no tienen mecanismos para regular su temperatura corporal y son más vulnerables a las oscilaciones externas.
  La temperatura también interviene en la transpiración que se produce a través de los poros situados en las hojas de las plantas y en la piel de los animales.

• El agua que todos las vegetales y animales terrestres necesitan depende de las lluvias. El agua es indispensable para la vida vegetal porque disuelve los nutrientes del suelo, permitiendo que las raíces puedan absorberlos. Además, es utilizada en la fotosíntesis que realizan las plantas que poseen clorofila. Asimismo, es la fuente del oxígeno liberado en ese proceso. Y este oxígeno, a su vez, es indispensable para la respiración de los animales. 
  El tipo, variedad y cantidad de vida vegetal y animal característicos de cada región tienen relación con la lluvia caída y su distribución durante el año.
  La lluvia es el principal agente de erosión del suelo no protegido. Indirectamente, la erosión del terreno también influye en el clima, porque con la pérdida de suelo disminuye la vegetación y aumentan las variaciones de temperatura.

• Los vientos, según se originen en zonas húmedas o secas, pueden aportar humedad o aumentar la sequedad del suelo. Asimismo, determinan cambios de temperatura y algunos fenómenos atmosféricos, como huracanes y tornados.
  También tienen un efecto mecánico que causa erosión del terreno y actúa sobre la vegetación: arranca hojas y ramas secas y transporta polen y semillas. Los vientos secos y cálidos aumentan la evaporación de la humedad que se produce por la transpiración de las hojas.

El suelo
La composición (roca de origen, contenido de materia orgánica, presencia de nutrientes), estructura y espesor del suelo determinan su capacidad de retener aire y humedad y las posibilidades de vida de la vegetación.

• La roca madre establece la composición original y tamaño de las partículas del suelo. A la roca madre característica de una región, se suman otras partículas arrastradas por el agua y el viento, y provenientes de la erosión de zonas distantes. En zonas de montaña con volcanes en actividad, se depositan cenizas volcánicas sobre el suelo. Esta composición influye en los nutrientes disponibles y puede transformarse: se enriquece con la presencia de materia orgánica o empobrece con el deterioro de la calidad del terreno por erosión, pérdida de nutrientes o contaminación.
• El humus regula la capacidad de retención de agua y la aireación de los suelos (recordemos que las plantas necesitan aire y agua en contacto con sus raíces). Conserva la humedad en los suelos arenosos y facilita el drenaje de los suelos densos. Asimismo, suministra el medio adecuado para los microorganismos que transforman la materia orgánica.
• Los microorganismos despedazadores (lombrices e insectos) y los que la descomponen la materia orgánica (hongos y bacterias) liberan los nutrientes minerales para que sean nuevamente utilizados.

La geografía

• La altitud (altura sobre el nivel del mar) tiene influencia sobre la presión atmosférica y la temperatura. En general, en regiones situadas en la misma latitud, cuando aumenta la altura, disminuye la presión y temperatura.
• La cantidad de lluvias y de luz solar que reciben las laderas de una montaña dependen de su orientación. Los vientos húmedos que chocan contra una ladera ascienden, se enfrían y descargan en ella la lluvia. Cuando continúan hacia la ladera opuesta, se han transformado en vientos secos. En el hemisferio sur, las laderas orientadas hacia el norte reciben mayor cantidad de radiación solar (insolación). En el hemisferio norte, son las laderas orientadas al sur las que reciben más luz.
• La mayor inclinación de una ladera aumenta la erosión por arrastre de la lluvia y vientos. En las pendientes muy acentuadas, el bosque protege el terreno. En aquellas de menor inclinación, dedicadas al cultivo, es necesario frenar la fuerza del agua y del viento. Para lograrlo, se debe arar en curvas de nivel, plantar setos vivos, construir barreras de piedra y zanjas de infiltración, cultivar en andenes y terrazas y otras técnicas que se mencionan con más detalle en el capítulo relacionado con el suelo.
• La cercanía de mares y océanos tiene un efecto moderador sobre los cambios de temperatura, permitiendo el desarrollo de una mayor variedad de flora y fauna. Este efecto se debe a que las grandes masas de agua absorben el calor del sol, lo mantienen y liberan lentamente.

FACTORES BIÓTICOS

Las relaciones entre los seres vivos también condicionan las posibilidades de vida de una determinada planta o animal. Son los factores bióticos, en los que se incluyen animales, plantas y microorganismos. Puede tratarse de la presencia o ausencia de representantes de su misma especie o de otras especies.
En las plantas, intervienen:

• los microorganismos que enriquecen el suelo.
• otras plantas que les brindan protección o compiten por la luz, agua y nutrientes.
• los animales que las consumen y los que contribuyen a la polinización y a la diseminación de las semillas.

En los animales influye:

• la disponibilidad de alimento (existencia de plantas en el caso de los herbívoros y de otros animales en el caso de los carnívoros y de los que se alimentan de insectos).
• la presencia de otras especies que compiten por el alimento o los lugares de protección y cría. Existen, además, relaciones depredador-presa, parásito-huésped, comensalismo (cuando organismos de dos especies conviven sin perjudicarse) y simbiosis (cuando la asociación es beneficiosa para ambos).

CAPA DE OZONO

Se denomina capa de ozono, a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud, reúne el 90% del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97% al 99% de la radiación ultravioleta de alta frecuencia.

La capa de ozono fue descubierta en 1913 por los físicos franceses Charles Fabry y Henri Buisson. Sus propiedades fueron examinadas en detalle por el meteorólogo británico Doson, quien desarrolló un sencillo espectrometro que podía ser usado para medir el ozono estratosférico desde la superficie terrestre. Entre 1928 y 1958 Dobson estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono, las cuales continúan operando en la actualidad. La Unidad Donson, una unidad de medición de la cantidad de ozono, fue nombrada en su honor. 

ASPECTOS SOCIALES

También los seres humanos forman parte de los ecosistemas. Han conseguido adaptarse a distintos ambientes pero, a su vez, son un importante factor que interviene modificando el medio en el que viven. 
Las personas se organizan en sociedades muy estructuradas que comparten normas culturales, relaciones económicas, utilización de tecnología, instituciones políticas y sociales, tradiciones y costumbres.
Mujeres y hombres usan sus herramientas, su inteligencia y su destreza para obtener, a partir de los recursos naturales, los bienes que necesitan (alimento, vivienda, vestido, medicinas, combustible, diversión, etc.). 
Para procurarse dichos bienes, modifican la naturaleza con cultivos, ganadería, extracción de minerales, transformación de materias primas, deforestación (o forestación), utilización de combustibles y construcción de edificios, carreteras, canales de riego.

¿Qué es la cadena alimentaria? 

Es importante saber que en el funcionamiento de los ecosistemas no ocurre ningún desperdicio ya que todos los organismos, muertos o vivos, son fuente de alimento para otros seres. Estas relaciones entre los distintos individuos de un ecosistema constituyen la cadena alimentaria.

Los distintos eslabones de la cadena

Como todos ya sabemos, las plantas fabrican su propio alimento (a través del proceso de fotosíntesis) y por eso se las llama productores.

Pero nosotros los seres humanos y los animales no creamos nuestro alimento sino que tenemos que conseguirlo comprando la comida en el mercado, o en ocasiones cazando y cosechando. Por esta razón, en la cadena alimentaria, tanto a los animales como a los seres humanos se los llama consumidores.

Los productores:

Imagen: “Eslabones de la cadena”

Todo tipo de planta, como los arbustos, o toda la especie del reino vegetalson productores porque no necesitan más que agua, tierra y la luz del sol para poder fabricar su propio alimento. Fabrican su propia alimentación a través del proceso de fotosíntesis.

Los consumidores:

Dentro de los consumidores hay a su vez, dos grupos grandes:

- Los consumidores primarios -- Herbívoros

Se les llama consumidores primarios a los animales herbívoros (que solamente comen hierbas o vegetales) como la jirafa, la cebra, el rinoceronte, la oveja, ciervo, entre otros. Algunos animales herbívoros vienen preparados para correr y que no los atrapen tan fácilmente los carnívoros. Los que no pueden salir corriendo usan otras posibilidades que les da la naturaleza: se mimetizan, es decir, tienen el mismo color de lo que lo que lo rodea, así quedan como invisibles.

- Los consumidores secundarios -- Carnívoros

Se les llama consumidores secundarios porque ellos comen carne alimentándose de otros animales más pequeños. Estos pueden ser por ejemplo el león, el tiburón, la orca, el águila o las serpientes, entre otros. Estos animales carnívoros suelen tener el cuerpo preparado para cazar, tienen garras filosas y son veloces para poder atrapar a su presa. Sus cuerpos y sus formas ya vienen preparados para perseguir a su alimento. Un ejemplo de este tipo de animal puede ser el tiburón que es veloz y tiene en la boca muchas filas de dientes que son muy cortantes, para arrancar la carne de su alimento (que son otros animales).

Imagen: “Los descomponedores”

- Los consumidores secundarios -- Omnívoros

Se les llama así a los consumidores que comen vegetales y carne. Nosotros, los seres humanos somos omnívoros. También lo son algunos animales como: los osos, los monos, los zorros, etc.

Los descomponedores:

Todos los animales y vegetales, cuando mueren son comidos a su vez por unos organismos muy pequeños y muy importantes llamados descomponedores, que son los que descomponen la carne y los vegetales. ¿Y dónde están estas bacterias y hongos descomponedores? Por todos lados, esperando todo el tiempo encontrar comida muerta para descomponer. 

CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE

CADENA ALIMENTICIA ACUATICA

CADENA ALIMENTICIA AEREA

CADENA ALIMENTICIA CONCATENADA (TERRESTRE, ACUÁTICA, AÉREA)

  LAS RELACIONES ENTRE LOS ORGANISMOS

6.1- Relaciones intraespecíficas

Las relaciones intraespecíficas son las que se establecen entre individuos de la misma especie.

Las poblaciones familiares

Los individuos se mantienen unidos por razón de parentesco

Patriarcales: formadas por el macho y las crías

Matriarcales: hembra y crías

Filiales: solo las crías

Parentales: macho, hembra y crías

Las poblaciones gregarias

Están constituidas por individuos que se unen para conseguir un determinado fin (lobos).

Inconvenientes: competencia por el espacio o los recursos

Ventajas: mejor defensa, más posibilidad de encontrar alimento, y protección contra el frío.

Las poblaciones sociales

Están formadas por individuos unidos por un tipo de vida (abejas, hormigas)

Las poblaciones coloniales

La unión de los individuos es tan íntima, que existe una continuidad física entre los individuos, de forma que no se sabe donde acaba uno y empieza el siguiente.

6.2- Relaciones interespecíficas

Se establecen entre individuos pertenecientes a diferentes especies y, por tanto a poblaciones distintas.

Depredación: es la captura y muerte de unos individuos, denominados presas, por pare de otros que son los depredadores.

Competencia: cuando seres de distinta especie y compiten por el mismo recurso.

Inquilinismo: es la asociación de dos individuos en la que uno busca cobijo y protección en el otro, sin perjudicarle.

Comensalismo: es la asociación de dos seres mediante la cual uno aprovecha los restos de la comida del otro.

Simbiosis: la asociación de dos individuos les proporciona beneficio mutuo

Parasitismo: un individuo vive a expensas del otro, produciéndole daño. (parásito y hospedador)

Ambiente