MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE UNIVERSIDAD DE MANIZALES

MODULO DE ECOLOGÍA

Trabajo colaborativo: Unidades básicas de la ecología. Fundamentación científica. Ecología y ecosistemas

MOMENTO INDIVIDUAL

Por: Germán Edmundo Narváez Bravo 1. RELACIONES EXISTENTES ENTRE NICHO ECOLÓGICO, HÁBITAT, ECOSISTEMA,

BIODIVERSIDAD Y BIOSFERA.

Para comprender las relaciones existentes entre los conceptos fundamentales de la ecología, es preciso, de antemano, considerar las definiciones generales de cada uno de éstos, desde el nivel más básico hasta el más general. De esta manera, el “nicho ecológico” corresponde al espacio vital mínimo de un organismo, pero a su vez debe ser entendido como el estado o rol que desempeña dicho organismo en relación con una unidad biótica llámese comunidad o ecosistema. Por otro lado, y jerárquicamente en un nivel superior se encuentra el “hábitat”, el cual está conformado por varios nichos ecológicos, pero que además incluye diversos factores ábioticos que influyen en las características de dicho hábitat. Así entonces, éste puede ser definido como un espacio cuyos aspectos físicos y biológicos permiten la supervivencia y reproducción de una o varias especies coexistentes. Lo anterior significa que el hábitat posee un componente espacial que es determinante en la existencia y evolución del mismo. En un nivel superior, se encuentra el “ecosistema”, el cual necesariamente está conformado por varios hábitats y donde el referente espacial, la influencia de los factores abióticos y biológicos, y la interacción, ya no solo entre especies sino también entre comunidades, los cuales constituyen los elementos fundamentales para la diferenciación de muchos tipos de ecosistemas que existen en el planeta. Desde el punto de vista de la ecología, el ecosistema podría constituir el anclaje de dos tipos de dimensiones: la superior, ligada a los procesos de la biosfera, y la inferior, asociada a las características particulares de los hábitats, los nichos y las especies. De esta manera, el ecosistema, entre tantas definiciones, puede ser entendido como la unidad básica de organización e interacción de diversas especies, asociada (al igual que el hábitat) a unas condiciones espaciales y físico-naturales particulares. De hecho, la variabilidad genética, la diversidad de especies (vegetales y animales) y de los ecosistemas es una característica esencial que se conoce como “biodiversidad”. En este sentido, es importante advertir que la biodiversidad es una característica, atribuible principalmente a los ecosistemas, pero no exclusiva de éstos, sino también de los hábitats y de la biosfera en general. Finalmente, encontramos la “biosfera”, la cual puede definirse como la interfaz entre la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera, en la cual ha generado las condiciones necesarias para el surgimiento y evolución de diversos organismos vivos. En la historia reciente del planeta, se suma a esta biosfera, la antroposfera.

2 Relaciones ecológicas intraespecíficas e interespecíficas.

3. ¿Por qué los ciclos de los elementos químicos son fundamentales para comprender las problemáticas ambientales?.

Descripción de los ciclos biogeoquímicos Los ciclos biogeoquímicos deben su nombre debido a que son procesos químicos que se llevan a cabo a partir de la interacción entre los elementos y organismos que hacen parte de la biosfera y la geosfera: atmósfera, litosfera e hidrósfera. En términos generales estos ciclos se dividen en tres grupos: los de tipo sedimentario, los ga seosos y un ciclo particular y excepcional que es el hidrológico. Respecto a los ciclos de tipo sedimentario, sobresalen los del fósforo y el azufre. Los procesos físico y las reacciones químicas que hacen parte de estos ciclos se caracterizan por la relevancia en el papel que juega la corteza terrestre. Por esa razón, sería más apropiado utilizar el termino de geológico o litosférico en lugar de sedimentarios. Sin embargo, al margen de esta aclaración, los aspectos comunes de estos ciclos están relacionados con la dinámica de la corteza terrestre y de los procesos en los suelos. Por supuesto, existe una interacción con el aire, el agua, las plantas y los animales. No obstante, el caso del ciclo del fósforo es pr eocupante, debido a que el tiempo de recuperación en los continentes es de muy largo plazo y por esta razón es que dicho elemento presenta una tendencia hacia el agotamiento. No sucede lo mismo con el azufre cuya fuente principal está asociada a la actividad volcánica y a otros procesos derivados de la interacción suelo – aire. Por otro lado, existen los ciclos de tipo gaseoso entre los que se encuentran elementos como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno; todos ellos imprescindibles para el desarrollo de la vida en nuestro planeta. El nitrógeno es el gas más abundante en la atmósfera, sin embargo su fijación al suelo y luego a las plantas y las respectivas cadenas tróficas es bastante compleja; solo es a través de fenómenos como la lluvia ácida y la acción de bacterias, que este elemento se integra a los procesos sobre la superficie terrestre. El oxígeno, por su parte, es el segundo gas más abundante en el planeta y su ciclo está asociado a los procesos de fotosíntesis, fotosíntesis e intercambios entre el agua y el aire. Así mismo, el Carbono, es un gas que, aunque no es tan abundante, resulta definitivo, al igual que los anteriores, para el surgimiento y evolución de los organismos vivos en el planeta. De la misma manera que el oxígeno, también se encuentra asociado a los procesos de fotosíntesis y respiración de las plantas, pero adicionalmente existen otras interacciones como la combustión y los intercambios aire – agua que contribuyen de diferentes formas en el ciclo del carbono. El carbono, en su versión de Dióxido de carbono contribuye, además, a conservar el calor al interior de la atmósfera, pero la sobregeneración de éste debido al uso de combustibles fósiles, ha generado un reforzamiento del efecto invernadero, lo cual ha traído como consecuencia, el calentamiento del planeta debido a que existe una mayor retención del calor en la troposfera. Finalmente, existe un ciclo cuya naturaleza e importancia para el funcionamiento del planeta y de la biosfera, lo coloca en una posición destacada. El ciclo hidrológico o del agua, está constituido por las siguientes fases: lluvia, infiltración, escorrentía,

transpiración, evaporación y condensación. De esta manera, la cantidad de agua en el planeta parece no variar (aunque está presente en diferentes estados y formas), sin embargo lo que si tiene modificaciones es su distribución espacio-temporal alrededor del planeta. De hecho, el ciclo hidrológico presenta fases que se traslapan con las fases de otros ciclos, principalmente gaseosos, y dado que el movimiento o la transferencia del agua alrededor del globo terrestre depende de la energía solar, es obvia su interacción con otros ciclos como el del carbono o el oxígeno, los cuales son gases que influyen en la distribución y cantidad de calor en la atmósfera, y principalmente en la troposfera. Teniendo en cuenta la descripción de los ciclos biogeoquímicos así como de algunas de sus interacciones y procesos físico-químicos, se hace evidente que la gama de problemas ambientales que se extienden sobre el planeta, presenta conexiones muy importantes con dichos ciclos. En tal sentido, se crea una diversidad de escenarios en los cuales los problemas ambientales pueden influir o modificar esos procesos biogeoquímicos, y a su vez dichos ciclos influyen o condicionan la dinámica de las problemáticas ambientales. Para ser más claros, a continuación se expone de manera breve algunos casos en los cuales puede visualizarse la conexión anteriormente nombrada:

- La poca disponibilidad de fósforo en los suelos, el cual tiende a agotarse debido a inadecuadas prácticas agrícolas y al aumento en los procesos erosivos que contribuyen a la disminución del fósforo disponible para las plantas. De esta manera, la crisis de la agricultura en algunos lugares del planeta está asociada a un desequilibrio en los tiempos de formación, fijación y movimiento de este elemento, principalmente en el suelo.

- Contaminación por uso excesivo de nitrógeno, con el fin de utilizarlo como abono para la agricultura. En aquellas zonas donde los suelos han sido sobreutilizados o donde por condiciones naturales no existe la suficiente disponibilidad de nitrógeno, se utilizan abonos ricos en este nutriente , cuyo abuso ha terminado generando procesos de contaminación en el suelo y en el agua.

- El reforzamiento de efecto invernadero y el calentamiento global , son fenómenos planetarios que están explicados por la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera, principalmente después de la revolución industrial a mediados del siglo XIX. El aumento de este gas ha causado un desequilibrio en las condiciones de la atmósfera lo cual abrió la puerta para un cambio climático y un evidente cambio ambiental de dimensiones planetarias.

- Cambios en la distribución espacio temporal del agua , alrededor del planeta. Esto se hace evidente al observar cómo en ciertas regiones de La Tierra los períodos lluviosos han aumentado o disminuido en la cantidad de precipitación, o en otro casos, ha variado su estacionalidad. Así mismo, se ha observado un incremento en la frecuencia e intensidad de fenómenos hidroclimatológicos.

De esta manera, y con algunos ejemplos se hace evidente la relación bidireccional que existe entre los ciclos biogeoquímicos y los diversos problemas ambientales.

4. “Los ecosistemas o biomas como zonas de vida” Clasificación y descripción.

Al referirse a los ecosistemas o biomas como zonas de vida, se está haciendo un abordaje integral de aspectos tanto abióticos como bióticos. De esta manera, los principales biomas que existen alrededor del planeta presentan (a grosso modo) características comunes, las mayoría de las cuáles están asociadas a su posición latitudinal, aspectos climáticos y edafológicos, rasgos morfológicos, interacciones de flora y fauna, y estrategias y adaptaciones para la sobrevivencia de las especies.

Tomado de: Universidad de Manizales, Módulo Ecología Sin embargo, a nivel planetario, los grandes biomas se distribuyen siguiendo (en la mayoría de los casos) un patrón latitudinal bien definido. De esta manera a medida que se toma distancia desde la línea ecuatorial hacia las regiones polares se encuentran biomas desarrollados en contextos de menor precipitación, mayor estacionalidad en la temperatura (hasta llegar a temperaturas polares) y disminución en la biodiversidad. Así entonces, en términos generales, existen ocho grupos de biomas, aunque sus nombres y números cambia dependiendo las fuentes y criterios considerados. Desde las regiones árticas y antárticas, en dirección hacia la zona ecuatorial se encuentran: 1. Los polos: se caracterizan por temperaturas extremadamente bajas, con dos

estaciones (verano e invierno) durante el año. La vegetación es prácticamente inexistente, sin embargo existen algunas especies de animales que se han adaptado a las difíciles condiciones climáticas.

2. La tundra: en una franja donde predomina la vegetación herbácea y está ubicada en latitudes un poco más bajas que las correspondientes a los polos. Estas áre as están influenciadas por las masas de aire polares, principalmente en el hemisferio norte y solamente después del invierno, y especialmente en verano, proliferan una gran cantidad de organismos, desde insectos hasta aves y mamíferos.

3. La taiga: caracterizada por la prevalencia de bosques de coníferas, muchas veces con dominancia de una sola especie, este bioma configura una franja ubicada al sur de la tundra (para el caso del hemisferio norte). En el hemisferio sur, se desarrolla en muy pocos lugares del planeta. También está influenciada por las masas de aire polar que se desplazan hacia latitudes medias, sin embargo entre la primavera y el otoño, tanto la vegetación como la fauna cobran mayor vigor.

4. Bosque templado: bioma marcado por la estacionalidad climática, pero con una gran diversidad en relación con el comportamiento de la precipitación durante el año. La biodiversidad de especies es mayor que los biomas anteriores.

5. Bosque mediterráneo: Típicamente se lo ubica bordeando el mar Mediterráneo, aunque también se lo encuentra en otras regiones de latitudes medias tanto en el hemisferio norte como en el sur. Aunque está influenciado por la ocurrencia de las cuatro estaciones, lo cierto es que los veranos suelen ser bastante calurosos, los inviernos tibios y la precipitación no es muy alta, lo cual influye sobre la biodiversidad y las adaptaciones de las especies animales y vegetales propias de este bioma.

6. Desierto: Hay de dos tipos, los desiertos cálidos y los fríos, aunque los primeros son más abundantes y extensos. Éstos se encuentran en regiones subtropicales donde se localizan las zonas anticiclónicas caracterizadas por la predominancia de masas de aire seco y frío, que descienden de la parte alta de la troposfera y se calientan al llegar a la superficie. Las plantas y los animales se han adaptado a condiciones de extrema sequedad y alta variabilidad de la temperatura diurna, pasando de bastante calor durante el día a mucho frío en la noche.

7. Praderas, estepas y sabanas: La característica principal de este bioma es la predominancia de plantas gramíneas. La diferencia en los nombres está asociada a su ubicación: en latitudes altas se les denomina estepas, en latitudes medias praderas y sabanas, y en latitudes ecuatoriales se les conoce como sabanas tropicales. En ciertas regiones existe alternancia con vegetación arbórea y sostienen una gran diversidad de fauna. Las estaciones climáticas (invierno, verano, otoño, primavera) así como las lluviosas, son fundamentales en la dinámica ecosistémica de este bioma

8. Selva tropical: Este bioma, en algunos casos incorrectamente llamado bosque tropical, se encuentra en la región intertropical y se caracteriza por distribuirse en áreas de altas temperaturas, más o menos constantes durante todo el año y elevados niveles de precipitación, dando lugar a lo que se conoce como pluviselva. La biodiversidad en flora y fauna es extremadamente alta.

5. Las leyes o principios rectores de la ecología, sintetizados por Barry Commoner (1971).

Una evidencia de la visión holística que Commoner (1971), tenía acerca de lo que denominó “ecosfera”, y que básicamente incluía las relaciones biunívocas entre la sociedad y la naturaleza, es la propuesta de los cuatro principios o leyes de la ecología. Éstas, constituyen realmente cuatro postulados que se basan, en buena parte, en la teoría general de sistemas (aunque esto no sea explícito) y simultáneamente, corresponden a principios naturales de la vida.

1. Todo está relacionado con todo lo demás: Al ser La Tierra un sistema donde hay intercambios de materia y energía, absolutamente cualquier acción tiene su repercusión (grande o pequeña). De esta manera, lo que los sistemas humanos hagamos a nuestro entorno (inmediato o no), nos lo estamos haciendo a nosotros mismos, lo único que varía es el tiempo, pues hay ciertas reacciones que pueden ser casi instantáneas, mientras que otras tardan su varias decenas, centenas y incluso miles de años. De esta manera es preciso considerar que si bien La Tierra es un sistema, como planeta también puede considerarse como una isla; y es ahí cuando cobra vida la segunda ley.

2. Todo va a parar a algún lado: Desde que los seres humanos empezamos a

apropiarnos de lo que luego denominaríamos tecnología, la cual varió y avanzó en la medida en que las comunidades requerían más recursos para su supervivencia, hemos sido generadores de desechos. Al principio (hace decenas de miles de años) estos desechos eran menores debido a la poca cantidad de humanos y a la tipología primaria de dichos desechos. Sin embargo, con la era industrial de mediados del siglo XIX (si bien el problema venía desde quizás el establecimiento del imperio Romano), los desechos cambiaron su naturaleza y cantidad. Historicamente la humanidad (al menos la mayor parte) ha tratado de evitar este problema (como quien lanza con disimulo un papel a la calle y fija su fija su mirada hacia otro lado). No obstante hoy en día, estos desechos (sólidos, líquidos y gaseosos) están generando serios impactos que desde hace varias décadas, y a unas comunidades más que a otras, está deteriorando la calidad de vida.

3. Nada es gratis (No existe eso de la barra libre) : Partiendo del primer

principio que establece la permanente interacción de todos los elementos, organismos y fenómenos que se presentan en nuestro planeta y más precisamente en la “ecosfera”, este principio recuerda constantemente que los daños y consecuencias ambientales (no solo naturales), pueden acarrear costos, incluso superiores, a los de la producción o transformación de los recursos que demandan nuestras sociedades. Claro está, el asunto no es de dinero, no se trata de pagar un cheque al portador por dichos daños, pero esta ley llama la atención acerca de la cuenta de cobro que el planeta nos envía (desde hace mucho tiempo inclusive) por todos los impactos que hemos generado y que han sido parte de la constitución de nuestra civilización. Bien

dice el mismo Commoner, que la humanidad es una especie muy distinta al resto de especies y que sería absurdo pretender establecer relaciones similares a las establecidas por los animales en condiciones naturales con su entorno. Sin embargo, el tratar de negar que tarde o temprano, esos costos ambientales sobrepasaran nuestra “capacidad de pago” es contraproducente, aunque dicha forma de pensamiento sigue permeando a la mayor parte de la humanidad, quienes tenemos la esperanza de que no pase nada que supere la resiliencia de los humanos.

4. La naturaleza es mas sabia: No es un secreto que los seres humanos somos viajeros temporales en este planeta. La historia natural nos ha mostrado muchos ejemplos de renovaciones, cambios y extinciones de miles de especies en este mismo lugar. La pregunta, por lo tanto no es si va a ocurrir, sino ¿cuándo va ocurrir?. En este sentido, aunque los postulados de Commoner tienen más de cuarenta años, la verdad es que nos estamos acercando al umbral más rápido de lo esperado. De esta manera, los seres humanos no estamos destruyendo el planeta, lo que está sucediendo es que estamos acabando con nuestra forma de vida en este planeta, y tarde o temprano, los ciclos naturales tomarán un rumbo en el cual no haya cabida para esta especie . El sistema evoluciona, nosotros somos parte de mismo, quizás una parte perturbadora, pero más allá de las crisis sociales, económicas, políticas o militares, la humanidad está agotando los recursos que posibilitan su forma de vida en el planeta. En tal sentido llegaremos a un umbral en el cual los humanos tendremos dos caminos (igual que cualquier especie) sobreviviremos muy pocos (los más fuertes) o nos extinguiremos. Más allá de eso, La Tierra solo encontrará su fin cuando la gigante roja correspondiente a nuestro Sol, la engulla, probablemente dentro de unos 15.000 millones de años.

6. ¿Por qué la ecología es ciencia fundamental para entender el concepto de medio ambiente?

Si bien el abordaje de lo concerniente al “medio ambiente” es preciso realizarlo desde la interdisciplinariedad, es importante reconocer que la ecología brinda un bagaje de conceptos lineamientos metodológicos fundamentales para comprender y explicar las características, el funcionamiento y la evolución de lo que entendemos como medio ambiente; es decir, aquella relación bidireccional entre la sociedad y la naturaleza. Más allá de las definiciones enciclopédicas acerca del quehacer de la ecología, me parece que esta ciencia nos facilita abordar el medio ambiente o el ambiente (preferiblemente) desde un punto de vista holístico, en el cual tienen tanta importancia los elementos (bióticos y abióticos) que lo constituyen como los procesos y las relaciones que entre ellos existe. De esta manera, no hay lugar para la segregación o separación de “partes y funciones”, puesto que lo que interesa con y por encima de éstos, son sus relaciones. Al mismo tiempo, la ecología permite abordar conceptos comunes a otras ciencias tanto naturales como sociales. En este sentido me parece (particularmente) que para entender el ambiente, se requieren de los aportes interdisciplinares de la ecología, la biología, la geografía, la química, la física y la sociología. Así entonces, y particularmente a partir de los movimientos revolucionarios (no solo políticos sino científicos y culturales) de la década de los 60`s la ecología se integró con otras disciplinas hasta tal punto que sus principales cabezas pensantes no solo han hecho aportes para la comprensión de sus objetos de estudio, sino que han promovido el reconocimiento de la sociedad como un elemento esencial para comprender las características y dinámicas de esos objetos de estudio y de otros dos conceptos fundamentales: medio ambiente (o ambiente) y desarrollo sostenible.