Interacciones bióticas en los ecosistemas terrestres
Pregunta generadora
¿Por qué es importante reconocer las interacciones bióticas en los ecosistemas terrestres?
Material de complementación:
1. Describo las influencias del hombre sobre las cadenas tróficas.
2. Consulto sobre qué es un monitoreo biológico y ambiental.
3. Un ejemplo clásico del monitoreo biológico es la observación del descenso en las poblaciones de aves predatorias que llevó al descubrimiento de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en la cadena alimenticia y de sus efectos adversos sobre el comportamiento, reproducción y formación del cascarón de los huevos de estas especies. Consulto sobre los daños DDT sobre los organismos de algunos animales.
4. Explico por qué son importantes los estudios ecotoxicológicos.
5. Describo impactos ambientales que pueden afectar la disponibilidad del agua potable para el consumo humano.
6. Describo los impactos ambientales que se puede ver sometido el suelo y cómo repercuten estos impactos sobre su capacidad para producir alimentos?
7. Describo cuatro impactos ambientales generados por la explotación del oro y petróleo.
8. Describo los impactos ambientales a los cuales puede estar sometido el suelo.
9. Explico como los impactos ambientales sobre el suelo pueden incidir en la producción de alimentos.
10. Enumero acciones humanas para reducir el impacto ambiental sobre el agua, suelo y aire.
11. Consulto qué es la energía endosomática y exosomática. Cuál de las dos se aplicaba con más frecuencia en la época de la sociedad recolectora-cazadora.
12. Describo los impactos ambientales que han generado la implantación de grande zonas con un sólo tipo de planta (los monocultivos).
13. Explico como la marginalidad, inseguridad y pobreza inciden en la crisis ambiental.
14. Explico en qué consiste el desarrollo sostenible, teniendo en cuenta tres aspectos: lo económico, social y ecológico.
15. "Cuando los consumidores pagan un recargo por el café cultivado por los agricultores mejicanos de Chiapas a la sombra de los árboles según el método tradicional, están contribuyendo a mantener la diversidad biológica (biodiversidad). Los granos de café cultivados a la sombra son de una mayor calidad. Además, para proteger sus cosechas de las plagas, esos agricultores confían en los depredadores naturales, y para nutrir las plantas confían en la fertilidad natural del suelo del bosque, evitando así los plaguicidas y fertilizantes químicos. Así no dañan el hábitat de las aves, los insectos y otros componentes de la fauna, que de otro modo se vería amenazada por la conversión de bosques en cultivos, y preservan al mismo tiempo los valores culturales, los modos de vida y de sustento tradicionales de las pequeñas comunidades humanas. Así, se debilitan los argumentos económicos que justifican la tala del bosque y se propicia su conservación y uso sostenible". (Tomado de Vaugham, Carpentier y Petterson, 2001, para GEO 3; modificado.)
Bibliografía
* http://www.peruecologico.com.pe/lib_c2_t17.htm
* http://www.slideshare.net/lilianasalazarlopez/productividad-de-los-ecosistemas-1476578
* http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448157176.pdf
Indicador de logro: Reconoce e interpreta las interacciones bióticas en los ecosistemas terrestres.
Competencia: Reconozco e interpreto las interacciones bióticas en los ecosistemas terrestres.
Palabras claves: interacción, ecosistemas, trófico, energía, equilibrio, fotosíntesis, flujo, autótrofos, heterótrofos, productividad, contaminación, biomasa.
¿Por qué es importante reconocer las interacciones bióticas en los ecosistemas terrestres?
Relaciones de flujo de energía. Cuando un organismo se alimenta y es devorado la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y, bajo éste, como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten en biomasa menos energía de la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final queda menos energía disponible. Rara vez existen más de cuatro o o cinco niveles en una cadena trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía.
Productividad en los ecosistemas. Es de interés conocer la producción de materia orgánica de los ecosistemas o de un área determinada para un manejo adecuado y poder regular las cosechas o el aprovechamiento de los recursos naturales disponibles. No se puede cosechar más de lo que se produce o cazar o pescar más de lo que produce un área determinada, de lo contrario se estaría causando problemas en la disponibilidad de los recursos, como la extinción o la merma de las poblaciones.
Para determinar la producción se mide la productividad, que es la producción de materia orgánica o biomasa en un área determinada por unidad de tiempo. En otras palabras, es la cantidad de materia orgánica acumulada en un determinado tiempo en un área determinada. Se suele distinguir entre productividad primaria, secundarla y biológica.
La productividad primaria: Es la cantidad de materia orgánica producida por las plantas verdes, con capacidad de fotosíntesis u organismos autótrofos, a partir de sales minerales, dióxido de carbono y agua, utilizando la energía solar, en un área y tiempo determinados.
Se expresa en términos de energía acumulada (calorías/ml/día o en calorías/ml/hora) o en términos de la materia orgánica sintetizada (gramos/m2/día o kg/hectárea/año), que es el método más fácil y asequible. Por ejemplo, podemos calcular la productividad de una hectárea de alfalfa en un año, con cuatro cortes, pesando la materia obtenida fresca o en seco. Podríamos en determinadas regiones llegara unos 100 000 kg/ha/año en peso húmedo.
En este caso hablamos de productividad neta, donde ya se ha descontado el consumo de energía hecho por las mismas plantas para vivir o respirar. La productividad bruta o total engloba la totalidad de la biomasa acumulada y la energía gastada en el metabolismo de las plantas.
La productividad secundaria: Es la materia orgánica producida por los organismos consumidores o heterótrofos, que viven de las sustancias orgánicas ya sintetizadas por las plantas, como es el caso de los herbívoros. Por ejemplo: se puede deducir que una hectárea de pasto ha producido 1 000 kg de vacuno/año en ciertas condiciones, pesando la carne de los animales.
La productividad biológica: Es la velocidad de acrecentamiento de la biomasa en un periodo y una superficie determinados, que puede ser por año en una hectárea. Es la producción en pie de un área determinada. Por ejemplo: se puede decir que la productividad de vicuñas de una superficie de 70,000 hectáreas ha sido de 22 000 animales, con un peso de 25 kg por animal, lo que da en total 550,000 kg, o sea, 7,8 kg/ha/año.
La productividad natural puede ser mejorada y superada con técnicas de cultivo Intensivo, pero con frecuencia pueden producirse daños irreparables al ecosistema. La agricultura y la ganadería modernas, con uso de altos insumos en forma de fertilizantes, energía (maquinaria), pesticidas (herbicidas, insecticidas, fungicidas, etc.), y variedades mejoradas han logrado incrementar la productividad natural a niveles muy altos.
Sin embargo, cuando el manejo de las dosis de fertilizantes y pesticidas no es la adecuada, como la aplicación excesiva, los daños a los suelos, a las aguas y a la salud humana pueden ser también importantes. Por ejemplo, la aplicación del DDT ha causado y causa graves consecuencias a la flora, la fauna y la salud de los seres humanos. Lo mismo puede decirse de al menos una docena de otros pesticidas no degradables o difícilmente degradables en los ecosistemas.
La cadena trófica. También llamada red trófica, son una serie de cadenas alimentarias íntimamente relacionadas por las que circulan energía y materiales en un ecosistema. Se entiende por cadena alimentaria cada una de las relaciones alimenticias que se establecen de forma lineal entre organismos que pertenecen a distintos niveles tróficos. La cadena trófica está dividida en dos grandes categorías: la cadena o red de pastoreo, que se inicia con las plantas verdes, algas o plancton que realiza la fotosíntesis, y la cadena o red de detritos que comienza con los detritos orgánicos. Estas redes están formadas por cadenas alimentarias independientes. En la red de pastoreo, los materiales pasan desde las plantas a los consumidores de plantas (herbívoros) y de éstos a los consumidores de carne (carnívoros). En la red de detritos, los materiales pasan desde las plantas y sustancias animales a las bacterias y a los hongos (descomponedores), y de éstos a los que se alimentan de detritos (detritívoros) y de ellos a sus depredadores (carnívoros).
Por lo general, entre las cadenas tróficas existen muchas interconexiones; por ejemplo, los hongos que descomponen la materia en una red de detritos pueden dar origen a setas que son consumidas por ardillas, ratones y ciervos en una red de pastoreo. Los petirrojos son omnívoros, es decir, consumen plantas y animales, y por esta razón están presentes en las redes de pastoreo y de detritos. Los petirrojos se suelen alimentar de lombrices de tierra que son detritívoras y se alimentan de hojas en estado de putrefacción.
La pirámide trófica. Algunos animales sólo comen una clase de alimento, y por consiguiente, son miembros de una sola cadena alimenticia. Otros animales comen muchas clases de alimentos y no sólo son miembros de diferentes cadenas alimenticias, sino que pueden ocupar diferentes posiciones en las distintas cadenas alimenticias. Un animal puede ser un consumidor primario en una cadena, comiendo plantas verdes, pero un consumidor secundario o terciario en otras cadenas, comiendo animales herbívoros u otros carnívoros.
El hombre es el final de varias cadenas alimenticias; por ejemplo, come pescados grandes que comieron otros peces pequeños, que se alimentaron de invertebrados que a su vez se nutrieron de algas. La magnitud final de la población está limitada por la longitud de nuestra cadena alimenticia, el porcentaje de eficacia de transferencia de energía en cada eslabón de la cadena y la cantidad de energía luminosa que cae sobre la Tierra.
El hombre nada puede hacer para aumentar la cantidad de energía luminosa incidente, y muy poco para elevar el porcentaje de eficacia de transferencia de energía, por lo que sólo podrá aumentar el aporte de energía de los alimentos, acortando la cadena alimenticia, es decir, consumiendo productores primarios, vegetales y no animales.
Ecotoxicología. Estudia el destino y los efectos de los contaminantes en los ecosistemas, intentando explicar las causas y prever los riesgos probables. La ecotoxicología prospectiva evalúa la toxicidad de las sustancias antes de su producción y uso. La ecotoxicología retrospectiva se ocupa de confirmar si la sustancia produce daños en el ecosistema.
El efecto causado por un tóxico dependerá de su toxicidad inherente (capacidad de causar algún efecto nocivo sobre un organismo vivo), del grado de exposición, que a su vez dependerá de la cantidad que ingrese, de cuánto pase a los distintos compartimientos del ecosistema y de su persistencia.
La ecotoxicidad es la resultante de todos los estrés tóxicos que actúan sobre el ambiente. El principio de la ecotoxicología es que los organismos vivos son herramientas esenciales para la evaluación de la calidad ambiental, puesto que ellos son los que están expuestos a los efectos combinados de la ecotoxicidad. El uso de los métodos de evaluación biológica para detectar compuestos potencialmente dañinos comenzó a desarrollarse en los años ’70.
Múltiples estrategias de observación y de experimentación se usaron para evaluar la respuesta al estrés químico. Las técnicas de efectos biológicos cubren todo el espectro de la actividad biológica y organización, desde la molécula hasta la comunidad.
Impacto ambiental.
Las causas más frecuentes de los impactos ambientales son:
• Cambios en los usos del suelo: agricultura, ganadería, industria, deforestación, urbanización, construcción de infraestructuras.
• Contaminación: emisión de sustancias a la atmósfera, vertidos a las aguas, residuos al suelo, ruidos, cambios térmicos, radiaciones.
• Cambios en la biodiversidad (variedad de seres vivos): introducción de especies foráneas (propias de otros lugares), comercio de especies protegidas, caza y pesca abusivas.
• Sobreexplotación: sobrepastoreo (número de cabezas de ganado muy superior a la capacidad del territorio para generar pastos), extracciones masivas de recursos naturales (como madera, combustibles fósiles y minerales), caza y pesca abusivas.
• Abandono de actividades humanas: al emigrar a la ciudad, los campesinos abandonan sus tierras, que, por falta de cuidado, se deterioran por erosión.
También se queda alterado un territorio cuando se abandona la explotación de una mina sin llevar a cabo un proceso de rehabilitación posterior.
Según su extensión territorial, los impactos ambientales suelen clasificarse en:
• Locales. Son específicos y afectan a un área del territorio muy delimitada: contaminación del aire en las grandes ciudades, vertido de aguas contaminadas que afecta sólo a una zona concreta del curso de un río, construcción de una carretera en una reserva natural.
• Regionales. Se extienden por amplias regiones y pueden afectar a varios países: contaminación grave de las aguas de un río, las mareas negras, la lluvia ácida, etcétera.
• Globales. Se extienden por extensas áreas geográficas o pueden llegar a afectar a la totalidad del planeta, por lo que constituyen puntos prioritarios en los debates internacionales sobre política ambiental. Los impactos ambientales globales son:
– La pérdida de biodiversidad.
– La disminución de la capa de ozono.
– El aumento del efecto invernadero y el cambio climático.
– La escasez de agua como recurso (estrés hídrico).
Actividad complementaria
1. Describo las influencias del hombre sobre las cadenas tróficas.
2. Consulto sobre qué es un monitoreo biológico y ambiental.
3. Un ejemplo clásico del monitoreo biológico es la observación del descenso en las poblaciones de aves predatorias que llevó al descubrimiento de la bioacumulación y biomagnificación del DDT en la cadena alimenticia y de sus efectos adversos sobre el comportamiento, reproducción y formación del cascarón de los huevos de estas especies. Consulto sobre los daños DDT sobre los organismos de algunos animales.
4. Explico por qué son importantes los estudios ecotoxicológicos.
5. Describo impactos ambientales que pueden afectar la disponibilidad del agua potable para el consumo humano.
6. Describo los impactos ambientales que se puede ver sometido el suelo y cómo repercuten estos impactos sobre su capacidad para producir alimentos?
7. Describo cuatro impactos ambientales generados por la explotación del oro y petróleo.
8. Describo los impactos ambientales a los cuales puede estar sometido el suelo.
9. Explico como los impactos ambientales sobre el suelo pueden incidir en la producción de alimentos.
10. Enumero acciones humanas para reducir el impacto ambiental sobre el agua, suelo y aire.
11. Consulto qué es la energía endosomática y exosomática. Cuál de las dos se aplicaba con más frecuencia en la época de la sociedad recolectora-cazadora.
12. Describo los impactos ambientales que han generado la implantación de grande zonas con un sólo tipo de planta (los monocultivos).
13. Explico como la marginalidad, inseguridad y pobreza inciden en la crisis ambiental.
14. Explico en qué consiste el desarrollo sostenible, teniendo en cuenta tres aspectos: lo económico, social y ecológico.
15. "Cuando los consumidores pagan un recargo por el café cultivado por los agricultores mejicanos de Chiapas a la sombra de los árboles según el método tradicional, están contribuyendo a mantener la diversidad biológica (biodiversidad). Los granos de café cultivados a la sombra son de una mayor calidad. Además, para proteger sus cosechas de las plagas, esos agricultores confían en los depredadores naturales, y para nutrir las plantas confían en la fertilidad natural del suelo del bosque, evitando así los plaguicidas y fertilizantes químicos. Así no dañan el hábitat de las aves, los insectos y otros componentes de la fauna, que de otro modo se vería amenazada por la conversión de bosques en cultivos, y preservan al mismo tiempo los valores culturales, los modos de vida y de sustento tradicionales de las pequeñas comunidades humanas. Así, se debilitan los argumentos económicos que justifican la tala del bosque y se propicia su conservación y uso sostenible". (Tomado de Vaugham, Carpentier y Petterson, 2001, para GEO 3; modificado.)
15.1. ¿Qué impactos ambientales se están evitando con esta forma de cultivo del café?
15.2. ¿Por qué el cultivo de café a la sombra constituye una forma de explotación sostenible? ¿Qué tipos de sostenibilidad se reflejan en este texto?
15.3. ¿Qué son los costos ocultos? ¿Qué costos ocultos implica el hecho de talar el bosque para plantar un cafetal?
15.4. ¿En qué estilo económico se encuadraría este tipo de cultivo?
16. Creo un mapa conceptual sobre la temática planteada.
17. Invento un crucigrama con los términos de la temática interacciones bióticas.
18. Creo un acróstico con la expresión "impacto ambiental".
Bibliografía
* http://www.peruecologico.com.pe/lib_c2_t17.htm
* http://www.slideshare.net/lilianasalazarlopez/productividad-de-los-ecosistemas-1476578
* http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448157176.pdf
* http://www.youtube.com/watch?v=9DMUT9LOtD0
* Vídeo de complementación:
http://www.youtube.com/watch?v=nRqYadXcYPk
* Vídeo de complementación:
http://www.youtube.com/watch?v=nRqYadXcYPk
