los seres vivos y su ambiente ecologia 21

1

INDICE

INTRODUCCION……………………………………………………………………………………………………………………………….3

RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS…………………………………………………………………………………………..4

ORIENTACIONES DIDACTICAS GENERALES ………………………………………………………………………………….4

SUGERENCIAS PARA LA EVALULACION………………………………………………………………………………………...6

PROPOSITOS GENERALES……………………………………………………………………………………………………………….7

ORGANIZACIÓN POR BLOQUES………………………………………………………………………………………………………8

BLOQUE I

LAS RELACIONES ENTRE LOS SERES VIVOS Y SU MEDIO ……………………………………………………………9

BLOQUE II

LOS ECOSISTEMAS ………………………………………………………………………………………………………………………27

BLOQUE III

ESTRATEGIAS DIDACTICAS PARA LA ENSEÑANZA Y AL APRENDIZAJE DE LA ECOLOGIA EN LA

ESCUELA SECUNDARIA …………………………………………………………………………………………………………………30

MATERIAL DE APOYO

LAS INTERACCIONES MUTUALISTAS ……………………………………………………………………………………………43

RELACIONES ENTRE ESPECIES …………………………………………………………………………………………………….54

LAS MIGRACIONES DE LOS ORGANISMOS MARINOS ……………………………………………………………….65

LOS CICLOS ORGÁNICOS Y NIVELE TRÓFICOS EN LOS OCÉANOS …………………………………………70

LOS BOSQUES DE CONÍFERAS …………………………………………………………………………………………………..76

LOS BOSQUES DE CADUCIFOLIOS ……………………………………………………………………………………………..79

SELVAS ………………………………………………………………………………………………………………………………………….82

BOSQUE MEDITERRÁNEO …………………………………………………………………………………………………………….86

LAS SABANAS ………………………………………………………………………………………………………………………………89

2

PRADERAS Y ESTEPAS …………………………………………………………………………………………………………………92

LA TUNDRA …………………………………………………………………………………………………………………………………..96

LOS DESIERTOS ……………………………………………………………………………………………………………………………99

DANDO SENTIDO A LA CIENCIA EN LA SECUNDARIA ECOSISTEMAS …………………………………….105

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA ECOLOGÍA ……………………………………………………………………117

ECOLOGÍA PARA PRINCIPIANTES …………………………………………………………………………………………….129

ENERGÍA Y MATERIA ………………………………………………………………………………………………………………..153

POBLACIONES Y COMUNIDADES…………………………………………………………………………………………………171

PRINCIPALES ECOSISTEMAS ACUATICOS …………………………………………………………………………………182

PRINCIPALES ECOSISTEMAS TERRSTRES …………………………………………………………………………………192

EL HOMBRE Y EL MEDIO

GARCILASO DE LA VEGA………………………………………………………………………………………………………………….197

CONTAMINACION…………………………………………………………………………………………………………………………212

EXOBILOGIA ……………………………………………………………………………………………………………………………….228

GENERALIDADES ACERCA DE LA ECOLOGIA………………………………………………………………………….….234

LA ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS ……………………………………………………………………………………….…270

LOS CICLOS ECOLOGICOS………………………………………………………………………………………………………….301

ECOLOGIA DE LAS POBLACIONES ……………………………………………………………………………………………..323

ENERGETICA CELULAR, RESPIRACION

CLAUDE A. VILLEE………………….……………………………………………………………………………………………………….378

PRINCIPIOS DE ECOLOGIA

CLAUDE A. VILLEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………..397

¿QUE PRGUNTAS SE PLANTEA LA ECOLOGIA?

MAYRE E………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….423

ECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE

G. TYLER MILLER Jr………………………………………………………………………………………………………………………………………..442

3

INTRODUCCIÓN

El propósito básico de la asignatura Los seres vivos y su ambiente: ecología, es que los

estudiantes de la escuela normal analicen los procesos ecológicos de manera interrelacionada,

enfatizando los procesos globales y los conceptos básicos para la comprensión de las relaciones

entre los seres vivos y su medio, a la vez que adquieren los conocimientos y habilidades en la

construcción de estrategias didácticas orientadas a la enseñanza y el aprendizaje de la ecología

en la escuela secundaria.

Al inicio de este curso los estudiantes conocerán el campo de estudio de la ecología, los

conceptos de ambiente, nicho ecológico y ecosistema. Así mismo, analizaran e interpretaran

diversas interacciones que se producen entre los seres vivos, tales como la competencia, la

depredación, el comensalismo, el mutualismo y el parasitismo, a fin de que reconozcan su

importancia en los ecosistemas. En esta parte del curso también se estudian los ciclos

biogeoquímicos, con la finalidad de que se comprenda la importancia de los seres vivos en el

reciclamiento de los elementos y del flujo de energía.

El análisis interrelacionado de los procesos ecológicos permitirá a los futuros docentes predecir,

inferir e identificar los riesgos y las consecuencias de las actividades humanas en el ambiente y

abordar algunos de los problemas ambientales de mayor impacto en la actualidad, como la

contaminación del agua, la extinción de especies, la deforestación y el adelgazamiento de la

capa de ozono, entre otros. Mediante diversas actividades será posible promover y fortalecer

valores y actitudes como la responsabilidad y la participación.

Al final del curso los estudiantes pondrán en práctica algunos recursos para investigar las ideas

previas de los alumnos de la escuela secundaria, identificaran los obstáculos para la

comprensión de conceptos asociados a la ecología y podrán proponer alternativas para

resolverlos. Así mismo reconocerán la importancia de su labor docente para propiciar

aprendizajes duraderos que permitan a los adolescentes tomar decisiones responsables e

informadas. Otra actividad conveniente es que identifiquen ambientes naturales o artificiales

que estén a su alcance, por ejemplo una pecera o un terrario, como recursos didácticos que

faciliten la comprensión y el reconocimiento de la importancia de las relaciones entre los seres

vivos.

4

RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS

El presente curso se relaciona horizontal y verticalmente con otras asignaturas como son

Evolución; Biología I: Los microorganismos, bacterias, algas y hongos; Biología II: Las plantas;

Biología III: Los animales; Variabilidad y adaptación de los seres vivos, opcional I:

consecuencias de la actividad humana en el ambiente; Opcional II: Acciones para prevenir

problemas ambientales y en Educación ambiental y para la salud. De manera indirecta se

establece en la asignatura introducción a la Enseñanza de Biología La ciencia de la vida que los

estudiantes cursaron en el segundo y tercer semestre respectivamente y con la asignatura

denominada Procesos vitales: Estructura y funciones de los seres vivos, que se impartieron en el

quinto semestre y por ultimo, Biología molecular que se impartió en sexto semestre.

ORIENTACIONES DIDACTICAS GENERALES

A continuación se enuncian algunas líneas de trabajo que "conveniente desarrollar a lo largo del

curso:

1. Lograr que el conocimiento de los fines y el contenido de este programa sea compartido por

docentes y estudiantes. Será provechoso que al iniciarse el curso, el docente y el grupo analicen

conjuntamente el programa, para dejar claros sus propósitos formativos, la secuencia de sus

componentes y el tipo de trabajo que se espera de cada quien. Durante el curso, cuando sea

necesario, deberá regresarse a la lectura del programa para precisar porque y para que trabajar

determinados contenidos y actividades.

2. Aprovechar los conocimientos y experiencias previas del alumnado a fin de incorporarlos al

proceso de plantación de la enseñanza y evaluación de los logros del aprendizaje.

3. Fomentar la convicción de la existencia de, múltiples manifestaciones naturales que ofrecen

diversas oportunidades para el aprendizaje, para lo cual es necesario que los propios

normalistas recuperen, y ejerciten sus habilidades de observación y exploración, tanto en su

propio cuerpo Como en su entorno inmediato. También es importante que reconozcan los

recursos y materiales de apoyo didáctico que por su disponibilidad en la región puedan

aprovecharse mejor.

4. Asegurar una lectura comprensiva de la bibliografía básica y vincular las ideas que en ella se

presentan, con las actividades que se realicen en clase y con las actividades de observación y

5

practica que realizan los estudiantes en las escuelas secundarias. Debe evitarse el riesgo común

de que el material de lectura sea visto como algo separado del trabajo aplicado, que se -lee por

obligación y esta sujeto a formas poco eficaces de control y asumir, en cambio que la mejor

forma de demostrar una buena lectura es incorporar su contenido al análisis, la discusión y la

actividad practica.

Si el maestro advierte que algunos alumnos muestran dificultades en el manejo de la

bibliografía, puede promover la formación de círculos de estudio que funcionen temporal o

continuamente solicitando la colaboración de los alumnos más adelantados.

5. Incluir, en el programa de trabajo del grupo, actividades en las cuales los estudiantes lleven

a la práctica las observaciones y la indagación propuesta para los alumnos de la escuela

secundaria en temas especialmente relevantes, los programas, el libro para el maestro y los

libros del texto. Ello permitirá a los futuros maestros experimentar situaciones que vivirán sus

alumnos, revisar con detenimiento los materiales didácticos para su aprovechamiento eficaz y

poder anticipar algunos retos y dificultades pedagógicos que enfrentaran en su vida profesional,

6. Promover sistemáticamente la observación y el acercamiento de los estudiantes normalistas

con los adolescentes de la escuela secundaria, a propósito del conocimiento de la naturaleza y el

aprendizaje de la biología. Una oportunidad de hacerlo sistemáticamente la ofrece la asignatura

Observación y Practica Docente I; sin embargo, se deberá alentar a los estudiantes a buscar y

aprovechar todas las ocasiones informales para hacerlo, será con grupos escolares a los que

tengan acceso o con adolescentes de su entorno familiar y de residencia. La familiarización con

las formas de percepción y reflexión de los adolescentes, de sus reacciones ante estímulos

cognitivos que poseen un propósito claro, permitirá a los estudiantes desarrollar su sensibilidad

y su capacidad de empatia hacia la perspectiva desde la cual los adolescentes miran y tratan de

dar sentido al mundo que les rodea.

7. Realizar actividades complementarias de estudio para fortalecer la formación disciplinaria

básica de la logia. El maestro y los estudiantes deberán estar atentos a la detección oportuna de

deficiencias y vacíos que pueden existir en la formación individual. En esos casos, el docente

hebrea orientar el estudio y consulto de la bibliografía pertinente y accesible en e acervo de la

biblioteca de la escuela.

Así mismo, es recomendable aprovechar los audios cintas, el material video grabado y los

programas de informática educativa disponibles en la biblioteca de la escuela normal y en los

6

Centros de Maestros.

8. Establecer un adecuado equilibrio entre el trabajo de los alumnos, tanto individual como en

equipo. Es claro que numerosas actividades de aprendizaje deben realizarse individualmente, en

tanto que otras se benefician con el esfuerzo de un grupo de trabajo. En este último caso, deben

observarse ciertas normas mínimas que aseguren la eficacia de esta modalidad de organización

didáctica: la plantación clara del trabajo, la distribución equitativa de las tareas y el carácter

realmente colectivo del análisis, la discusión, la elaboración del resultado final del trabajo y la

evaluación. Dichas normas son útiles porque evitaran una frecuente deformación del trabajo de

equipo, que fracciona temas de aprendizaje, no permite a los estudiantes visualizar los

contenidos en su conjunto y oculta desequilibrios injustos en el esfuerzo realizado por cada

alumno. Se sugiere establecer como criterio que los equipos se integren con cinco alumnos como

máximo.

9. Propiciar la redacción de notas de lectura, registros de observación, así como el diseño y

elaboración de actividades y materiales didácticos para el desarrollo de los temas que integran

los programas de biología en la escuela secundaria. En este sentido es conveniente que cada

estudiante integre a lo largo del curso una carpeta personal con los productos del aprendizaje,

útil para el ordenamiento y la clasificación de su trabajo, para consultar durante los siguientes

semestres, en su futuro trabajo profesional y, eventualmente, como elemento para la

evaluación.

SUGERENCIAS PARA IA EVALUACION:

Los criterios y procedimientos que se definan para evaluar habilidades, valores, actitudes y

conocimientos adquiridos por los estudiantes durante el estudio de los temas del curso, deben

ser congruentes con los propósitos y las orientaciones didácticas señaladas.

Es necesario tener en cuenta que la evaluación, entendida como proceso permanente, no solo

permite identificar los avances y las dificultades en -el aprendizaje de los estudiantes, sino

también aporta información que el maestro puede aprovechar para tomar decisiones que

contribuyan a mejorar sus formas de enseñanza.

Para que los estudiantes tomen conciencia de los compromisos y tareas que les corresponde

asumir, es conveniente que al iniciar el curso acuerden con el maestro los criterios y

procedimientos que se aplicaran para evaluar. De esta manera tendrán los elementos básicos

para reconocer aquellos campos específicos en los que requieren fortalecer su formación

profesional.

7

Las características de este curso y el tipo de actividades a realizar requieren de prácticas de

evaluación diversas que evidencien los conocimientos que se adquieren, de las actitudes, las

habilidades y los valores que los alumnos manifiestan ante el trabajo individual y colectivo,

hacia los adolescentes y hacia la naturaleza.

Para evaluar, deben observarse y registrase sistemáticamente las actitudes, las habilidades y

los valores que manifieste cada alumno durante el curso, para hacer comparaciones e identificar

sus avances. También debe aprovecharse su participación en la clase, los textos escritos y las

indagaciones que realicen. En este caso, la evaluación no requiere de acciones ni productos

distintos de los generados en los procesos mismos de enseñar y aprender. Cuando se considere

necesario que los alumnos muestren sus niveles de logro por medio de un desempeño destinado

específicamente a la evaluación, los instrumentos seleccionados deben: plantear retos para que

los estudiantes apliquen su capacidad de análisis, interpretación, juicio crítico, comprensión,

relación, síntesis, argumentación y toma de decisiones; y proporcionar información sobre rasgos

como los que se enuncian enseguida:

• El interés que muestran los estudiantes por acercarse al conocimiento científico.

• La comprensión de las intenciones educativas de la enseñanza de la logia en la

escuela secundaria, a partir del análisis de los contenidos propuestos en los

programas de estudio de este nivel.

• La habilidad para vincular las elaboraciones teóricas con el análisis de las

situaciones educativas relacionadas con la enseñanza y el aprendizaje de la

biología.

• La capacidad para diseñar, mediante el conocimiento y use eficaz de los libros de

texto y otros recursos educativos y del medio, estrategias didácticas que estimulen

en los adolescentes las habilidades y actitudes propias de la indagación y del

pensamiento científicos.

Para lograr lo anterior, se sugiere tomar como base las recomendaciones de evaluación de los

libros para el maestro de Biología, Física y Química. Una combinación de estas podrá ayudar a

utilizar los instrumentos adecuados para cada situación que se necesite evaluar.

PROPOSITOS GENERALES:

La asignatura de Los seres vivos y su ambiente, ECOLOGIA, corresponde al 8°. Semestre del

Plan de Estudios de la Licenciatura en Educación Secundaria y tiene como propósitos generales

que los alumnos normalistas:

8

1. Reconozcan, analicen y comprendan las relaciones entre los seres vivos y su medio ambiente,

así como el campo de estudio de la ecología y los flujos de materia y energía en los

ecosistemas.

2. Comprendan como son las poblaciones, las comunidades y como funcionan los ecosistemas,

la diversidad que se presenta en los ecosistemas y las características y los problemas en cada

uno de ellos.

3. Adquieran los conocimientos y las habilidades en la construcción de estrategias didácticas

orientadas a la enseñanza y el aprendizaje de la ecología en la escuela secundaria. Ideas previas

y errores conceptuales acerca de la ecología en los alumnos de la escuela secundaria.

ORGANIZACION POR BLOQUES:

El programa del curso esta organizado en tres bloques temáticos. Los bloques, sus propósitos y

actividades sugeridas son las siguientes.

9

BLOQUE I. LAS RELACIONES ENTRE LOS SERES VIVOS Y SU MEDIO.

Tema 1. El campo de estudio de la ecología.

• La ciencia de la ecología.

• Estructura de los ecosistemas.

• Interacciones.

Tema 2. Flujos de materia y energía en los ecosistemas.

• Flujos de materia: ciclos de agua, carbono, nitrógeno y oxigeno.

• Flujos de energía: cadenas y pirámides alimenticias.

El primer bloque tiene como propósitos que los estudiantes normalistas conozcan y analicen la

importancia que tienen las relaciones entre los seres vivos y su ambiente que a lo largo del

tiempo se ha dado en la evolución biológica y reconozcan el carácter evolutivo para cualquier,

explicación ecológica. Al principio del bloque los estudiantes manifestaran sus conocimientos

previos respondiendo al porque de las relaciones entre los seres vivos y su ambiente.

Con esta actividad se pretende aprovechar lo que ya saber acerca del tema e identificar

Inexactitudes y posibles ideas erróneas. Mas adelante, se retoman los productos de esta

actividad para contrastarlos con las respuestas obtenidas después de haber observado algunos

videos relacionados al tema, así como la consulta de textos y lecturas especiales. Para el

desarrollo de los dos primeros bloques se recomienda ir leyendo durante el curso el libro

"Ecología para principiantes" de Federico Arana el cual a manera de simpáticos diálogos que se

llevan a cabo entre singulares personajes del reino animal, el autor nos introduce en el

conocimiento de los conceptos y principios básicos de la ecología en donde los textos son

apoyados por graciosas ilustraciones donde se muestra la importancia de conocer las relaciones

entre los organismos y su medio ambiente. También durante el bloque y desarrollo del curso

habrá una serie de videocintas que apoyaran de una manera mas objetiva la serle de temas a

tratar.

Una actividad sugerida en este bloque, peso recomendable en todo el curso es la revisión de los

libros de texto de educación secundaria autorizados por la SEP, con el fin de que los futuros

docentes Identifiquen ideas y actividades para enriquecer su practica docente, a la vez que

permite reconocer las bondades y limitaciones del libro de texto como apoyo didáctico. Las

lecturas de fragmentos que se presentan en la relación con los seres vivos, Flujos de materia y

energía ofrecen la oportunidad de que los estudiantes normalistas elaboren sus propias

10

explicaciones basándose en los datos que aportan las fuentes. Con todo ello se busca fomentar

en clase la discusión, el análisis y el debate, en el que los estudiantes formulen sus preguntas,

expresen y defiendan sus ideas, al mismo tiempo que conocen otros puntos de vista.

En la segunda parte de este bloque se aborda la temática sobre los flujos de materia y energía

en los ecosistemas, así como los métodos empleados para la obtención del conocimiento de

estos temas.

BIBLIOGRAFIA BASICA Y OTROS MATERIALES:

Arana, Federico (1982), Ecología para principiantes, México, Trillas.

Atlas de Ecología. Nuestro Planeta (1995), "La población", "El bosque de confieras", "El bosque

de caducifolios", "Selvas", "El bosque mediterráneo", "Las sabanas", "Praderas y estepas", "La

tundra", "Los desiertos", "Las regiones polares", "Las regiones de montaña", "Mesetas y

altiplanos", "El mar", "Las costar y marismas" y"'Los lagos", Barcelona, Cultural, pp.42-43, 64-

91.

Carmen, Luis de (1999), "El estudio de los ecosistemas", en Alambique: Didáctica de las

ciencias experimentales, num. 20, Barcelona, Grao, pp. 47-54.

Driver Rosalind y otros (1994), "Los ecosistemas", en Dando sentido a la ciencia en la escuela

secundaria: Investigaciones sobre las ideas de los niños, Madrid, Visor Dis, pp. 89-100.

Mayr, E. (1995), "Que preguntas se plantea la ecología en Así es la Biología, México,

Debates/SEP (Biblioteca del normalista), pp. 225-246.

Miller, G. Tyler Jr. (1994), "Los ecosistemas: “¿que son y como funcionan?", en Ecología y

medio ambiente, México, Iberoamericana, pp. 87-124.

Rojero, Fernando F. (1999), "Entender la organización. Aspectos didácticos del estudio de los

ecosistemas", en Alambique: Didáctica de las ciencias, experimentales, num. 20, Barcelona,

Grao, pp. 55-64.

Rosalind Driver, Ann Squires y otros. "Dando sentido a la ciencia en secundaria". Pp. 89-100.

Vázquez Guadalupe Ana (1993) "Ecología y formación ambiental "México, Mc Graw Hill, pp 5-

173.

11

Ville, Claude A. (1996), "Principios de Ecología" en Biología, 8a ed., México, Mc Graw Hill, pp.

785-798.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:

(1998), "El pastizal", en Correo del maestro, num. 25, México, Uribe, Ferrari, pp. 19-23.

Álvarez, Saules C. (1998), "Selva siempre verde", en Correo del maestro, num. 21, México,

Uribe y Ferrari, pp. 18-37.

Begon, Michael, John L. Harper y VOlin R. Townsed (1988), "Parasitismo y enfermedad",

"Mutualismo", "La naturaleza de la comunidad" y "Los problemas de los limites en ecología de

comunidades, en Ecología: Individuos, poblaciones y comunidades, Barcelona, Omega, pp. 422-

435, 468-503, 601-603 y 615-620.

Cifuentes, I Luis (1988), El océano y sus recursos: flujos de energía en el mar. Reproducción y

migraciones, México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia desde México, 63).

Krebs, 1. (1983), "La comunidad como unidad de estudio, "Características de las comunidades",

en Ecología, México, Harla, pp. 413-414 y 414-415.

Soberon, Jorge (1989). Ecología de poblaciones, México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia desde

México, 82)

Videocintas:

• Concepto de ecología

• Condiciones para la existencia de organismos.

• Divisiones de la ecologia

• Terminologia ecologica

• Niveles de organización

• Población y comunidad

• Concepto de ecosistema

• Energía de ecosistema

• Productividad

• Cadenas alimenticias

• Nuestro medio ambiente I, U. III. a Ecología aplicada.

• Ecología un compromiso compartido.

• Uso racional del agua.

• Agua elemento vital.

12

• Ecología marina.

• Reflexion ecológica.

• El agua.

• Ecologia.

• Comunidad biotica.

• Ecosistema.

• Basura.

• Contaminación del suelo.

• Contaminación del aire,

• Contaminación del aqua.

ACTIVIDADES SUGERIDAS:

Tema 1. El campo de estudió de la ecología,

La ciencia de la ecología.

1. Visitar un parque, un lote baldío o algún lugar cercano a su casa o a su escuela. Observar

como es el lugar: ¿Que seres vivos hay ahí?, ¿Habrá algunos que habiten en ese lugar y que no

los has visto? Remueva un poco el suelo con una vara, levante una coca y trate de encontrar un

ser vivo.

2. Experiencia de aprendizaje Observar detenidamente la ilustración que se le presenta y escriba

en la línea que esta al pie de cada una, ¿cual es el hábitat en el que se desarrolla cada

organismo?

13

Figura 4.1. Ejemplos de organismos que se localizan en distintos tipos de habitat

3. Observar los videos: ecología, comunidad biótica y ecología: un compromiso común y de

acuerdo a los materiales de apoyo investigar y contestar brevemente:

¿Que impacto encuentra en el video?

¿Que aspectos le aclaran?

4. De acuerdo a la investigación en algunos textos de ecología, y el análisis del video Ecología 1-

10, contestar lo siguiente:

¿Como se define a la ecología?

¿Cuales son las raíces etimológicas del termino ecología y como se comportaría

con las del termino economía?

Definir los periodos históricos por los que atravesó la ecología antes de

14

consolidarse como una rama científica del saber humano.

Hacer una descripción cronológica de los acontecimientos sobresalientes

relacionados con la ecología.

¿Como y por que definió Haecker a la ecología? ¿En que año lo hizo?

Definir por que y como la ecología posee un método peculiar de estudio que la

diferencia de otras ciencias, incluso biológicas.

¿Cual es la clasificación actual de la ecología? Y ¿Que estudia cada una de sus

ramas?

Mencionar dos procesos ecológicos en que participa el hombre.

Definir los conceptos que se presentan ejemplificando sus respuestas, cada uno

comparar con sus compañeros para señalar sobre la Idea que se, time de su

conocimiento: ecosistema, individuo, comunidad, población, ambiente, nicho

ecok5gico, hábitat, factores abióticos físicos, factores abióticos químicos,

factores bióticos, luz solar, temperatura, climas y vientos, altitud, latitud,

atmósfera y presión atmosférica, suelo y horizontes del suelo, oxigeno y bióxido

de carbón (acuáticos y terrestres), potencial de hidrogeno (PH), productores o

autótrofos, consumidores de distinto orden, desintegradotes o reductores,

bioma, biotopo, biocenosis, tráfico.

Estructura de los ecosistemas.

5. Realizar un mapa conceptual con los siguientes términos:

Todos los seres vivos Fisicos Aire Luz

Factores ambientales Presión Químicos Suelo

Factores bióticos temperatura Presión Agua

Factores abióticos Factores biológicos

Contestar lo siguiente:

¿Como están estructurados los ecosistemas?

Distinguir cuidadosamente entre los términos biosfera, comunidad, ecosistema.

Bioma e individuo.

Mencionar los niveles de organización en los ecosistemas. ¿en que consisten?

Mencionar los factores que conforman a un ecosistema y resumir brevemente

cada uno.

6. Experiencia de aprendizaje. Describir como ejemplo alguna población que hayas observado en

el lugar donde vive.

15

7. Explicar la secuencia de los niveles de organización de los seres vivos y niveles de espectro.

c) Explicar cuales son las características de los ecosistemas y la importancia de su estudio.

ACTIVIDAD 12

Consultar algún texto de Biología e identifique las principales características en cuanto a la flora

y fauna de los habitats que se mencionan en el texto "Ecología" que se encuentra en los

materiales de estudio. Después, en un mapa de la republica identifique los tipos de vegetación

de su estado y contestar en su cuaderno de trabajo:

a) ¿Que tipo de vegetación es la que mas frecuentemente ha observado en el lugar donde vive?

b) ¿Concuerda la descripción de la flora y fauna que investigo, con aquellos que ha visto en su

1 Población

Conjunto de organismos de

La e

2 Interacciones entre y dentro de poblaciones de diferentes especies

3 Interacción entre la comunidad y su ambiente físico ecosistema

4 Visión general planetaria biosfera

16

comunidad? ¿Cuales son las diferencias y similitudes?

c) Relacionar los conceptos de recursos y condiciones, con los tipos de habitats y explicar por

que ciertas zonas tienen un determinado tipo de vegetación.

ECOLOGIA CRISIS Y EDUCACION AMBIENTAL.

ACTIVIDAD 13

Discutir con sus alumnos que pasaría si ninguna, una, cincuenta, cien y finalmente todas las

personas de su comunidad llevaran a cabo las siguientes acciones.

a) Utilizar envases de vidrio y evitar comprar envases desechables de plástico o

papel.

b) Nunca comprar o cazar animales silvestres.

C) Separar la basura en orgánica e inorgánica, para facilitar si reciclaje.

De acuerdo con sus conclusiones analizar, con ellos la importancia de la frase tan utilizada por

varios grupos ecologistas "Piensa globalmente, actúa localmente". Anotar las conclusiones en su

cuaderno de trabajo.

ACTIVIDAD 14

Enlistar todas aquellas fichas didácticas que tienen que ver con la identificación de problemas y

soluciones relacionados con temas ambientales. Relacionar el problema particular que se trata

en cada ficha, con un problema ambiental general. Por ejemplo, la fabricación de compostas

orgánicas caseras con la manera de establecer métodos que nos permitan sacar provecho de la

basura y producir una menor cantidad de desechos en las ciudades o en el campo. Anotar los

resultados en el cuaderno de trabajo.

ACTIVIDAD 15

Escribir un pequeño texto de una o dos cuartillas en su cuaderno de trabajo en

donde explique:

a) Las causas que hacen de México un país de alta biodiversidad.

b) Los factores que han promovido el deterioro de la misma.

c) La importancia de la ecología como fuente de soluciones, Indicando que pueden aportar los

17

diferentes niveles de estudio e ideas que hemos revisado a lo largo de este trabajo.

ACTIVIDADES PARE EL CIERRE DEL CURSO:

Estas actividades pueden aplicarse en la jornada de Observación y Practica Docente:

1. En equipo o en forma individual elegir un tema de los programas de biología

especialmente los referentes a Los seres vivos y su ambiente, a fin de seleccionar los

recursos y materiales de apoyo para su desarrollo. Es conveniente tomar en cuenta

actividades didácticas como:

Platicas con especialistas.

Practicas de campo.

Visitas a viveros, museos, parques ecológicos, etc.

Libros de texto de educación secundaria autorizados por la SEP.

Periódicos y revistas.

Programas de televisión y radiofónicos.

Videocintas y audiocintas.

Aprovechar los videos y audio disponibles en los acervos de las escuelas

normales y los centros de maestros.

2. Planear una clase a partir de:

El tema del programa, los recursos y los materiales de apoyo e identificarlos con

la actividad anterior.

El enfoque de biología en especial las orientaciones generales recomendadas

para el tema elegido.

La promoción de habilidades, actitudes y valores en general la relación con el

mejoramiento del medio ambiente.

La recuperación de conocimientos y experiencias.

El desarrollo del tema en los libros de texto aprobados, a fin de retomar, adaptar

y enriquecer las ideas y actitudes sugeridas por los distintos autores.

3. Elegir uno de los planes de clase elaborados para analizarlo, enriquecerlo y mejorarlo con las

aportaciones del grupo. Exportar la clase planeada y hacer las adecuaciones necesarias para

cubrir los aspectos indicados en el punto anterior.

4. Retomar cada uno su plan de Base para mejorarlo. Comentar al grupo las dificultades y

18

proponer opciones para resolverlas.

5. Escribir un texto que explique la importancia del carácter formativo en biología. Presentar

algunos en el grupo y obtener conclusiones.

8. Discutir en equipo el cuadro que se presenta con respecto a la clasificarían metabólica de los

seres vivos.

19

9.

Escribir el concepto de comunidad, observar. el esquema de algún paisaje que previamente ha

seleccionado pare su estudio, conteste ¿Cuantos individuos hay y cuales son? ¿A que población

20

pertenece cada uno?

10. Comentar con sus compañeros de equipo algunas de las posibles relaciones existentes entre

las poblaciones identificadas y registrar sus conclusiones.

11. Señalar los factores ambientales:

¿Por que la luz solar es el factor abiótico fundamental?

12. Experiencia de aprendizaje ¿De que lugar y país sale la mariposa monarca? ¿A que país

llega? Investigar ¿Que problemática actual presentan los santuarios de la mariposa monarca?

13. Las aves y los mamíferos mantienen constante su temperatura corporal. Investigar ¿Cual es

esa temperatura? Y la temperatura de otros animales como se presenta

14. ¿Cual es la influencia de la altitud y latitud sobre el tipo de biomas en la naturaleza?

Esquematizar.

15. ¿Cual es la importancia ecológica de la fotosíntesis?, ¿Cuales son los efectos biológicos de la

luz? Explicarlos.

16. Experiencia de 4ormdiz*. Calcular el peso de la cantidad de agua de tu cuerpo:

¿Cuál es tu peso?

Multiplica ese valor por 0.7

¿Cuantos kilogramos de agua tienes en el cuerpo?

¿Que importancia tiene el agua en la vida de los seres vivos que habitan

el medio acuático?

¿Que importancia tiene el agua en la vida de los seres que habitan el

medio terrestre?

17. Explicar la relacionan entre la altura sobre el nivel del mar y la presión atmosférica. Haga un

esquema donde se aclare su explicación.

¿Cuáles son los componentes del acre y en que proporcionan se presentan?

18. Experiencia de aprendizaje. Observar la influencia y el oxigeno de los

organismos acuáticos.

21

Material: dos frascos o peceras de vidrio con capacidad aproximada de 1

litro, dos etiquetas, recipientes de 2 litros y 1/2 para hervir agua, dos

peces pequeños.

Procedimiento:

a) Hervir dos litros de agua en el recipiente.

b) Numerar los frascos o las peceras; anotar en sus etiquetas el

número correspondiente.

c) Dejar que el agua se enfrié; luego llenar el frasco numero uno con

la mitad del agua.

d) Airear la otra mitad del agua, pasándola 20 veces del recipiente al frasco 2

dejándola al final en el frasco correspondiente.

e) Colocar un pez en cada frasco. Observar cada uno durante 5

minutos. f) Anotar como se comporta.

¿Que le ocurre al pez del frasco numero 1?

¿Cual es el comportamiento del pez del frasco 2?

¿A que cree que se deben dichos fundamentos?

19. Realizar un esquema para explicar el perfil hipotético del suelo. Hacer un análisis en equipo.

¿Que es el suelo?

¿Que es la edafología y mencionar si hay alguna relación con la ecología de manera

directa o indirecta?

¿Como se clasifican los nutrientes en el suelo? ¿Cuales son solubles?

¿Cual es el mejor suelo agrícola? Mencionar la proporción de sus componentes.

Además de presentar el reservorio nutritivo para una gran diversidad de organismos,

¿Cuales fenómenos se presentan en la regulación de equilibrio ecológico? Hacer un

esquema y explicar cada fenómeno.

¿Cuales son los niveles troficos y que organismos se encuentran en cada uno?

Explicar los deferentes estratos en la vegetación según el esquema que se presenta.

22

(FACTORES BIOTICOS (RELATIVOS A LOS ORGANISMOS VIVOS DE UN

ECOSISTEMA)

23

20. Del material de apoyo, "Si tu me rascas la espalda, yo te la rasco a ti" de jorge Soberon y

"Relaciones entre especies" de la enciclopedia Océano de la ecología y el video el medio

ambiente I y II. Consultar los textos de apoyo y contestar brevemente:

Hacer una relatoria del video, y en algunos casos ejemplificar

con organismos que se presentan.

¿como es la interacción entre los organismos? Detallar las dos

agrupaciones y en cada caso dar ejemplos.

Hacer un análisis entre las dos lecturas que se presentan y presentar

una comparación entre los dos casos, tomar en cuenta las coincidencias.

Hay dos niveles que se pueden estudiar entre las relaciones que se

establecen entre los organismos. Investigar ¿Cueles son?

Presentar una discusión en el grupo para obtener conclusiones.

Interacciones.

21. De acuerdo al material de apoyo que se presenta en la lectura "Las migraciones de

los organismos marinos" de Cifuentes, Torres y García, contestar brevemente:

Los animales marinos, realizan una serie de desplazamientos o

migraciones de muy diversos tipos, ¿De que dependen? ¿Que es un

cardumen? ¿Por que las migraciones reproductoras son las más

curiosas?

Discutir en equipos como es el caso del arenque, el atún, y con mas

detalles el caso de la anguila y el salmón. ¿Como son las migraciones-de

las tortugas? ¿Como se presenta el caso de migraciones de las ballenas

grises?

TEMA 2. FLUJOS DE MATERIA Y ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS,

Flujos de materia: ciclos de agua, carbón, nitrógeno y oxigeno.

1. En equipo hacer una investigación de acuerdo al material de apoyo y videocinta.

Además de la lectura "Los ciclos órganos y niveles troficos en los océanos de Cifuentes,

Torres y Frías. Comparar los trabajos y obtener conclusiones, sobre:

¿Que es el ciclo astronómico y que diferencia tiene del ciclo geológico?

Mencionar ejemplos a cerca del porque la tierra es considerada como un

24

geosistema Integrado.

¿Aproximadamente que fracción de la energía solar que llega a la Tierra es

aprovechada por los productores? ¿En que forma se encuentra esta energía en

el productor?

Describir y dar ejemplos de cada uno de los siguientes: productores primarios,

consumidores primarios, consumidores secundarlos y reductores. Enlistar dos

alimentos que consumamos los humanos, que nos ubiquen en el cuarto nivel de

consumo.

Discutir brevemente las características del agua en relación con su importancia

para los seres vivos.

¿porque se señala el agua como un puente de hidrógeno? Ejemplificar en la

naturaleza.

Realizar el ciclo del agua y esquematizarlo.

¿Por que se habla de ciclos biogeoquímicos?

¿Por que son fundamentales todos los organismos reductores en un ecosistema?

Mencionar con que criterios se clasifican los ciclos biogeoquímicos en gaseosos y

sedimentarlos o en globales y locales.

¿Que señala la fotosíntesis? Escribir brevemente su principio.

¿Cual es el papel de la luz en la fotosíntesis?

Señalar y explicar brevemente las dos fases. Hacer un esquema para aclarar los

dos tipos de reacción.

2. Experiencia de aprendizaje. ¡Observe la liberación de oxigeno de la fotosíntesis!

Material: Planta acuática (de preferencia elodea, planta que se utiliza comúnmente en

las peceras), dos vasos de precipitado de 500 mm, dos embudos, dos cucharadas de

carbonato ácido de sodio o refresco de agua mineral, dos tubos de ensayo, cerillos.

Procedimiento:

a) En cada vaso poner agua y una cucharada de carbonado ácido de sodio.

b) Introducir en ellos rama de la planta acuática.

c) Meter los embudos en los vasos de tal manera que las ramas de elodea queden

dentro de los embudo.

d) Llenar de agua los tubos de ensayo.

e) Obstruir con el dedo pulgar los tubos de ensayo; sumergirlos en el vaso de

precipitado; deben cuidar que la parte Inferior de los embudos quede en el

interior de los tubos. Procurar que no entre el aire en el interior del tubo, para

que quede enteramente Reno de agua.

f) Señalar uno de los vasos con el numero 1 y ponerlo junto a una ventana para

25

que le de directamente la luz del sol.

g) Señalar el otro vaso con el numero 2 y situarlo en un lugar oscuro.

h) Después de que los vasos permanezcan durante un día en el lugar indicado,

observar detenidamente cada vaso.

¿Que ocurrió en el vaso 1? ¿Y en el 2?

¿En cual de los dos vasos se llevo a cabo la fotosíntesis? ¿Por que lo afirma? ¿Que supone que

hay en el tubo de ensayo?

¿Como se comprueba la presencia de O2?

3. Investigar y contestar brevemente:

¿Como es la fijación de nitrógeno en diversas leguminosas?

Mencionar las etapas de nitrógeno que se presentan en el ciclo de carbono,

fósforo, azufre y oxigeno y haga un esquema en cada caso.

¿Que es la fotosíntesis y como se relaciona con la contaminación

fotoquímica?

Flujos de energía: cadenas y pirámides alimenticias.

1. Leer los materiales de apoyo "Flujo de energía: cadenas y pirámides

alimentadas" y contestar brevemente:

• ¿Que significa trofico?

• ¿Que es la molécula del ATP? Y ¿Por que es tan importante energéticamente para

los seres vivos?

• ¿Que relación existe entre los flujos de materia y energía en los ecosistemas?

• Definir la primera y segunda ley de la Termodinámica y explicar ¿Por que son tan

importantes para los seres vivos?

Definir los conceptos de entropía y energía cinética y explicar por que

son tan importantes para la vida?

• ¿Que son los ciclos de materiales en el ecosistema?

• Escribir los nombres de los seres vivos que integran una cadena alimenticia

formada por productor, consumidor primario, consumidor secundario, consumidor

terciario y consumidor cuartersario.

2. Dibujar en su cuaderno de trabajo o conseguir alguna ilustración donde se presenten cadenas

y pirámides alimenticias.

26

3. Contestar lo siguiente:

1. ¿Por qua los seres vivos se clasifican en autótrofos, heterótrofos y

degradadores?

2. ¿Cual es la región visible de la luz solar y cual es su importancia?

3. ¿Que es el efecto invernadero en un ecosistema?

4. ¿Como se valora la efidencia en el use de la energía en el ecosistema?

5. ¿Que es la productividad y que relación tiene con la biomasa?

6. ¿Como se diferencian la productividad real de la productividad primaria o neta?

7. ¿Que es la quimiosintesis?

8. ¿Que significa la regla del 10%?

9. ¿Que relación existe entre los joules, unidades de trabajo y las calorías?

4. Contestar brevemente:

Diferencias entre energía nuclear y energía solar?

¿Que relevancia tiene la fijación biológica de nitrógeno, en comparación con el

proceso de haber, para la producción de fertilizantes nitrogenados?

Presentar una comparación entre Los trabajos presentados y obtener conclusiones.

27

BLOQUE II. LOS ECOSISTEMAS.

TEMA 1. ¿QUE SON Y COMO FUNCIONAN LOS ECOSISTEMAS?

El enfoque de sistemas en la ecología: ecosistema, comunidad y población.

Tema 2. La diversidad e los ecosistemas. Los problemas ambientales.

Ecosistemas acuaticos.

Ecosistemas terrestres.

Problemas ambientales.

ACTIVIDADES SUGERIDAS:

Tema 1. ¿Oue son y como funcionan los ecosistemas?

El enfoque de sistemas en la ecología: ecosistema, comunidad y población.

1. De acuerdo a la lectura de textos y al análisis del video Los ecosistemas.

Contestar brevemente.

¿Que es un ecosistema, y que características debe presentar? ¿Cuales

son los elementos para que se presente un ecosistema? Mencionar los

tres grupos de organismos en que se dividen los ecosistemas. Hacer una

relación entre población, comunidad y ecosistema y cómo están

estructuradas las comunidades.

¿Que es la biosfera?, explicar su importancia.

¿Como se define la homeostasis en un ecosistema?

¿Que es una sucesión ecológica y como se, diferencia-una primaria de

una secundarla, dar ejemplo en cada caso? ¿Que es el desarrollo

sucesional de un ecosistema y como se relaciona con-una comunidad

clímax?

¿Que es un bioma y cuales son los diversos factores que la condicionan?

¿Como es la dinámica de las comunidades?

¿Que cambios o factores influyen en la dinámica de los ecosistemas?

Tema 2. La Diversidad de los ecosistemas. Los problemas ambientales,

28

Ecosistemas acuáticos.

1. De acuerdo a la consulta de algunos textos y el análisis del video los

ecosistemas conteste brevemente:

¿Como esta constituido el ecosistema acuático y como se clasifica?

En los biomas marinos se encuentran dos grandes zonas mencionar y explicar cada una,

además ¿Que significa Plancton, Necton y bentos? Hacer un esquema representativo.

Mencionar los factores abióticos y bióticos que caracterizan a los ecosistemas acuáticos.

Señalar los dos biomas de agua dulce y explicar brevemente.

¿que es la estratificación en un ecosistema? Ejemplificar casos de las diversas

estratificaciones (vertical-horizontal), que es la estratificación en el espacio, decir

porque también con respecto al tiempo (días, noches o estaciones anuales) los

organismos presentan cierta estratificación.

¿Que es la productividad de un ecosistema? Definir claramente entre productividad

primaria y productividad primaria neta.

Mencionar algunos ecosistemas acuáticos mexicanos. ¿En que consisten cada uno de

ellos?

Ecosistemas terrestres.

1. Contesta brevemente:

¿Que es un ecosistema terrestre? Mencionar los más importantes.

¿Que diferencia hay entre la constitución de los organismos productores del medio

acústico y los del medio terrestre?

De acuerdo a la consulta de algunos textos y la Lectura que se presenta en los

materiales de apoyo referente a la variedad de Ecosistemas terrestres y videos.

Clasificar en un cuadro sinóptico cada uno con características propias. ,! Mencionar

algunos ecosistemas terrestres mexicanos.

¿cual es su ecosistema local? ¿Que relación hay entre un ecosistema urbano

con un ecosistema rural?

¿Que es la productividad en un ecosistema? ¿Defina claramente las

diferencias entre productividad primaria y productividad primarla

neta?

Problemas ambientales.

1. Discutir ampliamente ¿Cual ha sido el impacto humano sobre los ecosistemas? Así como

29

¿Cuales alternativas de manejo adecuado podrían desarrollarse en el futuro?

2. Experiencia de aprendizaje. ¿Que significa que ciertas especies están en peligro de extinción?

¿Que ejemplos de organismos se encuentran en la actividad en peligro de extinguirse el agua en

Chihuahua? ¿En que consiste la tala inmoderada? ¿Que consecuencias puede tener la tala

Inmoderada en el equilibrio de un ecosistema? ¿Como el sobre pastoreo daña un ecosistema?

¿Que significa el termino contaminación? ¿Cuales son los principales factores de contaminación?

3. De acuerdo a la lectura "Así protegen la biodiversidad los guardianes de la Amazonia" de la

revista muy interesante macro 04 y el video "El amazonas" contestar brevemente:

Donde se encuentra La Amazonia y con cuales países colinda y señalar su inventario en especies

animales y vegetales?

¿Por que se dice que es el más grande ecosistema?

¿Cual es el objetivo de los guardianes de la amazonia?

¿Que porcentaje equivale en relación a la biodiversidad del planeta?

¿Que recursos se encuentran en esta selva?

¿Como ha cambiado la cuenca amazónica en 30 años?

¿Que técnicas utilizan para localizar yacimientos?

¿Por que se dice que Amazonia es la gran reserva del planeta?

¿Cual es el centro que controla toda la información y donde se encuentra? ¿Quienes son los

garimpeiros?

¿Que otros países se han adherido en esta lucha por el medio ambiente?

30

BLOQUE III. ESTRATEGIAS DIDACTICAS PARA LA ENSEÑANZA Y EL

APRENDIZAJE DE LA ECOLOGIA EN LA ESCUELA SECUNDARIA.

Tema 1. Ideas previas y errores conceptuales acerca de la ecología en los alumno y de la

escuela secundaria,

1. De acuerdo a la lectura que se anexa en los materiales para el estudio "Dando sentido a la

ciencia en secundaria" de Driver, Sequeiros Investigadores sobre las ideas de los niños hacer un

análisis sobre la lectura tomando como base cada una de los aspectos que se consideran como

son: Progresión en el razonamiento sobre los ecosistemas, comunidad, población y competencia

entre organismos y así en cada caso que se presenta para derivar de las ideas que se tenían de

acuerdo a los niños de cierta edad y se reafirma lo que realmente-- se ha investiga, o se

comprende mejor cuando se tiene el estudio mas detallado o la madurez para entender los

fenómenos o conceptos referidos.

2. De la lectura "Introducción a la ciencia de la ecología de Charles Krebs y Ecología Leticia

Duran S. que se anexan en los materiales para el estudio del Bloque III Realizar las siguientes

actividades.

1. ¿Que es la ecología¿

ACTIVIDAD 1:

En su cuaderno de trabajo:

a) Explicar como se modifico la idea de la regulación del número de individuo de

una población a través de la historia, y por que este tipo de estudio ha sido de

gran importancia en el desarrollo de la ecología como ciencia.

b) Elaborar una cronología del desarrollo de las principales ideas en ecología,

indicando fecha, autor, la idea y su importancia.

2. Condiciones, recursos e individuos.

ACTIVIDAD 2:

El siguiente texto es la descripción de algunos aspectos de la vida de la fragata (Fragata

magnificens), un tipo de ave marina que podemos observar con frecuencia en las costas de

31

nuestro país. Después de leer esta descripción y el texto "Ecología" que se encuentra en los

materiales de apoyo distinguir cuales pueden ser las condiciones y los recursos de esta especie

y responder en su cuaderno de conclusiones ¿Que es la ecología? ¿Cuales son las principales

ramas de la ecología? ¿Cuales son algunos de sus métodos? ¿A que se debe la actual crisis

ambiental? ¿Cual es la importancia de la ecología en la solución de esta crisis?

"Las fragatas son aves marinas que habitan alrededor de los trópicos, anidando en grandes

colonias que se establecen en islas o costas. En México existen en las islas y costas del Golfo de

California, el Pacifico y el Caribe. Una de las mayores colonias es la que se ubica en la Isla

Isabel, situada a varios kilómetros de la costa del estado de Nayarit. En la Isla Isabel, la

temperatura anual oscila entre los 24°C y 35°C, y hay una marcada estacionalidad con una

época de lluvias que inicia en mayo.

Las fragatas son aves de gran tamaño y con una gran capacidad para realizar vuelos

acrobáticos; sin embargo, dado su tamaño y la constitución de su cuerpo no pueden sumergirse

en el agua en busca de alimento, por lo que capturan con su pico solo aquellos organismos que

encuentran cerca de la superficie del mar, como peces voladores y calamares. Una actividad que

Llevan con frecuencia es el robo de alimento a otras aves como los bobos de patas azules (Sula

nebouxii).

La temporada reproductiva de estas aves se inicia en noviembre, cuando se puede observar el

inicio del cortejo y la formación de parejas. Las fragatas construyen nidos sobre los Moles, con

ramas de la vegetación y guano, parecidos a pequeñas plataformas. Tienen solo un crió por

temporada reproductiva que, normalmente, es cuidado y alimentado por la hembra"

De la siguiente lista decir que factores podemos considerar como recursos y

cuáles como condiciones, y por que:

Peces voladores y calamares.

Temperatura entre 24 y 35°C.

Vegetación.

Bobos de patas azules.

Individuos del otro sexo con quienes reproducirse.

Presencia de Lluvias.

32

CONTESTAR AHORA:

a) Parece claro que una característica de las condiciones es que son, básicamente, factores

abióticos, pero ¿Que otra diferencia encuentra? ¿Se pueden agotar las condiciones? ¿Y los

recursos? ¿Por que? Ejemplificar.

b) ¿Que pasa cuando, por ejemplo, hay poca disponibilidad de ramas para construir nidos? ¿Que

relación tienen los recursos con la presencia de individuos de otra o de la misma especie?

ACTIVIDAD 3

Describir la relación entre las diferentes estructuras que presentan los organismos del esquema,

y sus recursos alimenticios. Discutir la importancia de los recursos en el contexto de la

evolución por selección natural.

34

ACTIVIDAD 4

Se lean preparados machos modelos para predecir cual seria el tamaño de hoja adecuada en

plantas que habitan en regiones con diferentes condiciones ambientales. Tomando en cuenta la

cantidad de luz y la humedad, podemos decir que, a medida que aumenta la cantidad de

radiación solar que recibe una planta, la temperatura de las hojas se incrementa y, por Canto,

también la perdida de agua por evaporación. La perdida de agua es proporcional al tamaño de la

hoja, pues mientras mAs grandes son las hojas, mayor es su superficie expuesta a la radiación.

Sin embargo, las consecuencias de la pérdida de agua están relacionadas con la humedad del

ambiente; mientras más húmedo sea este, menos Importante será para la sobrevivencia la

capacidad de retención de agua. La siguiente tabla nos muestra el tamaño óptimo de hoja

según las condiciones de humedad y temperatura.

1

Analizar la tabla anterior, explicar baja que niveles de temperatura y humedad esperamos los

menores y más tamaños de hojas. Relacionar esta información con las características de los

35

biomas donde encontramos hojas muy pequeñas o ausentes (desiertos), y donde abundan las

hojas de gran tamaño (selvas); ¿Concuerdan las predicciones de la tabla con las que ha

observado en la naturaleza?, ¿cree que la temperatura y la humedad son suficientes para

explicar el tamaño de las hojas en las plantas?, ¿que otros factores cree que puedan ser

importantes?

Analizar el presente esquema y explicar la relación entre el tipo de hojas de los bosques de

confieras y los matorrales, con el dima de estos ecosistemas. ¿Como define a la luz, como un

recurso o una condición? ¿Por que? Concluir explicando cuAl es la importancia de las condiciones

en la distribución de los organismos.

36

ACTIVIDAD 5

A continuación elaborar en su cuaderno de conclusiones un pequeño texto donde defina el nicho

real y el fundamental, utilizando como ejemplo la situación de los nopales y las palomillas

descritas en el presente texto.

37

El estudio de los procesos ecológicos es importante, pues necesitamos conocer como son, las

relaciones entre los distintos organismos y entre estos el ambiente. Los cocimientos derivados

de este tipo de estudios se utilizan para resolver algunos problemas relacionados con la

conservación ambiental el control de plagas, de enfermedades y el mejoramiento agrícola, entre

otros. El siguiente texto ejemplifica una situación en donde el conocimiento de las interacciones

ecológicas fue de suma importancia para controlar la expansión de un organismo considerado

como plaga. Su lectura en el salón puede ayudar a los alumnos a emprender el potencial de los

estudios ecológicos y puede ser el punto de partida para una pequeña discusión con las

preguntas que se sugieren al final del texto.

Alrededor de 1840 se introdujo en Australia una especia de nopal (opuntia stricta) que no

existía en ese país los nopales se desarrollaron rápidamente y se extendieron en las praderas y

bosque australianos convirtiéndose en una grave plaga. Para 1925 cubrían un área de 25

millones de hectáreas (extensión que equivale ala del estado de chihuahua) y pidiendo que

estas tierras se utilizaran para la agricultura y ganadería. El control mecánico o por herbicidas

era incosteable dada la extensión del área afectada, por lo que desde principios de este siglo se

inicio la búsqueda de un control biológico. En 1925 se introdujo una población de larvas

cactoblastis cacturum que se alimentaban de esa especia de nopal. Los 2749 huevesillos de

estas larvas dieron origen a un crecimiento explosivo, de tal forma que para 1929 se

recolectaron, en condiciones naturales, alrededor de 3 millones de huevesillos. Para 1930 el

problema de los nopales había desaparecido en Australia siguieron existiendo en bajas

cantidades en equilibrio con las palomillas. A partir de entonces las áreas nopaleras de vez en

cuando son asoladas por las palomillas, y luego mueren de hambre al acabar con la población

nopales; sin embargo algunos adultos pueden emigrar a otras zonas nopaleras depositan sus

huevesillos y reinician una población local. Al mismo tiempo las semillas de los nopales son

dispersadas y algunas de ellas prosperan en áreas libres de palomillas. *

¿Qué hubiera pasado si se elige algún insecto sin ninguna información?

¿Qué ventajas ofrece el control biológico sobre otro tipo de medidas para combatir plagas como

los insecticidas?

¿Por que el control biológico depende de nuestro conocimiento sobre las interacciones

ecológicas?

38

ACTIVIDAD 6

La siguiente grafica muestra los porcentajes de mortalidad sufridos por el camarón

(Crangon septemspinosa) en diferentes niveles de salinidad y temperatura.

En este caso podemos decir que el nicho ecológico de ese camarón esta definido por dos

variables: temperatura y salinidad. De acuerdo a la lectura " Ecología" que se anexa en los

materiales de estudio, estudiar la grafica y responder a las siguientes preguntas en su cuaderno

de trabajo:

a) ¿Cuales son los limites de temperatura y salinidad que definen las fronteras del nicho

ecológico de esta especie? ¿Cuales son los niveles óptimos de estas variables?

b) Definir el intervalo de condiciones que marcan el nicho fundamental de este camarón

¿Que ocurrirla si existiera entre los 15°C y 20°C un pez que actúa como un depredador

39

muy eficaz?, ¿Cual seria el nicho real de la especie?

3. POBLACIONES E INTERACCIONES

ACTIVIDAD 7

Existen diversas leyes que protegen a especies vegetales y animales; en algunas de ellas, como

las leyes de caza se establecen épocas de veda en las que se prohíbe cazar ciertas especies y

otras establecen que solo pueden ser capturados organismos de ciertas tallas. Esto se debe a

que en épocas determinadas las poblaciones se encuentran en etapa reproductiva o que al cazar

organismos de tallas muy pequeñas se impide que estos se reproduzcan. Discutir después de

leer el articulo, que importancia tiene la demografía para conocer las especies que se

encuentran en peligro de extinción o que están amenazadas, y en el conocimiento de la forma

de conservar y utilizar racionalmente nuestros recursos naturales. Anotar sus opiniones en el

cuaderno de trabajo.

ACTIVIDAD 8

En los peces Poecilia reticulata, una especie de gupis, existen poblaciones que habitan en zonas

donde el peligro de depredación es alto, mientras que para otras es reducido. De acuerdo con la

teoría de historias de vida en zonas de gran depredación estos peces deberían de comenzar a

reproducirse a edades tempranas y lograr producir descendientes antes de ser depredados. Al

invertir en esta reproducción temprana, los peces dedican menos energía al crecimiento y solo

alcanzarían tallas pequeñas. En las zonas de baja depredación esperaríamos lo contrario, esto

es, los peces a lo largo de varias generaciones deberían alcanzar tallas mayores al reproducirse

mas tarde. El mayor tamaño en estas circunstancias seria favorecido por selección natural al

permitir producir crías más grandes y resistentes, retrasando por lo tanto la edad en la que se

alcanza la madurez reproductiva.

Imaginar que tenemos dos pozas donde habitan estos gupis. En la poza A la depredación es

alta, y en la poza B, muy baja. Realizar un experimento cambiando los peces de la poza A a la

B, y esperemos que en el cambio en la tasa de depredación modifique las características de

historia de vida de los peces que han sido intercambiados. Marcar con una x solo los resultados

que espera obtener de este experimento, y después explicar por que:

a) Los peces modifican su color ( )

2. Los peces incrementan su tamaño ( )

3. Los peces se reproducen mas tardíamente ( )

4. La selección natural eliminara' aquellos peces que tarden mucho en

40

5. Reproducirse ( )

6. Los peces cambian de alimento ( )

ACTIVIDAD 9

Las interacciones entre organismos pueden ser resumidas utilizando un código simple, de

acuerdo con sus efectos para cada uno de los organismos que participan en ellas. El símbolo (+)

se utiliza para indicar cuando un organismo se ve favorecido por la interacción; el símbolo (--)

cuando es afectado de forma negativa y 0 cuando no existe ningún efecto. De acuerdo con el

ejemplo, complete la siguiente tabla utilizando los símbolos indicados e investigando en que

consisten en las interacciones que no mencionamos en el texto.

Interacción Organismo 1 Organismo 2 Ejemplo

Depredación + - Herbivoria

Competencia

Parasitismo

Mutualismo

Comensalismo

Amensalismo

ACTIVIDAD 10

De las siguientes situaciones, indique en cuales se trata de un caso de competencia

intraespecifica (1), o interespecifica (2), y de una competencia directa (3), o por interferencia

(4); anotar sus respuestas en el cuaderno de trabajo.

a) Las especies de ardillas Thomomys talpoides y T. bottae, que habitan en Norteamérica,

tienen zonas de distribución muy definidas que pocas veces se traslapan. Cuando esto

sucede, una de ellas domina con claridad a la otra siendo más abundante. Sin embargo,

los hábitos de alimentación de estas especies son muy amplios y no hay datos que

sugieran que la competencia se establece por el tipo de alimento consumido. En cambio,

el tipo de suelo que determina la capacidad de construir madrigueras de cada especie y

los hábitos fuertemente territoriales de T. talpoides parecen ser los factores que impiden

el establecimiento de ambas especies en una sola área.

( )Y( )

b) La especie de Avena fatua es una planta que causa problemas en las grandes praderas

del norte de los Estados Unidos, ya que compite con el lino El trigo y la cebada. La

avena persiste en los campos de -lino- porque sus semillas maduran antes que las de

41

este último y caen al suelo acaparando los recursos. Se ha observado una creciente

disminución de los cultivos de lino de acuerdo con el aumento en la densidad de avena.

( )Y.( )

c) En las poblaciones del balano Patella cochlear se ha observado que el tamaño promedio

de los individuos es una función del número de individuos que existe en la población.

En altas densidades poblacionales los individuos alcanzan tallas menores, y a medida

que la densidad disminuye, la talla promedio se incrementa.

( )Y( )

4. COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS.

ACTIVIDAD 11

Responder a las siguientes preguntas en su cuaderno de trabajo.

Explicar cuales son las diferencias entre las concepciones holistas y reduccioncitas de

comunidades y ecosistemas.

¿Cual es la diferencia entre una población, una comunidad y un ecosistema?

42

MATERIALES

DE

APOYO

43

Y SI TÚ ME RASCAS LA ESPALDA,

YO

TE LA RASCO A TI.

He llegado a las ramas de los árboles

(enflorados:

cual colibrí enjoyado gozo aspirando

(su olor,

con el cual deleito suavemente, gra-

(tamente, mis labios.

POESÍA NÁHUATL

L ÚLTIMO tipo de interacción

biespecífica que trataremos es aquel

en el cual ambas especies

participantes se benefician, por lo que se

puede simbolizar por ++. Algunas de estas

interacciones (llamadas técnicamente

mutualismos) son bien conocidas en todo el

mundo (por ejemplo, las de los

polinizadores y sus plantas), y siempre han

interesado a los naturalistas. Sin embargo,

sólo hasta tiempos relativamente recientes

de ecólogos de poblaciones han empezado a

considerar las interacciones ++ como

importantes e interesantes. Hasta la década

de los setenta los mutualismos se

catalogaban como parte de una historia

natural fascinante, pero sin mayor

importancia poblacional.

Obviamente, hay una larga lista de

precursores que desde el siglo pasado se

preocuparon por las interacciones ++, pero

siempre al margen de la corriente principal

de la ecología teórica. Es interesante

preguntarse por qué en los países

anglosajones los fenómenos de la

competencia y la depredación fueron

considerados interacciones sobre las cuales

valía la pena teorizar, mientras que el

mutualismo fue tradicionalmente del interés

de biólogos con antecedentes anarquistas

(Kropotkin), revolucionarios (Kostitzin) o

cuaqueros (Allee). Fuera cual fuese la razón,

el hecho es que actualmente ya ningún

ecólogo duda de la importancia de las

interacciones ++. Incluso se ha propuesto

que los eucariontes (los organismos cuyas

células poseen un núcleo verdadero; o sea

la totalidad de los organismos, con

excepción de las bacterias y algunos otros

grupos menores) se originaron a partir de

una interacción mutualista.

A semejanza de las interacciones -+, hay

una gran variedad de mecanismos

E

LAS INTERACCIONES MUTUALISTAS

LAS INTERACCIONES MUTUALISTAS________________________________

44

biológicos que producen el balance

demográfico ++. Para tratar de ordenar

esta diversidad, comenzaremos

mencionando las principales "monedas" con

las que se "paga". El mutualismo. Existen

tres tipos principales de beneficios:

En primer lugar, los beneficios tróficos o

alimentarios. Una especie puede ofrecer

alimentos en forma directa a sus

mutualistas, como el néctar y/o el polen que

proporcionan las flores a sus polinizadores;

los parásitos y desechos que los organismos

limpiadores reciben de sus clientes, etc. El

beneficio alimentario también se puede dar

en forma indirecta, como la flora y fauna

intestinales de los animales, que ayudan a

digerir compuestos que el animal en

cuestión seria incapaz de asimilar por sí solo

(por ejemplo, la celulosa de las plantas); o

como las bacterias nitrificantes de las

leguminosas, que convierten en amonio el

nitrógeno atmosférico; o las micorrizas de

los bosques, que aceleran grandemente los

procesos de degradación y absorción de la

materia orgánica por las raíces de los

árboles.

En segundo lugar, hay beneficios derivados

de la transportación de gametos,

propágalos o individuos adultos. Las

plantas, al ser en general incapaz de

moverse de un sitio a otro, requieren de

ayuda para dispersar su polen y sus

semillas. Existe además una gran variedad

de especies de animales que necesitan

obligadamente de dispersores. Por ejemplo,

como señala la doctora Ana Hoffmann en

otro volumen de esta misma serie, muchos

ácaros e insectos pequeños son fonéticos,

esto es, se transportan en las patas de los

escarabajos o mariposas, en los picos de

las aves, etcétera.

Una tercera gran categoría de beneficios es

la protección. Ésta puede ser muy directa,

como en el caso de las anémonas, cuyos

tentáculos venenosos dan refugio a los

peces payaso en los arrecifes tropicales; o

las hormigas, que protegen a las acacias y

los guarumos (cecropia) tropicales del

ataque de herbívoros y parásitos; u otras

especies de hormigas, que protegen muy

eficientemente a las larvas de ciertas

mariposas, o a los pulgones, de la

presencia de los parasitoides. También

puede existir protección en un sentido más

amplio, como el ambiente relativamente

estable y seguro que los endosimbiontes (la

flora y la fauna intestinales de muchos

animales; las micorrizas de las plantas,

etc.) encuentran dentro de sus hospederos.

Asimismo, se considera protección el

servicio de limpieza que muchos

organismos realizan sobre otros, para

remover parásitos o partículas inutilizadas

de comida, como hacen ciertas aves con los

búfalos, los rinocerontes o los cocodrilos, y

los peces limpiadores que incluso ocupan

territorios fijos a los que acuden los

“clientes” en demanda de “servicios”.

Una especie mutualista puede estar

necesariamente ligada a su “socio”, en cuyo


45

caso la desaparición de éste, conduce a la

desaparición de la población del mutualista

obligado: Los ejemplos del primer caso

abundan entre los mutualismos simbióticos,

es decir, aquellos en los que la asociación

es íntima, como las bacterias digestivas, los

hongos y las algas en los líquenes, etc.

También se encuentran algunos

mutualismos obligados no simbióticos, por

ejemplo, ciertas orquídeas del género

catasetum que son obligatoriamente

polinizadas por abejas euglossidas. Es

posible que también éste sea el caso del

árbol Calvaria major de la isla Mauricio: se

ha argumentado que las poblaciones de

esta especie no han producido ni una sola

plántula en los últimos 300 años, debido a

que estaban asociadas obligadamente a los

dodos. Éstos eran unas aves grandes,

torpes y mansas que hasta finales del siglo

XVII habitaban la isla Mauricio. Los

marineros europeos que llegaban ahí las

mataban, en parte por su carne y en parte

por gusto. En efecto, eran muy dóciles y

mansas y no podían volar, por lo que había

quien consideraba que matarlas a palos,

nada mas porque si, resultaba divertido.

Como consecuencia de este "deporte",

antes de que finalizara el siglo XVIII los

dodos ya se habían extinguido. Ahora bien,

se sabe que las semillas de muchas

especies de plantas necesitan pasar por el

tracto digestivo de las aves para poder

germinar, y entonces se propuso la

hipótesis de que las semillas de Calvaria

major requerían de ser tragadas y luego

excretadas por los dodos para su

germinación. Temple, en 1977, reportó el

resultado de un experimento que consistió

en dar semillas de Calvaria a guajolotes (lo

más cercano a los dodos que Temple

encontró): un 17% de las semillas que

estos animales excretaron germinó, lo cual

apoya la hipótesis de que, en la naturaleza,

Calvaria dependía obligatoriamente del

dodo para su reproducción.

Posiblemente la mayoría de los

mutualismos sean facultativos (no

obligados. Hay grupos (llamados gremios)

de especies que realizan tareas similares

dentro de una comunidad particular. Por

ejemplo, hay varios gremios de

polinizadores, constituidos por especies con

características similares, que se reparten

las visitas a los distintos gremios de

plantas. Así tenemos a los colibríes y

abejorros de proboscis larga que visitan a

las plantas del gremio de flores rojas con

corola estrecha y alargada. La remoción de

una sola especie del gremio posiblemente

no afecte de modo severo a cualquier otra

del gremio asociado, puesto que existen

especies alternativas que pueden realizar

las funciones de la desaparecida.

Para explorar un poco las principales

diferencias en la dinámica poblacional de

los mutualismos facultativos y los

obligados, plantearemos ahora algunos

modelos de espacio de fase semejantes a

los de los capítulos anteriores.

En general, debemos esperar que las


46

isoclinas de especies mutualistas tengan

pendiente positiva, puesto que a mayor

número de individuos de una de las dos

especies se requerirá de un mayor número

de mutualistas para compensar los efectos

negativos de la competencia intraespecífica.

Por otra parte, el beneficio demográfico

derivado de la presencia del mutualista no

puede aumentar indefinidamente. Por

ejemplo, por muchos polinizadores que

existan, no es posible fecundar más óvulos

que los que cada planta tenga, y por mucho

néctar y polen que las plantas provean, las

abejas no podrán aumentar su población

más allá de lo que otros factores limitantes

determinen. Por lo tanto, las isoclinas

deben de curvarse para reflejar este efecto

de saturación, de tal forma que cada

pequeño aumento en la densidad de una

especie requerirá cada vez más mutualistas

para compensar los efectos negativos.

Algunas isoclinas típicas de esta situación

se muestran en la figura V.I.

Figura V.I. Espacio de fase de una

interacción entre dos especies de

mutualistas facultativos.

Figura V.2. Espacio de fase de una

interacción entre un mutualista facultativo y

otro obligado (a), y de dos mutualistas

obligados, ambos con un umbral de

densidad de la especie mutualista (b)

La topografía del espacio de flechas indica

que se alcanzara un equilibrio estable en el

cual la densidad de cada especie es

M2

M2

M*1

M1

M

M

M M

M2

M1

b)


47

superior a la que se obtendría en ausencia

del mutualista. Como en el caso de la

competencia, es posible demostrar que no

se presentaran ciclos en este tipo de

espacio de fase. Hay que notar que se

supone que cada especie puede sobrevivir

en ausencia de su mutualista; esta

suposición corresponde al caso de

mutualistas facultativos. Tendremos

entonces una interacción sumamente

sólida, en la que las únicas perturbaciones

capaces de simplificar la asociación son

aquellas que excluyan completamente a

una de las dos especies.

¿Qué pasaría si una de las dos especies,

digamos la A, fuera facultativa? Esto se

representa corriendo la isoclina de la

especia. A hacia la izquierda, para que su

equilibrio se haga cero o negativo. Un

equilibrio negativo se interpreta

biológicamente diciendo que la población A

necesita una densidad mínima B* de su

socio para poder establecerse. En la figura

V.2ª tenemos ejemplos de ambos casos.

Nótese que se sigue obteniendo un solo

punto de equilibrio sobre el plano y que

éste es estable. Si en cambio ahora

hacemos que ambas poblaciones dependan

obligadamente de los socios, entonces las

isoclinas pueden cruzarse en dos puntos de

equilibrio. Uno estable y otro inestable

(Figura V.2b). Ahora el sistema entero

puede desaparecer si alguna causa externa

a la interacción mueve las poblaciones a la

zona de atracción del origen. Por lo tanto,

esperaríamos que los mutualismos

obligados fueran menos comunes que los

facultativos, pues los primeros resultarían

más sensibles a las fluctuaciones

medioambientales.

Hasta donde sabemos ahora, éste es el

caso. Es casi seguro que ejemplos de

asociaciones consideradas tradicionalmente

obligadas, como las yucas y sus

polinizadores, las de algunas micorrizas de

ciertas especies de árboles, o la micro

fauna del tracto digestivo de las termitas

(la cual digiere la celulosa que las termitas

comen) en realidad lo sean, pero no se han

realizado los experimentos de remoción de

uno de los dos mutualistas que permitirían

determinar el grado de obligatoriedad de la

relación. En cambio, abundan los ejemplos

de mutualismos difusos, en donde los

“socios” mutualistas son gremios de

especies que actúan similarmente. Por

ejemplo, los gremios de dispersores de

semillas (varias especies de aves) y las

especies de árboles cuyas semillas

dispersan. En este mutualismo, los

dispersores obtienen las sustancias

nutritivas de los frutos, y las plantas

reciben transporte a sitios alejados de

donde está la planta materna, lo cual puede

ser benéfico si en la vecindad de la planta

madre la competencia (por luz, por

ejemplo) resultara más intensa. En esta

área todavía hace falta realizar mucho

trabajo experimental, de manipulación de

densidades de especies, para entender bien


48

el funcionamiento de las interacciones ++.

Sin embargo, con la información disponible

ya se puede afirmar que los mutualismos

son tan importantes como las otras

interacciones en sus efectos a nivel de la

comunidad. Pensemos solamente en la

importancia de las micorrizas como

mutualismos que permiten la existencia de

los bosques y selvas. Es muy probable que

si se removieran las micorrizas de los

bosques, éstos sufrirían una profunda

transformación e incluso muchas especies

de árboles desaparecerían. De manera

similar, sin dispersores de semillas, las

selvas tropicales adquirirían una fisonomía

muy diferente, pues su diversidad se debe

en mucho a que las semillas son

transportadas por una variedad de

organismos que las mezclan y remezclan en

extensiones muy amplias. Sin los

dispersores, lo más probable es que muy

pocas especies de árboles dominarían la

composición de la selva, en lugar de la

escasa dominancia específica que se

observa. También en este caso queda por

realizar casi toda la labor experimental que

permitiría rechazar las hipótesis arriba

mencionadas. El estudio ecológico de las

interacciones ++ está aún “en pañales”.

Sin embargo, aunque en muchos casos

falta evidencia experimental, las

adaptaciones que observamos en los

participantes en las asociaciones ++

sugieren claramente que, por lo menos en

el pasado, se produjeron los cambios

demográficos necesarios para que actuara

la selección natural. Por ejemplo, la

morfología y la pauta de colocación en

muchas flores promueve la visita eficiente

de los polinizadores. Las rayas, manchas

alargadas o hileras de puntos que muchas

especies de flores poseen pueden servir

para guiar a los polinizadores hacia las

recompensas (néctar o polen) y aumentar

así la eficiencia del polinizador. Esta

eficiencia se mide por el número de visitas

“exitosas” que el polinizador realiza por

unidad de tiempo. La importancia de estas

guías e ha demostrado experimentalmente

por medio de tres técnicas principales: la

primera consiste en utilizar flores artificiales

en el laboratorio, algunas con guías y otras

sin ellas, y medir la cantidad de visitas que

los polinizadores realizan en un tiempo

dado; la segunda, en pintar a las flores

naturales en el campo; la última radica en

utilizar especies en las cuales se presentan

naturalmente flores con y sin guías. En los

tres tipos de experimentos, las flores con

guías reciben más visitas en el mismo

tiempo porque los visitantes van

directamente a la parte de la flor que

contiene el néctar, mientras que en las

flores sin guías se pierde mucho tiempo

vagando sin encontrar esta recompensa.

En muchas especies de plantas, el aspecto

de las flores, su coloración, el tipo de néctar

y la hora de apertura se conjugan en los

llamados “síndromes de polinización”. Éstos


49

son conjuntos de características florales que

las adaptan a la polinización por grupos

restringidos de visitantes. Por ejemplo, el

“síndrome de murciélago”, o quiróptero

filia, se manifiesta en flores grandes, de

colores pálidos, con gran cantidad de néctar

y de apertura principalmente nocturna. Este

síndrome favorece las visitas regulares por

parte de animales nocturnos, como los

murciélagos, con altos requerimientos

energéticos y capaces de detectar a las

flores en la oscuridad. Otro síndrome

fácilmente reconocible es el del colibrí.

Corresponde a flores rojas o anaranjadas,

de corola larga y estrecha, y de néctares

ricos en aminoácidos. Los visitantes típicos

serían animales de pico (o trompa) larga,

buena vista y muy dependientes del néctar

para su alimentación.

Aunque los síndromes tienen muchas

excepciones en ambos sentidos

(polinizadores atípicos visitan las flores del

síndrome, y los visitantes típicos visitan

flores que no lo presentan), son una valiosa

guía que, “a ojo de buen cubero”, puede

indicar qué tipo de polinizador se puede

esperar.

En este punto conviene subrayar algo que

ya se mencionó en el primer capítulo. La

selección natural no actúa (hasta donde nos

consta) para beneficio de la especie y

mucho menos de otras especies. En las

interacciones ++ una especie beneficia a

otra únicamente porque recibe algo a

cambio. Más aún, estrictamente hablando,

lo que ocurre es que el material genético

responsable de la conducta mutualista

produce más copias de sí mismo que

aquellos genes que no propicien el efecto

mutualista. Por lo tanto, por triste que

pudiera resultar para algunos enamorados

de la imagen de una naturaleza amable y

altruista, el mutualismo en los seres vivos

es únicamente un “egoísmo genético”

disfrazado, y a la menos oportunidad se

pueden seleccionar conductas que aporte a

la especie el beneficio del mutualismo sin

tener que pagar su costo.

En las relaciones entre polinizadores y

plantas, este tipo de “trampa” ha aparecido

un gran número de veces. Existen plantas

cuyas flores se reparten el costo de

producir el néctar, el cual es muy caro en

términos de energía. La papaya, por

ejemplo, tiene flores femeninas sin néctar,

pero que producen aromas parecidos a los

de las flores masculinas con néctar. Las

flores femeninas son polinizadas por

insectos que, debido a experiencias

anteriores con flores masculinas, asocian el

aroma con la existencia de una recompensa

en forma de néctar. La “deshonestidad” de

las plantas puede alcanzar extremos casi

escandalosos, como en el caso de muchas

orquídeas. Por ejemplo, en el género

Ophirys, existen especies cuyas flores

presentan una notable similitud con las

hembras de ciertas avispas. El macho de la

avispa se deja engañar por la orquídea y


50

trata de copular con ella, creyéndola una

hembra de su especie. Cuando por fin

abandona la flor (sin ninguna recompensa,

sea en néctar o de otro tipo), ya lleva

colocada en el tórax la masa de polen

pegajoso que la orquídea le depositó. Una

ulterior visita a otra falsa avispa hembra

culminara en la transferencia de la masa de

polen a la zona receptiva de otra orquídea.

La avispa realiza la transferencia del polen

de manera notablemente precisa y sin

ningún costo energético aparentemente

para la planta.

Pero también existen los “ladrones de

néctar”, que le hacen trampa a las plantas

perforando un pequeño agujerito en la base

de la corola y extrayendo el néctar sin

impregnarse de polen.

Otra interacción en la que se han producido

adaptaciones verdaderamente maravillosas

es la de los pequeños pececillos

“limpiadores” de los arrecifes tropicales.

Más de cuarenta especies y por lo menos

seis de camarones se dedican al “oficio” de

limpiar diferentes partes del cuerpo de

otros organismos, retirando partículas de

comida, pequeños parásitos, etc. Cuando

un individuo de alguna de las especies de

“clientes” requiere limpieza, se dirige al

sitio ocupado por un organismo limpiador.

El acercamiento puede acompañarse por

cambios en la coloración y la conducta del

“cliente”. Esta coloración sirve de señal

para advertir al limpiador de que el cliente

se aproxima como tal, y no como

depredador. El limpiador corresponde con

una pauta de nado muy precisa, que es

seguida por la conducta de limpiado.

Durante la limpieza, el encargado de ésta

puede penetrar a la boca abierta del cliente

y remover las partículas de alimento

incrustadas en los dientes. Se ha

demostrado experimentalmente,

removiendo de una zona a todos los

limpiadores, que sin ellos los peces clientes

se enferman de la piel y sus poblaciones

disminuyen. Tenemos por lo tanto, un

ejemplo mostrado de asociación ++.

Muchas veces las asociaciones mutualistas

se ven invadidas por organismos llamados

aprovechados, es decir, que toman ventaja

(se aprovechan) de la existencia del

mutualismo pero sin dar nada a cambio, o

hasta en perjuicio de uno o ambos

participantes en el mutualismo Un ejemplo

de esto ocurre entre los limpiadores y sus

clientes. El pez limpiador Labroides

dimidiatus tiene un mínimo, Aspidontus

teniatus, el cual es extremadamente

parecido al primero. Cuando un cliente en

busca de limpieza se aproxima a un

individuo de Aspidontus, este imita incluso

la "danza" de bienvenida del limpiador. El

cliente se pone entonces a disposición del

falso limpiador, quien en lugar de remover

las basuras o los parásitos se aprovecha de

la confianza del visitante para arrancar un

buen bocado de agalla o de "cachete".


51

Otro ejemplo de aprovechado es el de la

campamocha africana Hymenopus

coronatus, que se aprovecha del

mutualismo, entre los polinizadores y sus

plantas. El parecido de este depredador de

insectos a un grupo de flores es realmente

asombroso, de manera que los

polinizadores, engañados, en lugar del

néctar o polen encuentran su fin.

Como se ha visto, las interacciones

mutualistas deberían de facilitar la

existencia de las especies involucradas, tal

vez incluso manteniendo las especies

dominantes de una comunidad (micorrizas

de los árboles, por ejemplo), por lo que su

papel en la estructura de las comunidades

puede ser central. Las presiones selectivas

sobre los participantes en las asociaciones

++ deben de actuar en el sentido de

estrechar cada vez mas la asociación, a

diferencia de lo que ocurre con la

depredación, donde uno de los

participantes (la presa) esta sujeto a

presiones selectivas que promueven la

separación o disociación con el depredador;

o la competencia, en donde ambos

participantes deben de evolucionar en el

sentido de separarse ecológicamente de los

competidores.

Atlántico los atunes se alimentan hasta el

mes de noviembre y al llegar el otoño y

enfriarse las aguas, las abandonan y de

nuevo se dirigen hacia el sur para cerrar su

ciclo anual.

Este comportamiento de los atunes que

aparecen en la zona en primavera y se

desaparecen al final del verano ha creado

ingeniosos procedimientos para capturarlos,

como es el caso de las almadrabas, redes

fijas que se colocan en el área donde el atún

migra, sirviendo este desplazamiento para

que entren en la “trampa” y ahí los capturen

los pescadores, que les dan diferentes

nombres según su peso: cachorretas cuando

tienen de 5 a 6 kilogramos, libercoras

cuando tienen 10 kilos, atunarros, de

aproximadamente 50 y atunes, de más de

100.

Otros animales marinos que realizan

migraciones son las tortugas, aunque las

causas de este interesante proceso no están

totalmente aclaradas. Las tortugas marinas

se encuentran distribuidas en todos los

mares tropicales y vuelven a las costas

donde nacieron para aparearse y realizar la

puesta.

Un aspecto destacado del comportamiento

de las tortugas es su capacidad para

regresar a su lugar de anidación, esto les

permite nadar miles de kilómetros a través

del mar hasta una playa particular, siendo

una de las migraciones que rivaliza con las

realizadas por las aves, las anguilas y el

salmón. Resultaría interesante averiguar

con exactitud cómo consiguen estos

animales trasladarse desde los lugares

donde viven habitualmente hasta la zona de

cría, saber cómo escogen las rutas que


52

deben seguir y los procedimiento que

utilizan para orientarse en el grado océano.

Cuando Von Frisch descubrió, con sus

clásicos estudios, la existencia de una

brújula solar con la cual se orientaban las

abejas y, más tarde. Dramer comprobó la

misma capacidad en las aves, se estableció

la hipótesis de que también las tortugas

marinas podrían guiarse por la posición del

Sol o de las estrellas, aunque de momento

no se sabe cuáles son las facultades usuales

de estos seres.

También los investigadores han pensado

que el olfato debe desempeñar un papel

importante a la hora de realizar sus

desplazamientos, al permitirles distinguir las

diferentes masas de agua que atraviesan,

como sucede con los salmones, pero en

realidad tampoco se sabe mucho, por el

momento, sobre la agudeza de este sentido.

Asimismo, no se conoce la sensibilidad de

las tortugas, pero deben considerarse con

mucha cautela las teorías que se basan en

que podrían orientarse por una especie de

sonar, como lo hacen los cetáceos al ir

emitiendo ultrasonidos, hasta deducir, por el

tiempo en que éstos tardan en ser

percibidos después de rebotar en los fondos

marinos, la situación y forma de ellos.

Los desplazamientos de las tortugas han

podido ser estudiados con más facilidad que

los de otras especies, porque realizan sus

viajes sobre la superficie del mar. De todas

formas, sigue siendo un misterio su

mecanismo de orientación para acudir a sus

zonas de reproducción y de desove,

situadas a miles de kilómetros de distancia.

En las heladas aguas del Océano Ártico y

del Mar de Bering, en el casquete polar de

Alaska, cada año se inicia una de las

migraciones más extraordinarias que se

realizan: la de las “ballenas grises”. Es una

asombrosa migración que los cetáceos

emprenden puntualmente en los meses

invernales desde el polo norte hasta las

cálidas aguas mexicanas de la península de

Baja California. Sin lugar a dudas se trata

de una de las migraciones más largas que

efectúe cualquier mamífero. El recorrido se

prolonga por tres meses y durante este

lapso las ballenas se enfrentan a una serie

de adversidades.

Parten de la Península de Kamchatka,

bordean por la cadena de las Islas

Aleutianas, cruzan el Pacífico septentrional y

aparecen frente a los litorales de California,

E.U., sin detenerse, siguen un curso

paralelo a la costa hasta llegar a la

península de Baja California, doblan por

Cabo San Lucas y penetran al Golfo de

California, en México.

Los científicos consideran que estas ballenas

realizan la migración hasta las aguas

localizadas en el paralelo 28 por presentar

un clima benigno para ellas y por tener una

salinidad que permite gran flotabilidad,

fundamental para el entrenamiento de la


53

cría antes de emprender la larga migración

hacia el Mar de Bering.

El reloj con que la naturaleza ha dotado a

las ballenas grises, es de una exactitud

extraordinaria; según estudios científicos los

cetáceos nunca tienen un retraso mayor de

5 días al inicio o al final de su migración,

que ocurre entre el 20 de diciembre y el 20

de marzo, constituyendo uno de los

espectáculos más maravillosos.

Los naturalistas se han esforzado en

desentrañar el misterio de estas

migraciones para facilitar la labor de los

hombres de mar, aunque no lo han

conseguido en todos los casos, por lo que

quedan aún muchos problemas por

esclarecer sobre sus vidas.


54

as comunidades naturales están

formadas por poblaciones que

interactúan en varios grados, en un

abanico de posibilidades que abarca desde

interacciones básicamente neutras, en las

que dos poblaciones ocupan el mismo

hábitat pero no comparten el mismo

ambiente, a interacciones que tienen

influencia directa, positiva o negativa, sobre

la capacidad de los individuos, de una o

ambas poblaciones, de sobrevivir y

reproducirse. Desde una perspectiva global,

parece como si el efecto de la evolución

hubiera sido reducir las presiones de

competencia y producir una división de los

recursos entre una variedad de especies.

Así, la competencia intraespecífica puede

dar origen a la aparición de dos especies

distintas, con diferentes tolerancias,

mientras que la competencia intraespecífica

puede originar la compartimentación de los

recursos del hábitat a través de

adaptaciones corporales o de

comportamiento. Surge así una comunidad

de numerosas especies que ocupan distintos

nichos ecológicos y presentan distintas

especializaciones, sin que ninguna de ellas

(a excepción de la humana) sea

suficientemente dominante para desplazar a

muchas otras. Esto contribuye a la

estabilidad de los ecosistemas maduros,

puesto que en ellos prácticamente todos los

nichos están ocupados y sólo los invasores

con gran capacidad competitiva pueden

adueñarse de algún recurso. No obstante,

los ecosistemas con relativamente pocas

especies, como las que se hallan en una

fase inicial de desarrollo o las oceánicas

alejadas de las corrientes de dispersión, son

vulnerables a los cambios debido a

organismos invasores, tal como quedó

demostrado en los siglos XVII y XVIII con la

llegada de ratas, cabras y cerdos de los

barcos de los navegantes a las costas

caribeñas y del pacífico.

Los líquenes son un ejemplo de asociación

íntima entre dos especies: un alga y un

hongo. La fotografía muestra la belleza que

pueden alcanzar ciertos líquenes, como éste

que crece en un tronco de abeto.

LÍQUENES: UNA ASOCIACIÓN

EFICIENTE

unque a primera vista un liquen

parece una planta, en realidad, es

una asociación íntima de un alga

(generalmente, verde o verdeazulada) y un

hongo (generalmente, un ascomiceto) en la

que ambos coexisten formando un solo

organismo. Según su morfología, los

líquenes se clasifican en: foliáceos (aspecto

de hoja), fruticosos (aspecto arborescente)

y crustáceos (aspecto de costra). Estos

L

A

RELACIONES ENTRE ESPECIES

RELACIONES ENTRE ESPECIES_____________________________________

55

últimos, frecuentes en las rocas desnudas y

en las cortezas de los árboles viejos, están

compuestos por una capa externa de

filamentos del hongo densamente

empaquetados, bajo la cual se encuentra un

estrato alguno más de red de filamentos

(médula) que penetran en el sustrato sobre

le que se halla fijado el liquen.

La simbiosis parece perfecta: el hongo

absorbe el agua y las sales minerales que la

planta precisa y éstas son transformadas en

sustancias orgánicas merced a la función

clorofílica del alga. Esta cooperación hace de

los líquenes organismos extremadamente

resistentes al frío (en las regiones polares

constituyen a menudo la única forma de

vida vegetal existente) y a la sequía, y los

capacita para colonizar rocas desnudas,

terrenos baldíos y cortezas de árboles. Sin

embargo, algunos biólogos sugieren que se

trata de un parasitismo controlado en el que

el único beneficiado es el hongo. En todo

caso, los líquenes se reproducen (vegetativa

y sexualmente) y crecen como un todo,

manteniendo indefinidamente su eficaz

asociación íntima. Pero tienen un talón de

Aquiles, y es que carecen de medios

excretores, lo cual los hace muy sensibles a

los compuestos tóxicos. Así,

paradójicamente, los líquenes, que son los

grandes pioneros en la colonización de las

regiones más inhóspitas del planeta, no

pueden vivir en las ciudades

industrializadas, donde el aire contaminado

destruye la clorofila de sus cuerpos

vegetativos. Por ello, el crecimiento de los

líquenes se ha utilizado como indicador de la

contaminación atmosférica, sobre todo en lo

que se refiere al dióxido de azufre, gas que

se libera en la combustión de carbón y es

responsable de la lluvia ácida.

MUTUALISMO Y SIMBIOSIS

l mutualismo es un tipo de relación

entre dos especies que beneficia a

ambas. Los términos mutualismo y

simbiosis se utilizan a menudo

indistintamente, con el mismo significado,

pero, a la hora de precisar, los biólogos

prefieren restringir el uso del término

<simbiosis> a los casos de mutualismo en

que entre las dos especies asociadas existe

una permanente e íntima relación anatómica

y fisiológica que da origen a un todo

orgánico. Éste es el caso, por ejemplo, de

los líquenes (asociación entre un alga y un

hongo), las micorrizas (asociación entre las

raíces de las leguminosas y ciertas bacterias

fijadoras de nitrógeno).

En muchas ocasiones, la relación mutualista

o simbiótica persigue, directa o

indirectamente, fines nutricios, de modo que

un mutualista proporciona al otro

determinados nutrientes que este último no

puede obtener, y viceversa. Son de este

tipo los mutualismos que se desarrollan en

el aparato digestivo de los rumiantes y de

los xilófagos (devoradores de madera) con

determinadas bacterias y protozos).

E


56

Un liquen se forma cuando la espora del

hongo, al brotar, halla una célula del alga

apropiada para su asociación. A medida que

ambos se van reproduciendo, en estrecha

asociación, se va formando un entramado

de filamentos del hongo que rodea a las

células del alga, formando el talo del liquen.

En una comunidad, el mutualismo puede

desempeñar una importante función

ecológica, especialmente cuando se da entre

especies que sólo pueden sobrevivir en

determinados ambientes si se hallan

asociadas a otras en régimen mutualista o

simbiótico, porque el mutuo beneficio que

logran obtener mediante esta interacción les

permite desarrollar su actividad vital en

unas condiciones difíciles que no podrían

resistir por separado. Tal es el caso de los

citados insectos xilófagos, como los termes,

y sus microbios digestivos, y también el de

los líquenes. Los líquenes tienen una gran

capacidad de resistencia frente a las

condiciones desfavorables del medio

ambiente, lo que explique que sean los

organismos más difundidos sobre la faz de

la Tierra, encontrándose tanto en las

regiones polares como en los secos

roquedos de alta montaña sometidos a

fuerte insolación. Estas variaciones

ambientales tan acentuadas no podrían

soportarlas por separado el hongo y el alga,

que sólo pueden vivir en lugares sombríos y

húmedos.

Pero las relaciones mutualista también

pueden beneficiar a la comunidad en su

conjunto, como es el caso de las

bacteriorrizas, que asociadas

simbióticamente con las raíces de las

leguminosas fijan el nitrógeno atmosférico y

enriquecen así el suelo en este elemento;

razón por la cual las plantas capaces de

desarrollar esta simbiosis son a menudo las

pioneras en el desarrollo de una comunidad

sobre suelos pobres.

MICORRIZAS: HONGO-RAÍZ

as setas o champiñones no son sino

los aparatos reproductores del hongo.

El cuerpo de éste permanece oculto

bajo el suelo, estableciendo relaciones de

mutualismo con las raíces de los árboles del

bosque. Al coger una seta no hay que

arrancarla, sino cortarla, para respetar el

hongo.

Las micorrizas son asociaciones simbióticas

de mutualismo entre ciertos hongos y las

raíces de muchas plantas. El hongo

beneficia a la planta al descomponer la

materia orgánica presente en el suelo,

poniendo de este modo ciertos minerales a

disposición de las raíces. Éstas, por su

parte, proporcionan al hongo, que carece de

la función clorofílica, sustancias orgánicas

sinterizadas por la planta.

La importancia ecológica de las micorrizas

se descubrió al observar que las orquídeas

no prosperan si no están colonizadas por un

determinado hongo. Más tarde, también se

comprobó que muchas especies arbóreas

forestales mueren al ser trasplantadas a

L


57

prados con suelos fértiles, pero que carecen

de los hongos micorrizales, y que,

inoculando previamente estos suelos con

esporas de tales hongos, los árboles se

desarrollan con normalidad. Los cuerpos

filamentosos de estos hongos se extienden

por debajo de la capa gumífera de los suelos

forestales, formando un manto denso

alrededor de las raíces de los árboles e

introduciendo algunos filamentos en las

células radicales. Las setas o sombrerillos

que surgen del suelo no son más que los

aparatos reproductores (cargados de

esporas) de estos hongos, cuyo auténtico

cuerpo permanece enterrado.

En las orquídeas la simbiosis todavía es

mucho más estrecha, ya que los filamentos

del hongo invaden por completo las células

de la raíz. Las micorrizas son

particularmente importantes en los

ecosistemas tropicales, cuyos suelos

acostumbran a ser pobres en materia

orgánica y sales minerales. A través de sus

representantes micóticos, las raíces de las

plantas son capaces de invadir los cuerpos

de organismos recién muertos y extraer los

minerales de aquéllos de forma inmediata,

antes de que sean lavados por las lluvias.

Esas micorrizas tropicales son tan eficaces

que el agua de escurrimiento de las

pluvisilvas no contiene más minerales que

los presentes en ella en el momento de caer

como lluvia.

MUTUALISMO OBLIGADO Y

FACULTATIVO.

a relación mutualista puede tener

diferentes grados de dependencia y

especialización. Muchos de los

ejemplos hasta ahora citados son casos

extremos en los que las especies asociadas

no pueden vivir independientemente

(mutualismo obligado); pero hay muchos

casos de mutualismo facultativo, en los

cuales ambas especies se benefician con la

asociación pero son capaces de sobrevivir

sin ella. A menudo, este tipo de relaciones

no responde a intereses nutricios en ambos

socios, sino sólo en uno de ellos. Este es el

caso de algunas especies de cangrejos que

colocan anémonas u otros cnidarios en la

parte superior de sus caparazones, lo que

supuestamente les sirve de camuflaje; los

sedentarios cnidarios, por su parte, se

benefician de la relación al obtener

partículas de alimento cuando el cangrejo

captura y devora sus presas; sin embargo,

ni el cangrejo ni el cnidario dependen uno

del otro.

MUTUALISMO CLIENTELISTA Y

MUTUALISMO POLINIZADOR

n tipo de asociación facultativa muy

interesante es el que se establece

entre los pececillos limpiadores y

otros peces de cierto tamaño, como el

mero. Los diminutos limpiadores entran en

la boca del cliente y le van extrayendo los

fragmentos de alimento en putrefacción que

L

U


58

han quedado retenidos en los dientes, e

incluso penetran hasta la faringe para

devorar los posibles parásitos alojados en

ella, con lo que realizan un excelente

servicio de limpieza y desinfección a cambio

de alimento. Parece ser que el proceso

adaptativo ha desembocado en la inhibición

del instinto primario del cliente de engullir a

sus limpiadores frente a los vivos colores de

éstos, ya que existen otros pececillos

oportunistas que imitan los colores de los

limpiadores auténticos para penetrar

impunemente en las fauces del huésped,

arrancarle un bocado de suculenta comida y

salir rápidamente antes de que éste

reaccione ante el impostor.

Otro tipo de mutualismo, de mayor

trascendencia ecológica, es la asociación

planta-polinizador, tan abundante en la

naturaleza. El animal polinizador,

generalmente un insecto pero también

ciertas aves y otros animales, se beneficia

del néctar de las flores, mientras que la

planta consigue el transporte del polen y en

muchos casos la polinizador cruzada,

evitando así la autofecundación y

beneficiándose del vigor híbrido y la

variación genética en la descendencia, tan

ventajosa para la supervivencia de la

especie. Se trata de un ejemplo de

mutualismo en el que uno de los dos socios,

la planta, no obtiene realmente ningún

beneficio para su supervivencia, pero su

especie sale beneficiada de tal relación.

COMENSALISMO

l comensalismo es aquel tipo de

relación interespecífica en el cual

uno de los asociados resulta

beneficiado y ninguno perjudicado. En

general se trata se coacciones en las que

determinados organismos obtienen cobijo o

soporte de otros que no sufren perjuicio

alguno por tal colaboración. Es el caso de

las plantas epifitas, como las orquídeas

tropicales, o de carroñeros, como las hienas

que se asocian a los leones para aprovechar

los despojos de los cadáveres de animales

que ellas son incapaces de capturar. Donde

más extendido este ese tipo de relación es

en el océano: casi todo agujero de gusano y

concha de molusco tienen algún huésped no

invitado que se sirve del refugio y

eventualmente de la abundante comida del

socio pasivo, pero sin causarle daño o

beneficio.

VARIEDADES SINGULARES DE

COMENSALISMO

n tipo muy particular y frecuente de

comensalismo es el de los llamados

«autores- topistas», que viajan

sobre o dentro de otros organismos. este es

el caso del pez llamado pega timón o pez

piloto, que viaja adherido a un tiburón

mediante una ventosa y sólo se despega

para ingerir los restos del alimento dejados

por su patrón, para volver a fijarse

rápidamente sobre éste. No obstante, son

muchos los casos que en un principio se

E

U


59

creían ejemplos de comensalismo y que al

estudiarlos más a fondo se ha descubierto

que el supuestamente socio neutro salía de

algún modo beneficiado o perjudicado. Un

<autoestopista» puede influir

negativamente en su patrón haciendo que

éste se encuentre ligeramente más

desprotegido frente a los depredadores o

sea ligeramente menos capaz de buscar

alimento, pero así mismo puede producir un

efecto positivo poniendo a su disposición un

alimento que de otra forma seria

inalcanzable. Por ejemplo, algunos piensan

que el pegatimón ayuda a su patrón a

descubrir enemigos potenciales.

Los peces rémora (abajo), que viajan

pegados a los tiburones, aparentemente sin

causarles ningún perjuicio, constituyen un

caso particular de un tipo de comensales que

reciben el nombre genérico de

“autoestopistas”. Sin embargo, no se sabe a

ciencia cierta, si realmente se trata de una

asociación en la que el “patrón” no sufre

ningún perjuicio.

El amensalismo fue definido como un tipo

de interacción en la que una población

resulta perjudicada por otra que no sale ni

beneficiada ni perjudicada. Se trata de un

tipo de relación interespecifica muy difícil de

concebir según la mayoría de los ecólogos

modernos, que prefieren considerarla como

una interacción de competencia. Tal es el

caso de muchas plantas de lugares áridos,

especialmente desiertos, donde la escasez

de agua obliga al espaciamiento para poder

extender las raíces y captar la poca

humedad disponible. El espaciamiento

adaptativo se logra por un fenómeno

llamado alelopatia, en virtud del cual las

plantas establecidas producen sustancias, a

través de sus raíces o de las hojas que les

caen, que inhiben la germinación de otras

plantas competidoras en su entorno, e

incluso la de sus propias semillas. Hay que

suponer que la elaboración de tales

sustancias tóxicas representa un cierto

coste de producción, por lo que se asiste

más bien a una interacción de competencia.

Este tipo de comportamiento tiene un

equivalente a nivel microscópico en los

organismos que producen antibióticos y las

especies inhibidas por tales sustancias: es la

antibiosis, explotada por el hombre para

combatir las enfermedades infecciosas en

humanos y animales domésticos.

Determinados mohos y otros

microorganismos producen en su

metabolismo sustancias nocivas para ciertas

bacterias y otros microbios, probablemente

con el fin de disponer de una mayor cantidad

de alimento al eliminar del medio las

bacterias competidoras. Estas sustancias

antibacterianas son los antibióticos

(penicilina, estreptomicina, etc.) que el

hombre consigue en grandes cantidades

mediante el cultivo de estos mohos. No


60

obstante, el uso y abuso de estos inhibidores

bacterianos ha tenido una consecuencia

preocupante: la frecuencia de enfermedades

micóticas (producidas por hongos) ha crecido

notablemente, ya que, al eliminar las

bacterias mediante antibióticos, los hongos

patógenos tienen una oportunidad de

ensueño para multiplicarse dentro de un

huésped limpio de competidores.

VARIEDADES SINGULARES DE

COMENSALISMO

n tipo muy particular y frecuente de

comensalismo es el de los llamados

«autores topistas», que viajan

sobre o dentro de otros organismos. Este es

el caso del pez llamado pegatimón o pez

piloto, que viaja adherido a un tiburón

mediante una ventosa y sólo se despega

para ingerir los restos del alimento dejados

por su patrón, para volver a fijarse

rápidamente sobre éste. No obstante, son

muchos los casos que en un principio se

creían ejemplos de comensalismo y que al

estudiarlos más a fondo se ha descubierto

que el supuestamente socio neutro salía de

algún modo beneficiado o perjudicado. Un <

autoestopista» puede influir negativamente

en su patrón hacienda que éste se

encuentre ligeramente más desprotegido

frente a los depredadores o sea ligeramente

menos capaz de buscar alimento, pero así

mismo puede producir un efecto positivo

poniendo a su disposición un alimento que

de otra forma seria inalcanzable. Por

ejemplo, algunos piensan que el pegatimón

ayuda a su patrón a descubrir enemigos

potenciales.

Los peces rémora (abajo), que viajan

pegados a los tiburones, aparentemente

sin causarles ningún perjuicio,

constituyen un caso particular de un tipo

de comensales que reciben el nombre

genérico de <autoestopistas>. Sin

embargo, no se sabe a ciencia cierta, si

realmente se trata de una asociación en

la que el patrón no sufre

AMENSALISMO Y ANTIBIOSIS

l amensalismo fue definido como un

tipo de interacción en la que una

población resulta perjudicada por

otra que no sale ni beneficiada ni

perjudicada. Se trata de un tipo de relación

interespecifica muy difícil de concebir según

la mayoría de los ecólogos modernos, que

prefieren considerarla como una interacción

de competencia. Tal es el caso de muchas

plantas de lugares áridos, especialmente

desiertos, donde la escasez de agua obliga

al espaciamiento para poder extender las

raíces y captar la poca humedad disponible.

El espaciamiento adaptativo se logra por un

fenómeno llamado alelopatia, en virtud del

cual las plantas establecidas producen

sustancias, a través de sus raíces o de las

hojas que les caen, que inhiben la

germinación de otras plantas competidoras

en su entorno, e incluso la de sus propias

semillas. Hay que suponer que la

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elaboración de tales sustancias tóxicas

representa un cierto coste de producción,

por lo que se asiste más bien a una

interacción de competencia.

Este tipo de comportamiento tiene un

equivalente a nivel microscópico en los

organismos que producen antibióticos y las

especies inhibidas por tales sustancias: es la

antibiosis, explotada por el hombre para

combatir las enfermedades infecciosas en

humanos y animales domésticos.

Determinados mohos y otros

microorganismos producen en su

metabolismo sustancias nocivas para ciertas

bacterias y otros microbios, probablemente

con el fin de disponer de una mayor

cantidad de alimento al eliminar del medio

las bacterias competidoras. Estas sustancias

antibacterianas son los antibióticos

(penicilina, estreptomicina, etc.) que el

hombre consigue en grandes cantidades

mediante el cultivo de estos mohos. No

obstante, el use y abuso de estos

inhibidores bacterianos ha tenido una

consecuencia preocupante: la frecuencia de

enfermedades micóticas (producidas por

hongos) ha crecido notablemente, ya que, al

eliminar las bacterias mediante antibióticos,

los hongos patógenos tienen una

oportunidad de ensueño para multiplicarse

dentro de un huésped limpio de

competidores.

BACTERIAS QUE AYUDAN A DIGERIR

na de las asociaciones

interespecíficas más sorprendentes

es la que establecen ciertas

bacterias con los animales rumiantes. Estos

mamíferos son incapaces de digerir la

celulosa y, sin embargo, su dieta herbívora

está formada principalmente por este

compuesto orgánico. Digerir es

descomponer los alimentos en sustancias

más simples mediante reacciones químicas

activadas por enzimas.

Pues bien, el aparato digestivo de los

rumiantes no produce los enzimas

necesarios para digerir la celulosa, pero, en

cambio, su estómago está formado por

cuatro cámaras, separadas de tal modo que

las dos primeras funcionan como cámaras

de fermentación gracias a que contienen

una ingente población de bacterias y otros

microorganismos que digieren la celulosa y

liberan sustancias, nutritivas y vitaminas

que pueden ser absorbidas por el intestino

de estos animales. Al masticar

detenidamente la ingesta, el rumiante

aporta con la saliva sales beneficiosas para

el crecimiento de las bacterias del rumen. El

animal eructa frecuentemente durante la

rumia para eliminar los gases resultantes de

la fermentación. Además, las células

microbianas del rumen son digeridas en las

demás partes del tracto digestivo y

constituyen una buena fuente de proteínas.

Con las termitas pasa algo muy parecido,

sólo que, en lugar de bacterias, sus socios

U


62

mutualistas son protozoos que digieren la

madera mediante sus enzimas. La

dependencia es total, pues ninguno de los

dos simbiontes podría vivir por separado.

Dado que estos insectos pierden su

recubrimiento intestinal en cada muda, se

ven obligados a vivir en colonias para que

los individuos recién salidos de la muda

puedan recuperar sus protozoos digestivos a

partir de un vecino. Esta es la razón por la

que las termitas que acaban de salir de la

pupa lamen instintivamente el ano de otra

termita de su colonia, ya que así recuperan

sus colaboradores y pueden seguir

alimentándose de madera.

DEPREDACIÓN

a depredación es un tipo de

interacción positiva para una especie

y negativa para otra, siempre en

términos de uso de un individuo por otro

como alimento. Tiene un efecto negativo

sobre el crecimiento potencial de la presa y

un efecto positivo en el crecimiento de la

población del predador. Por tanto, en

sentido amplio, tan predador es un

herbívoro al alimentarse de plantas como un

carnívoro al alimentarse de herbívoros, pero

en general, el término se restringe al campo

de la caza, entre otras razones porque

muchos de los predadores de plantas se

limitan a recortarlas sin impedir que sigan

creciendo. No obstante, una población de

herbívoros excesivamente numerosa puede

acabar eliminando la vegetación de una

determinada área.

DEPREDACIÓN Y SELECCIÓN

NATURAL

a relación de depredación estabiliza

al ecosistema global, por lo que no es

correcto suponer que las relaciones

depredador-presa son siempre dañinas para

la presa como especie. Esto sólo ocurre

normalmente en el momento en que se

inicia la relación, pues los predadores recién

llegados suelen ser muy dañinos. Sin

embargo, con el tiempo las fuerzas de la

selección natural tienden a reducir la

prelación, ya que si ésta se mantuviera

indefinidamente a un nivel muy alto, el

predador acabaría por examinar la población

de sus presas y, a menos que encontrara

otra especie a la cual depredar, también se

extinguiría.

En general, donde la asociación predador-

presa es prolongada, el efecto a largo plazo

sobre ambos no es tan dañino como pudiera

pensarse y, en muchos casos, incluso es

beneficioso. Los predadores suelen eliminar

preferentemente a los individuos viejos,

enfermos o ineptos de la población de la

presa, ayudando así a ésta a mantener una

estructura poblacional y genética saludable.

Por otro lado, la población del predador

crece y disminuye al ritmo de las

oscilaciones de la población de la presa.

L

L


63

PARASITISMO

as leyes que regulan las interacciones

entre predadores y presas son muy

similares a las que regulan la relación

entre un parásito y su huésped. La única

diferencia notable entre uno y otro tipo de

relaciones radica en que el parásito no mata

a su víctima para devorarla, sino que la

utiliza como el único modo que le es útil, es

decir, viva, Por tanto, el parasitismo es un

tipo de relación interespecífica en la que el

individuo que la establece se beneficia de

alimentarse a costa de otro (huésped), el

cual resulta perjudicado como consecuencia

de los trastornos que le provoca el parásito.

Resulta evidente que los parásitos

causantes de enfermedades y plagas

contribuyen a incrementar la mortalidad de

los individuos de una población, o cuando

menos a disminuir su capacidad vital, lo que

puede repercutir notablemente en el

potencial reproductor de dicha población,

con la siguiente disminución de la natalidad,

hecho que repercute a su vez en la

regulación de las comunidades.

La tenia del pero, cuyo ciclo vital se

reproduce arriba en el dibujo, es un gusano

parásito que también puede desarrollarse en

el hombre. Todas las tenias viven en el

intestino de algún vertebrado, donde ponen

los huevos. Éstos son expulsados con las

heces y pasan a un huésped intermediario,

a través del cual se infecta el huésped

definitivo.

El nidoparasitismo es una modalidad de

parasitismo que practican algunas aves,

como el cuco, que explotan a otras aves

para que críen a su prole. Para lograrlo,

estas aves depositan sus huevos en un nido

ajeno y los dejan al cuidado de los

propietarios del nido.

PARÁSITOS Y ENFERMEDAD

odos los seres vivos están expuestos

a enfermedades producirás por

algún tipo de parásitos: virus,

bacterias, protozoos, gusanos y antrópodos

(insectos, arácnidos, etc.) El huésped puede

vivir sin el parásito, pero éste normalmente

no puede existir sin el huésped, ya que se

ha especializado en vivir a expensas de su

víctima mediante una serie de adaptaciones

a través de las cuales se ha vuelto

dependiente no sólo de algún huésped. Por

tanto, un buen parásito no mata a sus

huéspedes, por lo menos hasta que él y su

huésped se hayan reproducido.

Los huéspedes que se recuperan de un

ataque inicial se convierten a menudo en

transmisores de la enfermedad por

conservar algunos parásitos que continúan

produciendo huevos o larvas que infectan a

otros huéspedes. Contemplado desde el

punto de vista ecológico, el parasitismo,

junto con algunas enfermedades, es uno de

los factores que regula las poblaciones de

las comunidades naturales. Una prueba de

ello sería el hecho de que muchas

enfermedades aparecen cuando hay

L

T


64

hacinamiento, es decir, cuando una

población ha crecido más de lo que puede

soportar el ambiente y entra en estés

EFECTOS Y TIPOS DE PARASITISMO

os efectos del parasitismo son muy

variados; obstrucción o comprensión

de determinados conductos y

órganos, destrucción de tejidos (incluida la

savia y la sangre), expoliación de productos

de los cuales se alimenta el parásito,

intoxicación por la producción de toxinas

(caso de las bacterias), transmisión de

microbios patógenos (mosquito de la

malaria) y muchos otros.

En el reino animal se da también una

especie de parasitismo en el que se utiliza a

otra especie no para nutrirse sino con otros

fines, pero con evidente perjuicio. Este tipo

de relación, llamado explotación, adopta

diversas modalidades entre las que destaca

el nidoparasitismo, es decir, la utilización

por parte de ciertas aves –como el cuclillo-

del nido de otras para depositar sus huevos

y dejarlos al cuidado de la propietaria del

nido. Existe un género de hormigas que

todavía llegan más lejos en su afán de

explicación: reclutan larvas de otras

especies de hormigas, se las llevan a su

hormiguero y cuando han alcanzado el

estado adulto, las esclavizan para que

realicen los trabajos de la colonia.

L


65

ea cual sea el régimen de vida de

los animales marinos pelágico,

nectónico y bentónico, existe como

normal general el hecho de que realizan una

serie de desplazamientos o migraciones de

muy diversos tipos, donde cada fase de sus

vidas se desarrolla en un determinado

lugar; estos lugares dependen, a su vez, de

ciertas condiciones ambientales, tanto de

orden fisicoquímico como biológico y, sobre

todo, en este último aspecto, de la

alimentación, necesidad biológica que

impulsa a los seres vivos a penosos y

prolongados viajes y los condena a una vida

inquieta y nómada.

Las migraciones de los peces son las que

mejor se presentan para explicar estas

características de la vida marina,

encontrándose dentro de ellas las formas

mas variadas de desplazamientos que

responden, principalmente, a necesidades

de nutrición y reproducción.

Las migraciones para alimentarse o tróficas

tienen por objeto la búsqueda del alimento

para el crecimiento, desarrollo individual y

consecución de la maduración sexual. En

éstas, los peces se desplazan de un lugar a

otro produciéndose grandes concentraciones

de ellos, dando origen a enormes

cardúmenes que han sido aprovechados en

las pesquerías.

Las migraciones reproductoras, llamadas

también genéticas, son las más curiosas ya

que permiten observar que rara vez la vida

de los peces se desarrolla en un mismo

lugar. Suelen nacer en uno, desarrollarse en

otro y retornar al primero para reproducirse,

aunque en ocasiones pueden ir a otro con

características similares.

Estas migraciones reproductoras tienen

amplitud variable, pues mientras unos peces

apenas si se alejan de sus lugares de

nacimiento, hay otros que recorren cientos

de kilómetros para reproducirse.

Una vez que se lleva a cabo la reproducción,

el pez se encuentra agotado por el esfuerzo

realizado en la migración y por la

elaboración de sus productos sexuales; sin

embargo, retorna a los lugares de

alimentación donde inicia el nuevo ciclo,

acumulando reservas para poder

emprender, llegado el momento, una vez

más su migración reproductora.

S

LAS MIGRACIONES DE LOS ORGANISMOS MARINOS

LAS MIGRACIONES DE LOS ORGANISMOS MARINOS____________________

66

Es importante considerar que entre los

peces, algunos se mueven exclusivamente

en el seno de las aguas marinas, como el

arenque y el atún, mientras que otros pasan

del mar a los ríos debido a que sólo en ellos

encuentran las condiciones necesarias para

la reproducción, llamándoseles anádromo,

como el caso del salmón; o bien, para

efectuarla descienden de los ríos al mar,

denominándoseles catádromos como lo hace

el anguila.

La época de la reproducción se manifiesta

por estas migraciones que representan

verdaderas epopeyas para conseguir una

abundante procreación que asegure la

conservación de la especie sobre las aguas.

Entre todas las migraciones reproductoras

realizadas por los peces ninguna tan

maravillosa como la que efectúa la “anguila

común de agua dulce”: viaje de ida de los

progenitores desde las aguas continentales

a las grandes profundidades oceánicas y

viaje de retorno de los descendientes,

durante el que sufren curiosos cambios y

transformaciones para ir en busca de

lejanos parajes, en las partes más

intrincadas de las cuencas fluviales, entre

riscos y montañas, lugares donde vivieron

sus progenitores.

A la anguila nunca se le ha observado

reproducirse en aguas dulces, y aunque no

tiene la menor apariencia de ser un pez

marino, lo es parcialmente y sólo en

determinada época de su vida. Hoy se sabe

que cuando el animal presiente la llegada de

la época de reproducción, abandona el lugar

donde habitualmente se encuentra,

habiendo permanecido ahí de 8 a 10 años, y

emprende una accidentada peregrinación

para llegar al mar, lo que se hace más difícil

para aquellas anguilas que viven en lagos o

estanques cerrados, que se ven obligadas a

arrastrarse a través de los campos,

serpenteando por ellos, hasta alcanzar, con

instinto exacto, un curso de agua próximo

que puede llevarlas al mar.

Al llegar al mar no termina su migración: ya

en él, tiene que emprender un viaje miles

de kilómetros, que parece difícil de realizar

para un animal de tan escasos medios de

propulsión, el cual les conduce a los grandes

fondos oceánicos en los que encuentran las

condiciones adecuadas de salinidad, presión

y temperatura para efectuar su

reproducción, crear nuevos miembros de su

especie y morir.

Durante su última estancia en los ríos, las

anguilas han comido vorazmente toda clase

de animales acuáticos, acumulando reservas

para el largo viaje, en el que no ingieren

alimento.

Durante estas travesías se reúnen en

grupos que emprenden una asombrosa

migración. Las anguilas de los países

europeos se ponen en camino, y nadando

por los parajes más profundos llegan,

después de 4000 kilómetros recorridos, a

los fondos del Mar de los Sargazos, a unos

500 metros de profundidad y a 15º C, en


67

donde los individuos de uno en otro sexo

maduran, efectúan el desove, y cada

hembra pone hasta 9 millones de huevos

que son fecundados por el esperma que los

machos liberan también en el agua. Las

anguilas, extenuadas por el viaje, mueren

por el esfuerzo de la puesta y la

fecundación.

Unos días después, eclosionan de los huevos

unos pececillos aplanados, transparentes,

que los naturalistas durante algún tiempo

consideraron como diferentes a las anguilas

y a los que dieron el nombre de

leptocéfalos, hasta que estudios posteriores

determinaron con exactitud su verdadera

naturaleza de larvas de anguilas; no

obstante, se les dejó ese mismo nombre.

Si el viaje de las anguilas asombra; el de

regreso de estos leptocéfalos causa gran

admiración: desde el fondo de los Sargazos

hasta las costas de Europa tardan las crías

de anguilas 4 años para llegar, tiempo que

se estima insuficiente para que seres tan

delicados salven esta distancia, aún

suponiendo que los propios movimientos de

las aguas favorecen esta migración de

retorno. Cuando los leptocéfalos se acercan

ya al final de su viaje y están próximos a las

desembocaduras de los ríos, sufren

metamorfosis que cambia profundamente su

morfología y tratan de ganar los cursos de

los ríos que remontan también formando

grupos.

No todas las anguilas juveniles que se

aproximan a las costas penetran en los ríos;

muchas de ellas se quedan en las

profundidades de las desembocaduras, y de

acuerdo con su residencia en las aguas

dulces o saladas se define su sexo, hasta

ese momento indiferenciado. Las que se

adentran en las corrientes de aguas dulces y

prosiguen su viaje serán todas hembras,

mientras que las que permanecen en las

desembocaduras se determinan como

machos.

En este momento, el aplanado leptocéfalo

se transforma en una anguila juvenil

llamada “anguila” transparente, que al poco

de navegar por las aguas dulces se hace

opaca y se convierte en una verdadera

anguila, que crece a medida que se acerca

al curso alto de los ríos, desde donde

regresará al mar cuando la época de

reproducción llegue.

Al penetrar las anguilas en los ríos es

cuando se les captura en enormes

cantidades, constituyendo un manjar muy

estimado por los aficionados al buen comer;

estas dos características han ocasionado

que la población de anguilas haya

disminuido y que su costo se incrementará.

Migraciones analógicas efectúan los

salmones, pero en sentido inverso, porque

estos peces viven en el mar, donde

engordan de un modo considerable hasta

que llega la época de su reproducción:

cando han engordado lo suficiente, se


68

dirigen al continente salvando las corrientes

de los ríos, nadando con energía contra la

corriente; ni las cascadas representan para

ellos obstáculos infranqueables: las vencen

por medio de saltos y llegan extenuados a

los apacibles criaderos de las partes altas de

los ríos, donde se reproducen.

Esta migración, que resulta asombrosa,

admira más cuando se observa que en ella

los salmones no comen y las enormes

energías que tienen que desplegar se crean

a expensas de los propios tejidos del pez

que se consumen durante su gran viaje.

La larva del salmón sale del huevo

depositado en el fondo del un río de

montaña, donde sus padres desovan y

fecundan. En ese río, viven los pequeños

salmones durante 2 años; al cabo de ese

tiempo, se reúnen por millones y se ponen

en camino. Descienden río abajo hacia el

mar, con la cola hacia adelante y la cabeza

orientada hacia su lugar natal. Durante 3 o

4 años el salmón permanece en el mar,

generalmente en aguas muy profundas,

donde se alimenta de arenque, creciendo

con rapidez.

Después inician nuevamente su migración

hacia los lugares de desove; cuando se

reúnen en las desembocaduras de los ríos,

dispuestos a remontar la corriente, están ya

gordos y alcanzan casi un metro de

longitud. Su seguro instinto les lleva al río

natal, donde la hembra deposita unos 20 mil

huevos que luego son fertilizados por el

macho.

Una vez realizada la puesta, emprenden el

camino de regreso al mar; agotados,

muchos mueren sin llegar a alcanzar este

objetivo. El ciclo se cierra cuando al cabo de

2 a 6 meses, los huevos se abren y los

salmonitos crecen e inician su migración

hacia el mar. Es admirable que sean

capaces de partir de las profundidades del

océano y llegar a encontrar exactamente

aquellas aguas del río en las que habían

nacido años antes.

Otros peces efectúan también migraciones,

pero no son tan notable y destacadas

porque se producen dentro del propio

océano; un ejemplo de esto lo representa el

atún del Atlántico que tiene su cuerpo

fusiforme de color azul metálico y fuertes

músculos con aletas estrechas, en forma de

media luna por lo que se deslizan en el agua

con sorprendente rapidez y facilidad.

Se observa que en primavera, frente a las

costas del sudoeste de la península Ibérica,

e reúnen millares de individuos formando

grandes bancos de atunes. En su avance se

mantienen próximos a la superficie y

paralelos a la costa, son los llamados

“atunes de reproducción o de arribada” que,

tras haber pasado el invierno en el

Atlántico, acuden a reproducirse a los

mismos lugares en que lo han hecho los

miembros de su especie, generación tras

generación.


69

Con sus gónadas desarrolladas al máximo,

los atunes apenas se alimentan en el curso

de la migración reproductora; cada hembra

deposita varios millones de huevos, que son

fecundados por el macho y quedan flotando

a la deriva en las transparentes aguas. El

momento culminante de la producción tiene

lugar en el mes de junio, y a partir de esa

fecha los atunes emprenden el viaje de

retorno rumbo al Atlántico.

Durante su primer año de vida el

crecimiento del joven atún, es rápido, de

manera que a los 12 meses mide unos 60

centímetros y pesa 4 kilos. A partir de este

momento el crecimiento se hace más lento,

y a los 3 años, con más o menos un metro

de longitud y 15 kilos de peso, alcanza la

madurez reproductora; a los 5 años mide

cerca de metro y medio y pesa 130 kilos; a

los 13 años su longitud es de casi 2 metros

y medio y un peso de 200 kilos. Algunos

individuos muy longevos, que viven

solitarios en el Atlántico, llegan a alcanzar

hasta 5 metros de longitud y 800 kilos de

peso.

Una prueba de la extraordinaria capacidad

para migrar de los atunes es que unos

realizan su viaje de 5000 kilómetros y otros

hacen un recorrido de 3000 desde la costa

oriental del Atlántico hasta las costas

europeas. Cuando se adentran al tema muy

distinto en la actualidad que necesita de los

conocimientos de las ciencias marinas para

su adecuada discusión e interpretación.

LOS AUTORES


70

a biosfera o conjunto de seres vivos

que se encuentran en el planeta, está

representada por bacterias, vegetales

y animales. Entre estos organismos existe

una interdependencia debido a la necesidad

de alimento, del que obtienen la energía

para desarrollar sus funciones.

El alimento está representado por las

sustancias orgánicas: azúcares, grasas y

proteínas, las cuales son compuestos

químicos a base de carbono, hidrógeno,

oxígeno y nitrógeno. Las relaciones entre los

organismos y estas sustancias alimenticias

son cíclicas, de manera que se establecen

los llamados “ciclos orgánicos” en constante

renovación.

La interdependencia de las bacterias,

vegetales y animales se establece por los

procesos de utilización de la energía fijada

del Sol por los vegetales verdes y

concentrada en la sustancia orgánica que

ellos forman y que les sirve de alimento,

para pasar posteriormente a los animales y

a las bacterias. Esta relación que se crea

entre los organismos a través del alimento,

forma los llamados “niveles tróficos”,

semejándose más a un flujo o camino

unidireccional, por lo que la comida puede

llegar en un momento a agotarse, si se

utiliza con irresponsabilidad.

En los ciclos orgánicos y en los niveles de

alimentación que se desarrollan en el

océano intervienen estos tres tipos

fundamentales de organismos y, por

consiguiente, se establecen tres clases de

dependencia: todos los organismos

animales dependen de los vegetales verdes,

por ser los encargados de elaborar el

alimento pero, a su vez, éstos dependen de

las bacterias y de los animales, ya que a

partir del excremento o de los cadáveres de

ellos, las bacterias liberan nuevas sustancias

inorgánicas que son indispensables para las

plantas.

La dependencia de los vegetales verdes

respecto a las cantidades de materia

orgánica que degradan las bacterias, puede

entenderse si se analiza la frase del

científico Luis Pasteur que dice “no podía

existir vida sobre la Tierra si, junto con la

muerte, no existiese también la

descomposición”. Las sales minerales

formadas por nitrógeno, fósforo, azufre,

etcétera, solubles en agua, denominadas

“nutrientes”, son fertilizantes que permiten

el crecimiento de las plantas verdes y sólo

pueden ser aprovechadas por éstas gracias

a la actividad de las bacterias.

La energía que utilizan todos los sistemas

biológicos tiene su origen en el Sol, de

L

LOS CICLOS ORGÁNICOS Y NIVELES TRÓFICOS EN LOS OCÉANOS.

LOS CICLOS ORGANICOS Y NIVELES TROFICOS EN LOS OCEANOS_________

71

donde se libera inicialmente en forma de

radiaciones gamma, produciendo ondas

electromagnéticas que constituyen la

energía luminosa o fotónica. Al llegar a la

Tierra, parte de la energía solar es

absorbida por los vegetales verdes y

transformada en energía química por medio

de la fotosíntesis, sintetizándose nuevas

moléculas de compuestos orgánicos,

principalmente carbohidratos o azúcares, en

los que se almacena la energía. Para

desarrollar toda su actividad, vital, estos

vegetales verdes necesitan las sustancias

orgánicas que están sintetizando, las cuales

descomponen durante su respiración para

obtener energía.

La producción de sustancia orgánica de cada

planta verde está en función de la cantidad

de sustancia inorgánica con la que cuenta,

de la energía solar que recibe según la

estación del año, de su edad y del equilibrio

entre la fotosíntesis y la respiración. Según

se presenten estas condiciones, los

vegetales verdes crecen hasta llegar a la

talla característica para cada especie en ese

momento se establece el llamado “nivel de

compensación”, en el que las actividades de

elaboración de la planta se igualan con la de

respiración.

Se ha calculado que de cada millón de

fotones que se producen en el Sol y que

llegan a la superficie de la Tierra, sólo unos

90 son utilizados por todas las plantas

verdes para sinterizar materia orgánica; de

éstos, 50 son capturados por los vegetales

terrestres y los 40 restantes por los

marinos.

Lo anterior se debe a que el agua del mar

constituye una barrera para la penetración

de la luz, por lo que los procesos

fotosintéticos con los que se inician todas

las cadenas de alimentación se llevan a

cabo en las capas superficiales del océano.

En las profundas, donde no llega la luz, sólo

se encuentran bacterias capaces de

sintetizar materia orgánica sin ayuda de la

luz, obteniendo la energía necesaria de las

reacciones químicas que realizan, es decir,

desarrollan una quimiosíntesis en lugar de la

fotosíntesis; sin embargo, en estas zonas la

cantidad de alimento sintetizado es mínima.

Durante el proceso fotosintético se presenta

una serie de ciclos de los elementos

compuestos químicos que intervienen en él,

éstos son el del bióxido de carbono, del

oxígeno, del nitrógeno y los de otros

elementos como el fósforo, el calcio, el

potasio, etc.

El bióxido de carbono constituye solamente

el 0.03% del volumen total de la atmósfera,

y de ahí pasa el agua oceánica en donde se

disuelve, llegando a los vegetales marinos

para que puedan realizar la fotosíntesis. El

bióxido de carbono regresa a la atmósfera

durante la respiración de los organismos,

tanto vegetales como animales y por la

actividad del hombre durante las

combustiones que realiza en su industria; la


72

actividad volcánica es otra fuente que

regresa este compuesto al aire.

Los océanos tienen una mayor

concentración de dióxido de carbono que la

atmósfera, y este compuesto participa en un

gran número de procesos que lleva a cabo

los organismos como la formación de sus

conchas, la estructuración del esqueleto de

los corales, etc.

El bióxido de carbono, tanto de la atmósfera

como del océano, actúa en forma parecida a

las pareces de un invernadero, ya que

atrapa el calor del Sol sobre la superficie del

planeta. Según muchos biólogos, la

contaminación atmosférica causada por

diversas combustiones que realiza el

hombre, puede aumentar peligrosamente la

cantidad de bióxido de carbono y si esto

ocurriese, la temperatura de la superficie

terrestre aumentaría lo suficiente para

ocasionar cambios climáticos en gran escala

como por ejemplo, el deshielo de las zonas

polares, que traería el aumento del nivel de

los mares, ocasionando grandes cambios en

las cosas. Se desconoce si en estas

condiciones los vegetales verdes

aumentasen su producción fotosintética y si

esto equilibraría la situación.

Otro sistema cíclico que interviene en los

flujos energéticos es el del nitrógeno. Las

sustancias orgánicas nitrogenadas se

sintetizan en los vegetales verdes, formando

alimento para las mismas plantas y para los

animales; al morir estos organismos, así

como cuando excretan o eliminan sus

sustancias de desecho nitrogenadas, entran

en acción las bacterias; éstas, al

desintegrarlas, obtienen la energía para

realizar sus funciones y, al mismo tiempo,

transforman estas sustancias en productos

inorgánicos que son solubles en agua y

pueden ser absorbidos por los vegetales

verdes, para iniciar nuevamente el ciclo del

nitrógeno.

Otros elementos que se encuentran en el

agua oceánica son el fósforo, el calcio, el

potasio, etcétera, que también presentan un

comportamiento cíclico; todos ellos se

sintetizan en los vegetales verdes formando

compuestos orgánicos que son

aprovechados por ellos mismos, y que

pueden pasar a los animales y, de éstos, a

las bacterias; en ocasiones se produce un

paso directo de los vegetales a las

bacterias. La actividad bacteriana hace

posible que tales elementos queden de

nuevo a disposición de ser absorbidos por

las plantas.

La productividad oceánica, por lo tanto,

depende de la cantidad de vegetales verdes

que existan, de la disponibilidad de los

elementos inorgánicos que contienen

nitrógeno, fósforo, etcétera, y de la

abundancia de bióxido de carbono. La

existencia de estos elementos inorgánicos o

nutrientes hace que los ciclos vitales

transcurran más rápidamente y que la

producción del mar sea mayor.


73

Todas las funciones vitales que llevan a

cabo los organismos representan un gasto

de energía; esto se observa en la

respiración, la circulación, la digestión, la

correlación nerviosa, la natación, etcétera.

Tanto así, que se puede decir que los seres

vivos son constantemente atravesados por

un flujo o corriente de energía, que entra en

ellos en forma de alimentos, y sale bajo el

aspecto de movimiento, calor o actividad.

La alimentación de los seres vivos puede

interpretarse en términos de circulación de

energía; esto se observa cuando un pez

mayor devora a uno más pequeño para

seguir viviendo; el primero obtiene las

calorías o unida de energía que necesita a

expensas del segundo para poder llevar a

cabo las funciones vitales, estableciéndose

redes de devoradores y devorados, que

constituyen la base del mantenimiento de

los seres vivos, incluso de las bacterias que

viven a expensas de los restos de plantas y

animales una vez muertos. En conjunto, se

trata de una constante de transferencia de

energía, gracias a la cual se mantiene

girando infinidad de engranes que forman a

los seres vivos.

Esta red constituye la llamada trama de

alimentación, formada por una serie de

cadenas de alimentación en las que el

primer eslabón son los vegetales con

clorofila. Estos son fundamentalmente

algas, y no sólo las que se pueden observar

poblando las zonas costeras sobre las rocas,

sino infinidad de algas unicelulares,

microscópicas, que viven flotando en las

aguas como formadoras del fitoplancton,

existiendo muy pocas plantas superiores con

flores y frutos. Estos vegetales verdes

representan el primer nivel trófico del

océano, ya que son los productores

primarios de los que depende la vida en el

océano.

La rica población de algas microscópicas del

fitoplancton constituye el sustento de gran

número de pequeños animales de

dimensiones cercanas al milímetro, que

también viven flotando en el océano, cuya

alimentación es herbívora, y que forman el

llamado zooplancton, que integra el

segundo nivel trófico. Éstos, a su vez, son

capturados en parte por peces u otros

organismos que filtran el agua para

concentrarlos como su alimento y ellos

servirán después a otros peces carnívoros,

los cuales podrán alimentar a otros mayores

o al hombre que los captura para su propia

alimentación, estableciéndose los niveles

tróficos tercero, cuarto, etcétera.

Este encadenamiento de organismos que se

comen unos a otros se puede concebir como

una corriente de energía que va pasando de

unos seres a otros. En cada eslabón de

energía que va pasando de unos seres a

otros. En cada eslabón de la cadena se

pierde una buena parte de esta energía,

hasta un 90%, lo cual exige que la cantidad

de energía que captan los productores

primarios sea diez veces superior a la que

llega a los primeros carnívoros. Esta energía


74

que se va perdiendo en cada eslabón es la

que utilizan los organismos en sus procesos

vitales o que se pierde con la muerte de una

parte de ellos.

Las cadenas de alimentación se presentan

como una pirámide, en la que la base es el

fitoplancton y la cúspide los últimos

carnívoros; sin embargo, esto no es simple,

ya que un mismo organismo se puede

alimentar a expensas de varias especies

distintas, según las circunstancias del

momento y del medio donde se encuentre,

y a su vez, puede ser presa de unas y otras.

Por ello, el transporte de energía no se

realiza en forma lineal sino estableciendo

una red, la trama de alimentación, cuyos

nudos estarían ocupados por las distintas

especies.

Las relaciones tróficas de las comunidades

marinas suelen ser complejas, por la

tendencia de los organismos de niveles

tróficos, más altos a alimentarse,

alternativamente, de otros no

necesariamente del mismo nivel; por

ejemplo, en el arenque, que es uno de los

peces de mayor importancia como alimento

para el hombre, el riesgo de muerte por

hambre se ve disminuido por la existencia,

en su dieta, de organismos alternativos y

por su habilidad para conseguir alimento de

niveles tróficos bajos.

En la cadena de alimentación del arenque

en el Mar del Norte, la línea principal la

constituyen: las diatomeas, vegetales del

fitoplancton; calanus, copépodos herbívoros

del zooplancton; arenque adulto. Sin

embargo, se observa que las diatomeas

pueden ser comidas por larvas de moluscos

o por pequeños animales como copépodos

eufáusidos y tunicados, los que alimentan a

arenques jóvenes, o a otros gusanos como

las sagitas y los anfípodos, o a peces chicos

como las anguilas de arena, los cuales a su

vez son comidos por arenques adultos.

La cantidad de energía que se incorpora en

cualquiera de los niveles tróficos, es decir,

productores primarios, herbívoros,

carnívoros, carnívoros II, etcétera, se puede

expresar en calorías, en cantidad de materia

orgánica, denominándose producción. La

cantidad total en peso de materia viva, que

constituye un determinado nivel trófico se

denomina biomasa, por lo que se puede

definir la producción del océano como “el

aumento de la biomasa por unidad de

superficie y unidad de tiempo en un

determinado grupo de organismos”

En los mares templados, las algas

fotosintetizadotas del planctonton presentan

biomasas del orden de las 10 toneladas por

kilómetro cuadrado, con una producción

anual de 2 000 toneladas por kilómetro

cuadrado, lo que da una idea de la cantidad

de energía que se incorpora anualmente al

mar gracias a la actividad de los vegetales

marinos. Se estima que la cantidad de

energía convertida en materia viva por los

productores primarios en el mar, es mas o

menos de 15 trillones de kilocalorías por


75

año; según los autores de este libro, dicha

producción es de casi el doble de la

producción total de las plantas que habitan

en los continentes.

Con base en lo que se conoce de estas

tramas de alimentación, se puede decir que

el océano es capaz de producir mas

proteínas animales de lo que podría

consumir una población humana de

dimensión mayor a la que ahora existe en

el mundo, aún si cada individuo tuviera una

ración diaria equivalente a sus necesidades

o a sus apetencias. En la actualidad, la

mayor parte de la producción de los

océanos se destruye por muerte natural y

sin ser utilizada por el hombre vuelve al

ciclo biológico del océano.

Lo primero que necesita la dieta total de

hombre no son nuevos medios de

producción de alimentos sino una

distribución más equitativa de lo que se

produce, o de lo que fácilmente se puede

llegar a producir. En esta etapa de la

historia, el problema del hambre es de

egoísmo económico y no de capacidad

productiva de alimento por los organismos

que viven en los continentes y en los

océanos.

El deber de la ciencia, de la tecnología y

de la propia humanidad, es lograr que la

productividad del mar llegue de manera

equitativa a todos los hombres para

satisfacer sus necesidades proteicas.


76

l bosque de coníferas es la

formación vegetal característica de

los climas frescos o fríos. La

uniformidad es uno de sus rasgos

sobresalientes y la relativa pobreza en

especies otro. Se encuentra distribuido

principalmente por las latitudes medias y

altas del hemisferio septentrional,

apareciendo también en las regiones de

montaña en latitudes inferiores.

Bajo este nombre se incluye una amplia

zona del hemisferio norte, que en

Norteamérica alcanza hasta 1,500 km y en

Eurasia 2,000 km de norte a sur, mientras

que de este a oeste se extiende a lo largo

de casi 13,000 km. De modo aislado

aparece también en áreas de montaña de

latitudes más bajas. Se le conoce

igualmente por el nombre de taiga y se

corresponde con la zona boreal en la

división del planeta.

Tiene sus orígenes en la retirada de los

hielos hacia el norte después de la última

glaciación y en el progresivo aumento de las

temperaturas medias del planeta. En las

latitudes medias, con un clima más

templado, este fenómeno dio lugar a la

aparición de los bosques de hoja caduca,

pero en las nuevas zonas desprovistas de la

capa de hielo, aunque más suave, la

climatología no permitía el crecimiento de

los caducifolios. Las coníferas retrocedieron

por el sur ante el avance de esas otras

formas vegetales más evolucionadas y

colonizaron entonces el nuevo medio que

iba apareciendo por el norte.

CARACTERÍSTICAS DE LA TAIGA

os son los elementos climáticos

que dan carácter al bosque de

confieras en general y más

particularmente a la Taiga: la sequedad del

frío. La primera ha de entenderse en el

sentido fisiológico, es decir, que el agua no

está disponible en una forma utilizable por

las plantas. Cualquier viajero puede

encontrarse infinidad de lagos dispersos por

el bosque (por ejemplo, en Finlandia), amén

de charcas y pantanos dispersos por

doquier. Pero toda esta cantidad de agua

pronto se hiela debido a las bajas

temperaturas y otro tanto sucede con la del

suelo, que sin llegar a los valores de la

E

D

EL BOSQUE DE CONÍFERAS

EL BOSQUE DE CONIFERAS________________________________________

77

tundra, permanece también helada durante

mucho tiempo. Y el hielo no lo pueden

absorber las plantas, así que, a efectos

prácticos, la situación es similar a la que se

da en regiones más secas. Las hojas

afiladas y estrechas de las coníferas, las

acículas, son precisamente una adaptación a

esta situación de pobreza hídrica, que

brinda también una mejor protección contra

las bajas temperaturas.

Además de que el agua existente no suele

estar disponible, las precipitaciones tampoco

son abundantes, oscilando entre 250 y 500

mm anuales.

El segundo aspecto es el frío, las bajas

temperaturas que durante buena parte del

invierno mantienen los termómetros por

debajo de los 50ºC bajo cero. La

consecuencia de todo ello es un período

vegetativo de unos tres meses de duración,

que sólo de modo excepcional se prolonga

hasta seis meses en aquellas áreas más

meridionales o expuestas a la influencia

moderadora del mar. Esto condiciona el

límite de la vegetación arbórea, que en

Eurasia se sitúa alrededor de los 70 grados

de latitud norte, mientras que en América

desciende hasta los 55.

El suelo típico de la taiga es el podsol,

bastante pobre, así que el conjunto de los

tres factores tan sólo permite el

crecimiento de grupos vegetales muy

particulares. Son las coníferas que llevan a

cabo su período vegetativo durante los

meses estivales y que son capaces de

aprovechar las escasas cantidades de agua

disponibles, lo que se ve favorecido

también por las acículas, que gracias a su

estructura apenas pierden humedad por

transpiración.

LA FLORA

a taiga es una formación vegetal de

extraordinaria uniformidad, que en

ocasiones se extiende a lo largo de

cientos de kilómetros representada por una

única especie arbórea. Las coníferas que

forman este bosque son piceas, abetos,

pinos y alerces. A medida que se

aproximan a latitudes norteñas, el porte de

los árboles se reduce, alcanzando menor

altura y con las ramas y troncos más

delgados a consecuencia principalmente de

las desfavorables condiciones de

crecimiento y de la creciente pobreza del

suelo. En el límite superior de su

distribución son frecuentes las formas

enanas, similares a las que se encuentran

en la alta montaña.

Todas esas coníferas, salvo los alarces que

pierden su follaje con la llegada del otoño,

son perennifolias, lo cual constituye una

ventaja adaptativa importante, ya que,

cuando comienza el corto período

vegetativo, las plantas disponen así de

todas sus hojas ya formadas y en

condiciones de iniciar la fotosíntesis.

L


78

En las áreas de clima más suave, ya sea

por estar sometidas a la influencia

moderadora del mar o del océano, ya sea

por encontrarse en los límites meridionales

de la taiga, las coníferas crecen formando

bosques mixtos con algunas especies de

caducifolios, entre los que destacan

chopos, álamos, abedules, sauces y alisos.

Junto a las especies arbóreas aparecen

también numerosos arbustos y matas

formando el sotobosque (sorbos,

arándanos, fresales, etc.) Las piñas de las

coníferas y los frutos de estos arbustos

constituyen una importantísima fuente de

proteínas para la población animal.

LA FAUNA

os animales adaptados a este medio

reúnen en general unas

características especiales. La

mayoría de los invertebrados y muchos

vertebrados pasan el invierno en estado

letárgico (día pausa de los insectos, sueño

invernal de los vertebrados), con un

metabolismo reducido al mínimo que les

permite sobrevivir con las reservas

acumuladas en su cuerpo en espera de la

primavera. Por otro lado, muchos de los

pobladores de la taiga, en particular los

vertebrados superiores, lo son sólo

temporalmente y con la llegada del otoño

emigran hacia regiones de clima más

favorable; la considerable reducción en el

número de pobladores que esto conlleva

permite que los individuos que quedan,

sobre todo aves y mamíferos, puedan

aprovechar los escasos recursos que la

cubierta de nieve conserva y de este modo

sobrevivir al inverno. Estos pobladores

invernales están adaptados a las rigurosas

condiciones que imperan durante la larga

temporada desfavorable: va provistos de

un plumaje má espeso o de un pelaje más

denso, disponen de guaridas donde

refugiarse durante los temporales y

además cambian sus costumbres para

aprovechar al máximo el tiempo disponible.

Un súper predador típico de la taiga es el

glotón, mientras que entre los predadores

aves podemos citar cárabos, azores y

gavilanes y entre los predadores

mamíferos, linces y martas. Los fitófagos

están representados por cascanueces,

pinzones, lúganos, arrendajos y

piquituertos, con topillos y ardillas entre los

animales de pelo. El cuadro, resumido sólo

a algunas especies características, se

completa con los vertebrados,

especialmente los insectos.

L


79

PRESENCIA E IMPORTANCIA

as áreas ocupadas por los bosques de

hoja caduca son de clima más suave,

en el que pueden diferenciarse con

claridad cuatro estaciones, presentan una

mayor variedad de especies y poseen una

productividad biológica más elevada. Es la

formación característica de las latitudes

medias de ambos hemisferios,

principalmente del septentrional.

Constituye ésta una formación en que los

árboles de hoja caduca son el tipo biológico

dominante, representado por un gran

número de especies diferentes. El

sotobosque es asimismo mucho mas que

en el caso de la taiga y en algunos puntos

puede presentarse mezclado con diversas

coníferas. Su área de distribución principal

se sitúa en el hemisferio septentrional,

alrededor de los 50 grados de latitud norte,

descendiendo algo en áreas donde el clima

esta sujeto a la influencia oceánica y

presentándose también en los pisos bajos

de las regiones montañosas de latitudes

inferiores, como sucede por ejemplo en la

península Ibérica.

En el hemisferio austral aparece de modo

episódico en el extremo sur del continente

americano, formando una estrecha franja

en las estribaciones andinas. Nueva

Zelanda v una pequeña zona situada en el

extremo meridional en Australia son las

otras dos áreas australes con presencia de

este tipo de formación vegetal.

El bosque de caducifólios posee una

enorme importancia biológica en las

regiones en que aparece, pues la variedad

de especies arbóreas, arbustivas y

herbáceas que alberga proporciona una

variedad igualmente amplia de recursos

trófilos (hojas, frutos, tubérculos, semillas,

setas) y refugio a multitud de animales..

Esta gran variedad se extiende a lo largo

de todo el año gracias a la alternancia de

las cuatro estaciones, algunas con mayor

abundancia de alimento, pero ninguna,

incluso el invierno, totalmente desprovista

de recursos alimenticios para los

pobladores animales del bosque. Hay otro

rasgo importante de este tipo de árboles: a

diferencia de las coníferas -cuyas resinas

dificultan o impiden por completo a la

mayoría de los animales, tanto mamíferos

L

EL BOSQUE DE CADUCIFOLIOS

EL BOSQUE DE CADUCIFOLIOS_____________________________________

80

como aves o insectos, construir sus

refugios y nidos-, el tronco de las especies

de hoja caduca brinda infinidad de huecos y

orquedades y permite, además, que el

animal perfore en él su refugio.

CARACTERISTICAS DEL

BOSQUE DE

CADUCIFOLIOS

l clima donde se da este tipo de

bosque se enmarca dentro de las

latitudes medias húmedas y se

caracteriza por una cíclica alternancia de

cuatro estaciones. Las masas de aire en

estas latitudes están sometidas a una

intensa circulación, formándose en las

distintas épocas del año ciclones y

anticiclones característicos que se traducen

en lluvias, períodos secos, tormentas y

otras manifestaciones de la meteorología,

que dan en conjunto una gran variabilidad

al tiempo atmosférico.

La humedad relativa del aire suele ser

elevada gran parte del año y existe un

contraste térmico notable entre las

distintas estaciones, aunque sin

alcanzarse los valores mínimos de la

zona boreal, siendo los períodos de frío

intenso de duración relativamente

breve. El clima presenta además una

graduación desde un carácter

continental hasta otro oceánico. Las

precipitaciones oscilan entre los 500 y

los 1.000 mm anuales, distribuidos de

modo bastante uniforme a lo largo del

año.

Los procesos de meteorización son

intensos y se forman suelos ricos y de

una elevada productividad, lo que

conduce a una vegetación abundante y

muy variada. La fauna, en

consecuencia, es asimismo de una gran

riqueza, acorde a la diversidad de nichos

ecológicos disponibles.

LA FLORA

abria señalar de principio que esta

riqueza biológica no se distribuye

por igual en todas las regiones y

que, así, por ejemplo, mientras que en un

bosque norteamericano pueden catalogarse

cerca de 800 especies distintas, de las que

70 pertenecen al grupo de los robles, en

Europa, para las mismas condiciones, estas

mismas cifras se reducen a 51 y 3

respectivamente.

Una de las razones estriba en la disposición

de las cadenas montañosas, que en

América discurren de norte a sur y en

Europa lo hacen de oeste a este, por lo que

en este último caso actúan como barrera

para la dispersión de las especies, que han

de superar ese obstáculo natural.

La estratificación de la vegetación no sólo

se da especialmente, sino también en

función del tiempo, sucediéndose las

EC


81

formaciones a lo largo de las distintas

estaciones. Las especies herbáceas se

desarrollan principalmente en primavera,

cuando el dosel de los árboles no ha

comenzado todavía a oscurecer el suelo.

Las épocas de floración y fructificación del

sotobosque se adaptan a las condiciones

impuestas por las formas arbóreas. Entre

estas últimas algunas de las más

representativas son los robles, hayas,

castaños, tilos, cerezos, avellanos,

abedules, arces y olmos.

El sotobosque está representado por

rosales, brezos, acónitos, azucenas,

fresales y arándanos, por citar sólo unas

pocas especies.

Además de estas plantas, en el suelo crece

una gran variedad de hongos. Toda esta

actividad vegetal se traduce en una gran

producción de distintos frutos, tubérculos,

raíces, etc., amén de las hojas, la hierba y

otras partes comestibles de las plantas. Al

sucederse estos productos a lo largo de

distintas épocas del año, el bosque ofrece

una gran cantidad de nutrientes que ha

generado en consecuencia una variada

fauna.

LA FAUNA

os invertebrados del bosque de

caducifolios son muchos y variados,

contribuyendo con su actividad a

crear el humus a partir de los abundantes

residuos vegetales, lo que enriquece el

suelo y redunda en una mayor riqueza

biológica. Son abundantes las hormigas, los

escarabajos, las lombrices y los caracoles,

las arañas, las mariposas e infinidad de

otras especies. Esta fauna de invertebrados

unida a la abundancia de productos

vegetales permite que la ornitofauna

alcance una notable variedad: zorzales,

pinzones, camachuelos, mosquiteros,

petirrojos, piquigordos, currucas,

ruiseñores, bisbitas, cucos y un largo

etcétera. Mayores dimensiones alcanzan

otros dos representantes típicos de este

grupo zoológico, los urogallos y los

faisanes, rematados todos ellos por

predadores como águilas, ratoneros,

milanos, búhos, lechuzas v cárabos.

Abundan asimismo los reptiles y los anfibios

y entre los mamíferos podemos citar

jabalíes, ciervos, corzos, gamos, tejones,

osos, zorros, lobos, gatos salvajes, topos,

mapaches, ratones, lirones y musarañas

L


82

CARACTERISTICAS E

IMPORTANCIA DE LAS SELVAS

a selva es la formación típica de las

regiones cálidas e incluye de modo

general los bosques ecuatoriales, la

selva amazónica, el espinar, la selva

monzónica, la lauriselva y el manglar. Es un

ecosistema de una enorme variedad de

especies, aunque representada cada una de

ellas por pocos individuos. Se caracteriza

además por su extrema fragilidad.

El manglar es una formación única, fruto del

avance de la vegetación sobre el medio

marino, al que conquista y transforma en un

medio idóneo para contemplar procesos

evolutivos.

El término de selva es bastante impreciso

pues engloba multitud de formaciones

vegetales, cuya principal característica

común es la climatología calurosa, ya que

en otros aspectos, como por ejemplo la

regularidad y la cantidad de las

precipitaciones, se dan notables variaciones

entre unos y otros tipos.

Las temperaturas elevadas son un rasgo

común a todas ellas al encontrarse situadas

en latitudes bajas y sobre la línea

ecuatorial, pero al coincidir aquí regímenes

generales de circulación de la atmósfera

muy diversos el agua disponible es el factor

que permite diferenciar unas de otras.

La importancia de las selvas presenta

facetas muy diversas. Desde el punto de

vista del ecólogo constituyen un tipo de

ecosistema que estuvo ampliamente

representado en el pasado geológico de

nuestro planeta, cuando, durante cientos de

millones de años, fue la formación vegetal

dominante, e incluso a veces única, sobre la

superficie de los continentes. Las selvas

dieron lugar a los actuales combustibles

fósiles en forma sólida (carbón), líquida

(petróleo) y gaseosa (gas natural), Aunque

extensas todavía, han de considerarse para

L

SELVAS

SELVAS_______________________________________________________

83

ese motivo como ejemplos relictos del

pasado, residiendo precisamente ahí una de

las principales razones de su fragilidad, él

haber aparecido en condiciones ambientales

que hoy ya no existen y, por eso,

irrepetibles.

La enorme riqueza en especies, tanto

vegetales como animales, que forman parte

de este bioma es otro de los elementos que

han de tenerse muy en cuenta a la hora de

su conservación. Aunque muchas de las

especies cuenten con poblaciones muy

reducidas, el conjunto de todas ellas es una

enorme reserva genética, esencial para la

viabilidad y continuidad de la vida frente a

los futuros cambios que tengan lugar en la

Tierra. La evolución actúa ensayando la

capacidad de supervivencia de las especies

frente a las condiciones imperantes en el

medio. Sólo si existe un número suficiente

de alternativas, la vida podrá continuar.

Además, infinidad de plantas útiles para el

hombre (comestibles, industriales o

medicinales) proceden de este medio. Por

último, no hemos de olvidar que buena

parte del oxígeno producido procede

precisamente de esta formación vegetal.

LA SELVA AMAZÓNICA

sta es una de las mayores masas

forestales del planeta, junto a la

taiga septentrional, y, por tanto, uno

de los principales productores do oxígeno

para la atmósfera. Se extiende por toda la

cuenca del río Amazonas y sus tributarios,

que desde los Andes descienden hasta el

Atlántico, ocupando una superficie cercana a

los siete millones de kilómetros cuadrados.

Sólo el primer tramo es de tipo torrencial,

pues muy pronto las aguas se remansan en

anchos y caudalosos cursos, que en muchos

casos arrastran ingentes cantidades de

residuos en suspensión. Algo más de un 5%

de esa superficie esta sometida a

inundaciones más o menos prolongadas que

tienen una gran importancia ecológica, al

crear ecosistemas de una gran riqueza y

variedad.

Sin embargo, el suelo es mucho menos rico

que en latitudes medias y su espesor muy

reducido, lo que se traduce en una gran

fragilidad que impide muchas veces la

regeneración allí donde algún factor externo

destruye la selva (por ejemplo, la

intervención humana). Esta incapacidad de

recuperación se debe también a que este

tipo de formación surgió en unas

condiciones climáticas distintas a las

actuales, por lo que no se dan hoy los

requisitos necesarios para que se forme de

nuevo.

La variedad de especies botánicas y

zoológicas es inmensa, pero muchas de

ellas se encuentran representadas por una

población muy exigua. Así, por ejemplo, se

han catalogado hasta cien especies

vegetales distintas por hectárea, aunque en

muchos casos no cuenten con más de dos o

tres ejemplares. Es también característico el

tamaño que alcanzan muchos de los

árboles, que en su lucha por alcanzar la luz

se elevan decenas de metros sobre el suelo.

Éste, por el contrario, suele ser pobre en

E

SELVAS_______________________________________________________

84

vegetación, al no llegar luz suficiente para

todas las plantas.

Abundan las orquídeas y los helechos,

lianas, árboles productores de maderas

preciosas y de latex, bejucos e infinidad de

epifitas. Entre los animales se tienen

insectos, sanguijuelas, serpientes, monos,

tucanes, colibríes, papagayos, ranas,

pirañas y multitud de especies piscícolas de

tamaño muy reducido (empleadas en

acuariología).

OTROS TIPOS DE SELVA

a llamada selva monzónica es

similar en estructura a la del

Amazonas, pero, a diferencia de esta,

las precipitaciones no son uniformes a lo

largo del año sino que cabe distinguir dos

periodos principales, uno seco y otro

lluvioso cuando llega el aire cargado de

humedad procedente del océano. Esta

formación se extiende por el sureste asiático

y las especies que forman su biocenosis

están adaptadas a estos cambios cíclicos del

grado de humedad.

La selva seca o espinar sólo guarda en

común con las anteriores el hecho de

encontrarse en la franja cálida del planeta,

pues constituye una zona de transición

hacia áreas predesérticas. La pluviosidad es

reducida, no superando por lo general los

400 mm anuales. El tipo de vegetación

predominante es e formado por plantas

provistas de espinas como defensa contra

los fitófagos, abundando los cactus y

presentándose agrupadas en manchas,

intercaladas con zonas abiertas. El espinar

esta presente en Suramérica (Argentina y

Chile), en las regiones occidentales de India

y Paquistán, y en la franja del Sahel y del

Kalahari, en África.

Por último, el manglar es una formación

característica de los estuarios de algunos

grandes ríos de las regiones tropicales y

subtropicales. Se forma sobre el sustrato de

arenas y limos creado con los aportes

fluviales y constituye un ecosistema de gran

singularidad por ser el resultado de la

interacción entre el medio marino y el

fluvial. La especie botánica característica y

que da nombre a la formación es el mangle,

un árbol de hojas coriaceas, tronco poco

desarrollado y grandes raíces que se hunden

en el fondo y mantienen a toda la planta por

encima del nivel del agua. Este medio se

encuentra sometido a las oscilaciones

cíclicas condicionadas por las mareas y a los

aportes sucesivos de aguas dulces y

saladas. En aquellos lugares donde los limos

se acumulan entre las raíces, se produce

una paulatina desecación del terreno y el

medio terrestre avanza sobre el marino.

Unos animales característicos del manglar

son los peces pulmonados, capaces de

desplazarse por las ramas de los árboles.

La selva es uno de los medios terrestres

donde se da una mayor variedad de

especies, aunque muchas de ellas cuenten

con unos efectivos muy reducidos. Las

condiciones de humedad, ausencia de viento

L

SELVAS_______________________________________________________

85

y penumbra que imperan en su interior han

empujado a un pecualiar desarrollo de los

seres vivos, donde entre los animales el

cromatismo y lo abigarrado de los dibujos

no son más que una adaptación para pasar

desapercibidos a sus enemigos. Las especies

vegetales adquieren también aquí las

formas más diversas empujadas por la gran

competencia que se da entre todas ellas.

SELVAS_______________________________________________________

86

CARACTERÍSTICAS GENERALES

ormación de una gran variedad que

es propia de las regiones

circundantes del Mediterráneo y

pequeñas áreas del oeste norteamericano y

el sur de África. Incluye tanto formas

arbóreas como arbustivas y presenta

diversas modalidades. Muchas de las

especies vegetales mantienen sus hojas

durante varias estaciones.

Esta formación vegetal esta presente en

regiones de clima templado con una fuerte

estacionalidad, que se manifiesta en

veranos muy calurosos e inviernos de

temperaturas suaves. Las precipitaciones

oscilan alrededor de los 500 mm anuales y

se producen principalmente durante el

otoño y el invierno, muchas veces de forma

torrencial, por lo que los cursos de agua de

esta zona suelen ser también estacionales

(barrancos de avenida, ramblas, etc.). El

Área de distribución que le da nombre

comprende la franja que circunda todo el

Mediterráneo, atenuándose ese carácter

típico a medida que nos adentramos hacia el

interior, Asi, a menudo, a pocos kilómetros

de la costa en el norte de África, la

sequedad va haciéndose cada vez mayor y

se pasa a una zona de transición hacia el

desierto. En la orilla europea, por el

contrario, las influencias dominantes son la

atlántica y la continental. El carácter

Mediterráneo de la vegetación suele seguir

las zonas bajas y cursos de los ríos,

llegando en algunos puntos hasta el centro

de Europa. En la península ibérica, donde el

bosque y el matorral mediterráneos

adquieren una gran importancia, en las

regiones del interior, sobre todo en las dos

mesetas, la influencia continental se

acrecienta y da origen a una formación de

tipo mixta.

Para hacer frente a la sequía estival, las

especies vegetales arbóricas son

perennifolias, de hojas pequeñas y a

menudo coriáceas. Estos árboles no

alcanzan un gran desarrollo en altura, pero

forman una densa cobertura que se alterna

con un abundante sotobosque arbustivo,

también con especies espinosas que

convierten la zona ocupada en una maraña

intrincada. En zonas de transición y en otras

degradadas a causa de la actividad humana,

el matorral sustituye a la arboleda,

considerándosele un elemento serial de la

sucesión de este ecosistema.

En cierta medida puede considerarse este

tipo de bosque un análogo a la selva seca o

el espinar, aunque en un clima más suave

y con mayor abundancia de lluvias.

F

EL BOSQUE MEDITERRÁNEO

EL BOSQUE MEDITERRANEO_______________________________________

87

Es la formación vegetal constituye una

eficaz protección del suelo en es las

regiones donde las lluvias pueden adquirir

un carácter torrencial. La destrucción de

este tipo de bosque provoca un proceso

acelerado de desertización.

LA FLORA Y LA FAUNA

os árboles característicos del bosque

mediterráneo son la encina y el

alcornoque, que aparecen

acompañados de acebuches, quejigos,

algarrobos y rebollos. Otras especies

adquieren porte semiarbóreo o son

arbustos, como los madroños, majuelos,

lentiscos, retamas y jaras. Crece también

gran número de plantas herbáceas

aromáticas como romeros, salvias y

lavandas.

La suavidad del clima general, que incluso

durante la sequía estival permite la

existencia de charcas y aguazales y la

moderación de la climatología invernal

permiten que casi durante todo el año haya

presente una rica fauna de invertebrados,

desde insectos y arañas a moluscos. Esto

hace posible que la ornitofauna encuentre

fácilmente su alimento, motivo por el que

esta formación vegetal es un lugar de paso

importante para muchas especies de aves

migradoras, que descansan aquí de sus

largos viajes entre las áreas de cría y los

cuarteles de invierno. Además, permite

sustentar a una rica y variada población

autóctona. Abundan, en consecuencia, los

pequeños fringílidos que encuentran con

facilidad su alimento entre el matorral, al

mismo tiempo que este les brinda

protección contra sus enemigos.

La tortuga mediterránea es frecuente en

este medio, formando parte de la extensa

comunidad de fitófagos, entre los que

pueden citarse también palomas torcaces,

lirones, conejos, gamos, topillos y muflones.

Igual variedad alcanzan sus depredadores,

como la culebra bastarda, la víbora hocicuda

o el camaleón por un lado, y, por otro, los

alcaudones, críalos, mochuelos, milanos y

águilas, entre las que conviene destacar la

imperial. Los mamíferos de esta categoría

son igualmente diversos: erizos,

meloncillos, ginetas y linces. En la pirámide

ecológica, esta relación se remataría con el

buitre negro y el alimoche como ejemplos

de especies necrófagas.

EL MAQUI Y LA GARRIGA

e trata de dos formaciones muy

parecidas, ambas de tipo arbustivo

y con un mayor o menor porcentaje

de representación arbórea, mas cerrada el

primero, y de menor porte general y más

abierta la segunda.

La estructura botánica es similar a la que

presenta el bosque mediterráneo y se

considera que el maqui y la garriga son

etapas evolutivas en ambos sentidos de

dicha forma, aunque en algunos lugares

L

S


88

adquieren el carácter de clímax. La fauna

es asimismo similar, con un mayor

predominio quizá de las especies de menor

tamaño y que necesitan una mayor

cantidad de valor para su fisiología (como

son, por ejemplo, los lagartos).

LA DEHESA

ste ecosistema, único y

característico del occidente de la

península Ibérica, es un delicado

equilibrio entre la vegetación original, de

tipo mediterráneo, y la intervención

humana. Se puede definir como un bosque

mediterráneo aclarado, formando una

especie de cuadrícula, con áreas de pasto

entre manchas de árboles (sobre todo

encinas) y matorral. Se ha conseguido un

aprovechamiento óptimo de los recursos

forestales (madera de enema, corcho) y

ganaderos (cría de ganado vacuno en los

pastos y alimentación de cerdos con las

bellotas). Además, la dehesa es también un

medio muy adecuado para gran cantidad

de aves migradoras que encuentran aquí

condiciones óptimas para su descanso,

como sucede con las grullas.

El dibujo esquematiza algunas de las

principales formas vegetales que

configuran el bosque y el matorral

mediterráneo, así como algunos de sus

representantes animales más

característicos. Faltan en general grandes

depredadores, siendo el lince ibérico el de

mayor tamaño entre los de pelo. Además

de elementos zoológicos propios, reúne

también otros procedentes de formaciones

vecinas, tanto más frías, como sería el caso

del lobo, o más cálidas, como lo demuestra

la abundancia de reptiles. El jabalí está

aquí presente con igual abundancia que en

otros medios, demostrando su gran

flexibilidad.

El madroño cuyas flores y frutos

comestibles aparecen a menudo juntos en

una misma planta durante el invierno, es

una especie vegetal propia del bosque

mediterráneo.

E


89

ASPECTOS GENERALES

e pueden considerar como

ecosistemas de transición entre las

selvas de diversos tipos y las áreas

semidesérticas, compartiendo

características y elementos botánicos y

faunísticos de ambos biomas. Dependiendo

de la cantidad de meses lluviosos, y de la

cantidad de precipitación total, se

distinguen dos clases principales: sabanas

secas y húmedas.

Las sabanas se extienden bordeando las

grandes áreas de selvas tropicales y

subtropicales. Su cobertura vegetal es

variable y las formas arbóreas suelen ser

escasas, faltando por completo en muchas

ocasiones. El clima, caluroso, muestra una

notable estacionalidad, con una época seca

y otra de lluvias. Cuando predomina la

primera, es decir, cuando llueve menos de

siete meses al año, se le llama sabana

seca, en caso contrario, con siete a nueve

meses en que cae la lluvia, aunque sea en

cantidades reducidas, recibe, el nombre de

sabana húmeda.

La cobertura vegetal dispersa y escasa con

grandes espacios libres, condiciona de

modo muy importante la fauna de estas

áreas. Los herbívoros son buenos

corredores y suelen agruparse en grandes

manadas, que brindan protección a sus

miembros, mientras que entre los

carnívoros se dan muchas especies con una

gran capacidad para la carrera. Este es

también el hábitat adecuado para el

desarrollo de las grandes aves corredoras,

como las avestruces de más de dos metros

de altura y que han perdido definitivamente

la capacidad de vuelo. El órgano de la vista

desempeña aquí un papel muy importante,

junto con el del olfato. La dificultad de

acceso a las presas, que disponen de tan

amplio campo libre de obstáculos que les

brinda un buen margen de seguridad, ha

actuado como filtro selectivo en la

evolución de los carnívoros. El resultado ha

sido la aparición de especies como el león o

el leopardo, dotados de una enorme fuerza

y habilidad para la caza

S

LAS SABANAS

LAS SABANAS__________________________________________________

90

Este tipo de formación lo encontramos en

Suramérica y en África, pero es en este

ultimo continente donde adquiere sus

rasgos más sobresalientes y conocidos.

CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS

Y VEGETACIÓN.

n la sabana africana las

precipitaciones que alcanzan unos

700 mm anuales, se concentran en

su mayor parte en dos o tres meses

lluviosos, un número variable de meses con

algo de lluvia y otros en que ésta falta por

completo. La temperatura media anual

oscila alrededor de los 28°C, con una

máxima próxima a los 35°C en los meses

más calurosos, mientras que en invierno no

desciende nunca por debajo de los 25°C.

Por consiguiente, puede decirse que el año

se divide en una estación de lluvias y otra

más o menos seca. Esta alternancia de dos

estaciones y la concentración de las masas

de agua en puntos determinados de la

sabana hacen que muchos animales lleven a

cabo largos desplazamientos en busca de

agua y pastos, siguiendo un ciclo anual que

coincide con los períodos vegetativos de las

plantas.

Estas condiciones climáticas condicionan

mucho la presencia de las especies

botánicas. Las gramíneas son unos

representantes muy característicos, que

además permiten el mantenimiento de una

abundante fauna de grandes herbívoros.

Pero la propia imprecisión a la hora de

definir este bioma, que difícilmente puede

englobarse en un tipo concreto de

formación vegetal, permite que se dé toda

una serie de pasos intermedios entre los

distintos tipos. Entre los árboles destacan

por su espectacularidad los grandes

baobabs, que crecen aislados.

De este modo podemos hablar de una

sabana con árboles perennes de hoja

plana, una sabana mixta formada por

perennifolios y caducifolios, una sabana en

la que únicamente crecen estos últimos,

una sabana arbustiva con perennifolios o

con caducifolios y una sabana de arbustos

caducos, por citar únicamente algunos de

los tipos más característicos.

Algunos autores consideran que todas estas

formas de vegetación constituyen una

etapa recesiva de la selva ante el avance

de unas condiciones climáticas adversas o

como resultado de la intervención humana.

Otros, sin embargo, que es un ecosistema

estable con variaciones periódicas que

hacen aumentar o disminuir su extensión.

Formaciones análogas en Sudáfrica son los

llamados campos cerrados v campinas, en

los que es manifiesto el dominio de las

gramíneas y, por lo general, los árboles son

muy escasos o están ausentes. Se trataría

de una sabana en una fase esteparia,

equiparándose en algunos lugares a las

verdaderas estepas. En Brasil se da un tipo

de sabana llamado catinga en la que hay

un claro predominio de los arbustos, con

E

LAS SABANAS__________________________________________________

91

abundantes palmeras y cactáceas. A veces

se le llama « selva blanca» porque durante

el período de sequía pierde las hojas y

adopta un aspecto blanquecino.

Por ultimo, en Australia la sabana tiene

unas características análogas a la africana,

aunque con una representación específica

propia de este continente. Así, además del

baobab australiano, crecen casuarinas y

eucalipto.

LA FAUNA DE LA SABANA AFRICANA

as formas biológicas que ha

adoptado aquí la fauna son típicas

de los paisajes abiertos. Abundan los

herbívoros y sus correspondientes

predadores. Todos ellos suelen tener muy

desarrollados los sentidos de la vista y del

olfato, y los amplios espacios abiertos han

favorecido la aparición de estructuras

anatómicas apropiadas para la carrera.

Entre los primates destacan los papiones y

los babuinos, que están bien capacitados,

para la marcha y forman grupos de hasta

cien individuos, con un claro carácter

defensivo frente a sus enemigos.

Numerosos roedores excavan sus galerías

en el suelo y abundan también las liebres.

Pero, sin embargo, son los grandes

herbívoros los que confieren a la sabana

su aspecto más llamativo: jabalíes

verrugosos, cobras, búfalos, jirafas,

rinocerontes y los distintos tipos de

antílopes. Entre las aves pueden citarse

las garcillas buyeras, que capturan los

insectos que huyen al paso de los

herbívoros, los buitres que limpian de

restos de animales el campo, y los

avestruces, especializadas en la carrera.

Ente los carnívoros hay que mencionar

leones, leopardos, guepardos, hienas,

licaones y chacales.

El león es el máximo exponente de los

depredadores de la sabana.

Aunque incluya áreas casi desérticas y otras

con un bosque claro y manchas de agua, las

grandes superficies salpicadas de manchas

de vegetación son el rasgo propio de la

sabana. En ella, los grandes herbívoros, que

forman rebaños, recorren cíclicamente sus

distintas áreas siguiendo las épocas de los

pastos. La abundancia de estas presas

propicia la aparición de grandes

depredadores como el león y el leopardo

que en solitario o en manada controlan la

población de los consumidores primarios.

L

LAS SABANAS__________________________________________________

92

CARACTERISTICAS GENERALES

as praderas y las estepas aparecen

como formación climax allí donde las

condiciones son adecuadas para las

gramíneas y la formas de mayor porte no

encuentran posibilidad de arraigue. Son

enormes extensiones de hierba, en las que

faltan casi por completo los árboles. Las

adaptaciones de los organismos a este

medio son análogas a las que presentan en

las sabanas.

Estas formaciones abiertas aparecen en

latitudes medias de ambos hemisferios, a

continuación de las áreas de bosque, en

regiones con un régimen climatológico en

que la relativa sequedad es uno de sus

rasgos mas destacados.

Hay algunas características generales que

son típicas de la mayoría de ellas. La

humedad relativa del aire es por regla

general baja y la presencia de cielos

cubiertos sólo esporádica, por lo que las

horas de insolación son muy abundantes,

dependiendo de la estación del año.

Sin embargo, un porcentaje relativamente

elevado de la radiación solar incidente se

refleja de nuevo, con lo que es

aprovechada para la actividad biológica. A

pesar de ello, las capas superficiales del

terreno experimentan durante el día un

fuerte calentamiento, descendiendo la

temperatura por la -noche a valores bajos,

con lo que la oscilación térmica diaria suele

ser bastante acentuada.

Las precipitaciones rara vez superan los

500 mm anuales y se producen de un

modo muy irregular, siendo frecuentes los

largos períodos de sequía. En cuanto a las

temperaturas anuales, también se

presentan oscilaciones amplias entre

invierno y verano, aunque los períodos

extremos suelen ser de poca duración. Es

frecuente la aparición de costras de

minerales generados por la meteorización

química y que afloran a la superficie.

Otro elemento destacado es el viento, que,

a causa de la ausencia de vegetación,

puede llevar a cabo sin efecto erosivo

intenso. En algunas estepas, cuando se

aguza el descenso de las precipitaciones, al

no poder desarrollarse la cubierta vegetal y

actuar el viento por tiempo prolongado,

tiene lugar un proceso de desertización

muy acentuado.

Este tipo de formaciones recibe el nombre

L

PRADERAS Y ESTEPAS

PRADERAS Y ESTEPAS___________________________________________

93

de estepas en Eurasia, praderas en

Norteamérica y pampas en Sudáfrica. Las

llamadas estepas cerealistas no son en

realidad tal sino el fruto de la intervención

humana, que ha degradado las condiciones

naturales reduciendo el suelo a un simple

proveedor de nutrientes (al que se ayuda

además por medio de abonos y

fertilizantes). Al tratarse de un monocultivo

(trigo, cebada, centeno, etc.) se convierten

en un medio muy pobre y frágil, como

queda demostrado por los efectos

devastadores de cualquier plaga. Este tipo

de terrenos despejados surge cuando se

elimina la vegetación original (a menudo

matorral o bosque, como en la península

ibérica) para destinarla a la agricultura. Sin

embargo, hay algunas especies animales

que sacan provecho de estas condiciones y

colonizan el nuevo hábitat.

LA ESTEPA EURASIÁTICA

sta estepa constituye una larga

franja de casi 4.000 km de longitud

que, al sur del bosque de

caducifolios, se extiende desde el extremo

oriental de Asia hasta penetrar en Europa

Central, siendo la punta húngara su última

representación con entidad propia.

Las gramíneas suponen el 90% de las

especies herbáceas, completándose con

umbelíferas y compuestas, sobre las que se

elevan a veces algunos brezos.

Abundan los roedores que excavan galerías

en el suelo y son numerosos los herbívoros

que forman manadas. Entre ellos pueden

citarse el caballo salvaje, el saiga (único

antílope eurasiático) y el bisonte europeo.

Entre las aves son características las

avutardas, los sisones, las grullas y las

alondras, con los halcones entre las

especies de presa más notables. Todas

estas aves encuentran condiciones de villa

similares en las estepas cerealistas y en los

enclaves auténticamente esteparios que

aparecen dispersos por el centro de la

península Ibérica. Estos restos de estepa

han de considerarse como un ecosistema

relicto, que los cambios climatológicos han

dejado aislados en un punto tan alejado del

área actual ocupada por esta formación

vegetal.

LA GRAN PRADERA DE NORTEAMERICA

cupo hasta el siglo pasado casi la

totalidad del centro de

Norteamérica, pero, sometida

desde entonces a un intenso

aprovechamiento e intervención humana,

ha experimentado una degradación total y

hoy tan solo se encuentra representada en

algunas escasas áreas protegidas de

Estados Unidos. La antigua gran pradera

esta ocupada hoy por enormes extensiones

de prados destinados al ganado vacuno y

por monocultivos de cereales, presentando

unas características analógicas a las que se

encuentran en las estepas cerealistas

europeas.

EO


94

La composición botánica es análoga a la

que puede observarse en Eurasia, si bien

varían en cada caso las especies concretas.

En cuanto a la fauna, cabe señalar que su

declive ha ido paralelo al del propio

ecosistema, aunque la gran celeridad con

que se ha producido el cambio en

Norteamérica (en menos de un siglo) ha

impedido que muchas de las especies se

adaptarán a las nuevas condiciones, tal

como sucedió en Europa, en que la

degradación paulatina (a lo largo de

muchos siglos) atenuó los efectos negativos

del cambio de naturaleza del ecosistema.

Algunas especies, como el bisonte, han

estado al borde de la extinción y otras han

desaparecido ya. A diferencia de la estepa

eurasiática, la pradera posee menús

elementos zoológicos propios y buena parte

de sus pobladores son formas procedentes

de los bosques caducifolios circundantes.

No obstante, merece la pena destacar el

bisonte americano como uno de los

animales más característicos de estos

espacios abiertos igualmente típico, aunque

de dimensiones mucho menores, es el

perrillo de las praderas, que construye

madrigueras subterráneas formando

colonias con millones de individuos. Otras

especies de la pradera son el berrendo y el

tejón americano.

LA PAMPA

a experimentado en el presente

siglo un proceso análogo al sufrido

por la pradera norteamericana.

Extendida antaño desde el sur de Brasil

hasta los límites orientales de Argentina y

englobando casi todo Uruguay, se ha

transformado hoy en amplias praderas

artificiales donde se crían millones de

cabezas de ganado. Únicamente en aquellas

áreas donde las condiciones climatológicas

no permiten obtener la hierba suficiente

para dar de comer a los vacunos

domésticos, restan manchas de lo que fue

en el pasado este paisaje estepario.

Como especies típicas de la pampa pueden

citarse la vizcacha, los armadillos, el mara y

el zorro de las pampas, así como diversas

especies de aves terrestres.

El bisonte y el perrillo son dos elementos

faunísticos muy característicos de la pradera

norteamericana. Hoy sólo quedan manchas

aisladas de esta típica formación.

En la ilustración superior derecha, la pampa

carece de los grandes herbívoros propios de

la pradera del norte, pero posee

representantes zoológicos propios, como el

mara y el armadillo.

En la ilustración inferior, la estepa

eurasiática cuenta con la avutarda, una de

sus especies más paradigmáticas, que esta

presente en todas las formaciones

residuales de este tipo del hemisferio Norte.

El antílope saiga, hoy recuperado de la

extinción, presenta una adaptación perfecta

al medio y es el único antílope europeo. El

bisonte, antaño visitante de ciertas áreas de H


95

la estepa hoy sólo está presente en algunas zonas de bosque del viejo continente.


96

CARACTERTSTICAS GENERALES

E IMPORTANCIA

n un paisaje liso y casi desprovisto

de vegetación, con el suelo helado y

gran parte del año cubierto de

nieve. Pero durante un período de unas

pocas semanas, la capa superficial del suelo

se deshiela y se forman innumerables

charcas. El breve intervalo apto para la vida

es aprovechado por las plantas para

completar su ciclo vegetativo.

Una característica especial y condicionante

de su actividad biológica es el llamado

permafrost, es decir, el suelo

permanentemente helado, que sólo

experimenta un breve deshielo durante un

par de meses al año, derritiéndose una

estrecha capa superficial, a menudo de

escasos centímetros. La consecuencia

inmediata es la formación de charcas,

aguazales y todo tipo de zonas húmedas,

más o menos extensas y por lo general

someras, que permanecerán hasta helarse

con la llegada de los ríos, pues al estar la

capa inferior del suelo helada actúa como un

estrato impermeabilizante. Estas zonas

pantanosas reúnen unas condiciones ideales

para el desarrollo de los insectos, y es típico

de toda la tundra la presencia de inmensas

nubes de mosquitos en verano. A pesar de

la escasa fertilidad del suelo, las plantas

herbáceas acuáticas o palustres aceleran su

desarrollo y pronto producen semillas y

frutos. En conjunto, unas pocas, semanas

se genera una gran cantidad de proteínas

vegetales y animales cuyo potencial ha sido

aprovechado por las aves para llevar a cabo

aquí sus tareas de cría. La tundra se

convierte así en uno de los principales

territorios reproductores de buena parte de

la avifauna que durante el resto del año

reside en latitudes medias. A pesar de la

escasez y pobreza de sus recursos, brinda

unas condiciones óptimas para la

reproducción de las aves, siendo suficientes

sus recursos de origen vegetal y las grandes

masas de insectos que completan su ciclo

biológico en tan breve período, para que

limícolas, granívoras e insectívoras saquen

adelante a sus pollos y acumulen las

reservas necesarias de energía para realizar

más tarde, con la llegada de los fríos, la

migración hacia las regiones templadas.

Las temperaturas medias no superan nunca

los 10 °C en el mes más cálido, oscilando

por lo general entre los -15 °C y los 5ºC.

Las precipitaciones son muy escasas, de

E

LA TUNDRA

LA TUNDRA ___________________________________________________

97

unos 300 mm anuales como máximo,

aunque, a pesar de ello, al ser

prácticamente nula la evaporación, la

humedad relativa del aire es bastante alta.

Esa ausencia de precipitaciones, sin

embargo, no impide que muchas veces todo

el paisaje quede cubierto de nubes durante

períodos muy largos.

Todos estos factores hacen que el escaso

suelo sea muy pobre, con lo que, al

añadirse el breve período vegetativo, las

condiciones para la vida vegetal son muy

precarias.

La tundra se extiende por el extremo

septentrional de Eurasia y Norteamérica,

limitando con la taiga por el sur y con las

zonas de hielos polares por el norte. En

algunas zonas de Noruega, no obstante, la

proximidad de las corrientes marinas

cálidas dulcifica el clima y permite que se

desarrolle una vegetación de un cierto

porte.

LA FLORA DE LA TUNDRA

a reducida profundidad del suelo y su

gran pobreza impiden que se

desarrolle cualquier tipo de

vegetación arbórea e incluso arbustiva,

salvo de modo aislado en algunas áreas

próximas a la taiga.

El elemento florístico dominante lo

constituyen los musgos y los líquenes,

capaces de sobrevivir en condiciones

extremas. Se aferran a la escasa tierra

formada y cubren extensas superficies,

siendo algunas especies, como el liquen de

los renos, una fuente de alimento

importante para los herbívoros.

La larga noche invernal se interrumpe con

tan breve verano en que el día dura casi

veinticuatro horas y en el que el ascenso de

la temperatura derrite la capa superficial

del suelo, formando grandes charcas, que

permiten el desarrollo de plantas palustres.

Este breve período vegetativo sólo lo puede

aprovechar algunas fanerógamas v y aún

así, muchas de ellas necesitan dos años

consecutivos para poder completar su ciclo

biológico, floreciendo un año y dando fruto

al siguiente.

Entre las especies botánicas que cabe

reseñar están las formas enanas de sauce

de Laponia, gayuba y abedul, el té de

Suecia, la violeta amarilla, la avena de

montaña, la genciana de primavera y el

arandano negro. La brevedad del estiaje

hace que todas ellas florezcan casi a un

tiempo, con lo que el campo visual en la

tundra durante ese período es muy notable.

LA FAUNA

a pobreza botánica tiene su paralelo

en la escasez de especies animales.

La pirámide trófica es relativamente

sencilla, situándose en la base los fitófagos

como el lemming, la perdiz nival, el reno, la

liebre ártica, los ánsares y las limícolas. Los

LL

LA TUNDRA ___________________________________________________

98

predadores alados están representados por

el halcón gerifalte y el búho nival, mientras

que los de pelo cuentan con el zorro ártico

y, por encima de todos, el oso polar.

Una característica notable es la gran

abundancia de insectos, que de modo

explosivo aparecen durante el breve verano

de la tundra. Coincidiendo con el deshielo y

la formación de innumerables charcas,

numerosas especies aprovechan esos

someros humedades para completar su ciclo

vital. Constituyen enormes masas que son,

al mismo tiempo, una gran fuente de

proteínas. Estos insectos y las numerosas

semillas de las plantas herbáceas sirven de

alimento a una abundantísima población

ornítica, que no sólo dispone así de una

fuente de nutrición fácilmente accesible sin

que además, al prolongarse tanto el día,

pueden alargar la jornada de búsqueda del

alimento.

Este hecho ha dado lugar a que numerosas

aves hayan elegido estos parajes como área

de cría, al permitirles la intensidad de la

ceba reducir al máximo este período crítico

de sus villas. Es una gran ventaja poder

acumular en poco tiempo las suficientes

reservas y sacar adelante a las crías. La

mayoría de estas aves son migradoras, que

pasan el resto del año a miles de kilómetros

de estos lugares.

Entre las aves que crían en la tundra están

las grullas, los ánsares, los cisnes, las

barnaclas e infinidad de limícolas

(correlimos, vuelvepiedras, falaropos,

zarapitos, combatientes, archibebes).

Los mamíferos ya se han citado al hablar de

la pirámide trófica, pero conviene destacar

la importancia ecológica del lemming, un

pequeño roedor capaz de excavar galerías

en el suelo helado, provisto de un protector

pelaje y de cuerpo compacto. Sus

poblaciones experimentar ciclos regulares

en los que tienen lugar explosiones

demográficas (años de lemmings) y son la

base casi exclusiva de la dieta de los

predadores durante muchos meses al año.

LA TUNDRA ___________________________________________________

99

ASPECTOS GENERALES

l desierto es un medio caracterizado

por una aridez extrema, en

apariencia vacío pero no carente de

vida. Esta adopta distintas formas, en las

que el ahorro es la norma básica de

supervivencia. La ausencia de agua y las

elevadas temperaturas son los dos factores

limitantes para la mayoría de las especies.

Las que residen aquí aprovechan los

pequeños microclimas que se crean para

sobrevivir, las horas más inhóspitas.

La característica esencial del desierto es la

sequedad, que suele establecerse para un

límite de las precipitaciones anuales de 100

mm como máximo. Esta sequedad se ve

favorecida además por la elevada

evaporación, que ha de desaparecer con

rapidez cualquier rastro de humedad.

La ausencia casi total de vegetación es un

factor adicional que actúa como potenciador

de todos los otros efectos. Así, el viento

erosiona con mayor intensidad, las

diferencias de temperatura entre el día y la

noche son más acusadas, etc.

El grado de aridez de los desiertos es

variable y a menudo éstos van precedidos

de una región, donde imperan unas

condiciones intermedias, conocida como

semidesierto. Pueden considerarse también

desiertos en sentido amplio las regiones

polares, pero las condiciones especiales que

reinan en este medio aconsejan darles un

tratamiento por separado. Las condiciones

geográficas crean algunos desiertos

especiales en que el grado de aridez es

máxima, con total ausencia de lluvias, como

sucede en el de Atacama, en la cordillera

andina. Las elevadas cumbres que lo rodean

actúan como una pantalla que se interpone

a los vientos procedentes del Pacífico y que

arrastran la humedad. A medida que ese

aire húmedo asciende por las laderas

occidentales va desprendiéndose de su

humedad y cuando, tras superar los picos,

de varios miles de metros, desciende por la

vertiente oriental, se encuentra totalmente

seco.

Por último, atendiendo a la temperatura se

diferencian dos grandes tipos: los llamados

desiertos fríos, en los que el termómetro

desciende por dehajo de 6,1 °C, v cálidos,

E

LOS DESIERTOS

LOS DESIERTOS________________________________________________

100

donde no lo hace nunca. Dentro del primer

tipo un ejemplo bien conocido es el desierto

de Gobi, en Asia Central. Entre los cálidos

el más paradigmático es, sin dada, el

Sahara.

CONDICIONES AMBIENTALES Y FLORA.

unque los bajos índices de

precipitación que marcan el límite

de las regiones desérticas indican

una notable sequedad, las condiciones

reales en que se produce dicha sequedad

se alejan del sentido estadístico que posee

ese valor medio. En este aspecto, también

los valores alcanzados son extremos, lo

mismo que las pautas de distribución de

dichas precipitaciones.

Así, es frecuente que los 100 mm o menos

de lluvia que caen al año lo hagan de una

sola vez cada cinco o más años,

produciéndose en tan breve período de

tempo altas precipitaciones torrenciales

.

Este hecho ha obligado a los organismos

vegetales que pueblan estas áreas a

desarrollar altos mecanismos adaptativos

muy especiales. Las estrategias seguidas

han sido sobre todo de dos tipos. Unas

plantas han optado por la resistencia,

dotándose de paredes gruesas, armas

defensivas contra los animales fitófagos

(púas, espinas), reducción total de las

hojas (transformadas asimismo en

espinas), para impedir cualquier pérdida de

agua por transpiración, y producción de

tejidos de reserva, donde acumulan el agua

que pueden acaparar en esos breves

períodos de bonanza.

Otras plantas han preferido sincronizar su

ciclo biológico con los períodos de lluvia;

para ello han acelerado todos los procesos

vitales, de modo que en pocos días son

capaces de crecer, desarrollarse, florecer,

dar fruto y morir antes que las condiciones

del medio sean adversas. Las semillas

producidas se recubren de una cubierta

protectora y quedan en estado de vida

latente a la espera de que las primeras

gotas de agua de la próxima lluvia

reinicien el proceso. El problema de la

polinización lo han resuelto produciendo

unas flores de gran atractivo, a menudo

de colores muy intensos, de formas

llamativas y muy aromáticas, atrayendo

así a grandes masas de insectos que,

alertados por las lluvias, acuden allí,

donde pronto la superficie desnuda se

cubre de una vegetación policroma.

Muchos de estos insectos poseen también

altos ciclos vitales muy cortos,

coincidentes con el breve período

vegetativo de estas plantas. Se trata de un

ejemplo típico de adaptación convergente

ante la presión de unas condiciones

extremas del medio.

Sin embargo, para evitar que unas pocas

gotas accidentales produzcan una falsa

alarma desencadenando la germinación

cuando en realidad no habrá más agua, es

necesaria una cantidad mínima de

A

LOS DESIERTOS________________________________________________

101

humedad, que sólo se da cuando esas

lluvias tienen bastante entidad como para

garantizar un aporte hídrico suficiente para

todo el ciclo.

Cuando llueve en el desierto, en pocas

horas superficies antes desnudas se cubren

de pequeñas plantas que crecen casi a ojos

vista, dando sin tardanza espectaculares

flores, para atraer, lo antes posible, a los

escasos insectos polinizadores que hay

presentes.

LA ADAPTACION DE LOS ANIMALES

alvo algunas pocas especies de

invertebrados, la mayoría de los

animales no pueden mantenerse

aletargados durante los grandes períodos de

condiciones adversas que reinan en el

desierto. Por ese motivo han desarrollado

unas estrategias adaptativas distintas.

Algunos pasan las horas diurnas en cuevas

y madrigueras bajo tierra, donde la

temperatura se mantiene estable a poca

distancia por debajo de la superficie del

suelo, no alcanzando además los valores del

exterior. Al llegar la noche inician su

actividad.

Los que han de mantenerse activos de día,

por ejemplo los camellos, recurren a un

pelaje de colorido poco absorbente, se

dotan de una gruesa capa de polo aislante

que impide que la temperatura corporal

exceda el valor crítico, metabolizan la grasa

(acumulada en la giba) para obtener agua y

producen en sus patas almohadillas gruesas

que les aíslan del suelo.

Las aves, por último, que gracias a su

capacidad de vuelo pueden buscar en este

medio las localidades menos desfavorables,

se desplazan diariamente a los bebederos,

aunque se encuentren a algunos cientos de

kilómetros.

Así protegen la biodiversidad los guardianes

de la Amazonia. El deterioro de la Amazonia

brasileña, que guarda el 30% de la

biodiversidad del planeta, podría acabar

gracias a esta iniciativa.

En plena Amazonia, la selva más grande del

planeta, se trabaja desde hace unos meses

en el proyecto Sivam (Sistema de Vigilancia

del Amazonas), cuya misión es estudiar y

proteger gran parte de ese territorio. La

densa jungla brasileña que controla alcanza

a 5.5 millones de km2; es decir 60% del

territorio amazónico de ese país.

Es un área cuya enorme riqueza supone el

30% de la biodiversidad mundial y el lugar

donde más de 370 pueblos indígenas se

asientan, unos aislados del resto del planeta

y otros conviviendo con el hombre blanco.

Allí hay maderas, petróleo y gas natural

valorados en miles de millones de dólares,

además de depósitos de oro, bauxita,

uranio, hierro y otros minerales. También se

encuentra la mayor reserva subterránea de

S

LOS DESIERTOS________________________________________________

102

agua del mundo, el acuífero Guarani, que

con 1.194,000 km2 se extiende por Brasil.

Paraguay, Uruguay y Argentina, y

cuya superficie es mayor que

Francia, España y Portugal juntas. El

volumen de agua almacenado en él

podrá abastecer a la población

mundial actual (6,000 millones)

durante 180 años, a razón de 100

litros al día por habitante

CÓMO HA CAMBIADO LA CUENCA

AMAZÓNICA EN 30 AÑOS.

on el fin de salvaguardar esta

riqueza, el gobierno brasileño

decidió hace 10 años crear un

sistema que le permitiera reconocer, en

tiempo real, todos los acontecimientos que

se produjeran, a fin de combatir los

problemas de la zona. Así además de

controlar el territorio, podría reprimir las

actividades ilícitas (fundamentalmente el

tráfico de drogas y de animales y la minería

ilegal), la tala de árboles y los incendios

forestales. También se conocería el

pronóstico del tiempo y se realizaría una

cartografía completa de la selva.

Hace 30 años, la Amazonia era considerada

el pulmón del planeta, y el 99% de la selva

permanecía intacta. Hoy se estima que se

ha deforestado 553,086 km2, el 14% de

esta región brasileña. La deforestación ha

aumentado en un 40% entre los años 2001

y 2002, y ha llegado a su nivel más alto

desde 1995. La gran selva virgen se ha

topado también con las compañías

madereras. Unas 2,500 empresas de este

sector trabajan sin control en la selva

brasileña. Según el gobierno de este país, el

80% de la madera extraída es, pues, ilegal.

Novísimas técnicas para localizar

yacimientos. Por otro lado, la minería

clandestina también ha deteriorado la

cuenca amazónica. Se ha acusado al

gobierno estadounidense de utilizar

tecnologías más avanzadas de vigilancia

electrónica para conocer mas sobre el

subsuelo amazónico. De esta manera se

detectaron, mediante la emisión de ondas

de luz de intensidad variable, yacimientos

de minerales radiactivos, y se radiografió el

subsuelo rico en minerales ferrosos y no

ferrosos. Toda la información sobre los

secretos que guarda la selva fue puesta en

manos de empresas interesadas en

despojarla de sus tesoros.

Sin embargo, no son únicamente los

problemas medioambientales los que asolan

el territorio. Hace una década, Brasil se

convirtió en un país de tránsito de la

cocaína producida en los países andinos,

sobre todo en Bolivia. La droga emprende

un viaje del Pacífico al Atlántico y circulan

de contrabando oro, joyas, material

eléctrico o vehículos robados. Para estos

fraudes se recurre cada vez más a los ríos y

a los caminos. Estas vías de comunicación

son más económicas, rápidas y seguras

para transportar la pasta base de cocaína

C

LOS DESIERTOS________________________________________________

103

(el sulfato de cocaína que habitualmente se

fuma), que proviene de Bolivia.

AMAZONIA, LA GRAN RESERVA DEL

PLANETA.

a mayor selva del mundo, ubicada en

América del Sur, en la cuenca del rió

Amazonas, tiene 7 millones de

kilómetros cuadrados. Sus límites se hallan

en Colombia, Venezuela, Guayana y

Guayana Francesa, Perú, Surinam, Ecuador,

Bolivia, y Brasil, país que contiene la mayor

parte de la Amazonia. La cuenca amazónica

es la depositaria de la mayor diversidad

biológica del planeta. Existen 10 millones de

especies, de las cuales sólo un millón y

medio son conocidas. Un pequeño inventario

indica que existen 50,000 especies de

mamíferos, 20,000 de reptiles, anfibios y

aves, 21,000 de peces, 140,000 de

invertebrados, 90,000 de insectos y

artrópodos, además de 360,000 especies.

de plantas superiores e inferiores.

UN GRAN CENTRO DE BRASILIA

CONTROLARÁ TODA LA INFORMACIÓN.

sta cantidad ingente de probiemas

hacía indispensable el control de la

Amazonia. Con un costo de 1,500

millones de dólares, el Sivam trabaja con

25 radares, 8 aviones, 87 estaciones de

recepción de imágenes por satélite, 200

plataformas de recogida de datos y 940

unidades de telecomunicaciones, con

teléfono, fax e Internet. Estos equipos que

controlan el territorio pueden alertar a las

autoridades de lo que esta sucediendo en

algún rincón del mismo.

Toda infraestructura converge en tres

centros regionales de vigilancia (CRV),

situados en Manaos, Belem y Porto Velho,

cuyos trabajos están controlados en un

Centro de Coordinación General (CCG) en

Brasilia.

El gobierno defendió el Sivam a pesar de las

críticas. En el Sivam, que ha creado 2100

empleos, participan los ministerios del país,

los estados y municipios amazónicos,

además del Instituto Nacional de

Meteorología, el Instituto de Geografía y

Estadística brasileño, el Instituto Brasileño

de Medio Ambiente y Recursos Naturales, el

Instituto Naciones de Investigación Espacial,

la Fundación Nacional del Indio, la Policía

Federal o las Unidades de Marina y el

Ejército.

UN MODERNO EQUIPO BARRERÁ PARTE

DE LA AMAZONIA.

in embargo, hasta que el Sivam ha

sido una realidad ha pasado

tiempo. Fue concebido en 1990 y

anunciado después de la Cumbre de la

Tierra, en Río de Janeiro, en 1992.

Fernando Enrique Cardoso, presidente de

Brasil en 1993, creo una comisión para

buscar la empresa más adecuada que

pusiera en marcha el plan. Finalmente, fue

seleccionada la estadounidense Raytheon.

L

ES

LOS DESIERTOS________________________________________________

104

Famosa por su misil Patriot, esta compañía

no ha sido del agrado de muchos, quienes

opinan que existen siniestras conexiones

entre ella y el aparato militar y de

inteligencia de Estados Unidos. Algunos

escépticos sospecharon que lo que

pretendía Raytheon era obtener información

privilegiada sobre los valiosos recursos de

la Amazonia.

En contra del proyecto, la organización

Amazon Watch difundió el hecho de que

"pare instalar los radares y plataformas se

construirá una red de carreteras de acceso a

las regiones remotas del Amazonas". Estas

críticas estuvieron a punto de malograr el

proyecto. Sin embargo, el gobierno lo

defendió a capa y espada apoyándose en

que el Sivan contaba con un moderno

equipamiento que barrería la región

amazónica las 24 horas del día. El proyecto

es un freno para los 1,500 vuelos no

autorizados que atraviesan cada año la

Amazonia brasileña, el 90% de ellos

dedicados a actividades ilegales. Los radares

fijos o instalados en aviones y

embarcaciones identificaron aeronaves de

cualquier tamaño que crucen el espacio

aéreo brasileño, sin importar la altura del

vuelo.

Distintos tipos de aviones, como los súper

Tucanos ALX y los R-99B, interceptaron el

tráfico ilegal y localizaron cualquier

alteración en la cubierta vegetal, y al

mismo tiempo, los movimientos humanos.

A pesar de las críticas, el Sivam va a ser

positivo, ya que contribuirá al uso racional

de los espacios de la región, reduciendo las

agresiones al medio ambiente.

otros países se han adherido a esta lucha

por el medio ambiente.

Otros países con problemas similares a

Brasil se han adherido al plan. Es el caso de

Venezuela, Perú y Colombia. El primero

apuesta por el Sivam para detectar

cualquier actividad destructiva ilegal en la

zona a causa de la minería ilegal, los

garimpeiros, que son un foco constante de

perturbación en las relaciones de los dos

países.

Colombia, cuyo principal problema es el

narcotráfico, también se beneficiará del

programa de vigilancia. El presidente de la

República ha dicho que "la selva amazónica

colombiana ha perdido en los últimos años

1.4 millones de hectáreas por causa de los

traficantes de drogas que cultivan amapola

y cocaína".

Alejandro Toledo, presidente de Perú,

apuesta también por el Sivam, para

mejorar el espacio aéreo y controlar las

actividades ilícitas.

En los próximos años se sabrá si esta gran

inversión ha servido para proteger una de

las grandes selvas que aun quedan en el

planeta.

LOS DESIERTOS________________________________________________

105

PROGRESIÓN EN EL

RAZONAMIENTO SOBRE LOS

ECOSISTEMAS

each et al.' describen el

razonamiento de los alumnos sobre

fenómenos ecológicos entre los 5 y

los 16 años. Sus resultados corroboran las

descripciones de las ideas de los niños en

diversos campos realizadas por Piaget y

otros investigadores. Hay una tendencia

desde el pensamiento egocéntrico

(centrado en sí mismo) de los niños muy

pequeños, a través del razonamiento

antropocéntrico (centrado en el ser

humano), hacia el razonamiento que

muestran los estudiantes de más edad que

incluye un margen de factores más amplio.

El razonamiento ecológico es habitual en los

niños que asumen que un evento está

predeterminado para cubrir una necesidad

como en <hay muchos conejos par que los

zorros no pasen hambre. Con la edad se

hace mejor pronunciado pero persiste en

alguna medida en los estudiantes de

secundaria.

Leach et al. han identificado una progresión

en las ideas de los niños en relación con los

ecosistemas. Los niños más -pequeños, de

5 a 7 años, tienden a pensar sólo en

términos de órganos individuales que la

gente mantiene y que necesitan a los

humanos para su supervivencia (mascotas,

animales del zoo, plantas caseras). Los

alumnos de primaria más mayores, de 7 a

11 años, extienden sus ideas hasta los

organismos salvajes como individuos,

aunque algunos pueden pensar que son

alimentados y cuidados por las personas. La

mayoría de los alumnos de mas de 13 años

tienen un concepto de poblaciones de

organismos en libertad pero sus

<<explicaciones» de las relaciones entre

ellas son meras descripciones de la

naturaleza como «los pájaros viven en los

árboles» o <los zorros comen conejos».

Hasta mucho más tarde los estudiantes no

piensan en términos de poblaciones u

organismos en libertad que compiten por

recursos escasos. En ningún niño o grupo

de niños se manifiestan distintos estadios

de razonamiento en el desarrollo conceptual

y un niño puede utilizar tipos de

razonamiento diferentes en contextos

diferentes.

L

DANDO SENTIDO A LA CIENCIA EN LA SECUNDARIA LOS ECOSISTEMAS

ROSALIND DRIVER, ANN SQUIRES, PETER RUSHWORTH, VALERIE WOOD ROBINSON

DANDO SENTIDO A LA CIENCIA EN LA SECUNDARIA LOS ECOSISTEMAS____

106

NUTRICIÓN Y FLUJO DE ENERGÍA

a investigación sobre las ideas de los

alumnos en relación con los

alimentos y la nutrición se resume

en el Capitulo 2.

Muchos niños asocian la palabra

«alimentos» solamente con lo que ellos

identifican como comestible. Pocos alumnos

asocian con los alimentos sustancias como

el almidón. Aunque alumnos de todas las

edades identifican los alimentos como

necesarios para promover el crecimiento y

la salud, muchos no reconocen que es la

fuente del material que se convierte en

pase de su cuerpo en el y la reposición, o la

fuente de energía. Cuando relacionan

alimentos con energía, muchos sujetos de

11 ó 12 años consideran que los alimentos

se convierten directamente en «sustancia»

o “energía” y que se desvanecen

completamente en el proceso.

Una concepción universal y muy persistente

entre los niños, los adultos es que las

plantas toman sus alimentos del suelo.

Muchos alumnos piensan que cualquier cosa

que toman del entorno es «alimento» para

las plantas, incluidos el agua, los minerales,

los abonos, el dióxido de carbono e incluso

la luz del sol. Incluso cuando los

estudiantes han aceptado las ideas que se

les han enseñado sobre la fotosíntesis

todavía creen que las plantas obtienen

algunos alimentos del entorno. Creen que

las plantas tienen múltiples fuentes de

alimento y pocos escolares tienen el

conocimiento de que la fotosíntesis fabrica

la comida que proporciona energía y

material corporal a la planta.

Roth y Anderson encontraron que muchos

niños expresaban la idea releológica de que

las plantas producen alimentos para

beneficio de los animales y las personas en

lugar de para sí mismas. Los niños no

parecen reconocer que la fotosíntesis es el

proceso por el que la energía del entorno se

hace disponible para las plantas y por tanto

para los animales.

Muchos niños piensan en la luz como

«alimento» para las plantas o como un

reactivo en la fotosíntesis. Además, más de

la mitad de la muestra de alumnos de

secundaria de Simpson pensaba que la luz

esta hecha de moléculas. La mayoría de los

niños no entendía que la energía se

transfiere entre los seres vivos: creían que

las plantas obtienen la energía para todos

sus procesos directamente del sol, y usan

las palabras «calor y «luz» en este contexto

de forma intercambiable. Casi el 80 por 100

de una muestra de sujetos de 13 años

pensaba que las plantas usan el calor del

sol como una fuente de energía para la

fotosíntesis. La mayoría consideraba que el

sol es una de las muchas fuentes de

energía para las plantas, otras serían el

suelo, los minerales, el aire y el agua.

Gayford informa de que estudiantes de

biología de 17 y 18 años consideraban que

la energía fluye (o es transportada) de un

lugar a otro en los sistemas biológicos y

L


107

que se puede almacenar como un material.

Pensaban en términos de energía «

formada» o «utilizada», en procesos

biológicos en vez de en términos de

conversiones de energía.

REDES Y CADENAS TRÓFICAS

a investigación sobre las ideas de los

niños respecto a las cadenas tróficas

y las redes tróficas se resume en el

Capitulo 2.

Senior analizó las respuestas de estudiantes

de 15 años a preguntas sobre poblaciones

de organismos en las redes tróficas.

Encontró que los estudiantes no estaban

cómodos con la notación de flechas que se

usaba en la ciencia escolar para indicar una

relación trófica. Por ello no eran capaces de

comprender los principios subyacentes a la

relación y de completar las actividades

correctamente. Schollum identificaba una

dificultad similar para los escolares que se

enfrentaban con cadenas tróficas: podían

responder mejor a problemas sobre

cadenas tróficas si para enlazar las

poblaciones se usaban líneas en lugar de

flechas.

Pocos estudiantes parecen relacionar sus

ideas sobre la alimentación y la energía con

un sistema de ideas sobre interacciones

entre organismos. Cuando se les

preguntaba sobre las afirmaciones «la vida

depende de las plantas verdes» y «la red

de la vida», sólo la mitad de una muestra

de estudiantes de biología de licenciatura

daba explicaciones en términos de cadenas

tróficas. De ellos, sólo una minoría

mencionaba el aprovechamiento de la

energía solar o la fotosíntesis como la razón

por la que las plantas verdes son cruciales

en la cadena trófica. Incluso en el nivel de

enseñanza superior muchos estudiantes

seguían pensando teleológicamente: casi

una cuarta parte de los estudiantes

expresaban opiniones que sugerían que los

otros organismos existen para beneficio de

los humanos. Un estudio posterior de Eisen

y Stavy, con estudiantes desde 13 años

hasta universitarios, revelaba que la

mayoría sabía que los animales no podrían

existir en un mundo sin plantas. Sin

embargo, sólo el 25 por 100 de los

estudiantes de biología y el 7 por 100 de

los no biólogos sugerían que esto es debido

a que los animales no pueden fabricar su

propio alimento y muchos pensaban que los

carnívoros podrían existir si sus presas se

reprodujeran abundantemente.

La comprensión por parte de los

estudiantes de las relaciones ecológicas

depende de sus conceptos de «planta» y

«animal», y también de su conocimiento de

los habitats y el uso de los principios físicos.

Además encontró que, incluso después de

la enseñanza, estudiantes nigerianos de 13

a 15 años no estaban convencidos de que

existan productores en los habitats

acuáticos. Estos estudiantes tenían poca

experiencia con habitats específicos con

plantas que vivan bajo el agua. Los

L


108

alumnos estudiados por Leach et al

reconocían la existencia de plantas

acuáticas pero algunos decían que la luz del

sol y el dióxido de carbono no podían llegar

a las plantas a través del agua y por tanto

no reconocían estas plantas como

productores.

Bell y Barker encontraron que el limitado

reconocimiento de «productor y

consumidor», por parte de los escolares

estaba unido a su comprensión de «planta»

y «animal». Una vez que se establecía el

significado científico de las palabras

<planta>> y animales mediante la

enseñanza, los alumnos podían aplicar los

términos «productor» y « consumidor»

apropiadamente.

Varios estudios que implicaban a sujetos

desde los 12 años hasta estudiantes de

licenciatura de zoología, han encontrado que

la mayoría de los estudiantes interpreta los

problemas sobre redes tróficas de una

forma limitada, centrándose en cadenas

tróficas aisladas. En el pensamiento sobre

los ecosistemas parece predominar el

concentrarse en las cadenas tróficas lineales

en lugar de en los ciclos de materia, la

interdependencia o los sistemas.

Smith y Anderson señalaron que muchos de

los sujetos de 11 y 12 años que aceptan

que las poblaciones de una red trófica están

relacionadas pueden seguir viendo la

preedición como un « hecho específico de la

comida» en beneficio sólo del que come.

Los alumnos tendían a considerar que los

alimentos que se comen y se usan para

obtener energía pertenecen a una cadena

trófica. Los alimentos que se incorporan al

material del cuerpo de quien come se

consideraban como algo diferente y no se

reconocían como el material que constituye

el alimento del siguiente nivel.

COMUNIDADES, POBLACIONES Y

COMPETENCIA ENTRE ORGANISMOS

deniyi encontró que para los

estudiantes los significados de los

términos ecológicos estaban

relacionados con el uso cotidiano en lugar

de con las definiciones científicas. Por

ejemplo, la cuarta parte de los estudiantes

utilizaban el término «comunidad» para

representar un grupo de personas que

viven juntas con ideas similares. Otra

cuarta parte no distinguía entre los

significados de «comunidad» y «población».

Adeniyi encontró entre estos estudiantes

nigerianos una variedad de ideas respecto a

las pirámides de número y la biomasa.

Varias ideas eran antropocéntricas, como

<<hay mas herbívoros que carnívoros

porque la gente los cría». Otras implicaban

predestinación teleológica, como <<el

número de productores es grande para

satisfacer a los consumidores>>.

Consideraban que los organismos <<más

fuertes>> tenían más energía, que usaban

para alimentarse de los organismos mas

débiles con menos energía. Algunos

estudiantes consideraban que la energía se

A


109

sumaba a lo largo de un ecosistema, de

forma que un predador de la parte superior

tendría toda la energía de los productores y

los otros consumidores de la cadena.

Leach et al encontraron que, aunque entre

5 y 16 años casi la mitad de los niños de

todas las edades podían seleccionar

imágenes de organismos para construir

comunidades equilibradas que contuvieran

un productor y consumidores primarios y

secundarios, pocos usaban a cualquier edad

la idea de interdependencia para explicar su

selección. La mayoría basaban sus opciones

en su descripción del status quo de la

naturaleza o utilizaban el razonamiento

teleológico. Se pidió a los escolares que

predijeran qué población de organismos

sería la mayor y por que. Aunque la

mayoría de los alumnos de todas las edades

elegía los productores, un número

significativo elegía consumidores primarios

o secundarios. De nuevo, la mayoría de las

explicaciones para la elección eran

descripciones de la naturaleza, como <los

conejos tienen muchas crías», o

teleológicas. Había pocas pruebas de un

razonamiento sobre interdependencia o

flujo de energía, aunque había alguna

progresión en el razonamiento con la edad.

En el contexto de los cambios estacionales,

los niños establecían algunos enlaces entre

las poblaciones, que iban desde simples

enlaces alimenticios o de refugio, a los 11

años, hasta sofisticados flujos de energía en

las redes tróficas por parte de algunos

estudiantes de 16 años. Los niños

respondían de forma diferente a preguntas

basadas en cambios en las redes tróficas,

según que organismos se «eliminaran» de

la hipotética red. Los escolares establecían

pocos enlaces entre la eliminación de un

predador de la cima y el resto de la cadena

trófica, y la mayoría de los enlaces entre la

eliminación de los predadores y el resto de

la cadena trófica. Parecían más capaces de

trazar enlaces entre los niveles tróficos

hacia arriba que hacia abajo.

Griffiths y Grant informaron de que la

quinta parte de los sujetos de 15 años con

los que trabajaron pensaban que una

población situada más arriba en una cadena

trófica es un predador para todos los

organismos que están por debajo de ella.

Muchos alumnos pensaban que un cambio

en la población de una especie afectaría

sólo a aquellas especies relacionadas

directamente con ella como predador o

presas, mientras que otros pensaban que

un cambio en el tamaño de la población de

las presas no tendría efecto en la población

de su predador. Estos autores sugieren que

la introducción de las ideas de cadenas

tróficas como prólogo a las redes tróficas es

una razón para que los niños no consigan

utilizar las ideas sobre interdependencia

para explicar las relaciones en ecosistemas

complejos.


110

ENTORNOS

each et al. investigaron las ideas de

los niños sobre que necesitan

distintos organismos para estar vivos

y saludables, y las ideas sobre el origen de

estos requerimientos del entorno. La

mayoría de los niños reconocía que las

plantas necesitan suelo, agua y luz solar

en su habitat. La necesidad de aire, oxígeno

o dióxido de carbono fue identificada por

una pequeña minoría de alumnos. Menos de

un tercio de los de 16 años señalaba la

necesidad de dióxido de carbono y oxígeno.

Pensaban que los consumidores necesitan

agua, comida y refugio. Muchos alumnos de

todas las edades identificaban enlaces

alimenticios y de refugio entre los

organismos de las comunidades. Sin

embargo, los niños más pequeños (hasta

los 13 años) parecían pensar en relación

con las necesidades de los organismos

individuales en lugar de las poblaciones.

Muchos alumnos de todas las edades

parecían incapaces de pensar en los

organismos y sus entornos sin implicación

humana y muchos de los más pequeños

pensaban que todos los organismos son

alimentados por las personas.

La mayoría de los alumnos, entre 11 y 16

años, eran capaces de mencionar algunos

rasgos de los organismos que están

relacionados con un hábitat específico, y

algunos eran capaces de predecir el hábitat

de organismos con unos rasgos

determinados.

Varios estudios sobre las ideas de los niños

respecto a la adaptación han sugerido que

los estudiantes utilizan un razonamiento

teleológico y antropomórfico para explicar

la relación entre un organismo y su

entorno.

DESCOMPOSICIÓN

nvestigaciones recientes en Portugal,

Estados Unidos e Inglaterra identifican

nociones comunes en las explicaciones

de los niños sobre la descomposición. Las

preguntas de investigación se relacionaban

con la «desaparición de los animales

muertos y de los-frutos sobre la superficie

del suelo. Los niños más pequeños pensaba

que los seres muertos simplemente

desaparecen, o tenían nociones centradas

en el ser humano que no tenían en cuenta

las ideas sobre conservación de la materia

después de la muerte. Estos estudios

encontraron que la mayoría de los niños

piensan en la descomposición corno la

desaparición total o parcial de la materia.

En la muestra estudiada por Leach et al, el

70 por 100 de los sujetos de 11 a 13 años

daban respuestas que implicaban una falta

de conservación de la materia, incluso

después de haber recibido enseñanza sobre

el tema. Los alumnos más pequeños no

eran conscientes de que el material

procedente de los organismos muertos se

convierte en parte del entorno no viviente

ni de que los microbios inician el proceso de

L

I


111

descomposición. Tendían a pensar que los

insectos rompen el material una vez que ha

empezado a pudrirse espontáneamente.

Una idea común era que los bichos o

gérmenes se comen la materia

parcialmente podrida. Los alumnos

pensaban que el material podrido

«enriquece» o «fertiliza» el suelo pero no lo

identificaban como parte del suelo. Después

de la enseñanza, los sujetos de 15-16 años

que utilizaban las palabras “bacterias” y

“hongos” o “descomponedores” llegaban a

un 65 por 100 pero no estaban seguros

sobre su función. Aunque los alumnos de

más edad tendían a ofrecer más factores

para explicar la descomposición, había

pocas pruebas de que a los 15 ó 16 años

comprendieran como se relacionan los

diversos factores físicos con la acción de los

microbios.

La Figura 7.1, basada en los

descubrimientos de Leach et al. y de Smith

y Anderson, resume las ideas identificadas

a lo largo del margen de edades.

Algunos niños suecos del estudio de Helden

expresaban la creencia de que todo el

material muerto se descompone para

formar el suelo y que por lo tanto la Tierra

esta creciendo continuamente. Esta idea

recoge nociones históricas. Muy pocos niños

del estudio de Sequeira y Freitas tenían

ideas sobre que la materia orgánica se

transforme en materia mineral durante la

descomposición, o sobre ningún otro tipo

de reciclado.

Generalmente, los alumnos no eran

conscientes del papel que los

microorganismos desempeñan en la

naturaleza, especialmente de su papel

como descomponedores y recicladores de

carbono, nitrógeno, agua y minerales.

EL CICLO DE LA MATERIA EN EL

ECOSISTEMA

mith y Anderson encontraron que

en su muestra de sujetos de 12

años, casi todos eran conscientes

de que en los ecosistemas tiene lugar algún

tipo de proceso cíclico. Sin embargo, la

mayoría de los alumnos tendía a pensar en

términos de secuencias de sucesos causa y

efecto, en los que la materia se creaba o

destruía, y luego la secuencia empezaba de

nuevo. Algunos reconocían una forma de

reciclado en los minerales del suelo, pero

no incorporaban el agua, el oxígeno y el

dióxido de carbono a los ciclos. Los alumnos

no veían conexión entre el ciclo del

oxígeno/dióxido de carbono y otros

procesos que implican la producción,

consumo o utilización de los alimentos. Su

comprensión del proceso cíclico de la

materia seguía siendo fragmentada.

Después de la enseñanza había poco

cambio, siendo sólo un 4 por 100 de los

alumnos el que lograba la « concepción

meta, de que la materia sufre continuas

transformaciones entre los cuerpos de los

organismos y las sustancias del entorno

(dióxido de carbono, agua y minerales).

Unos pocos alumnos habían recogido la idea

S


112

de que los alimentos se transforman pero

pensaban que se transformaban en energía.

Leach et al informan de que, incluso a los

16 años, pocos alumnos tienen una visión

de la materia que implique la conservación

en una diversidad de contextos como la

fotosíntesis, la asimilación de alimentos, la

descomposición y la respiración. Además,

los alumnos no parecen distinguir entre

alimento, materia y energía. Ningún alumno

de este estudio presentó una visión

integrada de un ciclo de la cantidad. de

materia consistente, aunque unos pocos de

los mayores daban pruebas de conservar la

materia en la descomposición y la

fotosíntesis.

INTERCAMBIO Y EQUILIBRIO DE

GASES

arios estudios sugieren que los

niños de 9 a 16 años piensan o que

las plantas no utilizan aire, o que

las plantas y los animales utilizan el aire de

formas opuestas. (Los estudios sobre las

ideas respecto al intercambio de gases por

las plantas están resumidos en el Capítulo

2)

Eisen y Stavy y Stavy et al investigaron la

comprensión por parte de los estudiantes

de la importancia de la fotosíntesis en el

mantenimiento de los niveles de oxigeno en

el ecosistema. La mayoría de los sujetos de

13 a 15 años estudiados (82 por 100) sabía

que las plantas liberan oxígeno en la

fotosíntesis y que este oxígeno sostiene a

una serie de seres vivos. Sin embargo, sólo

alrededor de la mitad de los estudiantes de

cada nivel de edad indicaba que los

animales, debido a su necesidad de

oxígeno, no podrían vivir sin las plantas.

Planteando las mismas cuestiones a

estudiantes de más edad se obtuvieron

proporciones de respuestas similares en los

“no biólogos”, aunque los que habían

estudiado cursos avanzados de biología

fueron capaces de dar explicaciones más

satisfactorias. A pesar de todo, sólo el 25

por 100 de los “biólogos”, y el 7 por 100 de

los <no biólogos> sugirieron que los

animales no podrían existir en un mundo

sin plantas porque no eran autótrofos.

Wandersee examinó a 1,405 estudiantes de

10 a 18 años mediante un test escrito.

Cuando se les preguntaba respecto al flujo

de gases durante la fotosíntesis, el 62 por

100 de los niños más pequeños y el 85 por

100 de los estudiantes de primeros cursos

universitarios sabían que durante la

fotosíntesis entra en la hoja dióxido de

carbono. Había una conciencia similar

respecto a la salida de oxígeno de las hojas,

excepto que sólo el 51 por 100 de los más

pequeños conocía la dirección correcta. La

mayoría de los estudiantes parecía pensar

que los dos gases fluyen siempre en

direcciones opuestas. Sin embargo, las

cuestiones planteadas en relación con la

replicación del experimento de Priestley

mediante diagramas (en el que un ratón y

V


113

una planta iluminada se sitúan en un

contenedor sellado) indicaba que muchos

estudiantes tenían dificultades para aplicar

sus conocimientos sobre el intercambio de

gases a un <<ecosistema»: Aunque una

proporción creciente con la edad (del 38 por

100 pasaba al 67 por 100) sugería que

ambos, el ratón y la planta, vivirían,

muchos pensaban que ambos morirían, o

que sólo la planta viviría. Al explicar sus

respuestas, el porcentaje de estudiantes

que utilizaban la palabra «aire» disminuía

con la edad (del 26 por 100 al 4 por 100)

mientras había un correspondiente

aumento en la proporción de uso de

<dióxido de carbono» y «oxígeno» para

justificar la elección de su respuesta (del 18

por 100 al 58 por 100).

RESPIRACIÓN

unque los alumnos tienen nociones

sobre el intercambio de gases y

normalmente lo consideran como

un tipo de respiración, sea cual sea su edad

pocos comprenden la respiración celular. La

mayoría de los estudiantes en el estudio de

Haslam y Treagust consideraban que

respiración y respiración celular era

sinónimos (ver nota pp. 56).

Adeniyi encontró que los niños aprendían

desde una edad temprana que respiran

oxígeno y que el oxígeno lo igualaban a

menudo con el aire. Gellert y Nagy

encontraron que, aunque los niños

pequeños saben que el aire es necesario

para la vida, parecen tener una idea

limitada de lo que ocurre con el aire

inhalado, pensando a menudo que

permanece en la cabeza. Ambos

investigadores encontraron que la mitad de

los sujetos de 9 y 10 años asociaban los

pulmones con la respiración y algunos

alumnos reconocían que para todas las

partes del cuerpo es importante un

intercambio de gases con el aire. Sin

embargo, parece que los alumnos de

primeros cursos de secundaria tienen poca

tendencia a relacionar la necesidad de

oxígeno con la utilización de los alimentos.

Leach et al. señalan una ausencia de ideas

sobre el papel fisiológico de los gases. A los

11 años los alumnos reconocían que los

animales necesitan aire u oxígeno. Los que

mencionaban el oxígeno decían que era

necesario para respirar o para mantener

vivo a un animal. Sin embargo, ninguno

mencionaba la liberación de energía a partir

de los alimentos en relación con la

necesidad de oxígeno. Las respuestas

indicaban que los alumnos no tenían ideas

sobre el papel fisiológico de la respiración,

viendo el proceso como un fin en si mismo.

Arnaudin y Mintzes encontraron que un

tercio de los niños y una cuarta parte de los

estudiantes de primeros cursos

universitarios de su muestra pensaban en

<tubos de aire» que conectan los pulmones

y el corazón. Hasta un tercio del total

sugería que el aire simplemente se inhala

en los pulmones y luego se exhala sin

A


114

conexiones con el corazón y el sistema

circulatorio.

Al preguntarles explícitamente “¿Qué es la

respiración celular?”, los sujetos de 13 a 15

años estudiados por Stavy et al se referían

sólo a un intercambio de gas por la

inhalación y exhalación de aire. La mayoría

simplemente decía <respiramos para vivir».

Unos pocos tenían ideas sobre el oxígeno:

<el oxígeno revive a las células», <el

oxígeno activa el corazón y hace que la

sangre circule».

Anderson y Sheldon estudiaron las ideas

sobre respiración celular sostenidas por

estudiantes norteamericanos de primeros

cursos universitarios sin biología. Los

estudiantes identificaban el oxígeno como

una necesidad de los animales y el dióxido

de carbono como una necesidad de las

plantas. Utilizaban el lenguaje cotidiano

para identificar respiración celular con

respiración y no enlazaban alimentos,

oxígeno, dióxido de carbono y energía en

ninguna visión coherente sobre la

respiración celular. Mostraban una falta de

ideas sobre ella, en contraste con la

variedad de ideas alternativas que ofrecían

sobre la fotosíntesis.

Una idea identificada por varios estudios es

que las plantas no respiran, o que respiran

solo en la oscuridad. Los alumnos que se

refieren a la respiración en las plantas no

parecen percibirla como un proceso de

conversión de energía: muchos piensan que

la fotosíntesis es el proceso que

proporciona energía a las plantas. Muchos

de los niños estudiados por Haslam y

Treagustz creían que, puesto que sólo las

hojas tienen poros para el intercambio de

gases, en las plantas la respiración se

produce sólo en las células de las hojas.

Los niños tienden a creer que los seres

vivos en general consumen energía y que

las plantas consumen energía en el

crecimiento. Parecen pensar que se crea o

destruye energía en diferentes procesos

vitales.

Incluso estudiantes de biología avanzados

de 17-18 años tienden a no pensar en

términos de transferencia de energía. El 79

por 100 de la muestra de Gayford, no

consideraba que procesos biológicos como

la respiración celular impliquen

transformaciones de energía. Pensaban que

en realidad la respiración celular forma

energía que es utilizada en reacciones de

síntesis. El 74 por 100 de los sujetos

sostenía la opinión de que “el ATP tiene

enlaces de alta energía que liberan

energía”, una opinión que surge

probablemente de la enseñanza.

CONTAMINACIÓN

n estudio americano de Brody

indica pocos cambios en el

conocimiento sobre crisis

ecológicas entre los 9 y los 16 años. Sin

embargo, el estudio identificaba cambios en

U


115

las ideas de los niños sobre la

contaminación. A los 9 años consideraban

la contaminación como algo que es

percibido directamente por las personas

que afecta a las personas o a otros

animales. No consideraban que el daño a

las plantas constituya un problema

ambiental. Pensaban que el aire puede

transportar la contaminación de alguna

forma. Los alumnos de 13 años tenían un

mejor conocimiento de las crisis ecológicas,

incluido un concepto de los efectos

ecológicos acumulativos. No tenían que

percibir un material para pensar en el y

materiales que no habían visto como la

lluvia ácida eran considerados

contaminantes: Las respuestas de estos

estudiantes incluían la idea de que la

polución (más que dañarles) mata a los

animales, especialmente a los peces pero

también a las plantas. Las poblaciones

humanas, las fábricas y los coches eran

consideradas posibles fuentes de crisis

ecológicas. A los 16 años, los estudiantes

poseían, un mayor número de conceptos

relevantes y también de conexiones

significativas entre ellos. Creían que la

contaminación puede afectar a todas las

cosas. Los materiales biodegradables eran

considerados menos dañinos para la vida

que los no biodegradables y consideraban

que la concentración de contaminantes era

importante. A esta edad, los estudiantes

reconocían que los temas del entorno son

complejos y relacionaban los conceptos

económicos con la causa y los efectos en

las crisis ecológicos.

Al menos la mitad de la amplia muestra de

estudiantes entrevistada por Brody sostenía

varias <concepciones erróneas»,

importantes. Se incluían:

• cualquier cosa que sea natural no

es contaminación;

• los materiales biodegradables no

son contaminantes;

• los océanos son un recurso

ilimitado;

• los desperdicios sólidos de los

vertederos son seguros

• la raza humana es indestructible

como especie.

Había pocas pruebas de que los alumnos

utilizarán los conceptos científicos

aprendidos en cualquier punto del

curriculum para informar su comprensión

sobre temas ecológicos.

Boyes y Stanisstreet y Francis et al.

encontraron que algunas ideas

científicamente aceptables sobre el

calentamiento global aparecían ya entre

sujetos de 11 años. Incluían la noción de

que un aumento del efecto invernadero

causara cambios en los patrones del tiempo

atmosférico. Las ideas sostenidas

generalmente por la comunidad científica,

como la retención de energía solar, tardaba

un tiempo en llegar a establecerse durante


116

el período de la escolaridad secundaria.

Entre los alumnos de 11 a 16 años se

identificaron una serie de concepciones

erróneas y algunas de ellas persistían en los

estudiantes de mayor edad y entre los

estudiantes de licenciatura. Un ejemplo era

la idea de que el uso de gasolina sin plomo

reducirá el calentamiento global. La

confusión entre el debilitamiento de la capa

de ozono y el efecto invernadero era

habitual en el pensamiento de los niños y

parece que los estudiantes son conscientes

de una serie de acciones favorables y

desfavorables ambientalmente, y que

conocen una serie de problemas

ambientales. Sin embargo, tienden a no

enlazar causas concretas con consecuencias

concretas. Más bien, parecen pensar que

todas las acciones ambientalmente

<<amistosas>> ayudan en todos los

problemas.

En un estudio con niños de escuela

primaria, Boyes y Stanisstreet encontraron

que la mayoría de los niños eran

conscientes de que genera electricidad a

partir de fuentes renovables, utilizar papel

reciclado y reponer los árboles reduciría el

calentamiento global. Aunque la mayoría de

los niños se daba cuenta de que una

reducción en el uso de los coches

disminuiría el efecto invernadero, esta idea

era menos frecuente entre los niños

mayores de primaria. Más de la mitad de los

niños pensaba que mantener limpias las

playas o proteger las especies salvajes

reduciría el efecto invernadero, aunque la

frecuencia de estas ideas era menor entre

los niños mayores. La concepción errónea

más común, sostenida por el 87 por 100 de

los alumnos, era que el uso de gasolina sin

plomo reduciría el calentamiento global y los

niños confundían calentamiento global,

debilitamiento de la capa de ozono y

contaminación atmosférica por plomo. Los

investigadores sugieren que desenredar en

la mente de los niños estos importantes

temas ambientales requiere esfuerzos

específicos, especialmente debido a que los

problemas no están fácilmente abiertos al

aprendizaje experimental.


117

INTRODUCCIÓN

a siguiente lectura constituye el

capítulo introductorio de un popular

texto de ecología. Inicialmente

presenta un breve panorama de la historia

de esta ciencia, para después discutir los

problemas hallados al tratar de definirla con

precisión. Finalmente, discute cuáles son

los diversos objetos de estudio, los posibles

enfoques y los problemas actuales en la

investigación en ecología.

DEFINICIÓN

l uso del término ecología comenzó

durante la segunda mitad del siglo

XIX. Henry Thoreau lo empleó

durante 1858 en sus cartas, pero no lo

definió, mientras Ernest Haeckel conceptuó

en 1869 a la ecología como el total de

relaciones de los animales con sus medios

ambientes orgánico e inorgánico. Esta

definición amplia ha hecho que algunos

autores afirmen que, si en eso consistiera la

ciencia que-nos ocupa, sería poco lo que no

quedaría incluido en ella. Son cuatro las

disciplinas biológicas vinculadas

estrechamente con la ecología (genética,

evolución, fisiología y conducta) (...).

La ecología, considerada en sentido amplio,

se traslapa con cada una de estas materias,

por lo que es necesaria una definición más

limitante.

Charles Elton definió a la ecología como

historia natural científica, en su obra Animal

Ecology, que fue una de las primeras en el

campo. Esta definición marcó el origen de

muchos de los temas actuales del estudio

de la ecología, pero es sumamente vaga.

Eugene Odum conceptúa a la ecología como

el estudio de la estructura y el

funcionamiento de la naturaleza, lo cual

tiene el mérito de hacer énfasis en la idea

de forma y función, que es inherente a la

biología, pero todavía no es una definición

totalmente clara.

Una definición clara y limitante de la

ecología es la siguiente: la ecología es el

estudio científico de la distribución y la

abundancia de los organismos. Sin

embargo, es estática y deja fuera el

concepto importante de las relaciones,

aspecto básico de la ciencia que nos ocupa,

L

E

INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LA ECOLOGÍA

CHARLES J. KREBS

INTRODUCCION A LA CIENCIA DE LA ECOLOGIA_______________________

118

por lo que convendría modificar la definición

en la forma siguiente: la ecología es el

estudio científico de las interacciones que

regulan la distribución y la abundancia de

los organismos. Esta definición restringe el

alcance de nuestra materia a un nivel

tratable y representa el punto de partida

para el presente texto. En estos términos,

nos interesa dónde, en qué cantidad y por

qué están presentes los organismos.

HISTORIA DE LA ECOLOGÍA

a ecología tiene sus raíces en la

historia natural, que es tan antigua

como la humanidad. Las tribus

primitivas, que dependían de la caza, la

pesca y la recolección de alimentos,

necesitaban conocimientos detallados

acerca del dónde y el cuándo encontrar sus

presas. Por otra parte, el surgimiento de la

agricultura y la ganadería hizo que

aumentara la necesidad de aprender acerca

de la ecología práctica de las plantas y los

animales domésticos.

Las grandes plagas de animales atrajeron la

atención de los escritores antiguos. Los

fenicios y babilonios temían a las plagas de

langostas, y era frecuente que atribuyeran

un carácter sobrenatural a las mismas. El

libro del Éxodo (7:14-12:30) describe las

plagas que el Dios de los hebreos hizo caer

sobre los egipcios, al tiempo que en el siglo

IV a.C. Aristóteles intentó explicar las

plagas del ratón de campo y las langostas

en su Historia Animalium. Este escritor puso

de relieve que la acelerada reproducción del

ratón de campo entrañaba que nacieran

mas ratones que los que podían matar sus

depredadores naturales, como zorras y

hurones, o el propio hombre. Aristóteles

señalo que nada tenía éxito para acabar

con estas plagas, excepto la lluvia, y

después de precipitaciones abundantes

desaparecerían los ratones.

La armonía ecológica fue uno de los

principios básicos que rigieron la

comprensión de la naturaleza por parte de

los griegos, y Egerton ha estudiado el

desarrollo de este concepto desde los

tiempos antiguos hasta el moderno termino

de "equilibrio de la naturaleza". Esta idea

de "ecología providencial", en que la

naturaleza esta estructurada a modo de

beneficiar y preservar a cada especie, está

implícita en los escritos de Herodoto y

Platón. El supuesto fundamental de esta

visión del mundo es que el número de

individuos de cada especie permanece

constante, en lo esencial, y que los

aumentos explosivos de las poblaciones

eran susceptibles de explicación como una

intervención divina para el castigo de los

malvados. Cada especie tendría un lugar

especial en la naturaleza, y no ocurriría la

extinción de cualquiera de ellas porque con

ello se alteraría el equilibrio y la armonía de

la propia naturaleza.

Fueron pocos los avances conceptuales

hasta que los estudiosos de la historia

L


119

natural y la ecología humana precisaron los

conceptos de la ecología y aportaron un

marco analítico de referencia. Graunt

describió a las poblaciones humanas en

términos cuantitativos, por lo que se le

puede llamar el padre de la demografía.

Advirtió la importancia de medir

cuantitativamente los índices de natalidad y

mortalidad, la proporción de individuos de

uno y otro sexo y la estructura de grupos

de edad de las poblaciones humanas, y se

quejó de los inadecuados datos censales

disponibles en la Inglaterra del siglo XIX;

además, estimó las posibilidades de

crecimiento de la población de Londres y

concluyó que, incluso sin migración, dicha

ciudad podría duplicar el número de sus

habitantes en 64 años.

Leeuwenhoek estudió las tasas de

reproducción de escarabajos, moscas y

piojos. En 1687 contó el número de huevos

depositados por la mosca hembra y calculó

que un par de estos animales podría dar

origen a 746 496 moscas en tres meses.

Así, Leeuwenhoek llevó a cabo uno de los

primeros intentos de cálculo de tasas

teóricas de incremento de población en una

especie animal.

Buffon, en su Natural History (1756),

analiza muchos de los temas de la ecología

moderna y considera que las poblaciones de

seres humanos y de otros animales y

plantas están sujetas a los mismos

fenómenos. Por ejemplo, Buffon estudia en

que forma la gran fecundidad de las

especies esta contrarrestada por

innumerables agentes de destrucción. Este

autor creía que las poblaciones de las

plagas de ratón de campo estaban limitadas

en parte por enfermedades y escasez de

alimentos, y no aceptaba el concepto

aristotélico de que las lluvias-abundantes

provocaban la disminución de las densas

poblaciones de ratones, que creía

dependientes de agentes biológicos. Decía

que los conejos reducirían el campo a un

desierto si no fuera por sus depredadores.

En estos términos Buffon analizó problemas

de la regulación de poblaciones que todavía

están pendientes de solución.

Malthus publicó uno de los primeros libros

sobre demografía que despertó polémicas.

En su Essay on Population (1798) calculó

que si bien las poblaciones de las diversas

especies se pueden incrementar

geométricamente (1, 2, 4, 8, 16...), su

aprovisionamiento de alimentos sólo lo hará

en forma aritmética, en el mejor de los

casos (1, 2, 3, 4...). El segundo de tales

supuestos parece un tanto arbitrario, y

Malthus quizá lo haya planteado como un

supuesto máximo razonable. La gran

desproporción entre ambos incrementos

hizo que Malthus sacara en conclusión que

la reproducción finalmente quedaría limitada

por la producción de alimentos. La

tendencia implícita en las ideas de este

autor es negativa: que es lo que impide que

las poblaciones alcancen el nivel de mera

subsistencia que supone su teoría?, ¿qué

limitantes contrarrestan la tendencia a la


120

tasa de incremento geométrico?; dos siglos

después todavía no contestamos estas

preguntas. Sin embargo, los conceptos

señalados no son nuevos, ya que

Maquiavelo planteó algo semejante en

1525, y Buffon lo hizo en 1751, además de

que otros autores también anticiparon a

Malthus, pero fue este último el que llamó la

atención del público general acerca de estos

conceptos. Darwin los utilizó como uno de

los fundamentos de su teoría de la selección

natural.

Otros estudiosos han puesto en tela de

juicio las ideas de Malthus. Por ejemplo,

Doubleday expuso en 1841 su "ley

verdadera de la población". Este autor creía

que cuando una especie estaba amenazada,

la naturaleza hacia un esfuerzo para

preservarla, al incrementar la fecundidad de

sus miembros (...), mientras que esta

última alcanza sus niveles mas bajos en los

sujetos bien alimentados. Doubleday explicó

estos efectos con base en el aporte excesivo

de nutrientes minerales de los grupos bien

nutridos, con lo que advirtió un hecho

básico actualmente aceptado, si bien sus

explicaciones son del todo incorrectas.

El interés en los aspectos matemáticos de la

demografía aumentó después de Malthus.

Quetelet, estadístico belga, planteó en 1835

que la capacidad de crecimiento geométrico

de una población estaba compensada por

una resistencia al crecimiento de población.

En 1838, su discípulo Verhulst elaboró una

ecuación para representar el crecimiento de

una población a lo largo del tiempo (...). Su

obra fue pasada por alto hasta tiempos

recientes.

Farr fue uno de los primeros demógrafos

que se interesaron en la mortalidad. Se dio

cuenta de que en Inglaterra había una

relación entre la densidad de población y la

tasa de mortalidad (ley de Farr), de modo

que la mortalidad era proporcional a la raíz

sexta de la densidad.

Farr volvió a analizar en 1875 la población

humana de Inglaterra, y puso de relieve que

si bien la tasa de mortalidad había

disminuido de modo constante en dicho país

durante el siglo XIX, ello no conllevaba en

forma automática un aumento de población,

ya que era factible que la tasa de

nacimientos disminuyera en una cantidad

equivalente. Farr recalcó que el supuesto

malthusiano de que el aporte de alimentos

aumentaba aritméticamente no era válido,

por lo menos respecto de Estados Unidos,

en que se había incrementado

geométricamente e incluso a una tasa

superior que la de la población humana.

El marco de referencia filosófico fue durante

la mayor parte de este periodo, el de la

armonía de la naturaleza, de los tiempos de

Platón; el designio providencial era todavía

la luz que iluminaba el camino. Sin

embargo, a fines del siglo XVIII y comienzos

del XIX surgieron dos conceptos que

socavaron al de equilibrio de la naturaleza y

poco a poco recibieron apoyo cada vez


121

mayor: 1) que muchas especies se habían

extinguido, y 2) que la competencia

resultante de la presión de las poblaciones

es importante en la naturaleza. Las

consecuencias de estas dos ideas quedaron

en claro con las obras de Malthus, LyeIi,

Spencer y Darwin, en el siglo XIX; la

ecología providencial y el equilibrio de la

naturaleza fueron sustituidas por la

selección natural y la lucha por la

supervivencia.

Muchos de los primeros logros de la ecología

provinieron de los campos de la agricultura,

la pesca y la medicina aplicadas. Los

trabajos relativos a las plagas de insectos

que atacan a los cultivos han sido una

fuente importante de ideas, y la regulación

de su población es un problema

fundamental que se ha estudiado desde

hace tiempo. Por ejemplo, en 1762 se llevó

el mainato de la India a la isla de Mauricio

para controlar a la langosta roja, que para

1770 ya no revestía importancia. Forskal

escribió en 1775 acerca de la introducción,

en los campos de palmas datileras, de

hormigas depredadoras, provenientes de las

montanas cercanas, para controlar otras

especies de hormigas que se alimentan de

palmas en e suroeste de Arabia. En años

subsecuentes, el conocimiento creciente de

parasitismo y la depredación por parte de

los insectos dio origen a. muchas

introducciones semejantes en todo el

mundo con la esperanza de controlar plagas

agrícolas autóctonas o provenientes de

otras partes :' (...). Las investigaciones

médicas acerca de enfermedades

infeccionas como el paludismo, alrededor de

la última década del siglo pasado, dieron

origen a la epidemiología y al interés en la

diseminación de enfermedades en las

poblaciones. Era necesario conocer en

detalle la ecología de los mosquitos antes de

controlar adecuadamente el paludismo, y el

trabajo de Ross fue uno de los primeros que

intentó describir en términos matemáticos la

propagación del paludismo, que transmiten

los mosquitos. Tal propagación en un área

infestada depende de dos fenómenos

continuos y simultáneos: 1) el número de

nuevas infecciones entre la gente depende

de la cantidad y la infecciosidad de los

mosquitos, y 2) la infecciosidad de los

mosquitos se vincula con el número de

individuos en la localidad y la frecuencia del

paludismo en ellos. Ross expresó esos dos-

fenómenos como dos ecuaciones

diferenciales simultáneas.

En esta forma, Ross describió un proceso

ecológico con un modelo matemático, por lo

que su trabajo representa uno de los

primeros intentos de análisis de sistemas.

Los modelos de este tipo permiten aclarar

los problemas (ya que posibilitan el análisis

de los componentes) y predecir nuevas

situaciones.

La ecología de la producción se derivó de la

agricultura y Egerton la remonta hasta

Richard Bradley, botánico del siglo XVIII.

Bradley identificó las similitudes

fundamentales de la producción de plantas y


122

animales y propuso métodos para llevar al

máximo las cosechas (y con ellas las

utilidades) en la producción de uva, árboles,

aves de corral, conejos y peces. El marco de

referencia conceptual empleado por Bradley

(inversión monetaria versus utilidades) es

susceptible de aplicación a cualquier

organismo, y este problema del rendimiento

óptimo es parte importante de la ecología

aplicada.

El reconocimiento de la existencia de

comunidades de organismos vivos en la

naturaleza es muy antiguo, pero la

identificación específica de las

interrelaciones de los organismos en las

comunidades es relativamente reciente.

Edward Forbes describió en 1844 la

distribución de animales en las aguas

costeras de Inglaterra y parte del

Mediterráneo, y escribió acerca de zonas de

diferentes profundidades que se

diferenciaban por las relaciones entre las

especies que en ellas vivían.

Forbes advirtió que algunas especies están

presentes sólo en una zona, mientras que

otras alcanzan su desarrollo máximo en un

área pero también están presentes, en

forma más dispersa, en otras zonas

adyacentes. El punto medio entre ambos

extremos correspondería a los organismos

que no se ajustan al patrón de zonas.

Forbes advirtió el aspecto dinámico de las

interrelaciones de los organismos y su

medio. Al cambiar este último, quizá muera

una especie mientras que aumenta la

abundancia de otra. Karl Mobius expresó

ideas semejantes en 1877, en un ensayo

que se ha convertido en un clásico acerca

del conchal (comunidad de ostras), como un

conjunto unificado de especies, comunidad

para la cual Mobius acuñó el término de

biocenosis.

S.A. Forbes planteó en su ensayo clásico

The Lakes as a Microcosm que el

agrupamiento de las especies en un lago era

un complejo orgánico, y que al afectar a una

especie ejercíamos algún tipo de influencia

en todas las demás. En estos términos, cada

especie tiene "comunidad de intereses" con

las otras, y no se pueden limitar las

investigaciones a una sola de ellas. Forbes

creía que hay un equilibrio uniforme en la

naturaleza, el cual limita a cada especie año

tras año, aunque todas ellas intentan

siempre aumentar en número.

El botánico danés Warming ejerció gran

influencia en los estudios de comunidades, y

planteó interrogantes acerca de la

estructura de las comunidades de plantas y

las asociaciones de especies en ellas. Cabe

señalar que los primeros en hacer énfasis en

la dinámica de los cambios de vegetación -

fueron los ecólogos de plantas

norteamericanos. En 1899 H.C. Cowles

describió la sucesión vegetal en las dunas

de arena situadas en la ribera sur del lago

Michigan, aspecto del desarrollo de la

vegetación que analizó Clements en un libro

clásico que inició una polémica duradera

acerca de las características de la


123

comunidad.

En estos términos, al comienzo de siglo la

ecología ya estaba en camino de convertirse

en una ciencia, al reconocer los problemas

generales de las poblaciones y las

comunidades. Las raíces de la ecología

residen en la historia natural, la demografía

humana, la biometría (enfoque matemático)

y los problemas aplicados de la agricultura y

la medicina.

Sin embargo, fue hasta la década de los

sesenta que se consideró a la ecología como

una ciencia importante. El continuo

incremento de la población humana y la

destrucción concomitante del medio natural

con pesticidas y contaminantes ha llamado

la atención pública respecto del mundo de la

ecología. Gran parte de este interés reciente

se centra en el medio ambiente humano y la

ecología humana. Desafortunadamente, el

término de ecología ha quedado identificado

en la mente del público con los problemas

mucho más amplios del medio ambiente

humano, y se ha llegado a significar con

todo lo que se refiere al medio ambiente. La

ciencia de la ecología trata acerca de los

ambientes de todas las plantas y animales,

y no únicamente de los humanos, por lo que

es mucho lo que puede aportar a la solución

de algunas interrogantes generales acerca

de los humanos y su medio ambiente. La

ecología debe ser una ciencia de la realidad

ambiental, como la física lo es respecto de

la ingeniería. Así, al igual que estamos

limitados por las leyes de la física al

construir aeronaves y puentes, lo debemos

estar por los principios de la ecología al

modificar el medio ambiente.

PROBLEMAS Y ENFOQUES BÁSICOS

Es factible enfocar el estudio de la ecología

desde tres puntos de vista: descriptivo,

funcional y evolutivo. El primero de ellos

corresponde ante todo a la historia natural,

y consiste en describir los grupos de

vegetación del planeta, como los bosques

deciduos de zonas templadas, las selvas

tropicales, los pastizales y la tundra, y en la

descripción de animales y plantas y sus

interrelaciones en cada uno de estos

ecosistemas. Por otra parte, el punto de

vista funcional se orienta más hacia las

relaciones, e intenta identificar y analizar

problemas generales que son comunes a

todas las áreas, o a la mayor parte de ellas.

Los estudios funcionales tratan acerca de las

poblaciones y las comunidades como existen

3 pueden ser medidas actualmente. Por otra

parte, el enfoque evolutivo considera a los

organismos como productos históricos de la

evolución. La ecología funcional estudia las

causas inmediatas, es decir, las respuestas

de las poblaciones y comunidades a factores

inmediatos del medio ambiente, mientras

que la evolutiva analiza las causas finales o

las razones históricas por las que la

selección natural ha favorecido las

adaptaciones especificas que han dado

origen a los organismos que conocemos

actualmente. Los ecologistas funcionales

preguntan "como": ¿cómo opera un


124

sistema?, y los evolutivos, "por qué": ¿por

qué favorece la selección natural esta

solución ecológica específica? La evolución

no sólo ha tenido lugar en el pasado sino

que se continúa en el presente, por lo que el

ecologista evolutivo debe trabajar en

relación estrecha con el funcional para

comprender a los sistemas ecológicos. El

medio ambiente de un organismo dado

contiene todas las fuerzas selectivas que

conforman su evolución, por lo que ecología

y evolución no son sino dos puntos de vista

de una misma realidad.

Los tres enfoques ecológicos tienen sus

deficiencias. La dificultad principal con el

descriptivo es que uno puede llegar a

perderse en las descripciones; por ejemplo,

podría utilizarse todo el espacio de este libro

sólo para señalar las características de los

bosques deciduos de Norteamérica. Por otra

parte, con el enfoque funcional existe la

tendencia a alejarse de la realidad, en

ausencia de conocimientos biológicos

detallados, mientras que el evolutivo puede

degenerar en especulaciones indisciplinadas

acerca del pasado y generar hipótesis que

no serían susceptibles de comprobación en

la realidad (...).

Distribución y abundancia

El problema básico de la ecología es

establecer las causas de la distribución y la

abundancia de los organismos. Cada uno de

éstos últimos vive en una matriz de espacio

y tiempo a la que se puede considerar como

una unidad. En consecuencia, estos dos

conceptos de distribución y abundancia

guardan relación estrecha, aunque a

primera vista parecieran ser muy distantes.

Lo que observamos para muchas especies

es lo siguiente:

De esta manera, es posible representar la

densidad promedio de cualquier especie

como un piano topográfico, siempre y

cuando se modifique este último con el

tiempo. Ahora bien, la abundancia del

organismo en el área de distribución debe

ser siempre mayor que cero, y el límite de

distribución equivaldrá al contorno de

abundancia cero. En estos términos, podría

considerarse a la distribución como un

aspecto de la abundancia, y a una y otra

como las dos caras de una moneda. Los

factores que ejercen efectos en la

distribución de una especie con frecuencia

suelen afectar también su abundancia.

Los problemas de la distribución y la

abundancia son susceptibles de análisis en

los niveles de una población de una sola

especie o una comunidad que incluya a

muchas especies. La complejidad del

análisis suele incrementarse al hacerlo el

número de especies consideradas en una

comunidad (...).

Existe un traslape considerable entre la

ecología y las disciplinas afines (...). Así, la

fisiología ambiental incluye una gran

cantidad de información relativa a la

distribución y la abundancia, al igual que la

ecología conductual (...); la genética

ecológica y de poblaciones son otras dos

áreas importantes.


125

NIVELES DE INTEGRACIÓN

n ecología se estudian

principalmente los tres niveles de

integración marcados con un

asterisco:

Biosfera

Ecosistema

Comunidades

Poblaciones

Organismos

Sistemas orgánicos conocimiento

Órganos científico

Tejidos creciente

Células

Organelos celulares

Moléculas

Por un lado, la ecología se traslapa con la

fisiología ambiental y las ciencias de la

conducta en el estudio de organismos

individuales, mientras que por el otro se

vincula con la meteorología, la geología y la

geoquímica al considerar la biosfera, que es

el ecosistema integrado por el planeta. Las

fronteras de las ciencias no son sino difusas,

y la naturaleza no viene en paquete

separados.

A cada nivel de integración le corresponde

una serie de atributos y problemas

separados y diferenciados. Por ejemplo, una

población tiene densidad (p. ej., número de

venados por kilómetro cuadrado), propiedad

que no se puede atribuirá un organismo

individual, mientras que una comunidad

posee diversidad de especies, concepto que

no reviste significado en el nivel de las

poblaciones. En términos generales, el

científico que estudia un nivel particular de

integración busca mecanismos explicatorios

en otros niveles mas bajos, y su importancia

biológica en otros más altos. De tal suerte,

para comprender los mecanismos de cambio

en una población, el ecólogo analizará los

mecanismos que operan a nivel de

individuos e intentará evaluar la importancia

de estos fenómenos de población en el

marco de una comunidad y un ecosistema.

Algunos ecólogos han planteado que el

ecosistema, consistente en la comunidad

biótica y su medio ambiente abiótico, es la

unidad básica de la ecología. Quizá el

ecosistema revista significado particular en

cuanto a la ecología humana, pero es sólo

uno de los niveles de organización en que se

mueven los ecólogos. Son importantes y con

sentido las preguntas que se deben plantear

en cada nivel de integración, y no se debe

hacer caso omiso de ninguna de ellas.

La amplitud de los conocimientos científicos

varía con el nivel de integración; es

bastante lo que sabemos acerca de los

aspectos moleculares y celulares de los

organismos; hemos aprendido algo acerca

de los órganos y los sistemas de órganos, y

de los organismos como entidades, pero es

E


126

relativamente poco lo que conocemos

respecto de las poblaciones e incluso menos

lo relativo a las comunidades y ecosistemas.

Este aspecto queda ilustrado muy

satisfactoriamente si se observan los niveles

de integración: a la ecología le corresponde

una tercera parte de la biología, desde este

punto de vista, pero ningún curriculum

biológico básico podría consistir en una

tercera parte de ecología y hacer justicia a

los conocimientos biológicos actuales. No es

difícil advertir las causas de tal situación,

que incluyen la complejidad creciente de los

niveles superiores de integración y la

incapacidad para estudiarlos en el

laboratorio.

Sin importar cuales sean las razones de esta

disminución de los conocimientos en niveles

superiores, tienen implicaciones graves para

el estudio de la materia que nos ocupa. En

la ecología no se dispone del importante

marco teórico de referencia que poseen la

física, la química, la biología molecular o la

genética. No siempre es fácil advertir donde

encajan las piezas del rompecabezas de la

ecología, y encontraremos que muchas "

partes aisladas de esta ciencia presentan un

desarrollo interno adecuado pero no se

vinculan claramente con otros aspectos, lo

cual es característico de las ciencias en

etapa de maduración. Desafortunadamente,

muchos estudiantes consideran que

cualquier ciencia es una pila monumental de

hechos que se deben memorizar, pero hay

algo mas que eso: la ciencia es la búsqueda

de relaciones sistemáticas, de soluciones a

los problemas y de conceptos unificadores,

y es en ello que consiste el ápice en

crecimiento de la ciencia, lo cual es evidente

en una disciplina joven como la ecología;

incluye muchas preguntas por responder y

polémicas todavía mucho mas numerosas.

Podría considerarse a una disciplina

científica como la ecología por analogía con

una mina: para el observador casual lo

evidente importante es la pila creciente de

hechos que están a la vista, mientras que

para el estudioso serio quizás sea menos

evidente pero probablemente más

importante la investigación en las fronteras

del conocimiento.

El marco teórico de referencia de la ecología

quizás sea débil en la actualidad, pero no se

debe suponer que esta es una etapa

terminal. Tal vez la química del siglo XVIII

se encontraba en un estado de desarrollo

teórico comparable al de la ecología de

nuestros tiempos; las ciencias no son

estáticas, y la ecología esta en una fase de

crecimiento intenso.

MÉTODOS DE ENFOQUE

a ecología ha sido objeto de ataques

en tres grandes frentes: el

matemático, el de laboratorio y el de

campo. Estos tres enfoques están

interrelacionados, y han surgido algunos

problemas cuando los resultados de uno de

ellos no quedan verificados por el otro. Por

ejemplo, no se pueden elaborar predicciones

matemáticas con base en los datos de

L


127

campo. Lo que nos interesa primordialmente

es comprender la distribución y la

abundancia de los organismos en la

naturaleza, es decir, en el campo, por lo que

éste será siempre nuestro criterio de

comparación, nuestro estándar básico.

Algunos autores dividen a la ecología en

autoecología, o estudio del individuo con

relación a su medio, y sinecología, o estudio

de los grupos de organismos respecto a su

medio ambiente. A la segunda de estas

categorías se la podría subdividir en

ecología de la población, de las

comunidades y de los ecosistemas. Sin

embargo, esta forma de dividir a la ecología

representa la desventaja de suponer que los

factores ambientales pertinentes respecto

de los individuos difieren de los que revisten

importancia con relación a los grupos de

organismos. Par otra parte, mucho de lo

que se ha considerado tradicionalmente

como autoecología en realidad es fisiología

ambiental, y podría o no ser necesario para

responder preguntas especificas acerca de

la distribución y la abundancia.

Se ha tendido al desarrollo separado de las

ecologías vegetal y animal, e

históricamente, la primera de ellas ha

avanzado con un ritmo más acelerado que

la segunda. Los animales dependen en gran

medida de las plantas, por lo que muchos

conceptos de ecología zoológica se derivan

de los correspondientes a la ecología

vegetal; la sucesión es un ejemplo de ello.

Además, las plantas son la fuente primordial

de energía para todos los animales, de

modo que es necesario conocer bastante

acerca de la ecología de ellas para

comprender la zoológica, lo cual se ilustra

en forma particularmente satisfactoria con

el estudio de las relaciones de las

comunidades.

No obstante, hay algunas diferencias

importantes que separan a las ecologías

vegetal y animal. En primer término, los

animales tienden a ser muy móviles, y las

plantas no, por lo que es necesario crear un

conjunto de conceptos y técnicas nuevos

para su aplicación en los animales, por

ejemplo, a efecto de establecer la densidad

de población. En segundo lugar, los

animales cumplen funciones más diversas

en la naturaleza (las de herbívoros,

carnívoros, parásitos, etc.) y, si bien esta

distinción no es completa porque hay

plantas carnívoras y parasitas, las

interacciones posibles son mucho mas

numerosas respecto de los animales, por

comparación con las plantas, en promedio.

La ecología vegetal ha sido, históricamente,

en su mayor parte ecología de

comunidades, y la animal, de poblaciones.

Por fortuna, esta diferencia desapareció

durante las últimas dos décadas, de modo

que las poblaciones son un área de intenso

desarrollo en la ecología vegetal al tiempo

que los zoólogos se interesan cada vez mas

en los problemas de la ecología de

comunidades. Por otra parte, son muchas

las plantas que tienen una vida larga, y se


128

complica todavía mas su estudio en cuanto

a poblaciones por el hecho de que son muy

grandes y producen semillas que quedan en

estado latente, problemas que están bien

ejemplificados respecto de los bosques, que

cambian en forma lenta y con frecuencia

imperceptible a lo largo de los años. Otras

plantas son organismos que se reproducen

en forma vegetativa, lo cual dificulta su

definición como planta individual. Por el

contrario, las complejas interrelaciones

entre los animales obstaculizaron el análisis

de comunidades con relación a ellos en el

pasado, y los zoólogos por lo general han

comenzado con el estudio de poblaciones de

una sola especie, y no de comunidades de

varias especies.

A pesar de estas diferencias, (...) los

problemas de la ecología, de la distribución

y la abundancia, son comunes a todos los

organismos.


129

ECOLOGÍA PARA PRINCIPIANTES

Federico Arana

ECOLOGIA PARA PRINCIPIANTES__________________________________

130


131


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134


135

1 QUÉ ES LA ECOLOGÍA.

Si alguien se aventurara a hablarnos de un

elefante que flota en el vacío notaríamos en

seguida que se trata de una historia

fantástica por la sencilla razón de que nadie

ignora que un elefante (lo mismo que una

almeja, un ciruelo o cualquier otro

organismo) no vive en el vacío, sino en un

medio físico (véase fig. 1.1). Este medio,

que se encuentra formado por infinidad de

factores, sirve además para que en el se

desenvuelvan otros muchos elefantes, un

nutridísimo y diversificado grupo de plantas,

animales y organismos inferiores.

La idea de estudiar el complejo de factores

físicos (luz, temperatura, vientos, etc.),

elementos y compuestos inorgánicos

(oxígeno, sodio, agua, dióxido de carbono,

etc.), mas una serie de organismos vivos y

sustancias orgánicas producidas por ellos,

puede resultar una empresa artificiosa y

trunca si no se añade que todos esos

factores fisicoquímico-biológicos mantienen

una muy complicada serie de relaciones

recíprocas, que se encuentran en constante

interacción.

Cuando los biólogos empezaron a notar lo

importante que resulta el fenómeno de la

interacción, se produjo el nacimiento de la

Ecología, es decir, la rama de la Biología

que se ocupa de estudiar las relaciones

recíprocas entre los organismos y el medio.

Parece ser que la primera definición de

Ecología (del griego oikos: casa, hogar) fue

publicada en 1870 por el destacado zoólogo

alemán Ernesto Haeckel.

Entendemos por Ecología el conjunto de

conocimientos referentes a la economía de

la naturaleza, la investigación de todas las

relaciones del animal tanto con su medio

inorgánico como orgánico, incluyendo sobre

todo su relación amistosa y hostil con

aquellos animales y plantas con que se

vincula directa o indirectamente.


136

EL SURGIMIENTO DEL INTERES

POR LA ECOLOGIA

esde el nacimiento de la Ecología

asunto este con el que Lamarck y

Darwin tuvieron mucho que ver

hasta nuestros días, los ecólogos de todo el

mundo han logrado sembrar la semilla de la

preocupación y el interés por la

preservación de los sutiles y complejos

equilibrios que tienen como escenario el

medio natural. Ya lo había dicho el gran

físico y filósofo francés Pascal: "Por una

piedra arrojada al mar, todo el mar se

agitará".

Parece ser que el común de la gente que

vive en las sociedades industriales ha

perdido de vista la posibilidad de disfrutar

de la naturaleza; lo cual aunado al hecho

indudable de que, por lo general, tanto en

los países capitalistas como en los

socialistas, la ciencia ha sido puesta al

servicio de la obtención de poder

económico, militar o político se ha traducido

en un deterioro constante del medio, en una

contaminación irracional del agua, del aire y

de la tierra (véase fig. 1 .2).

Pero, en honor a la verdad, hay que insistir

en que la responsabilidad por el deterioro

del medio natural no es únicamente de

gobernantes o industriales, sino que nos

concierne a todos. No es raro, por ejemplo,

que las familias que habitan en la ciudad

hagan un paseo

dominical por el campo y, cuando no se

han entregado con entusiasmo, digno de

mejor causa; al aniquilamiento de cuanta

especie animal o vegetal haya tenido el

infortunio de quedar al alcance de sus

manos, dejan a su paso una cantidad

considerable de basura.

La gente del campo también ha tenido su

parte de responsabilidad en el asunto que

D


137

nos ocupa. En las zonas cálidas de México,

por ejemplo; ''abundan ciertas especies de

vampiros, animales que, a pesar de la

terrible fama que les ha otorgado la leyenda

del conde Drácula, no pasan de ser simples

murciélagos que se alimentan de la sangre

del ganado. Pero, desgraciadamente,

cuando estos animales muerden a las reses

les trasmiten el virus de la rabia,

produciéndoles una enfermedad fatal

llamada "derrengue del ganado".

Desesperados por la plaga, algunos

ganaderos emprendieron acciones que han

ocasionado serios trastornos ecológicos. Se

han lanzado, por ejemplo, a una guerra que

ha consistido en detonar cartuchos de

dinamita en las cuevas donde por lo común

habitan los vampiros. Pero resulta que estos

coexisten en tales cuevas con murciélagos

de otras especies que no sólo no atacan al

ganado, sino que tienen un efecto

sumamente benéfico, puesto que consumen

buenas cantidades de insectos o sirven para

la fecundación de ciertas flores que, a

cambio de tan valioso servicio, les ofrecen

néctar para alimentarse. Y como dinamita

que mate sólo a vampiros y respete a las

restantes especies no ha sido aun

inventada, el resultado de tan funesta

práctica ha significado, entre otras cosas, la

elevación incontenible de las poblaciones de

insectos dañinos y la imposibilidad de

reproducción de aquellas plantas cuyas

flores ofrecen un néctar que nadie ira a

buscar a no ser que se produzcan nuevas

emigraciones de murciélagos de otras

zonas.

Sin embargo, a partir de la década de los

sesenta, han ocurrido en el mundo muchas

cosas que evidencian una preocupación

creciente por los problemas ecológicos. En

cierta ocasión la reina de Holanda tenía que

pronunciar un discurso que, en proyecto,

había de suceder con la solemnidad que el

caso requería. Pero he aquí que se produjo

un gran escándalo porque su Majestad fue

recibida por jóvenes parlamentarios que se

presentaron al acto en calzoncillos (véase

fig. 13).

AquÍ es importante aclarar que los jóvenes

despantalonados no eran degenerados

exhibicionistas ni nada parecido, sino


138

miembros importantes del "Partido de los

Gnornos y el Estado Libre de Orange" que

buscaban Llamar la atención de la opinión

pública para un programa en que se

proponían nuevos sistemas económicos,

educativos, agropecuarios e industriales,

nuevos estilos de vida basados en diversas

acciones y muy especialmente en un plan de

defensa ecológica que incluía puntos tan

saludable como la abolición del automóvil:

Pero el de estos jóvenes holandeses no es un

caso aislado. En todo el mundo se han

multiplicado no sólo las manifestaciones en

favor del medio natural, sino incluso han

surgido múltiples asociaciones en pro del

equilibrio ecológico.

Las canciones de protesta y el rock de las

décadas de 1960 y 1970 han abundado en

críticas a quienes detentan el poder político y

económico por la degradación continua del

medio natural. Así, mientras Jim Morrison de

Los Doors pregunta ¿Qué le han hecho a la

tierra? ", John Mayall grita: "La naturaleza

desaparece" y luego añade:

Pertenecemos a una generación que quizás

viva su tiempo natural pero, en cuanto a

todos nuestros hijos Todos nuestros hijos

Nacerán para sofocarse

En la inmundicia humana

La naturaleza desaparece

Y todos somos culpables

De este crimen masivo

Por su parte, el grupo mexicano

"Naftalina" resultó un poco menos

solemne y echo mano de, la ironía

Ya amanece entre los humos

De la capital

abro una lata para desayunar,

subo en mi auto

lo pongo a calentar

y voy tocando la bocina

tatatatata tatá

Porque yo soy contaminador

superpoblador

desforestador

y consumidor

ensordecedor

incinerador

vivo en esta ciudad

consumo y consumo

todo lo que quiero comprar

y nunca camino

por que me puedo cansar

Tan, preocupados han estado los jóvenes

de estas décadas por la contaminación,

que en todo el mundo han proliferado las

tiendas de alimentos y medicinas

naturistas y no han sido pocos los que han

emigrado de las grandes ciudades para

establecerse en pequeños poblados o en

comunas campestres.

NATURALEZA DE LA ECOLOGÍA

i al evaluar el rigor científico de

una disciplina concedernos más

importancia a la obtención

de"'conocimientos "ciertos" y objetivos

S


139

que al intento de sistematización

racional, tendremos que la Ecología es

una de las ramas de la Biología que más

escollos presenta. Esto implica una

suerte de “imperfección" que lejos de

desalentar a los ecólogos les ha

planteado un reto que no han vacilado

en aceptar. El problema radica en que las

variables o factores que intervienen en

un proceso -determinado o las relaciones

que mantiene una población en ese,

esquema son tan complejas que no es

raro que se nos escapen algunas de

ellas; lo cual, traducido al lenguaje del

método experimental significa la

presencia de una o mas variables

extrañas, que, por definición disminuyen

o anulan la validez de ciertos resultados

y obstaculizan la formulación de

predicciones.

Con todo, el incontenible caudal de datos

acumulados y el avance implacable de la

computación más una serie de recursos

estadísticos y matemáticos, aunados a

un sin fin de refinadas técnicas que,

como el empleo de satélites artificiales;

permiten conocer detalles asombrosos

respecto a la conducta de los animales o

los desplazamientos de las poblaciones,

hacen que la Ecología se perfile como

una disciplina llamada a desempeñar un

papel decisivo en el futuro de la

humanidad (¿lo habrá?).

MEDIO AMBIENTE

e han mencionado los factores que

constituyen eso que ha dado en

llamarse el medio ambiente y que

algunos biólogos no exentos de inclinaciones

literarias han calificado como "el escenario

de la vida". Pero resulta oportuno insistir y,

ampliar lo dicho porque, en verdad, nos

encontramos, ante un tema de complejidad

casi insondable. Me importa hacer hincapié

en el hecho de que el medio ambiente no es

una entidad estática, sino, algo que cambia

continuamente. Y aquí hago la advertencia

de que conscientemente he evitado la

utilización de la palabra "evoluciona" porque

es este un término que, a mi juicio, lleva

implícita la idea de progreso y no sería

aventurado afirmar que los cambios

geológicos experimentados por nuestro

planeta no siempre pueden visualizarse

como progresivos o ascendentes, sino como

una serie de avances y retrocesos mas o

menos fortuitos.

No está de más hacer un poco de historia

y recordar la labor de tres hombres de

ciencia que, poseedores de un

pensamiento fecundo, elevaron e

impulsaron la Biología y la Geología. En

primer lugar haremos referencia al gran

Lamarck (véase fig. 1.4), autor de la

primera teoría de la evolución que tuvo el

rigor necesario para trascender. Este

autor propuso que, puesto que el medio

ambiente se halla en constante

transformación, los organismos necesitan

S


140

cambiar y realizan un esfuerzo por

lograrlo, y que, este es uno de los

mecanismos de la evolución de los seres

vivos:

En segundo lugar, es obligado citar al

eminente geólogo inglés Carlos Lyell (véase

fig. 1.5), quien concibió la corteza terrestre

y sus diversas formaciones como

resultantes de cambios que se suceden

gradualmente desde el origen hasta el

momento actual.

Por último no podríamos seguir de largo sin

mencionar al más famoso de los

evolucionistas: Carlos Darwin (véase fig.

1.6). El padre del darwinismo advirtió

también la naturaleza cambiante del medio

ambiente y propuso que los organismos

están sujetos a un proceso de variación

que conduce a la selección natural de los

individuos mejor dotados para sobrevivir y

reproducirse en las nuevas condiciones.

Hechos los debidos homenajes, no estaría

de más que volviéramos la atención al

hecho indudable de que además de los

factores químicos y físicos, el medio que

rodea a un organismo esta inevitablemente

constituido por otros organismos que,

según los casos, establecen relaciones de

muy diversa índole:


141

1. La modalidad de ayuda o

protección que puede darse entre

los miembros de una misma

población (como los lobos que

cazan en manada o entre

poblaciones distintas (una abeja

poliniza a una planta).

2. Las relaciones que se establecen

entre el depredador y la presa

(como el león y la cebra o la

hembra y el macho de la viuda

negra) o entre el parásito y el

huésped (las garrapatas que

succionan la sangre de una res, las

tenias que viven en el intestino del

cerdo o en el de ciertas señoritas

dispuestas a todo antes de

engordar).

3. Las relaciones de competencia que

existen entre dos poblaciones

distintas (por ejemplo sapos y

murciélagos que se alimentan de

los mismos insectos) o entre

individuos de una población (dos

ciervos sostienen un duelo por una

hembra o tres hienas riñen por un

pedazo de carroña).

Las relaciones de los tipos 2 y 3

determinan que las-esperanzas de vida de

un individuo joven sean a menudo

insignificantes. No es casual que ciertas


142

especies sean prolíficas hasta lo

inverosímil. Según diversos libros de

Entomología; "existe una especie de

hormiga blanca, capaz de poner un huevo

cada dos segundos durante 50 años. Por

su parte, el doctor Jorge Clarke, de la

Universidad de Harvard cuenta que:

Según determinados cálculos, una ostra

puede producir 500 millones de huevos

maduros en cada puesta. Si todos ellos se

desarrollasen hasta alcanzar el estado

adulto así como todos sus descendientes,

transcurridas sólo cuatro generaciones la

masa total de ostras ocuparía unas ocho

veces el volumen de la Tierra.

Aunque he recurrido a algunos casos

extremos, no cabe duda que la competencia

y la depredación determinan que la vida de

cualquier organismo resulte, sobre todo en

las primeras etapas de su existencia, algo

sumamente precario. Tan terrible panorama

se torna aún más crítico para las especies

que han despertado la codicia de cazadores

y pescadores sin escrúpulos. Resultado de

los ímpetus devastadores de tales

depredadores ha sido la desaparición

definitiva de numerosas especies animales y

la inminente extinción de muchas otras.

Finalmente hay que subrayar el peligro que

corren los organismos vivos al verse

sometidos a cambios climáticos, procesos

físico-químicos y a ciertas influencias no

muy conocidas, tales como los rayos

cósmicos, las manchas solares o las fases

de la Luna. A este respecto los organismos

marinos son los más afortunados porque,

haciendo a un lado la superficie y las orillas,

el mar es un medio que ofrece en su seno

una estabilidad y una quietud rayanas en lo

ideal. Pero acaso la mayor ventaja que

ofrece el mar es la abundancia ilimitada de

agua. En cambio, los organismos que

habitan la tierra se enfrentan de manera

cotidiana al problema más angustioso que

puede ofrecer el medio terrestre: la escasez

de agua. Mas adelante tendremos ocasión

de insistir en tan importante tema.

EL ECOSISTEMA

i consideramos que un ecosistema

suele definirse como una compleja

trama formada por la suma total de

elementos físicos y seres vivos que actúan

recíprocamente, podría admitirse que la

biosfera o sea el espacio del planeta que

esta habitado por seres vivos, es un

inmenso ecosistema, un superecosistema.

Pero cuando hablamos de ecosistemas nos

referimos a aquellos qué, sumados,

constituyen la biosfera; a unidades

fundamentales que, como un bosque, un

estanque o un río, son comunidades cuyos

elementos físicos y biológicos tienen entre

sí una interacción constante, ocupan un

área determinada y, considerados en

conjunto, guardan una independencia

relativa y una afinidad considerable. Es

indudable que los organismos del bosque y

el medio físico en el que están asentados

S


143

interactúan con especial intensidad, lo cual

conduce a una suerte de independencia que

les da la jerarquía de ecosistema.

ELEMENTOS DEL ECOSISTEMA

onviene hacer hincapié en dos

entidades que, por ser las partes

integrantes del ecosistema,

resultan de especial importancia para el

ecólogo: a) los organismos del ecosistema,

que constituyen lo que se, llama biocenosis;

b) el medio físico en que se asientan tales

organismos, al cual se conoce con el

nombre de biotopo, (biotopo = lugar de la

vida).

LOS ORGANISMOS DEL

ECOSISTEMA

os organismos del ecosistema o

biocenosis pueden dividirse en tres

grandes grupos: productores,

consumidores y descomponedores:

PLANTAS

alvo raras excepciones, los

integrantes del reino plantas (que

no es lo mismo que reino vegetal)

utilizan la energía radiante del Sol para

transformar el agua; ciertas sales y el

dióxido de carbono en sustancias orgánicas

que, tarde o temprano, servirán de

alimento no sólo a ellas; sino también a los

restantes organismos que habitan el

planeta.

La capacidad para realizar tal

transformación (que no es otra cosa que la

fotosíntesis) determina que el grupo de

organismos que nos ocupa reciban el

nombre de productores.

No esta de más señalar que existe también

otro tipo de productores, que son las

bacterias quimiosintéticas. Estas se

caracterizan por sintetizar moléculas

orgánicas y obtener energía a partir de

sustancias inorgánicas. Aunque su

aportación para los intercambios de energía

en el ecosistema es escasa, -las bacterias

CL

S


144

quimiosintéticas resultan importantes desde

el punto de vista del abastecimiento de

ciertas sales esenciales.

ANIMALES

a subsistencia de todos los animales

depende de las plantas, de los

productores, de ahí que los animales

reciban el nombre de consumidores.

Cuando la dependencia es directa, esto es,

cuando el animal se alimenta directamente

de plantas (como una jirafa que come hojas

de los árboles), decimos que el consumidor

es de tipo primario. Pero si el animal en

cuestión es carnívoro (como ejemplo el

león que caza a la jirafa) entonces resulta,

que el consumidor es secundario. Sobra

decir que la criatura que sigue en la cadena

sería un consumidor terciario. ¿Aquí es

donde se nota que he seleccionado un mal

ejemplo porque quien va a comerse al león?

(Véase fig. 1.8.) Bueno, podríamos forzar el

asunto a imaginar a un cazador perdido en

el África misteriosa. Lleva cuatro días sin

comer y, en su fusil no le queda más que

un tiro. En eso descubre a un suculento

antílope que bebe despreocupadamente a la

orilla del río; contiene el aliento, apunta con

cuidado y, cuando está a punto de disparar,

aparece un león que resulta bastante

amenazador y que, por lo visto, está

aburrido de comer jirafas. El cazador ha

perdido la oportunidad de elegir de modo

que busca el punto preciso, dispara y el

terrible felino se desploma, mortalmente

herido. Desesperado a causa de la

situación, el cazador corta una pata a su

presa y, haciendo de tripas corazón, decide

poner en práctica un dicho popular que

siempre estaba en boca de su madre: "lo

que no mata engorda". Durante un buen

rato come pequeños trozos de carne cruda

que va recortando con su cuchillo. Me he

convertido en un consumidor terciario

piensa mientras busca ramas secas.

Entonces se propone encender: una

hoguera que podría servirle no sólo para

ablandar un poco la carne, sino también

para mantener alejados a los leopardos y

panteras que, sin duda, merodearían por la

noche y podrían, en un descuido convertirse

en consumidores cuaternarios. En el

siguiente capitulo volveremos a tratar este

asunto.

L


145

ORGANISMOS DESCOMPONEDORES

l que escribe tiene que confesar

que, de haber tenido la

oportunidad, a él le hubiera gustado

más utilizar la palabra destruidores,

Destructores, desintegradores o

desbaratadores. Pero cuando se llega tarde

a la Ecología no hay más remedio que

aceptar las reglas del juego.

Pues resulta que, afortunadamente, la

naturaleza esta llena de los famosos

descomponedores. Y digo afortunadamente

porque, si no fuera por ellos, los cadáveres

se amontonarían hasta que se terminaran

los nutrimentos básicos y ese sería el fin

de la vida. Los descomponedores, pues, no

sólo eliminan los cadáveres al ir

desintegrando el protoplasma muerto, sino

que completan los ciclos de materia y

energía en el ecosistema. Claro que, a lo

largo de la historia de la vida, ha habido

rarísimas ocasiones en que ocurre el hecho

asombroso y altamente improbable de que

un organismo muera y no se descomponga,

sino que quede congelado, incluido en

ámbar, o que sus átomos sean sustituidos

uno a uno por alguna sustancia mineral,

etc. Cuando tales rarezas ocurren se

produce el fenómeno conocido como

fosilización o formación de fósiles,

fenómeno que, para el biólogo, se ha

traducido en la oportunidad de estudiar la

vida del pasado, pero que si ocurriera en

forma generalizada y continua, habría

significado el fin de la vida en la Tierra.

Existen dos tipos fundamentales de

descomponedores: los saprozoos y los

saprofitos. Saprozoos. Son animales que se

alimentan de carroña, de materias

corrompidas, de restos y excreciones de

animales y vegetales. Las moscas son un

ejemplo muy conocido de este tipo de

organismos, pues, en estado larvario se

alimentan de la carne en descomposición

Saprofitos. Más que nada se trata de

bacterias y hongos que obtienen "materia

orgánica" de los cadáveres y, en general, de

restos orgánicos de cualquier índole. Los

saprofitos cumplen un papel importantísimo

porque, además de su contribución decisiva

E


146

en la eliminación de cadáveres, reintegran

al medio físico' una serie de elementos y

compuestos que son indispensables para la

reiniciación de nuevos ciclos de vida.

NICHO ECOLÓGICO

s indudable que, saber si un

organismo es productor,

consumidor o descomponedor nos

brinda una información valiosa, pero

insuficiente. Porque al ecólogo ocupado en

el estudio de un ecosistema le interesa

saber de que se alimenta cada especie, con

que otras especies compite por alimento,-

agua, espacio, etc., a que organismos

beneficia y a que especies perjudica.

Averiguar todos estos datos sirve para

establecer el nicho ecológico de la especie

estudiada.

A pesar de que, en lenguaje cotidiano, un

nicho es una concavidad formada en un

muro o con la roca para colocar algo, en

ecología un nicho es algo muy distinto.

Cuando un biólogo habla de un nicho se

requiere al papel que juega un organismo

determinado en la comunidad biótica. Con

esto es fácil darse cuenta de que dos o

más organismos pueden vivir en el mismo

hábitat y ocupar nichos ecológicos

diferentes. Una charca, por ejemplo, es un

hábitat donde pueden habitar ciertas algas

y protozoarios que se alimentan de ellas,

pero salta a la vista que el nicho que

ocupan unas y otras es muy distinto.

Por otra parte no es extraño que dos

especies distintas ocupen no sólo el mismo

hábitat sino también el mismo nicho

ecológico. Sin embargo, tal situación no

suele ser muy duradera porque

normalmente culminaría con la mejor

adaptación de una de las especies y la

extinción de la otra.

Considerando todo lo anterior podríamos

definir un nicho ecológico como el papel

que desempeña una especie que tiene

fuentes alimenticias determinadas y que, a

su vez, es utilizada como alimento

E


147

por otras especies y actúa de

manera peculiar sobre el medio y

los organismos que coexisten con

ella.

ESPECIE Y POBLACIÓN

l concepto de especie plantea un

problema crucial al biólogo

moderno, puesto que no existe una

definición absoluta. Sin embargo, se

reconocen múltiples intentos para delimitar

el alcance de tan imprescindible concepto.

He aquí uno de los más aceptados:

Especie es un grupo de organismos con

características morfológicas, fisiológicas de

comportamiento y bioquímicas comunes;

que son interfecundos y capaces de tener

descendencia fértil.

La imperfección de tal definición estriba en

que-abundan los organismos inferiores que

no se reproducen sexualmente y no pierden

por ello el derecho a ser clasificados dentro

de tal o cual especie. Además se han

reportado casos de plantas y animales que,

a pesar de vivir en localidades distintas, han

sido clasificados como variedades no

interfecundas de la misma especie. Para

colmo (y conste que la siguiente es una

objeción mínima parece ser que, gracias a

una complicada serie de selecciones y

cruzamientos, ya se ha logrado cruzar asnos

y yeguas para producir mulas fértiles. El

caso es que, tratándose de la unidad de

clasificación para los seres vivos, tan

necesario es valerse de una definición de

especie como conocer sus limitaciones.

A pesar de que nos detendremos mas

adelante en el tema de las poblaciones,

conviene señalar que estas se definen como

grupos de organismos de una especie

determinada. Cada especie esta integrada,

pues, por una o varias poblaciones.

LÍMITES Y EXTENSIÓN DEL

ECOSISTEMA

xisten ecosistemas artificiales cuyos

límites son muy precisos; tal es el

caso de un acuario o uno de esos

botellones en donde se cultivan plantitas

diversas. Pero los ecosistemas naturales

nunca suelen estar tan bien delimitados. Y

no es difícil notar que, en sus límites, las

características que les son propias van

cambiando gradualmente, estableciéndose-

así amplias zonas de transición. Resultado

de este fenómeno es=que el ecólogo

determine artificiosa y arbitrariamente

límites de su campo de estudio de acuerdo

con las necesidades planteadas por el

problema que intenta resolver. Es preciso

no olvidarlo: por mucho que lo que el

ecólogo denomina ecosistema esta basado

en entidades reales, nos encontramos ante

una abstracción, ante un modelo, ante un

esquema conceptual.

También es importante anotar que, por lo

general, cualquier ecosistema recibe

E

E


148

influencias múltiples de otros ecosistemas.

Baste mencionar como ejemplo los

incontables organismos que pasan las

primeras etapas de su existencia en un

estanque, para irse luego a vivir entre los

arbustos del campo (véase fig. 1.10). Otro

tanto ocurre con las fieras que hacen su

vida en la selva y por la noche se aventuran

a abrevar en las orillas de un lago.

La extensión del ecosistema es

enormemente variable. Incluye todas las

gamas comprendidas entre diez millones de

kilómetros cuadrados (que tal es la

extensión del desierto del Sahara) y cinco

centímetros cuadrados (que bien pudiera

ser la extensión de una pequeña charca). En

efecto, la variedad de los ecosistemas del

planeta es amplísima y no sólo por sus

dimensiones, sino también por el hecho de

que sean crecientes o culminantes,

terrestres o acuáticos, abundante o

escasamente diversificados (en cuanto al

número de distintas poblaciones que viven

en ellos).

DIVERSIDAD

e calcula que en nuestro planeta (el

que escribe se apresura a aclarar

que, consciente de la sabiduría que

entran a esa frase de que "el mundo es

ancho y ajeno", ha utilizado la frase

"nuestro planeta" por simple prurito de

anteponer la comodidad al rigor habitan

entre dos y cuatro y medio millones de

especies distintas de organismos y, a pesar

de la existencia de un número considerable

de especies cosmopolitas (véase fig. 1.11),

la mayoría de ellas están confinadas en

ciertos ecosistemas exclusivos.

Ya se ha dicho que la diversidad de un

S


149

ecosistema es variable, lo cual equivale a

decir que su complejidad estructural puede

resultar poca, mucha o cualquiera de los

grados intermedios que existen entre tales

extremos. Suele admitirse que la estabilidad

de un ecosistema esté e en proporción

directa de su complejidad, pues las

posibilidades de regulación (de

homeostasis) dependen del grado de

organización. Un ecosistema muy

diversificado es el que alberga a pocos

individuos.

2Una especie cosmopolita es la que se encuentra

viviendo en cualquier parte.


150

Muchos individuos de muchas especies

distintas, en tanto que la diversificación

puede ser así nula cuando en el se

encuentran muchos individuos

pertenecientes, a unas cuantas especies

(véase fig. 1.12).

Los estudios realizados indica que cuanto

más clases distintas de organismos tenga

un ecosistema, tanto más eficiente será

para la captación de energía solar así como

para su flujo y sucesivas transformaciones

en el interior del sistema. Más adelante

insistiremos en este tema.

SUCESIÓN ECOLÓGICA

no de los fenómenos que más

interesan al ecólogo es el estudio

de las sucesiones ecológicas, es

decir, los cambios progresivos de la

población vegetal o animal que se llevan a

cabo durante un período relativamente

prolongado. Dicho período abarca desde la

colonización inicial de la roca o la arena por

organismos inferiores (bacterias, líquenes,

musgos) hasta la aparición de una

comunidad clímax (una selva siempre,

verde, por ejemplo). Pero a pesar de lo que

pudiera pensarse, la oportunidad clímax no

es necesariamente la que alcanza un estado

de equilibrio ecológico.

Todo el proceso comprendido entre la

colonización inicial y la culminación (o sea

la suma de las comunidades intermedias

que consiguen medrar en un suelo cada vez

más fecundo, espeso y húmedo) constituye

lo que se llama una sucesión primaria. La

sucesión secundaria, en cambio, se produce

cuando el ecosistema ha sido destruido. Y

es que debemos tener en cuenta que, por

mucho que se haya logrado el clímax, no

existe una culminación eterna porque, tarde

o temprano, Ocurren en el medio cambios

drásticos (véase fig. 1.13) que pueden

transformar al ecosistema y aún aniquilar a

todas sus poblaciones. Tal sucede cuando

se presentan glaciaciones, cuando se

inunda un valle, al desviarse un río etc.

Claro que, afortunadamente estos cambios

drásticos no significan el fin de la vida, sino

el inicio de una nueva sucesión o la

adaptación a las nuevas condiciones de

algunas de las poblaciones afectadas.

Por lo pronto es importante señalar que no

todas las sucesiones implican un proceso

tan dilatado como la formación del suelo.

Las etapas, comprendidas entre el

momento en que un tronco de árbol cae en

el bosque y la descomposición total del

mismo pueden durar unos cuantos anos y

constituyen un buen ejemplo de sucesión.

Por principio de cuentas tenemos que tal

sucesión comienza con el surgimiento de

una o más poblaciones de hongos que

consiguen medrar

U


151

por debajo de la corteza. Acto seguido

aparecen una serie de insectos (escarabajos

y escolopedras), arácnidos (arañas patonas,

arañitas), quilópodos (ciempiés y

esclopedras) miriápodos (milpiés) y

crustáceos (cochinillas de la humedad) que

establecen cadenas alimenticias y que

caracterizan las distintas etapas de la

sucesión. Existen además, sucesiones que

pueden completarse en tan pocos días que

cualquiera puede estudiarlas directamente.

Considérese como ejemplo una infusión de

paja ala que se añade una gota de agua de

estanque.

EXPLOTACIÓN DEL ECOSISTEMA

l hombre se ha convertido en el

factor más influyente de la

estructura del ecosistema, y su

influencia va desde la simple disminución

en el número de individuos de ciertas

poblaciones, hasta la destrucción temporal

del ecosistema original. Ejemplo de esto

último es un fenómeno muy corriente en

las zonas tropicales de nuestro país y que

consiste en la devastación o desmonte de

la selva para sembrar maíz. Ya tendremos

ocasión de referirnos a las consecuencias

de tan funesta práctica. Por ahora baste

señalar que la transformación de un

ecosistema natural en un cultivo

constituye, desde el punto de vista de los

factores biológicos, una simplificación

radical en cuanto a diversidad (lo cual

significa una disminución de la estabilidad)

y un aumento de la productividad.

Cuando el cultivo en cuestión es

abandonado (cosa que ocurre con

frecuencia en las zonas selváticas) la

comunidad comienza un proceso seriado de

reconstrucción que no es otra cosa que una

sucesión secundaria y que,

desafortunadamente, suele requerir

muchos cientos de años para su

culminación. Pero será injusto dar la

impresión de que invariablemente el

hombre destruye o sobreexplota los

E


152

ecosistemas. De hecho, en el mundo

abundan muestras de explotaciones

racionales que resultan incluso

estimulantes y benéficas para el

ecosisterna. El secreto esta en estudiar

concienzudamente los problemas

ecológicos para luego planificar y realizar

una explotación controlada que busque no

la obtención de excesivos beneficios en

poco tiempo, sino el rendimiento sostenido

y perdurable. Félix de Samaniego lo dijo

con mucha gracia:

Cuántos hay que teniendo lo

bastante,

Enriquecerse quieren al instante,

Abrazando proyectos,

A veces de tan rápidos efectos,

Que sólo en unos meses,

Cuando se contemplaban ya

marqueses,

Contando sus millones,

Se vieron en la calle sin calzones!

Huelga decir que todo intento de

explotación racional de cualquier

recurso es en vano si no va

acompañado de una regulación

adecuada de la población humana.


153

2 ENERGÍA, MATERIA Y CICLOS

ECOLÓGICOS

os adelantos de la Física, y

concretamente el descubrimiento de

que la materia puede transformarse

en energía y viceversa, han venido a

complicarnos un poco la vida a los biólogos.

Sin embargo, la circunstancia de que tales

transformaciones no resultan significativas

en los procesos biológicos nos permite

seguir con las definiciones clásicas de

materia y energía: Materia: Algo que ocupa

un lugar en el espacio y que tiene masa.

Energía: Aquello que puede realizar un

trabajo (un cambio en la materia).

El Sol es una estrella de tamaño medio que

libera grandes cantidades de energía en

forma de ondas electromagnéticas cuya

radiación corresponde principalmente a la

región del espectro que abarca desde la luz

ultravioleta hasta la infrarroja. El 52 % de

la energía radiante que proviene del Sol se

disipa al pasar por la troposfera; el 48%

restante llega a la Tierra, y de ahí un

porcentaje variable se refleja en la

atmósfera según la naturaleza de la zona

considerada y de acuerdo con la latitud y

época del año. Pero lo que más

directamente incumbe al ecólogo es la

energía, solar que produce los vientos, la

lluvia, las corrientes marinas y, mas que

nada, la cantidad de esa energía que las

plantas verdes incorporan al ecosistema.

ENERGIA Y VIDA

l mantenimiento de la vida exige

como condición indispensable el

empleo de energía, la energía que

utilizan los seres vivos proviene, salvo

insignificantes excepciones, de la energía

radiante del Sol (véase fig. 2.1). Pero,

como esa energía entra continuamente en

el ecosistema y se disipa dentro de él, ha

quedado establecido que este es un

sistema abierto de energía.

L

E

ENERGIA Y MATERIA

ENERGIA Y MATERIA____________________________________________

154

La captación de la energía radiante del

Sol depende de una serie de organismos

llamados autótrofos (que en resumidas

cuentas no son más que las plantas

verdes) los cuales están dotados de la

envidiable capacidad de realizar la

fotosíntesis.

FOTOSÍNTESIS

a fotosíntesis es una función

inversa a la respiración que

consiste en formar moléculas de

ATP (trifosfato de adenosina) y sintetizar

compuestos orgánicos a partir de energía

luminosa, agua, dióxido de carbono, sales

minerales y ciertas sustancias

nitrogenadas. Los organismos capaces de

realizar la fotosíntesis reciben también el

nombre de productores primarios.

CADENAS DE ALIMENTACIÓN

l primer eslabón de una cadena de

alimentacion siempre esta formado

por los productores primarios (véase

fig. 2.2). En el resto de la cadena se sitúan

los organismos incapaces de sintetizar sus

propios alimentos y que por ello se llaman

heterótrofos o consumidores.

L

E


155

Es importante distinguir entre los

consumidores primarios, que comen

plantas, y los consumidores secundarios,

que se alimentan de animales herbívoros.

Asimismo puede hablarse de consumidores

terciarios, es decir de un carnívoro que se

alimenta de otro carnívoro como, por

ejemplo, un águila que se alimenta de

serpientes (véase fig. 2.3).

En cualquier caso, la cadena termina con

los organismos descomponedores que,

como su nombre lo indica, reducen los

cadáveres o restos de organismos a una

serie de sustancias sencillas que podrán

reincorporarse a los ciclos de utilización de

los elementos químicos por parte de la

biosfera. Cada eslabón de una cadena de

alimentación representa un distinto nivel de

alimentación que suele llamarse nivel

trófico. Ya habrá notado el lector que

abundan los organismos que, como el

hombre, se alimentan indistintamente de

productores o consumidores, lo cual se

traduce en que ocupen simultáneamente


156

dos o más niveles tróficos. Consideraciones

como la anterior han determinado una

tendencia a sustituir el término cadena de

alimentación por trama de alimentación o

red trófica.

Una interpretación adecuada de lo que

ocurre con el paso de un eslabón de la

cadena al otro, de un nivel trófico al

siguiente, revela que va realizándose una

transferencia de energía que se disipa

gradualmente o que pierde eficacia a

medida que pasa del nivel de los

productores al de los consumidores. Esta

pérdida de eficacia es debida a la energía

que se disipa en forma de calor cuando, por

ejemplo, el consumidor primario se desplaza

hasta la fuente alimenticia. Asimismo, el

consumidor secundario tiene que realizar un

gran trabajo muscular para alcanzar a su

presa, lo cual vuelve a traducirse en una

nueva pérdida de energía. Como resultado

de todo este proceso, la población de

productores primarios es siempre mayor

que la de los consumidores primarios, la de

estos mayor que la de los consumidores

secundarios y así sucesivamente. Mediante

la utilización de estas magnitudes o

proporciones se representan las pirámides

de alimentación.

PIRÁMIDES DE ALIMENTACIÓN

l hacer una pirámide donde

productores y consumidores de

distintos niveles se encuentren

representados proporcionalmente, lo

adecuado es tomar en cuenta la biomasa de

cada nivel, es decir el total de la materia

orgánica con que cuentan los organismos de

ese nivel. De hacerlo así, tendremos que,

como regla absoluta, las biomasas van

decreciendo considerablemente a medida

que se asciende en la pirámide. Dicho en

otras palabras: la biomasa de los

consumidores secundarios es muy inferior a

la que corresponde a los consumidores

primarios y la de estos resultara

considerablemente menor a la de los

productores (véase fig. 2.4).

A


157

PRODUCTIVIDAD PRIMARIA

a productividad primaria se expresa

a través de una magnitud que

corresponde a la capacidad que

tienen los productores primarios de

transformar la energía radiante del Sol en

compuestos orgánicos. Para determinar tal

magnitud el ecólogo se enfrenta con

problemas como la determinación de la

materia que ha sido "quemada" por la

respiración de las plantas durante la

medición. Si se elimina este factor se

obtiene la producción bruta, de lo contrario

se ha estimado la producción neta.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA

l biólogo, como cualquier científico,

busca la coherencia de sus

conocimientos con las otras

ciencias. Porque la finalidad de todas ellas

es el conocimiento objetivo de la realidad,

de ahí que resulte alentadora la

coincidencia de todo lo que llevamos dicho

sobre la energía de los ecosistemas con las

leyes de la termodinámica.

En efecto, la primera ley de la

termodinámica o ley de la conservación de

la energía dice, traducida a un lenguaje

llano, que la energía no se crea ni se

destruye, sino que se transforma. Y en la

Naturaleza ocurre que la energía radiante

del Sol se transforma en energía química,

luego en energía calorífica, mecánica,

eléctrica o luminosa.

Por otra parte, resulta que al producirse la

transferencia energética de uno a otro nivel

trófico, hay una pérdida parcial de energía

en forma de calor, lo cual es debido a que,

tal como establece la segunda ley de la

termodinámica, una concentración de

energía es un sistema inestable que tiende a

alcanzar una estabilidad cada vez mayor

mediante la disipación de energía. De

acuerdo con este principio, las cadenas de

alimentación demasiado largas resultan

poco operativas, de ahí que normalmente

no haya cadenas que excedan de cinco o

seis eslabones. A pesar de que no siempre

tiene conciencia de ello, el hombre produce

sus alimentos recurriendo a cadenas de dos

o tres niveles:

Maíz Hombre

Alfalfa Vaca Hombre

CICLOS DE LA MATERIA

a idea del devenir cíclico de las cosas

en sentido metafísico aparece en la

Grecia clásica y ha estimulado el

pensamiento de muchos filósofos

pertenecientes a eso que ha dado en

llamarse las culturas de Occidente. Además,

la coincidencia del punto de llegada y el de

partida ha sido piedra angular para diversas

concepciones cosmológicas que visualizan

al hombre y a las cosas como entidades

sujetas a una suerte de permanencia en el

mundo. En este capítulo podemos apreciar

L

E

L


158

que los pensadores que se han aferrado al

devenir cíclico no andaban muy

desencaminados, al menos por lo que se

refiere a la materia que constituye a los

seres vivos.

Contrariamente a lo que sucede con la

energía, la materia es utilizada cíclicamente

en los ecosistemas y no requiere ser

reabastecida desde el exterior. Esto

significa que el agua, el nitrógeno, el

carbono, el azufre, el fósforo, etc., circulan

de unos organismos a otros, pasan al aire o

al suelo y vuelven a incorporarse a otros

organismos en ciclos que se repiten

incesantemente. Es lógico pues, que la

biosfera se considere, por lo que toca a la

materia, como un sistema cerrado.

ELEMENTOS BIOGÉNICOS

el centenar de elementos químicos

que existen en la Naturaleza,

parece ser que sólo el 20%

resultan esenciales para la vida, de ahí que

hayan recibido el nombre de elementos

biogénicos. Tales elementos suelen

combinarse en una serie de compuestos

que reciben el nombre genérico de

nutrimentos. Vale la pena señalar que la

mayor parte de los libros y artículos

editados en castellano sobre el tema hablan

de "nutrientes" por haber realizado una

traducción apresurada y bárbara del

término inglés "nutriente" (véase fig. 2.5).

Se calcula que el 95 % del peso de las

células corresponde a sólo cuatro

elementos: hidrogeno, oxígeno, carbono y

nitrógeno. La totalidad puede completarse

con la siguiente lista: fósforo, azufre, calcio,

potasio, magnesio, hierro, cloro, sodio,

cinc, manganeso, cobre, fluor, yodo,

molibdeno y cobalto.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

a se ha dicho que, contrariamente a

lo que sucede con la energía, la

materia, y más concretamente, los

elementos biogénicos circulan dentro de los

ecosistemas y permanecen en cantidad más

o menos constante.

D

Y


159

Esta claro, pues, que el término ciclo

biogeoquímico se refiere a la circulación de

los elementos estructurales de los seres

vivos en el suelo, el agua o el aire.

Existen ciclos biogeoquímicos que se inician

y terminan en la atmósfera (carbono,

nitrógeno), en tanto que otros lo hacen en

el suelo y en el agua (fósforo, azufre).

LA PÉRDIDA DE MATERIA

l decir que los elementos

permanecen en el ecosistema en

cantidad "mas o menos constante"

nos referimos al hecho de que los

ecosistemas no suelen estar totalmente

aislados. Hay ecosistemas como la selva

tropical que son sumamente "avaros" con la

materia propia y cuentan con eficaces

sistemas para recapturar el patrimonio de

detritos y organismos muertos. Pero, en

términos generales, los descomponedores

de un ecosistema devuelven al medio los

elementos que los productores habían

extraído de él. No es inusual sin embargo,

que una parte de estos elementos sea

arrastrada por los ríos y vaya a parar a los

inmóviles y silenciosos fondos marinos. La

oscuridad absoluta de tales abismos

imposibilita la existencia de plantas que

reinicien el ciclo.

Con todo, estas pérdidas son compensadas,

en parte, por un fenómeno llamado

emergencia, remonta o afloramiento de las

corrientes marinas, así como por la

explotación de nuevas fuentes geológicas.

Huelga decir que, si no fuera por tales

reabastecimientos, la vida se iría

extinguiendo poco a poco. Vale la pena

señalar que abundan los científicos

preocupados, y aún alarmados, por la

intromisión del hombre en los ciclos

biogeoquímicos. Preocupados, por ejemplo,

A


160

ante la extensión del empleo de fertilizantes

ricos en fósforo, pues la solubilidad de este

elemento determina su fácil arrastre hasta

los fondos marinos.

CICLO DEL AGUA

l agua cubre el 73 % de la superficie

de la Tierra y se calcula que su

volumen total es de 1,500 millones

de kilómetros cúbicos. A pesar de tan

descomunales cifras, existen zonas del

plancton donde el líquido vital escasea

angustiosamente.

El ciclo consiste en que el agua Se calienta

y empieza a evaporarse, quedando así en

condiciones para ser transportada por el

viento y subir a las capas más altas de la

atmósfera. Ahí sufre un enfriamiento y se

condensa en pequeñas gotas que forman

las nubes. A continuación las gotitas van

creciendo hasta que llega el momento en

que el aire pierde la capacidad de

retenerlas y se precipitan, según las

condiciones meteorológicas, en forma de

lluvia, granizo o nieve.

Todos sabemos que la lluvia se distribuye

en el planeta de manera muy irregular, lo

cual obedece a causas diversas como

vientos, cordilleras (y en general la

topografía de islas y continentes),

corrientes marinas, estaciones del año y

distribución de ciertos ecosistemas.

Respecto a este último punto vale la pena

recordar que los organismos del

ecosistema, y sobre todo las plantas,

emplean considerable cantidad de agua

para sus procesos vitales y devuelven una

parte importante de ella a la atmósfera por

medio de la transpiración, proceso que sirve

a los organismos para regular la

temperatura y, en el caso de las plantas,

para transportar nutrimentos y alimentos

elaborados. Y ya que hemos llegado a este

punto, aprovechare la ocasión para hacer

un par de elogios del agua que habrán de

resultar útiles al lector a medida que

avance en el estudio de la Ecología.

En primer lugar, no hay que perder de vista

que el calor específico del agua es muy

elevado, de ahí que mares y lagos

desempeñen un importante papel como

reguladores de la temperatura. Además, el

agua tiene propiedades muy ventajosas

para ciertos ecosistemas, por ejemplo, que

el hielo sea mas ligero que el agua líquida.

El fenómeno opuesto se traducirá en que, al

helarse la superficie de un lago, el hielo se

irá al fondo y se acumulará hasta

inmovilizar y congelar a todos los

organismos acuáticos (véase fig. 2.6).

E


161

El caso es que el ciclo del agua se completa

cuando esta vuelve al mar o a los lagos, ya

sea directamente o por medio de ríos o

corrientes subterráneas. Antes de seguir

adelante es preciso señalar que, en su

desenfrenada circulación por el planeta (por

medio de las corrientes marinas, los ríos o

arrastrada por los vientos) el agua

transporta importantes cantidades de

nutrimentos y materiales en suspensión.

CICLO DEL OXIGENO

adie ignora que la vida requiere de

oxígeno no sólo porque este

elemento forma la cuarta parte de

las moléculas orgánicas, sino porque la

mayoría de los organismos lo necesitan

para respirar. Hoy sabemos que la

atmósfera primitiva del planeta carecía de

oxigeno y es probable que su abundancia

actual se deba a que ha sido liberado por

las algas marinas a lo largo de cientos de

millones de años.

Veamos la ecuación simplificada que

muestra el proceso de la fotosíntesis, la

cual, como ya es sabido por el lector,

consiste, además de la formación del ATP,

en la utilización del dióxido de carbono y el

agua para la fijación de carbono en una

molécula orgánica y la liberación de

oxígeno:

Mediante la fotosíntesis, las plantas

disocian la molécula de agua para liberar el

oxígeno, en tanto que el oxígeno de la

molécula orgánica proviene del dióxido de

carbono. En el proceso inverso, o sea en la

respiración, el oxígeno actúa como aceptor

de hidrógeno, lo cual se traduce en la

formación de agua.

El consumo y reabastecimiento de oxígeno-

en el aire y en el agua depende, pues, de la

respiración (que es común a la inmensa

mayoría de los seres vivos) y de la N


162

fotosíntesis (exclusiva de las plantas verdes

y de ciertas algas y bacterias. Es obvio que

si la función fotosintética y la respiración

fueran igualmente intensas, no habría

oportunidad para otros organismos.

Afortunadamente, el oxígeno producido por

una planta durante el día (es decir,

mientras se lleva a cabo la fotosíntesis) es

superior a la que consume durante 24

horas de función respiratoria.

CICLO DEL CARBONO

l dióxido de carbono es un gas

imprescindible para la vida. Se

encuentra en la atmósfera en

proporción de 0.03 % y se sabe que el

mantenimiento de tal proporción esta a

cargo del mar, que, según ciertos cálculos,

contiene 50 veces mas CO2 que el aire. El

CO2 del agua o del aire es absorbido por los

productores para la fotosíntesis, luego,

incorporado por los consumidores y

finalmente degradado por los

descomponedores. Durante todo el ciclo el

CO2 es devuelto a la atmósfera por la

sencilla razón de que todos los participantes

respiran, pero la parte mas intensa de este

retorno corre a cargo de los

descomponedores.

A lo largo de la historia del planeta ha

habido una acumulación de carbono que no

ha-sido reincorporado al ciclo. Esto ocurre

en la formación de rocas carbonadas

llamadas calizas o de combustibles fósiles

tales como el carbón, el gas natural y el

petróleo. Con todo, la actividad del hombre

ha determinado la vuelta de importantes

cantidades de ese carbono que durante

tanto tiempo había permanecido separado,

lo cual, según parece, puede ocasionar

serios problemas a la biosfera.

CICLO DEL NITRÓGENO

l nitrógeno forma el 78% del aire y

se coloca entre los cuatro elementos

biogénicos más importantes. Las

plantas lo incorporan directamente del aire,

utilizando nitratos o nitritos diversos que

extraen del agua o del suelo o, como en el

caso de las leguminosas, gracias a su

asociación con bacterias nitrificantes que

forman nódulos en las raíces.

Sea por uno u otro procedimiento, el

nitrógeno es absorbido por los productores

que lo requieren para la elaboración de

proteínas y ácidos nucleicos, pasando luego

a los consumidores, más tarde a los

descomponedores y finalmente regresa al

medio ambiente.

Las plantas que emplean nitratos o nitritos

dependen de bacterias tales como

Rhizobium o Azotobacter, las cuales actúan

libremente o forman los nódulos que ya han

sido citados. También hay bacterias

quimiosintéticas, como las del género

Nitrosomonas, "expertas" en transformar el

EE


163

amoniaco en nitratos que quedan

disponibles para ser absorbidos o que,

disueltos en agua, pasan a otros

ecosistemas.

Los agricultores suelen hacer "descansar" al

suelo después de cierto número de cultivos.

La ventaja de tan vieja práctica es que se

da oportunidad a las bacterias nitrificantes

para que transformen el nitrógeno

atmosférico en compuestos nitrogenados

aprovechables por las plantas. No está de

más mencionar que los rayos tienen

también la propiedad de formar nitratos,

aunque en realidad no son muy

significativos en el ciclo del nitrógeno

(véase fig. 2.7).

Acaso se pregunte el lector si llegara el día

en que la acción conjunta de las bacterias

nitrificantes y de los rayos termine por

agotar el nitrógeno atmosférico.

La respuesta está en las bacterias

desnitrificantes que viven en pantanos y

fondos carentes de oxígeno libre. Tales

organismos, cuyos mas conocidos

representantes pertenecen al género

Thiobacillus, utilizan los nitratos en su

metabolismo y finalmente restituyen a la

atmósfera el nitrógeno libre.

CICLO DEL FÓSFORO

or el sólo echo de participar en la

estructura del ATP y de los ácidos

nucleicos, el fósforo se convierte en

uno de los elementos fundamentales para

P


164

la vida. Este elemento se encuentra en la

litosfera formando distintos fosfatos que

resultan sumamente escasos en el suelo y

en el agua. La erosión ocasiona a veces que

el agua lave y arrastre hacia lagos y

océanos los fosfatos de la-litosfera.

Desafortunadamente, el fósforo no

permanece disuelto en las aguas

superficiales sino que se precipita a las

aguas del fondo que, en cambio, suelen

estar saturadas de tan preciado elemento.

La precipitación y pérdida del fósforo en el

fondo del mar no resulta absoluta gracias a

un fenómeno originalmente denominado

upwelling que se ha traducido como

afloramiento, brotación, emergencia o

remonta de las aguas y que consiste en el

surgimiento de las aguas profundas

impulsadas por corrientes de aire que se

mueven en forma paralela a la costa. Esta

remonta de aguas produce no sólo una

explosión de vida en los lugares en que

ocurre, sino que también determina el

regreso de una pequeña cantidad de fósforo

a la tierra, lo cual se logra mediante la

explotación del guano que producen las

aves marinas y que rinde enormes

beneficios a la agricultura (véase fig. 2.8).

Uno de los problemas que enfrentan los

científicos en relación con la pesca y la

agricultura es la recuperación económica

del fósforo, asunto que parece requerir

soluciones urgentes, habida cuenta que el

hombre ha acelerado el proceso que

conduce a tan importante elemento al

destierro perpetuo en el fondo de los

abismos oceánicos.

CICLO DEL AZUFRE

l azufre se encuentra combinado

con diversos elementos para formar

sulfatos, sustancias solubles en

agua que son absorbidas por las plantas

para la síntesis de ciertos aminoácidos y

que después habrán de ser la fuente de

abastecimiento para los consumidores.

Finalmente entran en acción los

descomponedores que reducen los

E


165

compuestos orgánicos y reintegran al suelo

el azufre en forma inorgánica. El azufre que

no es incorporado por las plantas resulta

arrastrado, lo mismo que fósforo, hacia el

fondo de lagos y océanos (véase fig. 2.9).

,

En la atmósfera también existe azufre, pero

en forma de sulfuro de hidrógeno (H2 S) y

de dióxido de azufre (SO2). Ambas

sustancias provienen de la actividad

volcánica, de la industria, así como de

zonas pantanosas ricas en bacterias.

CICLOS ECOLOGICOS

os seres vivos presentan casi

siempre un ciclo vital que incluye las

etapas comprendidas entre su

nacimiento y su muerte. Pero, como no hay

organismos que vivan aislados, la suma de

los ciclos vitales de cualquier población

depende de una intrincada serie de ciclos

vitales de otras poblaciones, así como de

los ciclos astronómicos más lo que ha dado

en llamarse ciclos biogeoquímicos. A partir

de lo anterior podrá llegarse a definir los

ciclos ecológicos como una sucesión de

cambios progresivos que experimentan las

comunidades de organismos en constante

interacción con el medio. La naturaleza

cíclica de los ecosistemas deriva de dos

hechos fácilmente observables: a) la

actividad del ecosistema no es constante,

presenta altibajos, y b) los altibajos del

ecosistema guardan una cierta regularidad.

Uno de los fenómenos característicos de los

ecosistemas es el aumento y disminución

cíclicos de las poblaciones. Pensemos, por

ejemplo, en una especie de ratón de campo

que aumentara su población hasta llegar al

hacinamiento. Con eso bastaría para atraer

a múltiples depredadores y propiciar la

aparición de enfermedades y la propagación

de diversos parásitos. Por si todas estas

calamidades fueran poca cosa, el aumento

de la población habría acarreado una

escasez de alimentos e incluso una falta de

cobijo que podría traducirse en una

L


166

vulnerabilidad extrema. Todos los factores

citados terminan por lograr un abatimiento

de la población que, al llegar a su nivel más

bajo, empezará un nuevo ciclo.

CICLOS ASTRONÓMICOS

os ciclos astronómicos que incumben

al ecólogo son consecuencia de las

posiciones de la Tierra y de su

satélite respecto al Sol. Tales posiciones

determinan la noche y el día, las

estaciones, los meses lunares, etc.

El hecho de que la orbita que describe la

Tierra alrededor del Sol sea elíptica, aunado

al movimiento de rotación de aquella,

ocasiona cambios constantes en la duración

e intensidad de la luz; tales cambios se

manifiestan a lo largo de los días y de las

estaciones. Además, la superficie de la

Tierra no recibe la radiación solar de

manera homogénea, sino que esta decrece

del Ecuador a los polos. Las causas de tal

fenómeno son tres: a) el ángulo de

incidencia de la radiación, b) las

dimensiones del área en que se disemina la

radiación (que es mayor en los polos que en

el Ecuador) y c) la densidad de las capas

atmosféricas que debe atravesar la

radiación (véase fig. 2.10).

CICLOS VITALES

os ciclos astronómicos, los ciclos

bioquímicos y ciertos factores

fortuitos determinan de muy diversas

maneras los ciclos vitales. Dicho de otra

manera, las alteraciones cíclicas del mundo

exterior ocasionan una serie de ajustes

internos en los organismos. No es difícil

detectar infinidad de comportamientos que

obedecen a las variaciones diarias o anuales

de agua, luz, temperatura, nutrimentos, etc.

L

L


167

RITMOS CIRCADIANOS

xisten muchos organismos

planctónicos que se sitúan a

distintas profundidades según la

intensidad de la luz, la temperatura, la

salinidad, etc., factores que suelen fluctuar

de acuerdo con la hora del día.

Como estas variaciones se efectúan con

toda regularidad se les ha de nominado

ritmos circadianos (circadiano = circulo de

un día). Otros ejemplos de ritmo circadiano

son los períodos de sueño y vigilia en los

animales, el movimiento de los girasoles,

etc.

La conducta animal está determinada en

gran medida por la necesidad de

alimentación. Ésta se ajusta, a su vez, al

ciclo luz-oscuridad. Existen numerosos

zoológicos en donde, para poder mostrar a

los animales de vida nocturna, se les ha

sometido a un cambio de horario simulando

que la noche es día y viceversa (véase fig.

2.11).

Plantas y animales tenemos una asombrosa

capacidad para medir el tiempo, de ahí que

con frecuencia se hable de relojes

biológicos. Cuando, por ejemplo, una

persona viaja de México a Madrid, se

encuentra con un día que dura seis horas

más de lo normal, lo cual se traduce en una

serie de trastornos fisiológicos que revelan

que el reloj biológico del viajero actúa en

desacuerdo con el nuevo horario (véase fig.

2.12).

E


168

Figura 2.12.

Afortunadamente, los relojes biológicos no

se empecinan en mantener los ritmos

originales y, al cabo de unos días, el viajero

del ejemplo puede desarrollar una vida tan

normal como la del más sedentario de los

madrileños. En la Naturaleza hay ocasiones

en que los ciclos vitales cambian de

acuerdo con el hábitat o con las-

circunstancias. Existen ciertos escarabajos

que hacen vida nocturna cuando viven en el

bosque y diurna si se mudan a campo

abierto. También se conoce el caso de

insectos que cambian sus hábitos según

vivan solos o en grupo. Resulta pues, que

un solo ,organismo puede tener múltiples

ciclos.

CICLOS INFRADIANOS

los ciclos que duran mas de un día

se les llama, en general,

infradianos. Existen ciclos

mensuales como, por ejemplo, el ciclo

menstrual de la mujer y de ciertos primates

(véase fig. 2.13). Hay también ciclos

anuales que son mucho más notables en

zonas frías y templadas. Por ejemplo, un

bosque caducifolio presenta aspectos muy

distintos sen sea verano o invierno.

A


169

Hay variaciones estacionales en duración e

intensidad de la luz que determinan

fenómenos como la periodicidad en la

reproducción.

La diapausa es una etapa del desarrollo de

los insectos que se manifiesta

generalmente como una interrupción casi

absoluta de actividades vitales en cualquier

etapa de la vida de estos animales, pero

con más frecuencia en el período larvario.

El fenómeno suele presentarse en un ciclo

anual que permite al insecto resistir la

época fría, y ha sido aprovechado por el

hombre para la guerra biológica. Para ello

ha ideado la terminación artificial de la

diapausa, con lo cual el desventurado

insecto sale de su cobijo, se encuentra con

un medio desfavorable y muere. He aquí un

ejemplo de la enorme importancia que para

el hombre tiene el conocimiento de los

ciclos vitales.

RELACIONES ENTRE CICLOS

BIOGEOQUÍMICOS

os diversos ciclos de nutrimentos

entran en estrecha interacción

dentro del ecosistema. Como

ejemplo basta citar que es la formación de

ciertos compuestos como el fosfato férrico,

el fósforo pasa de un estado insoluble a

otro soluble, con lo cual queda a disposición

de los organismos del ecosistema.

Otro ejemplo importante es la interacción

entre el ciclo del azufre y el del oxígeno.

Resulta que las bacterias fotosintéticas

anaeróbicas que viven en pantanos y zonas

lodosas liberan el oxígeno que había sido

apresado en forma de sulfatos. Si no fuera

por la acción de tales bacterias, estas

sustancias se amontonarían hasta provocar

un desequilibrio en el oxígeno atmosférico.

L


170

RELACIÓN ENTRE CICLOS DE

MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA

arece ser que la fotosíntesis logra

transformar tan sólo el 1% de la

energía radiante que llega a la

Tierra. ¿Qué ocurre entonces? ¿A qué

obedece un desperdicio tan grande?

No cabe duda de que los ciclos ecológicos y

biogeoquímicos ejercen entre sí

regulaciones biológicas y fisicoquímicas que

actúan unas sobre las otras en una trama

altamente complicada.

Los nutrimentos son factores limitantes

para el desarrollo de los ecosistemas. Por

ejemplo, el fósforo forma parte del ATP y de

los ácidos nucleicos. Sin fósforo disponible

el ecosistema no puede prosperar. Existen

muchos organismos que participan en la

regulación de los nutrimentos y la energía.

Un caso harto conocido es el de las aves

que extraen peces del agua. El fósforo

arrastrado, por los ríos llega al mar y se

sedimenta. Luego vuelve a la superficie

gracias a la emergencia o remonta de las

corrientes y es incorporado por los

productores primarios (fitoplancton). Acto

seguido entra en acción los consumidores

primarios (zooplancton), los consumidores

secundarios (peces) y finalmente las aves

pescadoras que restituyen el fósforo a la

tierra por medio del guano.

La selva tropical es otro ejemplo adecuado

porque ciertos nutrimentos como el calcio,

el fósforo y el potasio son retenidos con

"avaricia" por los árboles y el suelo se

empobrece considerablemente, de ahí que

los cultivos realizados después de

desmontar resulten poco productivos (es

decir que no sean aptos para almacenar

energía) y tengan que ser abandonados al

poco tiempo. Además, el desmonte

ocasiona la filtración de los nutrimentos y

su arrastre hasta el mar. Pero esto no

ocurre en condiciones naturales porque,

afortunadamente, la selva cuenta con un

sistema formado por raíces y hongos

subterráneos que recuperan todos los

nutrimentos reintegrados al suelo por la

apresurada acción de los descomponedores.

P


171

ay ocasiones en que el ecólogo

tiene necesidad de obtener

conocimientos detallados acerca

de ciertos organismos. Tales actividades se

han enmarcado dentro del campo de la

autoecología, parte de la Ecología que

puede definirse como el estudio de las

relaciones recíprocas de las especies

individuales con su entorno, es decir, con el

resto de los organismos y el medio.

POBLACION

a población se define como un

conjunto de organismos de la misma

especie que ocupan un área más o

menos definida, que comparten

determinado tipo de alimento y que, si se

reproducen sexualmente, realizan un

intercambio de genes.

Aunque ya se ha dicho que cada especie

suele tener una o más poblaciones

distribuidas cada una en una área

determinada, todo parece indicar que no

existe ningún impedimento insalvable para

que dos poblaciones de una misma especie

se fusionen ni tampoco para que una

población se divida en dos.

Los individuos de cualquier población

interactúan entre sí, con otras poblaciones,

y en general, con el entorno físico. Es obvio

que tal interacción es más intensa en

especies gregarias o sociales (abejas,

elefantes, termitas) que en las que tienen

hábitos solitarios (osos, jaguares).

CRECIMIENTO POBLACIONAL

e da el nombre de crecimiento

poblacional, al aumento o

disminución del número de

individuos que constituyen una población.

En términos teóricos, el crecimiento de una

población puede ser asombroso. Carlos

Darwin dice en su Origen de las especies,

que:

El elefante es considerado como el animal

que se reproduce más despacio entre todos

los conocidos, y me he tornado el trabajo

de calcular la progresión mínima probable

de su aumento natural; si admitimos que

empieza a criar a los treinta años, y que

continúa criando hasta los noventa,

produciendo en este intervalo seis hijos, y

H

L S

POBLACIONES Y COMUNIDADES

AUTOECOLOGIA

POBLACION Y COMUNIDADES AUTOECOLOGIA________________________________________________

172

que sobrevive hasta los cien años: y siendo

así, después de un período de 740 a 750

años habría aproximadamente diecinueve

millones de elefantes vivos descendientes

de la primera pareja (véase fig. 3.1).

Sin embargo, en la realidad o, mejor dicho,

en condiciones naturales, existen múltiples

trabas que actúan como factores limitantes

y determinan que las poblaciones se

mantengan estables, sobre todo si se

consideran largos períodos de tiempo y si

se trata de poblaciones cerradas, es decir,

aquellas que carecen de individuos

entrantes (inmigración) y salientes

(emigración).

Es lógico suponer que, a medida que crece

una población, aumenta la competencia

entre los individuos que la integran por la

sencilla razón de que los alimentos y

nutrimentos son limitados. Esto determina

que las gráficas elaboradas para registrar el

crecimiento de poblaciones (número de

individuos en función del tiempo) tengan

forma de sigmoide (véase fig. 3.2).

DENSIDAD DE POBLACION

a densidad de población esta dada

por el número de individuos que la

constituyen en relación con alguna

unidad de espacio; por ejemplo, tres leones

por kilómetro cuadrado.

L


173

Cuando una población no está regulada

eficazmente por la serie de factores

externos correspondientes, puede

transformarse en plaga.

Tal ocurre cuando se presenta la langosta o

la marabunta. Sin embargo, por lo común

existe un equilibrio de las poblaciones

naturales, en el cual juegan un papel

decisivo los depredadores. A mayor

densidad de población, mayor será la

mortalidad ocasionada por los

depredadores. Asimismo, estos mantienen

su población gracias a que, al volverse

escasa una de las especies que les

alimenta, lo común es que recurran a otras

especies, con lo cual dan tiempo a que

aquella se reponga y, a la larga, a una

oscilación alternada de las poblaciones

alimenticias. De ahí que mientras mayor

sea la diversidad, más presas alternativas

tendrán los consumidores y más estable

será el ecosistema. Cuando, por el

contrario, las cadenas de alimentación son

lineales o simples, el sistema resulta

extremadamente inestable. A pesar de

haberse empleado otros términos, ya se ha

dicho que las diferentes poblaciones que

habitan en un ecosistema se relacionan

recíprocamente. Pero hasta donde llega la

importancia de tales relaciones? La

respuesta es que, salvo insignificantes

excepciones, no existen poblaciones

autosuficientes porque todas ellas

dependen de otras que les proporcionan los

medios para la alimentación, la

reproducción, la protección, etcétera.

HOMEOSTASIS DE LAS

POBLACIONES

no de los fenómenos más

asombrosos del ecosistema es lo

que ha dado en llamarse

homeostasis de las poblaciones.

Originalmente acuñado por fisiólogos, el

término homeostasis se refiere a la

conservación de innumerables factores que

constituyen lo que se conoce como el medio

interno de los organismos. Mantener la

temperatura de nuestro cuerpo (37° C) en

cualquier clima es un fenómeno de

homeostasis. Lo mismo ocurre con la

conservación de una cierta cantidad de

glucosa en la sangre o de una cierta presión

dentro de las células. En Ecología, la

homeostasis se refiere al hecho de que las

poblaciones tienden a autorregularse, a

permanecer más o menos constantes, pero

a condición de que el ecosistema en que

viven esté en equilibrio. Entre las formas

más eficaces y temibles de romper el

equilibrio del ecosistema se cuenta la

introducción irracional de nuevas especies.

El ejemplo obligado se refiere a algo

ocurrido en Australia. Alguien tuvo la

desventurada idea de que lo que ese país

necesitaba eran conejos. A los ejemplares

seleccionados les sentó de maravilla el

clima del lugar y no tardaron en entregarse

con singular dedicación a uno de sus más

caros pasatiempos: la reproducción. Al poco

U


174

tiempo resulto que, como no había

enemigos naturales que regularan la

población de tales roedores, ésta aumentó

irrefrenablemente y los asombrados colonos

presenciaron auténticas devastaciones en la

vegetación de los campos, lo cual,

indirectarnente, ocasionó daños tremendos

en otras poblaciones animales.

COMUNIDAD

a comunidad suele definirse como

una entidad formada por varias

poblaciones agrupadas en un área

determinada. Y a pesar de que el concepto

de comunidad es esencial en el trabajo del

ecólogo, abundan los autores que

consideran que tal definición es un mero

artificio porque no es raro que en la

Naturaleza las diferentes poblaciones de un

área aparezcan también en áreas vecinas.

Por ejemplo, un bosque es una comunidad

que incluye diversas especies de plantas,

animales y organismos inferiores que con

frecuencia aparecen, digamos, en una

pradera vecina.

Por otra parte, las zonas de transición o

límites de un ecosistema (denominadas

ecotono) no suelen tener la nitidez que

pudiera suponerse al topar con una

descripción teórica de tales zonas. Con

todo, los biólogos no han perdido de vista la

importancia del conocimiento de tan

imprecisas entidades y ha sido creada una

disciplina que se ocupa de las relaciones

entre comunidades: la sinecología.

RELACIONES ENTRE POBLACIONES

l hablar del medio ambiente

(capítulo 1) se ha hecho referencia

a tres modalidades distintas de

relación entre los organismos: 1o. Ayuda y

protección, 2o. Relaciones presa-

depredador y 3o. Relaciones de

competencia entre una o varias

poblaciones. Ahora trataremos de enfocar el

problema desde otro punto de vista.

A pesar de la insistencia en que las

relaciones entre los organismos y el medio

son de índole recíproca, valdría la pena

señalar que los distintos organismos de una

comunidad cualquiera se relacionan de muy

diversas maneras. Existen, en efecto,

relaciones establecidas con regularidad que

pueden dividirse en unidireccionales y

recíprocas. También las hay que son

fortuitas y, a pesar de las apariencias,

pueden tener enorme importancia.

Imagina que estas en medio de una vasta

llanura africana. El Sol es tan intenso que

te resta energías para caminar y te hace

perder mucha agua. En eso descubres un

elefante inmóvil y lo pones a su lado para

aprovechar la sombra. La relación que has

establecido con el paquidermo es

unidireccional. Pero he aquí que tu

benefactor decide echarse a correr y te

expone nuevamente al achicharramiento

del Astro Rey. Haces varios intentos de

recuperar la sombra pero el animal insiste

en moverse de un lado a otro. Entonces

L

A


175

tienes una chispa de inspiración excepcional

y descubres que rascándole la barriga la

bestia se queda quieta y pone los ojos en

blanco (véase fig. 3.3). En ese momento

has iniciado una relación recíproca con tu

compañero de aventura. Como ya sientes

cansado el brazo, piensas que, con suerte,

los nubarrones que han aparecido a lo lejos

pronto cubrirán el cielo y podrás reanudar

la marcha sin preocuparte más por buscar

sombra. En eso estas cuando se escucha un

trueno espantoso. El paquidermo da una

marometa y huye despavorido.

Desafortunadamente no has tenido tiempo

de quitarte. Las dos o tres toneladas que

pesa el elefante lo han dejado literalmente

apachurrado. Ya no estas para saberlo,

pero has incurrido en una relación fortuita.

Pero dejemos por ahora los ejemplos

fantásticos y examinemos algunos que

corresponden a la vida real.


176

RELACIONES RECIPROCAS

s evidente que todas las poblaciones

están sujetas a una o más

modalidades de relación recíproca,

siendo las más frecuentes: depredación,

mutualismo, esclavitud, usurpación y

parasitismo.

DEPREDACIÓN

a mayoría de los depredadores son

animales de vida libre que se dedican

a la nada amigable ocupación de

devorar total o parcialmente a otros

organismos. Cuando el sujeto devorado es

una planta, además de consumidor

primario, el animal resulta ser un

depredador herbívoro. En cambio, si el

depredador vive de los animales que caza,

se dice que es carnívoro (véase fig. 3.4).

Existen también unos cuantos casos de

plantas que, por estar provistas de

mecanismos que les permiten atrapar y

digerir a ciertos animales pequeños, han

sido llamadas carnívoras.

Aunque la depredación determina el

aniquilamiento o mutilación de la presa,

ésta suele recibir, en tanto forma parte de

una población, un beneficio indirecto. La

clave de tal paradoja está en que la muerte

de algunos individuos resulta favorable para

que la población a la que pertenecen no

resulte víctima de los múltiples

inconvenientes que acarrea la

superpoblación. Asimismo, la desaparición

de los individuos peor dotados resulta

beneficiosa desde el punto de vista de la

evolución de la especie.

E

L


177

MUTUALISMO

a se ha hablado de la relación de

mutuos beneficios entre leguminosas

(trébol, alfalfa, haba) y bacterias

nitrificantes (Rhizobium, Azotobacter). Las

bacterias penetran por los pelos

absorbentes y forman engrosamientos o

nudosidades desde las cuales producen

sales nitrogenadas que son indispensables

para que la planta sintetice sustancias

proteínicas. A cambio, ésta ofrece azúcares

que las bacterias requieren como fuente de

energía para sus funciones vitales. Un

ejemplo que el autor no puede menos que

calificar como inquietante es el de la

simbiosis entre una mariposa llarnada

Pronuba yuccasella y ciertas plantas del

género Yucca. Las flores de estas plantas

cuentan con ovarios tan herméticamente

cerrados que no podrían ser fecundados si

no fuera porque la Pronuba perfora la pared

y deposita entre los óvulos una pelotita de

polen que ha obtenido previamente de las

anteras. Lo inquietante del asunto esta en

que tal maniobra parece obedecer a la

necesidad que tiene la mariposa de desovar

en el interior de mismo óvulo que ha

polinizado para que sus crías puedan

alimentarse de él mientras completan su

desarrollo. Afortunadamente para ambas

especies, las voraces larvas respetan

suficientes semillas para que las yucas se

reproduzcan a su ritmo normal.

ESCLAVITUD

l caso más sonado en la literatura

entomológica es el de las hormigas

del genero Polyergus, avezadas

secuestradoras de larvas y pupas de sus

"primas" del genero Formica. Cuando estas

llegan a adultas, tienen que mantener a sus

captoras y construirles el nido.

Igualmente famoso es el caso de las

hormigas que se apoderan de "rebaños" de

pulgones, cuyos azucarados excrementos

resultan exquisitos manjares para aquellas.

USURPACIÓN

e todos conocido es el caso de

ciertas aves que ponen sus huevos

en nidos ajenos para aprovechar el

calor de especies mas pacientes y

abnegadas. Pero existen casos, como el del

genero Molothrus, que sobrepasan lo

imaginable porque no sólo aprovechan el

nido y los cuidados, sino que llegan al

extremo de expulsar a los legítimos

polluelos y acaparar para si todo el alimento

que llevan los padres adoptivos (véase fig.

3.5).

Y E

D


178

PARASITISMO

o que distingue a esta modalidad es

que el parásito vive a expensas del

huésped causándole daño, y que se

aloja encima (ectoparásito) o en el interior

(endoparásito) de su cuerpo. Acaso lo más

útil para no confundir al depredador con el

parásito sea la talla. Mientras que el

depredador suele ser mayor que su presa, el

parásito, comparado con su huésped,

resulta un ente diminuto. Piojos, ladillas,

pulgas, garrapatas y corucos son

ectoparásitos ampliamente conocidos.

Igualmente famosos son algunos

endoparásitos tales como ciertas amibas

(Entamoeba histolytica), las tenias, el bacito

de Koch, las triquinas, etc. (Véase fig. 3.6.)

Existen organismos parásitos que tienen

que recurrir a uno o más intermediarios

para poder abordar a sus huéspedes con

regularidad. Tal es el caso del protozoario

causante del paludismo, el cual pasa una

parte de su vida dentro de los mosquitos

del género Anopheles y la otra en la sangre

de la especie humana. Al hombre le

interesa no sólo conocer a sus parásitos y a

los de las plantas y animales que utiliza,

sino también a los parásitos y depredadores

de sus competidores y enemigos. La clave

de dicho interés está en que, a la postre,

esos parásitos y depredadores resultan

L


179

aliados valiosísimos para el control biológico

de plagas.

No esta de más señalar que, tratándose de

control biológico de plagas, a los biólogos

les ha salido el tiro por la culata en más de

una ocasión. De ahí que resulte

especialmente importante realizar estudios

concienzudos del medio donde se piensa

introducir alguna especie nueva.

RELACIONES UNIDIRECCIONALES

uando dos especies se relacionan

dé manera que sólo una de ellas

recibe algún beneficio, se trata de

un caso de comensalismo. El individuo

indiferente o no afectado se llama huésped;

el beneficiado, que recibe el nombre de

comensal, puede depender total o

parcialmente del huésped. En el primer

caso, los procesos evolutivos pueden

desembocar en relaciones simbióticas o de

parasitismo.

Una de las muestras más conocidas de

comensalismo es la de las plantas epifitas,

como el heno y ciertas orquídeas, que

crecen encima de diversas especies de

árboles.

Tratándose de animales, el ejemplo clásico

es el del pez rémora que se adhiere a la

superficie ventral del cuerpo del tiburón y

recibe de éste no sólo transporte gratuito,

sino también protección y residuos

alimenticios (véase fig. 3.7).

ESTRATIFICACION ECOLOGICA

os distintos organismos de cualquier

comunidad no se distribuyen al azar,

sino de acuerdo con sus afinidades,

en uno o más espacios determinados.

En su tenaz intento de conocer a las

comunidades, los biólogos han optado por

facilitar su labor trazando una serie de

divisiones horizontales (que en ocasiones

son reemplazadas por círculos concéntricos)

que corresponden a subcomunidades

llamadas capas o estratos. Huelga decir que

C

L


180

los límites de tales capas o estratos no

están nítidamente definidos, pero el recurso

resulta útil para desenmarañar la estructura

de las comunidades. La representación de

las capas o estratos que nos ocupan

constituye lo que se conoce como perfil del

ecosistema (véase fig. 3.8).

EI hecho de que los organismos que

constituyen a cada estrato de la comunidad

tengan una serie de afinidades y nexos

especiales no significa que mantengan un

aislamiento riguroso. Es claro que, por

ejemplo, la capa subterránea de un bosque

tiene múltiples relaciones con la capa del

suelo o con la que corresponde a las

hierbas o a los arbustos. Por otra parte

tenemos que, por regla general, los

organismos de un estrato permanecen en él

continuamente, pero hay también un grupo

considerable de individuos que hacen

incursiones en las capas adyacentes. Lo

dicho resulta especialmente notable en el

medio acuático, de ahí que él, estudio de la

estructura de las comunidades marinas o

lacustres resulte singularmente complicado.

Con todo, es evidente que la estratificación

de las comunidades requiere un incremento

en la diversidad, lo cual, como ha quedado

dicho, supone una mayor estabilidad para

el ecosistema.

Los ecosistemas mas estratificados son las

selvas tropicales y acaso sean ellas el mejor

ejemplo para resaltar el hecho de que cada

estrato tiene una serie de características

peculiares: cierto tipo de alimentos, cierta

intensidad luminosa, cierta temperatura,

etc.

DINAMICA DE LA COMUNIDAD

a simple contemplación de una

plácida laguna o de un silencioso

bosque puede dar al principiante la

sensación de inmovilidad casi absoluta. Sin

embargo, a estas alturas del texto, el lector

tiene ya sobrada información para saber

que, tras las engañosas apariencias,

cualquier ecosistema está sujeto a una

dinámica múltiple y a menudo vertiginosa:

el flujo de la energía, los ciclos

biogeoquímicos y la homeostasis. Por si

L


181

todo esto fuera poca cosa, cabría añadir las

sucesiones; estas representan una dinámica

que, respecto a una apreciación humana del

tiempo, las mas de las veces puede parecer

lenta, pero que a escala geológica resulta

muy acelerada.


182

LOS MARES

l hecho de que iniciemos este

capítulo hablando de los

ecosistemas marinos obedece a

varios motivos. En principio hay que señalar

el hecho universalmente aceptado de que la

vida se origino en el mar.

Además, debido a que cubren el 70% de la

superficie del planeta, los mares resultan

ecosistemas gigantescos que en extensión

no tienen rival y que sin duda jugarán un

papel decisivo en el futuro de la

humanidad. Se calcula que el espacio para

la vida es trescientas veces mayor en el

mar que en la tierra. El hecho de que el

mar este poblado a todo lo largo, ancho y

profundo se traduce en que haya sido

nombrado el más “denso” (no en el sentido

físico sino en el biológico) de los

ecosistemas.

Una de las gracias más señaladas del mar

consiste en la influencia que tiene sobre el

clima, lo que le ha valido gran fama como

termorregulador. En efecto, el mar absorbe

importantes cantidades de energía radiante

del Sol no sólo directamente, sino también

mediante reflejos del cielo. Asimismo,

constantemente el mar irradia calor a la

atmósfera. Con todo, las variaciones de

temperatura son mucho menos drásticas en

el mar que en la tierra. Cuan equivocado

estaba el astrónomo griego Tolomeo (siglo

II d. C.) al predecir que el hombre no

podría llegar al Ecuador porque en esas

latitudes los rayos del Sol harían hervir las

aguas y quemarían los barcos.

Finalmente, es menester subrayar que la

diversificación de las especies marinas

resulta tan extraordinaria como la

estabilidad del ecosistema en que habitan.

Durante muchos años se pensó que el 75%

del oxígeno liberado en la atmósfera

correspondía a la actividad fotosintética del

fitoplancton. Sin embargo, estudios

recientes hacen suponer que la proporción

era exagerada y que en realidad no llega

más que al 20 o 25 %.

SALINIDAD

caso lo más sobresaliente del agua

marina sea la gran cantidad de

sales minerales y gases que tiene

disueltos. Todos sabemos que la sal de

mesa (cloruro de sodio) se produce en las

salinas, lugares donde se extrae esta

E

A

PRINCIPALES ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

PRINCIPALES ECOSISTEMAS ACUATICOS____________________________

183

sustancia mediante la evaporación del agua

del mar. Y es que más del 80% del

contenido mineral de esa agua corresponde

al cloro y al sodio; el resto esta integrado

por elementos tales como magnesio,

azufre, potasio, bromo, hierro, calcio, etc.

La cantidad total de sustancias sólidas

(constituidas por tales elementos) que

contiene un kilogramo de agua de mar es lo

que conocemos con el nombre de salinidad.

Una particularidad interesante del agua que

nos ocupa es que las proporciones relativas

de iones y cationes disueltos son

constantes, de modo que los oceanógrafos

pueden determinar la cantidad de cada una

de las sustancias disueltas mediante la

determinación del contenido de cloro

(clorinidad). Asimismo, con base en este

dato es posible averiguar la densidad del

agua o viceversa (véase fig. 4.1.)

La evaporación determina que la salinidad

mas elevada corresponda en términos

generales a los mares tropicales (3.8 %).

Sin embargo, hay lugares como el Mar Rojo

y el Mar Muerto que, por estar casi aislados

de los grandes océanos, llegan a rebasar el

4 %. Los mares fríos, en cambio, suelen

tener una salinidad de 3.3 %.

LA CUENCA OCEÁNICA

odos los continentes están rodeados

por una zona poco profunda que se

denomina plataforma continental y

que llega hasta los 200 metros de

profundidad. A continuación se localiza una

zona más profunda, llamada talud

continental, que abarca profundidades

desde 200 hasta 2 000 metros. A

profundidades mayores se localiza la llanura

abisal (que no siempre es llana) y abarca

de los 2 000 a los 6 000 metros habiendo

ocasiones en que alcanza los 11 000 metros

(véase fig. 4.2.)

LAS AGUAS

T


184

as aguas correspondientes a la

plataforma continental han sido

bautizadas con el nombre de región

nerítica. En ella las marcas juegan un papel

muy importante y las olas producen una

agitación intensa que determina la

disponibilidad de abundantes nutrimentos

y, por ende, una productividad muy alta.

Cualquiera que haya estado en el mar,

habrá notado que las aguas de la zona

nerítica tienen poca transparencia, lo cual

se debe también a la agitación. Más allá de

la zona nerítica, empieza la región oceánica

que, por estar sometida a. corrientes

menos intensas, resulta más transparente,

tiene pocos nutrimentos disponibles y su

productividad es baja.

Si se toma en cuenta la penetración de la

luz solar, las aguas marinas pueden

dividirse en una zona iluminada (zona

fótica) y en una oscura (zona afótica). La

diferencia se debe al hecho de que la luz

del

Sol penetra en el mar hasta profundidades

que varían entre los 80 y los 200 metros.

Es obvio que los organismos productores se

hallan confinados a la zona fótica y no es

difícil imaginar que los pobladores de la

zona afótica dependen de la materia

orgánica que les “llueve” por la fuerza de

gravedad.

HABITAT

o podríamos continuar sin hablar

de una clasificación que divide al

mar en tres zonas o hábitat.

L

N


185

Zona litoral. Abarca desde la costa hasta el

borde de la plataforma continental.

Zona bentónica. Corresponde al suelo

marino de las profundidades (talud

continental y zona abisal).

Zona pelágica. Incluye a toda la masa de

agua que se sitúa por encima de la zona

bentónica.

ORGANISMOS

omo regla general puede decirse

que los mares tropicales están

menos poblados y más

diversificados que los fríos, lo cual equivale

a afirmar que en estos viven cantidades

asombrosas de individuos pertenecientes a

unas cuantas especies. La causa que

principalmente determina el fenómeno

señalado parece ser la carencia de

nutrimentos en las aguas cercanas a los

trópicos. Considerados en forma global, los

vegetales acuáticos son muy escasos en

cuanto a diversidad de especies. En cambio,

la fauna marina es mucho más rica aunque

no tanto como la correspondiente a la

tierra.

Todos los grupos de organismos conocidos

tienen representantes marinos. Los insectos

podrían ser la excepción absoluta a esta

regla si no fuera por una especie del género

Halobates. Los organismos del mar pueden

clasificarse según su estilo de vida, en tres

grandes grupos.

Plancton. Suele definirse como el conjunto

de seres vivos, animales o vegetales,

adultos o larvarios, que flotan o están

suspendidos pasivamente en las aguas

dulces, salobres o marinas, y que, por estar

provistos de escasos medios de locomoción,

no pueden contrarrestar el movimiento de

las corrientes débiles. En la figura 4.3

aparecen algunos organismos planctónicos

vegetales que reciben el nombre de

fitoplancton; en la figura 4.4 predominan,

en cambio, representantes del zooplancton.

Los animales más frecuentes en el plancton

son protozoarios de varias especies,

diversos invertebrados, más infinidad de

huevos y larvas de moluscos, crustáceos,

peces, etc. Este dato nos revela el hecho de

que muchos organismos pasan sólo una

tracción de su vida formando parte del

plancton.

C


186

Necton. Está integrado por animales

nadadores de talla considerable, que se

desplazan a voluntad, por las zonas

pelágica y litoral. Son más abundantes

cerca de los fondos no demasiado

profundos que en las aguas intermedias.

Los representantes más numerosos son

crustáceos (camarones,-langostinos),

cefalópodos (pulpos, calamares), peces

cartilaginosos (tiburones, rayas), peces

óseos (atún, bacalao), reptiles (tortugas,

serpientes), aves (pingüinos) y mamíferos

(ballenas, delfines) (véase fig. 4.5).

Bentos. Organismos que se arrastran o

que viven fijos en el fondo del mar o en sus

orillas. Como ejemplo pueden citarse: algas

fijas, esponjas, corales, erizos, anélidos,

ostras, almejas, caracoles, nautilos, etc.


187

BIOMA LITORAL

os organismos que habitan los

litorales se encuentran tan bien

adaptados que no sólo resulta

imposible encontrarlos en tierra o en la

zona oceánica, sino que ni siquiera se

repiten en los distintos ecosistemas

característicos de la zona litoral.

Quienquiera que haya observado la costa se

habrá dado cuenta de que, en efecto, no

habitan las mismas especies en una playa

arenosa que en una ribera rocosa, en la

desembocadura de un río (estuario) o en un

fondo fangoso.

BIOMAS DE MAR ABIERTO

entro de su relativa simplicidad, la

zona oceánica presenta una serie

de variantes de acuerdo con las

condiciones físicas y los nutrimentos. Ya se

ha señalado que en el mar la zona nerítica

es la más poblada porque las olas y las

mareas no permiten la sedimentación de los

nutrimentos. Sin embargo en mar abierto

existen zonas donde ocurre el afloramiento

o emergencia de las aguas (up welling),

que, como ya ha quedado dicho,

redistribuye los nutrimentos que

normalmente se precipitan a los fondos

marinos. Resultado de tal emergencia es un

cuantioso aumento de la productividad, que

culmina en la existencia de biomasas

enormes que contrastan con el resto de las

aguas marinas.

Si revisamos en sentido inverso las cadenas

de alimentación de la región pelágica,

encontraremos que los consumidores de

gran tamaño (moluscos cefalópodos, peces,

cetáceos) están precedidos por otros más

pequeños, y estos por organismos del

zooplancton que resultan relativamente

escasos porque dependen de una población

no muy densa de fitoplancton. Tal escasez

está determinada por la pobreza de

nutrimentos en las aguas.

Ya se ha hecho hincapié en la importancia

que tiene la luz para los organismos de mar

abierto. Con todo, vale la pena insistir en

que toda la productividad de la región

pelágica depende de la zona fótica y, más

concretamente, del fitoplancton suspendido

en ella. Las nubes, la contaminación

atmosférica y de las aguas, así como la

turbiedad de las mismas, y los organismos

que en ellas habitan, son factores que

determinan la profundidad de la zona fótica.

Más abajo de ella, las plantas desaparecen

y las condiciones de vida se tornan

sumamente difíciles. Las criaturas de las

profundidades se aplican con tesón a la

tarea de tragarse al prójimo o a la de

atrapar los cadáveres y restos orgánicos

que se precipitan hacia el fondo. Ante

nuestros ojos, las tales criaturas son tan

antiestéticas que, puestas a competir en un

concurso de feos, dejarían muy atrás a las

alimañas más amenazadoras, a los más

grotescos murciélagos, a los dementes, los

porros y los guaruras.

L

D


188

Por último, habría que dedicar algún

espacio a los arrecifes de coral. Se trata de

inmensas colonias de ciertas especies de

corales que abundan en las regiones

occidentales de los mares tropicales. En el

Atlántico destacan los arrecifes de una

amplia zona que abarca la Florida, las Islas

del Caribe, el sureste de México y

Centroamérica. Los arrecifes no prosperan

en mares con menos de 20 °C de

temperatura; tampoco les son propicias las

aguas pobres en oxígeno ni aquellas que,

como las de los estuarios, tienen poca

salinidad. Las grandes masas coralinas, que

en ocasiones llegan a formar islas, se ven

aumentadas por las estructuras calcáreas

de otros organismos tales como percebes,

anélidos, moluscos y algas coralinas.

Contribuyan o no a la formación del

sustrato, existen innumerables especies

que hacen su vida en el arrecife tantas que

no resulta aventurado afirmar que, desde el

punto de vista de la diversificación y la

complejidad, los arrecifes son homólogos

acuáticos de las selvas tropicales.

AGUAS CONTINENTALES

on el paso de los años, el estudio

de las aguas continentales ha ido

tomando cuerpo y originado una

disciplina floreciente que acapara la

atención de muchos hidrólogos y biólogos:

la Limnología. Quizás uno de los motivos

importantes del auge de tal disciplina sea el

hecho de que los ecosistemas de agua

dulce se hallan muy bien delimitados, y, por

ende, su estudio resulta no sólo más fácil,

sino también más riguroso.

En comparación con el mar, las aguas

continentales sufren mucho más

intensamente la acción de los factores

ambientales. De todos es sabido que la

mayoría de los ríos, estanques y charcas se

secan en verano y que, en ciertos climas,

se hielan en invierno. Consecuencia de tan

peligrosos cambios es la adaptación de los

organismos a las condiciones desfavorables.

Existen peces que pasan la estación seca

aletargados, mientras que otros segregan

una cubierta impermeable para no

deshidratarse. Igualmente se presentan

múltiples casos de invertebrados que

forman quistes, así como diversas plantas

que producen esporas y semillas capaces

de salir airosas de la peor de las sequías.

Otra circunstancia que ha propiciado

importantes adaptaciones, es el hecho

evidente de que la salinidad es mucho más

baja en las aguas dulces que en las

marinas, lo cual implica que las moléculas

de agua entrarían incesantemente a las

células por ósmosis, y, de no existir un

mecanismo homeostático, llegaría el

momento en que estallarían las

membranas.

En las aguas dulces abunda cierto tipo de

animales (comúnmente insectos) que son

raros en el mar y que, por vivir en la

C


189

superficie, han sido clasificados como una

categoría aparte: el neuston (véase fig.

4.6). También existe una porción

importante de organismos que forman el

plancton (diatomeas, crustáceos), el necton

(peces, anfibios) y el bentos del fondo

(insectos, crustáceos). Con todo, la

diversidad de especies dulceacuícolas es

muy inferior a la de los habitantes del mar.

En términos generales, la Limnología se

ocupa de dos grandes tipos de formaciones:

las aguas quietas (bioma lentica) y de las

corrientes (bioma Iótica). Huelga decir que

las aguas quietas incluyen charcas,

estanques, cenotes, lagunas y lagos, en

tanto que las corrientes corresponden a

fuentes, arroyos y ríos. Quizás las

diferencias más significativas entre unas y

otras se deban al modo peculiar de

circulación de nutrimentos y flujo de

energía.

AGUAS QUIETAS

l hecho de que se meta en un

mismo costal a los diversos tipos de

aguas quietas, se debe a que, salvo

por el tamaño, no existen diferencias

demasiado acusadas entre unas y otras.

Una de las reglas generales para las aguas

que nos ocupan, es que la temperatura y la

cantidad de oxígeno disuelto en ellas son

más altos cerca de la superficie. Es obvio

que ocurre otro tanto con la intensidad

luminosa. En cambio, la materia orgánica

suele ser tan abundante en el fondo como

en la superficie y no es raro que escasee en

las capas intermedias.

Ya se ha dicho que las especies de agua

dulce están menos diversificadas que las

marinas, pero excepción notable a esta

regla son los insectos. Cualquiera que haya

estado en un estanque o lago habrá notado

en la superficie del agua la presencia de los

E


190

ágiles zapateros, las chinches acuáticas o

los negros escarabajitos que de tiempo en

tiempo ascienden para capturar una

burbuja de aire fresco; y tampoco es difícil

que el lector haya visto en el agua larvas

de mosquito o de libélula. Por otra parte,

habría que señalar la presencia universal

de caracoles, planarias, crustáceos,

rotíferos y protozoarios ciliados. Para la

observación de los últimos grupos citados

es preciso recurrir al microscopio.

Las plantas de lagos y lagunas suelen

carecer de raíces y estar dotadas de un

parénquima que almacena aire y les facilita

la flotación. Las más comunes son:

lentejilla de agua, lirios acuáticos,

nenúfares o cubiletes, espiga de agua y

elodea. Por último habría que citar a las

algas, como las famosas diatomeas o las

del género Chara o Spirogyra.

Los lagos son formaciones que,

consideradas desde la perspectiva de los

tiempos geológicos, resultan bastante

recientes. Los hay formados por

movimientos de la tierra (lagos tectónicos),

otros nacen en cráteres de volcanes

extintos (lagos volcánicos) y no faltan los

que provienen de glaciares que se

desplazan por la tierra hasta que ocupan

un valle (lagos glaciales).

Si atendemos a la productividad, podemos

clasificar a los lagos de la siguiente forma:

1. Oligotróficos. Son lagos de baja

productividad, profundos y dotados de

oxígeno en las capas inferiores.

2. Eutróficos. Considerablemente

productivos, ricos en flora y fauna y sus

capas profundas carecen de oxígeno, sobre

todo en verano.

Los lagos constan de una zona litoral, que

suele contar con plantas superiores fijas al

fondo, y de una zona limnética que es

equivalente a la zona oceánica de los

mares y que contiene a la mayor parte del

plancton.

La fertilidad de los lagos someros es mayor

que la de los profundos. Además, la

abundancia o escasez de organismos

depende de factores tales como la

turbiedad de las aguas, los nutrimentos

que son arrastrados por las lluvias o por los

ríos tributarios, etc. Ya se ha dicho que la

cantidad de oxígeno libre en el fondo de

muchos lagos y estanques es

prácticamente nula, de ahí que las especies

que ocupan ese estrato se limiten a ciertos

gusanos, algunos moluscos, unos cuantos

crustáceos y uno que otro insecto en

estado larvario. Afortunadamente existen

abundantes bacterias que encuentran en

tales profundidades un medio propicio y

que pueden dedicarse a la útil tarea de

descomponer los restos orgánicos

procedentes de los estratos superiores.

Cuando un hueco en la tierra se llena de

agua estamos ante un Lago joven. Con el

paso del tiempo se inicia una etapa de

envejecimiento que se acentúa a medida


191

que se depositan los sedimentos en la

cuenca, y que culmina con la extinción del

lago y el surgimiento de un pantano.

AGUAS CORRIENTES

i excluimos a los grandes ríos

(Amazonas, Orinoco, etc.),

tenemos, como regla general, que

las aguas corrientes son medios muy

inestables, especialmente en las partes

altas donde la pendiente es mas acusada y

el flujo de las aguas adquiere mayor

velocidad.

Los grandes ríos suelen ser profundos y la

cantidad de agua que conducen es variable,

y alcanza caudales abundantísimos en

temporada de lluvias. Por otra parte, en

términos generales las corrientes pequeñas

suelen tener menor temperatura, menor

turbiedad y más oxígeno disuelto.

Mientras más torrenciales sean las aguas

de un río, menor cantidad de plancton se

alojara en ellas. Esta escasez suele verse

compensada por una porción de energía

(sustancias orgánicas) que fluye en todos

los ríos y que ha sido aportada por

ecosistemas adyacentes (bosques,

praderas, etc.). El bentos de los ríos suele

contar con algunas formas sésiles (fijas al

fondo); el resto esta formado por

organismos aplanados o provistos de

ventosas o fuertes patas que sirven para

contrarrestar la corriente.

Los organismos del necton son, en las

corrientes fuertes, muy buenos nadadores

y ávidos consumidores de oxígeno. Tal el

caso de truchas y salmones. En cambio,

cuando el río se calma, la flora se

enriquece y los representantes del necton

son sustituidos por nadadores lentos que,

como las carpas, toleran muy bien las

aguas pobres en oxígeno.

Cuando el río desemboca en el mar, se

origina un estuario, es decir, una zona rica

en nutrimentos formada por una mezcla de

aguas dulces y saladas, donde existe una

productividad muy alta que se traduce en

abundantisimos individuos de unas cuantas

especies.

S


192

ECOSISTEMAS TERRESTRES

a característica principal de los

ecosistemas terrestres es la escasez

más o menos angustiosa de agua.

Entre el más y el menos (extremos que

corresponden a la selva tropical y al

desierto) existen diversos biomas, y no

sería raro que el lector tuviera ya noticia de

ellos.

La determinación de los biomas suele

hacerse mediante las plantas que

caracterizan a las comunidades climax;

pero, según ha quedado dicho, los

ecosistemas tienen límites poco precisos, lo

cual ocasiona serios dolores de cabeza a los

ecólogos.

En términos generales, los ecosistemas

terrestres más importantes son, en orden

de aparición a medida que se avanza de los

polos al Ecuador: tundra, bosque

perennifolio, bosque caducifolio, pastizal,

desierto y selva tropical.

TUNDRA

as tundras son planicies carentes de

árboles que se localizan

principalmente en

un cinturón de tierra localizado entre los

57° de latitud norte y los hielos polares. En

el hemisferio sur, la tundra ocupa

territorios limitados (algunas islas, la

Patagonia y parte de Nueva Zelanda).

Las tundras están sujetas a ciclos continuos

de heladas invernales y deshielos de

verano; suelen tener grandes zonas

pantanosas, pero la mayor parte cuenta

con un manto de tierra superficial mas allá

de la cual no penetran las raíces por la

presencia continua de una capa congelada.

No es exagerado decir que el factor

limitante numero uno para el desarrollo de

los organismos del bioma túndrico es la

temperatura. La vegetación propia de este

ecosistema incluye, como es obvio, escasas

especies de líquenes y hierbas bajas.

Tampoco abundan las especies animales y

no es raro que algunas aves, liebres, renos,

caribues, etc., aparezcan en verano para

emigrar hacia lugares más propicios en las

L L

PRINCIPALES ECOSISTEMAS TERRESTRES

GARCILASO DE LA VEGA

PRINCIPALES ECOSISTEMAS TERRESTRES____________________________

193

estaciones frías.

En la parte alta de algunas montañas

situadas en zonas templadas o desérticas

aparece una vegetación semejante a la

recién descrita, de ahí que tales zonas

hayan sido nombradas tundra alpina.

Consecuencias de la altura en la que se

desarrolla este tipo especial de tundra son

las fuertes nevadas, el aumento de la

radiación ultravioleta y la escasez de

oxígeno.

BOSQUE PERENNIFOLIO

ambién llamados bosques boreales,

los bosques de hojas perennes son

verdes todo el año y están

formados por coníferas (pinos, oyameles,

abetos). Se trata de árboles provistos de

ramas bajas que suelen sostener a escasas

plantas epifitas. El suelo donde crecen se

caracteriza por estar siempre cubierto de

hojas. Carentes de lombrices de tierra,

estos terrenos acumulan capas de hojas

sujetas a un lento proceso de

descomposición.

Los bosques perennifolios limitan al norte

con las tundras. Entre estas y aquellos

suele haber extensas franjas de transición

con zonas arboladas dispersas en territorios

ricos en matorrales. De cualquier manera,

los bosques boreales prosperan en

localidades donde las estaciones del año

están claramente diferenciadas. Las

especies dominantes de los bosques que

nos ocupan son pinos, abetos, álamos,

sauces y abedules; especies que crecen tan

juntas que dejan poco lugar para la

aparición de arbustos y hierbas bajas. En

cuanto a los animales, es indispensable

citar a los alces, ardillas, puercoespines,

pájaros variados y algunos reptiles. Plantas

y animales suelen ser muy abundantes en

número de individuos, pero su

diversificación es siempre pobre.

BOSQUES CADUCIFOLIOS

osques formados por árboles muy

numerosos y escasamente

diversificados, que están provistos

de hojas que, como su nombre lo indica, se

caen en invierno. Al llegar la primavera, el

suelo de estos bosques se cubre de

helechos y hierbas condenadas a

desaparecer en cuanto el follaje de los

árboles impida que les llegue la luz. Muchos

de estos bosques han sido eliminados para

cultivar la tierra.

En la zona que estamos considerando, los

veranos son cálidos, los inviernos

moderadamente fríos, y las precipitaciones

pluviales abundantes. La lista de árboles

que pueblan los distintos bosques

caducifolios es larga, pero no podríamos

dejar de citar a los robles, castaños, arces,

hayas, tilos, nogales y álamos. La fauna

típica esta formada por venados, osos,

mapaches, ardillas, zorros, lobos y diversos

T B


194

carnívoros pequeños. También son

abundantes los anfibios y reptiles, así como

numerosos grupos de invertebrados entre

los que, por supuesto, destacan los

insectos.

PASTIZALES O PRADERAS

l igual que los bosques caducifolios,

los pastizales han sido sustituidos a

menudo por tierras de cultivo. Esto

se debe a que la descomposición de los

restos orgánicos es lenta y, por lo común,

se acumulan en una gruesa capa de humus

muy rica en nutrimentos. Los pastizales

abundan en los cinco continentes y siempre

están poblados por pastos y otras hierbas.

Los pastizales altos suelen crecer en zonas

de lluvias irregulares.

Un área boscosa talada o incendiada puede

terminar en pastizal, lo cual constituye una

situación especialmente perdurable, porque

en esas zonas a menudo se crían animales

de pastoreo que contribuyen a anular la

reforestación y que ocasionalmente

pueden-provocar la desertificación de la

zona. Para evitar tan indeseable cambio, es

preciso cuidar que no se erosione la capa

de humus.

Las praderas están habitadas por animales

excavadores (topos, perritos de las

praderas), diversos herbívoros (ardillas,

ratones) y sus depredadores (zorros,

coyotes). También abundan los anfibios,

reptiles, aves, insectos y arácnidos.

En algunas zonas tropicales de América,

África, Asia y Australia existe un tipo

especial de pradera, que es la sabana, la

cual se caracteriza por tener árboles

dispersos que crecen en suelos mal

drenados y en un clima equivalente al de la

selva tropical.

DESIERTOS

o es raro que al escuchar la

palabra desierto evoquemos

paisajes que, como el del Sahara,

son de una aridez casi absoluta. Sin

embargo, el común de los desiertos

cuentan con matorrales dispersos que se

caracterizan por su extraordinaria

capacidad para retener agua o porque,

pasan casi todo el año en forma de semillas

para vivir fugazmente después de las

lluvias. En todos los casos los desiertos

están situados en regiones

predominantemente planas, a las cuales

casi no llegan las lluvias debido a la

interferencia de cadenas montañosas. De

hecho las precipitaciones son tan escasas

que el factor limitante numero uno, es la

humedad (véase fig. 5.1). Además, la vida

se ve amenazada por, exageradas

oscilaciones de la temperatura. Para quien

habita en un desierto, tan fácil es

achicharrarse de calor durante el día como

engarrotarse de frío a la madrugada.

Respecto a las corrientes de agua, las

AN


195

zonas desérticas cuentan con caudales

insignificantes y frecuentemente

endorreicos, lo cual significa que se trata

de aguas que no llegan al mar, sino que

desembocan en alguna laguna o lago

interior.

Es indispensable que, con tan bajos índices

de humedad, las plantas cuenten con

adaptaciones tales como la reducción de la

superficie foliar, el cierre de estomas y el

desarrollo de raíces muy extendidas o de

tallos suculentos. Dotados de movilidad, los

animales pueden adaptarse mediante la

simple adopción de la vida nocturna. Entre

las plantas del desierto, comúnmente

llamadas xerófitas (véase fig. 5.2),

abundan las cactáceas (órganos, nopales,

cactus), yucas, candelillas y crasuláceas. La

fauna esta representada por pecaries,

berrendos, aves (correcaminos, codornices,

huilotas) y numerosos reptiles (monstruos

de gila, lagartijas, serpientes). También

abundan insectos, arácnidos y ciempiés.

Los descomponedores (hongos, bacterias)

resultan tan afectados por la falta de agua

que alcanzan su mínima expresión en el

desierto.

México, por ejemplo, es un país sometido a

un proceso de desertificación acelerada que

es consecuencia, más que nada, de la

explotación irracional de bosques y

praderas. Se ha calculado que el 4.31 %

del área nacional esta ocupado por

desiertos, en tanto que las zonas áridas y


196

semiáridas superan el 67%) .

SELVAS O BOSQUES TROPICALES

LLUVIOSOS

as selvas tropicales ocupan extensas

superficies cercanas al Ecuador en

Centro y Sudamérica, África, Asia y

Oceanía, y prosperan en climas muy

húmedos y calurosos, estando provistas no

sólo de lluvias abundantísimas, sino

también de ríos caudalosos que

experimentan crecidas violentas en otoño.

Las selvas son de diversos tipos: desde la

selva siempre verde hasta la selva

caducifolia, pasando por varias formaciones

intermedias. Los árboles de las selvas

tropicales alcanzan alturas sorprendentes.

El follaje es espeso, las plantas epifitas

abundantes. Quien entra en una selva

tienen la impresión de hallarse en el

interior de una sombría catedral gótica

donde los vitrales estarían representados

por las altas copas que apenas permiten el

paso de la luz. Pero hasta ahí el efecto,

porque en nada puede compararse el

silencio de las catedrales con el bullicio de

las fragorosas aves, los ensordecedores

monos y los chirriantes insectos. Ruidos

aparte, la selva es un bioma donde

abundan las especies de mamíferos

(monos, tapires, perezosos, jaguares) así

como un sinnúmero de aves, reptiles,

anfibios, insectos, arácnidos, quilópodos,

etc. La descomposición de hojas, troncos y

restos orgánicos es rapidísima porque los

hongos y bacterial funcionan en

condiciones óptimas de humedad. No es

exagerado decir que, en cuanto a

diversidad, la flora y fauna de la selva

tropical no tienen rival en el mundo entero.

L


197

s evidente que todo lo que se ha

dicho en este libro hace referencia

al medio en que vive el hombre y

que, directa o indirectamente, se relaciona

con nuestra especie. Pero el presente

capítulo y los próximos habrán de dedicarse

a tres aspectos que no sólo nos conciernen,

sino que nos preocupan o al menos

deberían preocuparnos hondamente:

recursos naturales, explosión demográfica

y contaminación.

RECURSOS NATURALES

ablar de recursos naturales a la

luz de los actuales problemas de

explosión demográfica y

propagación universal del urbanismo-

desenfrenado, no puede reducirse a la

mera contemplación de las riquezas del

mundo. Los recursos naturales plantean, en

efecto, una serie de problemas que

demandan soluciones dramáticamente

urgentes. Claro que, puesto que la difusión

de la Ecología ha propiciado actitudes

alarmistas, cabría preguntarse si

efectivamente es tan apremiante el asunto.

Todo el mundo parece coincidir en que urge

una cuantificación rigurosa de los recursos

naturales y la planeación de su

aprovechamiento a no ser que estemos

dispuestos a caer en lo que para los

optimistas sería una profunda crisis,

mientras que para los pesimistas tendría

magnitudes apocalípticas.

A pesar de los abundantes estudios

realizados, hay que reconocer que no se

sabe cual es el número máximo de

habitantes que pueden vivir en la Tierra. Lo

que se sabe con certeza es que algunos

recursos de la humanidad, acaso la mayor

parte de ellos, no son infinitos y que no

estamos muy lejos del tope.

A principios de la década de los años

setenta, un grupo de científicos,

empresarios y observadores políticos,

patrocinaron a un equipo de investigadores

del Instituto Tecnológico de Massachussets

para que produjeran un trabajo que fue

publicado con el título Los Límites del

crecimiento. Se trata de una obra escrita en

tono muy técnico y desapasionado, que, a

E

H

EL HOMBRE Y EL MEDIO

EL ENTORNO HUMANO

EL HOMBRE Y EL MEDIO EL ENTORNO HUMANO___________________________________________

198

la postre, produce una sensación de

pesimismo que raya en el desaliento. No es

exagerado sostener que la mayor parte de

los autores comparten y aún acrecientan

ese pesimismo.

Como botón de muestra considérese el

siguiente texto que corresponde a Ciencia y

supervivencia, de Barry Commoner: "Como

biólogo, he llegado a esta conclusión:

hemos alcanzado un punto crítico en la

ocupación humana de este planeta".

Con todo, no sería justo ignorar a quienes

se han pasado al extremo contrario. Autor

de Los próximos diez mil años, Adrian Berry

sostiene:

Contrariamente a la creencia-del Club de

Roma, no hay "límites al crecimiento". No

hay ninguna razón para que nuestra

riqueza global, o por lo menos la riqueza de

las naciones industriales, no siga creciendo

indefinidamente a su promedio anual

actual., de un tres a cinco por ciento.

Aunque se demuestre finalmente que los

recursos de la Tierra son finitos, los del

sistema Solar y los de la Gran Galaxia que

lo rodea son, para todos los fines prácticos,

infinitos (véase fig. 6.1).

Hay que decir que Adrian Berry basa su

optimismo en el éxito de la ingeniería

cósmica, disciplina que pretende el

desmantelamiento de planetas enteros, la

construcción de ciudades espaciales o la

colonización de la Luna.

RECURSOS NATURALES

RENOVABLES

e consideran renovables los

recursos que, de manera natural o

artificial, pueden aprovecharse una

y otra vez. De hecho se trata de recursos

que, bien administrados, pueden

regenerarse por los siglos de los siglos.

S


199

Para no perder la sana costumbre del orden,

podríamos empezar por un recurso que, a

escala humana, es inagotable: la energía

radiante del Sol. Hacer referencia a tal

escala viene a cuento porque el hecho de

que el Sol se apague dentro de cuarenta y

siete mil millones de años es algo que en el

fondo nos tiene sin cuidado (véase fig. 6.2).

A continuación habría que citar al agua y los

nutrimentos que, como hemos dicho

insistentemente, están sometidos a ciclos

que los mantienen más o menos constantes

en la Naturaleza. Sabido es, sin embargo,

que algunos nutrimentos están

explotándose de manera artificial para

producir abonos y que a fin de cuentas van

depositándose en el fondo de los océanos

sin que existan medios para reintegrarlos al

ciclo. Muy vinculada con el agua y los

nutrimentos esta la tierra, recurso que, por

fortuna, puede emplearse una y otra vez, y

que regenera su fecundidad por medios

naturales o artificiales. En México se utiliza

únicamente el 14.9 % de la superficie total

del país para cultivos. Tan escaso

porcentaje sufre una merma adicional de

más del 30 % por las tierras que

"descansan" en períodos alternados. Por

último, habría que señalar los recursos que

podrían llamarse orgánicos y que abarcan

agricultura, recursos silvícola, cultivos

especiales (hongos, algas, peces,

crustáceos, etc.), ganadería, caza y pesca.

RECURSOS NO RENOVABLES''

ncluyen a los combustibles fósiles

(carbón, petróleo y gas natural) y a los

minerales (cobre, estaño, oro, plata,

cromo, hierro, arsénico, etc.). Aquí

convendría aclarar que no son raros los

metales extraídos una y otra vez de los

desechos industriales para su reutilización

constante.

I


200

APROVECHAMIENTO Y

CONSERVACIÓN DE LOS RECURSOS

NATURALES

asta ahora no hemos hecho más

que enumerar los recursos

naturales y clasificarlos con la muy

discutible etiqueta de renovables o no

renovables. Porque, además de lo que se ha

señalado en el inciso anterior, ¿quién

dudaría de que algunos recursos naturales

aparentemente renovables (como ciertas

tortugas, caimanes o ballenas) han pasado

a ser no renovables (extintos) a causa de la

codicia y la irracionalidad con que han sido

explotados? (Véase fig. 6.3.)

Afortunadamente, en la actualidad se

cuenta con satélites artificiales dotados de

sensores multiespectrales capaces de llevar

a cabo la percepción remota de los recursos

naturales, de tal suerte que es posible

realizar registros periódicos sobre la

cantidad y calidad de agua, clasificación de

los suelos y cultivos, etc. Todo ello redunda

en un aprovechamiento más eficaz de los

recursos disponibles.

ENERGÍA SOLAR, PETRÓLEO Y

OTRAS FUENTES DE ENERGÍA

esde comienzos del siglo XIX, la

energía ha sido el factor primordial

de las sociedades industriales. Al

principio se utilizó el carbón y, pese a su

abundancia, ha sido sustituido por el

petróleo. Actualmente no hay día en el "oro

negro" no ocupe algún espacio en las planas

de los periódicos de todo el orbe. Tanto se

ha explotado y a tal grado se prevé la

extracción futura del petróleo, que ha sido

predicho su agotamiento para dentro de un

período que, según el grado de pesimismo,

H

D


201

fluctúa entre 20 y 60 años. Ante tan

desolado panorama no han 'tardado en

aparecer los sustitutos: energía nuclear,

energía eólica, energía solar, energía

geotérmica, energía oceánica, etc. Las

reservas de uranio y torio, que según

parece habrán de relevar al carbón y al

petróleo, durarán varios milenios. En cuanto

al Sol y el mar puede decirse que, para fines

prácticos, representan una fuente infinita de

energía.

Como signo de los tiempos, aparece por

doquier el plástico. Porque el petróleo no se

emplea únicamente para obtener energía,

sino también sirve como materia prima para

la elaboración de diferentes materiales

(polietileno, poliuretano, poliestireno,

polivinilo, etc.). De sumo interés para el

lector joven puede ser la visita a una tienda

de antigüedades o un museo histórico, y

comparar los materiales que se usaban en

antaño para fabricar toda clase de utensilios

con los que resultan de uso corriente en la

actualidad. No exageran quienes, lejos de

dejarse deslumbrar por las cuestiones

nucleares y espaciales, sostienen que

vivimos en la era del petróleo.

RECURSOS MINERALES

esde el advenimiento de la Edad

de los Metales, la historia de la

humanidad se ha visto vinculada a

ciertos recursos minerales. La transición de

la Edad de Piedra a la Edad de Bronce,

supone una auténtica revolución. Asimismo,

los pueblos que no adoptaron a tiempo el

hierro, tuvieron que pasar por el amargo

trance de ver como sus armas eran cortadas

como si fueran de Palo y no tardaron en ser

conquistados (véase fig. 6.4). Pero el hierro

no sólo originó armas temibles, sino

herramientas más efectivas para cultivar la

tierra.

Con todo, hubo que esperar hasta el siglo

XVIII para que, impulsada por la máquina

de vapor, se iniciara en Inglaterra la

Revolución Industrial, que pasó, más tarde

a Europa y a Estados Unidos. Los avances

de la tecnología han determinado, desde

entonces hasta nuestros días, un aumento

exponencial en la explotación de los

recursos minerales. Tan agudo ha sido el tal

aumento que, según ciertos cálculos,

D


202

mediados del siglo XXI se habrán agotado

muchos minerales metálicos y no

metálicos. Plomo, oro, zinc, estaño, plata y

platino son ejemplos de minerales cuyas

reservas conocidas no durarán más allá del

año 1990.

El consumo de acero ha alcanzado tal

importancia que puede servir como

indicador del desarrollo económico de un

país. Con todo, esta previsto que, si sigue

aumentando la demanda como hasta ahora,

las reservas del hierro que se emplea para

fabricar dicha aleación, no durarán más que

hasta el año 2500. Además del control

demográfico y de la búsqueda de materiales

que puedan emplearse como sustitutos de

los minerales cuyas reservas están

amenazadas, se impone poner en práctica

la separación y el aprovechamiento de la

basura. De hacerse así, podrán recuperarse

diversos materiales de desecho y, además,

se logrará la reutilización del papel, de

ciertos plásticos y de los desperdicios

orgánicos.

AGUA

a se ha hablado con cierta amplitud

del agua, pero es este un tema que

siempre admite ampliaciones.

El aprovechamiento inteligente del agua es

algo tan añejo como la historia misma de la

humanidad. Las antiguas civilizaciones

florecieron siempre a orillas de ríos

generosos y, a medida que se ha

desarrollado la tecnología, la explotación

del "vital elemento" ha adquirido

proporciones colosales. Desde la creación

de gigantescas presas y extensísimos

sistemas de riego, hasta la producción de

lluvia artificial y la conversión en potable

del agua marina. Con todo, uno de los

problemas más angustiosos de-las grandes

ciudades es el abastecimiento de agua.

Para salir del atolladero se han invertido

cantidades inauditas de dinero y no se ha

dudado en recurrir a métodos tan

complejos como el remolque de gigantescos

Y


203

iceberg, desde los polos hasta los lugares

más sedientos del planeta. Cualquier

recurso es bienvenido en un mundo que

consume 7 600 000 000 000 litros de agua

al día. En el Medio Oriente existe un

pequeño país llamado Kuwait que no tiene

ni gota de agua dulce y, en cambio, cuenta

con abundantísimos mantos petrolíferos.

Después de haber recurrido durante varios

años al nada económico sistema de

importar agua dulce en gigantescos barcos

tanque, los "mandamases" kuwaitanos

decidieron emplear sus combustibles para

destilar agua del mar y así han llegado a

producir diariamente más de cien mil

metros cúbicos de agua dulce.

Además de la desgracia de haberse usado

desde tiempos remotos como almacén o

conducto para desperdicios de toda índole,

el agua tiene el inconveniente de ser el

medio óptimo para la difusión de toda clase

de sustancias, lo cual se traduce en el

aumento periódico de la concentración de

desechos industriales como plomo,

mercurio, cadmio, etc., más detergentes,

derivados del petróleo, insecticidas y

diversos venenos.

TIERRA Y AGRICULTURA

e calcula que en el mundo hay unos

tres mil doscientos millones de

hectáreas cultivables y que sólo se

utiliza la mitad. Desafortunadamente,

lograr que la mitad inactiva produzca,

supone inversiones tan cuantiosas que

resultaría mas factible incrementar la

productividad de las tierras que ya se

cultivan.

Acaso una de las respuestas más ingeniosas

a la escasez de agua y tierra para la

producción de alimentos sean los cultivos

hidropónicos, los cuales consisten en la

utilización de medios de cultivo artificiales

(como arena fina) donde se hacen germinar

las semillas añadiendo dosis-mínimas de

agua con todos los nutrimentos requeridos.

De cualquier manera, el que nos ocupa es

un recurso limitado no sólo porque para su

alimentación cada habitante del planeta

requiere de cierta extensión de tierra, que

se calcula entre 0.4 y 0.9 hectárea por

persona, sino debido. a que el área

empleada para escuelas, hospitales,

cementerios, basureros, suministro de

energía, carreteras, etc., tiene que dividirse

también entre el total de la población.

Para conocer el tope de rendimiento

alimenticio es preciso cuantificar: a) la

energía radiante del Sol que llega

anualmente a la Tierra, b) los nutrimentos

disponibles y c) los campos que pueden

dedicarse a la agricultura (lo mismo que el

volumen de agua disponible para cultivar en

mares y lagos). Sin embargo, hay que tener

mucho ojo con las cifras globales porque, a-

pesar de que la producción agrícola mundial

ha ido en aumento, resulta que en los

S


204

países subdesarrollados existe una

tendencia al estancamiento de una

producción que ya de suyo es deficiente y

que, habida cuenta del aumento de la

población, se traduce en una disminución

de la producción per capita. Además, los

adelantos en la productividad debidos al

mejoramiento genético de las variedades, el

empleo de abonos y el otorgamiento de

créditos bancarios no siempre resuelven los

problemas, en razón de dos motivos de

peso:

1. Porque la economía de muchos

países funciona de tal manera que, a fin de

cuentas, los beneficiados no son los

trabajadores, sino unos cuantos caciques e

intermediarios, o un grupo más o menos

amplio de burócratas.

2. Debido a que, con frecuencia, la

gente más necesitada no esta preparada

culturalmente (aquí se emplea la palabra

cultura en el sentido antropológico del

término) para aceptar alimentos que no

corresponden a sus tradiciones (véase fig.

6.5).

Las medidas más urgentes para la

conservación de la tierra consisten en evitar

la contaminación y frenar la erosión. La

agricultura, por su parte, requiere, además,

del impulso a las investigaciones sobre

suelos y variedades mejoradas, así como de

la ampliación de los sistemas de riego.

RECURSOS SILVÍCOLA

a utilización racional de los bosques

es un asunto fundamental aún

considerando puntos de vista

exclusivamente antropocéntricos.

Apuntaremos sólo tres de las numerosas

ventajas de los bosques: 1. Desempeñan

L


205

un papel regulador en el ciclo del agua de

los ecosistemas a que pertenecen, e incluso

en el de los adyacentes (incluyendo

cultivos).

2. Protegen al suelo de la erosión y retienen

el agua y los nutrimentos.

3. Son fuente de enormes riquezas por las

materias primas que proporcionan.

Es preciso, pues, evitar que los bosques

sigan talándose inmoderadamente como ha

sido costumbre de la humanidad desde

tiempos remotos (véase fig. 6.6).

Especialmente urgente resultaría evitar la

acelerada destrucción de las selvas

tropicales (véase fig. 6.7).

CULTIVOS ESPECIALES

demás de los cultivos más o menos

conocidos (hongos, ranas y peces

de agua dulce), en los últimos años

han prosperado las técnicas para criar

distintas especies de moluscos (ostiones,

mejillones, etc.), crustáceos (camarones,

langostas), algas y otras especies marinas.

Por otra parte, se han utilizado sustratos

tales como el petróleo y la celulosa para

producir bacterias y levaduras de gran valor

alimenticio.

En México, la doctora Julieta Ramos

Elorduy, del Instituto de Biología de la

UNAM, ha concebido el proyecto de cultivar

diversas especies de insectos para la

A


206

alimentación humana. Otro cultivo

interesante

y fructífero es el que actualmente se lleva a

cabo en el Lago de Texcoco para explotar la

Spirulina, alga azul (cianofita) que, una vez

deshidratada, contiene 63 % de proteínas,

lo cual significa el triple de las que

proporciona la carne, de res.

GANADERÍA

adie ignora los beneficios que

traen al hombre las diversas

especies de ganado: carne, leche,

cuero, pieles, cuerno y hueso son los

productos ganaderos más valiosos. Pero

hay que señalar que en muchas regiones el

excesivo pastoreo ha provocado la

desertificación de las praderas.

CAZA

l avance implacable de las ciudades,

las industrias, las áreas ganaderas y

los cultivos, han determinado la casi

desaparición de las localidades de caza y,

por ende, de las especies cinegéticas. De

hecho, los pocos cazadores que quedan en

el mundo suelen responder más a intereses

deportivos que a los de subsistencia. No es

exagerado decir que un cazador moderno

paga más por matar una perdiz en el

campo que si se la comiera con un buen

vino en el más lujoso de los restaurantes.

Tal es el patético caso de mi tío José maría.

Bien dice el dicho: "Cara es la plaza, pero

mas cara es-la caza". Conservar las

especies de caza supone conocer mas

rigurosamente los ecosistemas de los que

forman parte y ocuparse de equilibrar el

índice de explotación con el de

reproducción. Además, es importantísimo

proporcionar a dichas especies un hábitat

adecuado y respetar a otros organismos

que conviven con ellas. Ya se ha visto que

la eliminación de depredadores puede

N

E


207

ocasionar, aunque se realice con buenas

intenciones, trastornos gravísimos.

RECURSOS PESQUEROS

ace diez años se obtenían

anualmente 55 millones de

toneladas métricas de pesca, el

90% de las cuales correspondía a peces y el

resto a mamíferos (ballenas, cachalotes),

crustáceos (camarones, langostinos),

moluscos (ostras, calamares),

equinodermos (erizos) y reptiles (tortugas).

Curiosamente, tan ingente cantidad (que

equivale solo al 2% de la producción

mundial de alimentos) aumenta año con

año a tal grado que, desafiando la

"maldición de Malthus", supera al

crecimiento de la población humana. Sin

embargo, el incremento señalado no puede

ser indefinido y en algunos mares ya se han

dejado sentir los efectos de la sobrepesca

de ciertas especies, y todo parece indicar

que se esta llegando al tope de rendimiento

de muchas otras.

Según ciertos cálculos optimistas, para

fines de siglo se podrán capturar entre cien

y doscientos millones de toneladas de pesca

sin alterar la población. Para lograrlo se

cuenta, sobre todo, con la explotación de

los recursos pelágicos profundos y con el

cultivo del océano. Ambas actividades, sin

embargo, ofrecen serias dificultades

técnicas que apenas han empezado a

resolverse.

Hay quienes sostienen que, puesto que la

producción primaria anual de los mares del

orbe es de 150 000 millones de toneladas

de fitoplancton, lo recomendable será

extraerlo para consumo humano. De

hacerse así, se evitaría el desperdicio de

energía que entraña el paso de productores

a consumidores primarios y de estos a los

niveles superiores. Para la conservación de

los recursos pesqueros es necesario

impulsar las investigaciones oceanográficas,

elaborar una legislación adecuada, vigilar

eficazmente los mares, promover la

piscicultura, desarrollar sistemas para la

redistribución de nutrimentos, establecer

vedas, no permitir la pesca de individuos

que por su juventud no hayan tenido

ocasión de reproducirse y, sobre todo,

evitar la contaminación de las aguas. De

muy poco serviría contar con montañas de

mariscos cargados de plomo, DDT y

radiactividad (véase fig. 6.8).

H


208

habitante por cada metro cuadrado de

superficie (véase fig. 7.1). Pero es evidente

que tal cosa no llegara a ocurrir. Entre otros

muchos motivos porque, como ya ha

quedado apuntado, se necesita entre 0.4 y

0.9 hectárea para que subsista una persona.

El de México es uno de los ejemplos más

extremosos de explosión demográfica.

Veamos algunas cifras:

Cuando México era un país poco poblado,

existía una legislación encaminada a

estimular la inmigración, los matrimonios y

la concepción. Hasta 1970 estuvieron


209

prohibidos los anticonceptivos en las

instituciones médicas oficiales, como el

"Instituto Mexicano del Seguro Social" o el

"Instituto para la Seguridad Social al

Servicio de los Trabajadores del Estado".

Pero al tomar conciencia de que el aumento

anual de la población excedía del 3%, el

gobierno cambio de política y emprendió

una campaña de planificación familiar,

poniendo a disposición del público

información médica gratuita y todo tipo de

aparatos y fármacos para el control de la

natalidad.

DEMOGRAFIA Y DESARROLLO

a demografía es una disciplina joven

que concierne a antropólogos,

sociólogos, economistas, biólogos y

matemáticos. Se ocupa del estudio

estadístico de las poblaciones y resulta

fundamental para abordar problemas

políticos, económicos, religiosos, sociales,

legislativos y biológicos. A los demógrafos

les preocupa la edad, fertilidad, sexo,

estado civil, profesión, religión, etc., de los

habitantes de un país, zona o lugar

determinado; y, muy especialmente, el

crecimiento de la población. Este último

esta dado por la diferencia entre los

nacimientos y las inmigraciones, por un

lado, y las muertes y las emigraciones, por

el otro.

El desarrollo económico y social parece ser

la solución al problema de la explosión

demográfica. Los países mas desarrollados

de Europa comenzaron a experimentar un

descenso, en las tasas de natalidad desde

principios de siglo. Algo semejante ocurrió

en E.U.A. y Canadá. En cambio, la regla

general en países hispanoamericanos,

africanos y asiáticos, es el escaso desarrollo

económico y social aunado al descenso de

la mortalidad, todo lo cual parece traducirse

en un aumento desenfrenado de las tasas

de natalidad.

HAMBRE

egún ciertas estadísticas hay veinte

millones de personas que mueren

de hambre cada año y no es

exagerado afirmar que la mitad de la

humanidad esta desnutrida. Por si todo esto

fuera poco, resulta que muchos pueblos

hambrientos no aceptan más que los

alimentos que tienen arraigo en sus

tradiciones.

Además de los esfuerzos por incrementar la

agricultura, la ganadería y la pesca, se han

emprendido múltiples soluciones para

frenar el problema del hambre. A

continuación se enumeran algunas de las

más interesantes:

1. Cultivar bacterias en petróleo.

2. Cultivar bacterias en aguas negras.

3. Transformar bagazo de caña o aserrín en

proteínas

4. Cultivar algas azules.

LS


210

5. Utilizar el plancton directamente.

6. Cultivar algas marinas.

7. Cultivar insectos.

8. Pastorear manatíes de agua dulce.

9. Explotar manadas de antílopes "eland".

REGULACION DE LA NATALIDAD

ctualmente se han desarrollado

múltiples medios para regular la

natalidad: dispositivos

intrauterinos, píldoras anovulatorias, jaleas,

preservativos, etc., pero esto no ha bastado

para frenar la superpoblación porque

existen múltiples trabas de tipo religioso y

cultural. Todos sabemos que la Iglesia

Católica se opone al aborto y al empleo de

métodos anticonceptivos. Pero hay

religiones que adoptan actitudes aún mas

extremosas. Entre los pueblos judíos, por

ejemplo, es corriente la idea de que el

celibato significa la privación de la vida a

personas que pudieron existir, es decir, que

el celibato se toma como una forma de

homicidio. Como ejemplo de trabas

culturales baste citar la absurda creencia de

que es más hombre quien tiene mayor

número de hijos (véase fig. 7.2).

DESPERDICIOS

o malo de la explotación de los

recursos minerales es que, por un

lado, van agotándose las minas y,

por el otro, se acumulan desperdicios que

no sólo son inútiles, sino que ocasionan

serios trastornos al hombre y a la

Naturaleza.

Los restos orgánicos provenientes de

cocinas y fábricas de alimentos podrían

convertirse en valiosos fertilizantes si se

restituyeran adecuadamente al suelo, pero

en la mayoría de los casos no sirven más

que para contaminar el aire (al

incinerarlos), el agua (al depositarlos en

lugares comunicados con mantos acuíferos)

y para la proliferación de moscas,

cucarachas y ratas (véase fig. 7.3). En

términos generales

puede decirse que el precio que se ha

pagado por la tecnología agrícola e

industrial ha resultado muy alto; tanto, que

ha puesto en peligro nada menos que a la

A

L


211

totalidad de la biosfera. En el capítulo

siguiente se tratarán con mayor detalle los

problemas relativos a tan inquietante

asunto.


212

UN PROBLEMA MULTIFACÉTICO

i alguno de nosotros intentara

realizar una película sobre la historia

de la humanidad, es muy probable

que los papeles de villano corresponderían a

ciertas aves, algunos roedores, las malas

hierbas y, muy especialmente, a insectos y

microorganismos parásitos (bacterias,

hongos, protozoarios). Por otra parte, si la

película estuviera en manos de algún

extraterrestre henchido de objetividad o de

una supercomputadora absolutamente

imparcial, seguro que no habría alimaña

capaz de competir con algunos de nuestros

congéneres en cuanto a sordidez,

destructividad y bajeza.

No resulta exagerado decir que el hombre

esta destruyendo-la naturaleza porque se

cree con derecho a apoderarse de ella.

Valdría la pena reflexionar sobre la

posibilidad de que tal actitud tenga que ver

con el concepto religioso o filosófico de que

la naturaleza esta ahí para ser utilizada por

los hombres, es decir, por los seres que

habrían sido creados por Dios a su imagen y

semejanza o por la inexorable evolución de

la materia. Afortunadamente las cosas están

cambiando, pero convendría preguntarse

cual es la causa de que, a pesar de ser tan

antiguo, el problema de la contaminación

haya adquirido tanto auge actualmente.

Quizás el motivo principal sea que estamos

llegando a niveles que han pasado de ser

peligrosos para volverse intolerables.

No es descabellado sospechar otra razón de

peso: que la gente suele tener un sexto

sentido para verlas venir, para barruntar

tormentas futuras. El arsenal nuclear (que

ha alcanzado proporciones de demencia) y

el empleo creciente de la energía nuclear

para usos múltiples han inquietado lo mismo

a científicos de altos vuelos que a personas

comunes y corrientes.

Por último, habría que referirse a los

grandes avances científicos de los últimos

cincuenta o sesenta años, que han

contribuido a dar la alarma y que van desde

la comprensión de la estructura general de

los ecosistemas hasta el desarrollo de

ingeniosos métodos para detectar la

presencia de pequeñas cantidades de

sustancias extrañas en agua, aire y tierra,

así como en el seno de la materia viva. En

virtud de que la contaminación representa

no uno sólo, sino muchos problemas,

trataremos por separado tres incisos

principales: agua, aire y tierra.

S

CONTAMINACIÓN

CONTAMINACION_______________________________________________

213

CONTAMINACION DEL AGUA

l agua contaminada sufre ciertos

cambios en su naturaleza química,

física y biológica que la transforman

en no apta para beber, regar, limpiar, etc.,

ni para el desarrollo de los seres vivos que

normalmente habitan en ella. La idea de

que el mar y los lagos son grandes

basureros y de que los ríos constituyen un

medio rápido y barato para deshacerse de

toda clase de desperdicios, ha ocasionado la

contaminación universal-de las aguas.

En los ríos se destruye la flora y la fauna, se

daña la salud de quienes habitan la zona y

se envía agua envenenada a otras

poblaciones. Hace tiempo que se considera

al agua de los ríos como más peligrosa para

beber que la de los pozos. Todo indicaba

que el proceso de filtración que ocurre a

medida que el agua penetra por la tierra era

algo muy deseable para extraer agua limpia

de las capas subterráneas. Sin embargo, en

1980 la revista Time publicó un reportaje

donde se dan datos escalofriantes respecto

a la contaminación de los pozos de agua.

Existen varios lagos en los E.U.A., Europa y

la URSS, que se tienen por muertos a causa

de la contaminación. Uno de los casos más

citados en la literatura ecológica es el del

lago Michigan, que ha llegado a tal grado de

peligrosidad que se ha prohibido a la gente

nadar en el. ¿Y que decir del mar? Notables

oceanógrafos aseguran que el Mediterráneo

será un mar muerto en cosa de pocos años;

y aunque su situación no sea tan grave, los

mares restantes están amenazados por el

petróleo de los barcos que lo transportan

(con harta frecuencia han vertido su

cargamento en la superficie del mar) y por

el de los pozos submarinos que sufren

desperfectos y producen severos daños a

los ecosistemas acuáticos. Además, el

problema se agudiza a causa, sobre todo,

de los desechos domésticos e industriales de

las poblaciones costeras, así como de los

que llegan por la desembocadura de ríos

cargados de aguas putrefactas y desechos

agrícolas e industriales.

En la bahía de Nápoles ha habido muchos

casos de cólera por comer mejillones, en

Japón se conocen numerosos

envenenamientos por ingestión de peces

llenos de mercurio, y entre los bañistas de

Acapulco se multiplican los casos de

gastroenteritis, conjuntivitis, otitis o

vaginitis de origen bacteriano.

CONTAMINACIÓN QUÍMICA DEL

AGUA

a lista de sustancias químicas que

corrompen las aguas es muy larga,

pero no podríamos dejar de citar,

además del petróleo, a los detergentes

sintéticos, plaguicidas, nitratos, fluoruros,

arsénico, plomo, mercurio, etc. Más

adelante tendrá el lector información

E

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CONTAMINACION_______________________________________________

214

general sobre el tema.

CONTAMINACIÓN FÍSICA DEL AGUA

xisten contaminantes que alteran la

transparencia del agua, lo cual

basta y sobra para poner en jaque

a todo el ecosistema. La razón es simple: al

verse impedida la entrada de luz en el

medio, los productores tienen que optar

entre emigrar (cosa que no siempre es

posible) o morir de inanición. Pero el caso

mas grave es el de la contaminación

térmica de lagos y ríos por parte de

industrias, centrales eléctricas y plantas de

energía nuclear. En términos generales,

puede decirse que al ascender la

temperatura del agua (proceso que implica

una pérdida de oxígeno disuelto), los

organismos acuáticos aumentan la

velocidad del metabolismo y esto les

conduce a requerir más y más oxígeno.

Cuando tal proceso llega a cierta

temperatura (que nunca es mayor de 34

°C), los peces mueren.

CONTAMINACIÓN BIOLÓGICA DEL

AGUA

a circunstancia de que una buena

cantidad de fertilizantes y

detergentes vayan a dar a los ríos y

lagos determina la proliferación desmedida

de ciertas algas. Es lógico suponer que,

como consecuencia de tal superpoblación,

los nutrimentos empiezan a escasear y

muchas algas mueren, hecho que

determina también un ascenso

impresionante de bacterias, que origina,

finalmente, una disminución dramática del

oxígeno disuelto en el agua. Huelga decir

cuán difícil puede llegar a ser la vida en

aguas a tal grado enrarecidas.

Por otra parte es importante señalar lo

peligrosas que resultan las aguas donde se

descargan los drenajes de ciudades y

poblados, por la presencia de bacterias de

origen fecal, quistes de amibas y otros

organismos parásitos. Cólera, tifoidea,

gastroenteritis, hepatitis y amibiasis son

algunas de las enfermedades que pueden

adquirirse a través de aguas contaminadas

por agentes biológicos.

CONTAMINACION DEL AIRE

uando una persona que vive en la

ciudad se desplaza al campo,

percibe de inmediato la pureza del

aire. El reflejo respiratorio, que

normalmente resulta ajeno a la atención, se

transforma en una sensación placentera.

El que escribe ha notado que en la Ciudad

de México no puede emplear el falsete para

cantar. Cuando lo intenta, en lugar de una

nota aguda, las cuerdas altas de su faringe

emiten una especie de graznido cavernoso

que raya en lo chusco. ¡Cuán amargo es

aceptar que, entre las múltiples cosas que

uno no logrará jamás, se encuentra el

convertirse en afamado cantante de

E

L

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CONTAMINACION_______________________________________________

215

huapangos! (Véase fig. 8.1.) Pero la

contaminación del aire va mucho más allá

de la simple irritación de la faringe. La

ciudad de Londres fue escenario de algunos

casos terribles de inversión térmica. En

diciembre de 1952, la capital inglesa se

cubrió de una niebla espesa que duro tres

días y ocasionó cuatro mil muertos; el

fenómeno se repitió en 1956 y 1962. Otro

tanto ha ocurrido en Bélgica, España,

E.U.A., México, etc. Pero aunque estos son

casos extremos, parece indudable que la

contaminación del aire ocasiona problemas

de faringitis, bronquitis, asma, enfisema

pulmonar e incluso cáncer. Además sufren

daño los animales y las plantas, así como

textiles, obras de arte y edificios antiguos.

CONTAMINACIÓN QUÍMICA DEL

AIRE

os análisis del aire han revelado la

presencia de más de tres mil

sustancias extrañas. Entre las más

frecuentes están: monóxido de carbono,

dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y

diversos compuestos de sodio, zinc, cloro,

plomo, azufre, mercurio, etc. En cuanto al

dióxido de carbono -cuya concentración

atmosférica ha aumentado en los últimos

años-, ya se ha dicho que puede ocasionar

serios problemas a la biosfera. El dióxido de

azufre esta en el aire de las ciudades

y procede de la combustión del carbón y del

petróleo. Se trata de un gas venenoso que

no sólo nos fastidia al respirar, sino que

además envenena el agua de lluvia.

Además, los combustibles fósiles arrojan

compuestos venenosos de mercurio, y

todos sabemos que el plomo que se utiliza

como antidetonante en la gasolina nos está

haciendo polvo la salud.

L

CONTAMINACION_______________________________________________

216

CONTAMINACIÓN FÍSICA DEL AIRE

arece ser que el término smog se ha

incorporado al lenguaje cotidiano de

todo el mundo. Se trata de una

palabra híbrida (del inglés smoke = humo,

y fog = niebla) que -sería oportuno sustituir

por su equivalente en castellano: neblumo.

El caso es que el neblumo o smog es una

combinación nefasta que no sólo produce

daños en los seres vivos, en diversos

objetos, edificios y monumentos, sino que

altera tanto la visibilidad, que a menudo

llega a anularla (véase fig. 8.2). Además,

todo parece indicar que la contaminación

atmosférica disminuye la cantidad de

energía radiante del Sol que llega a la

superficie del planeta porque refleja al

espacio buena parte de los rayos solares.

CONTAMINACIÓN BIOLÓGICA DEL

AIRE

ambién el aire puede servir como

medio trasmisor de muchas

enfermedades. Es posible que el

lector haya leído algo acerca de lo

conveniente que sería emplear el termino

"hupo" (de humo y polvo) para referirse a

la mezcla que contamina el aire de la

Ciudad de México. Resulta qué, además de

residuos fecales depositados en campo

abierto, las corrientes de aire levantan

grandes tolvaneras procedentes de la zona

P

T

CONTAMINACION_______________________________________________

217

del lago de Texcoco (lugar donde se

depositan las aguas negras) que arrastran

consigo gran cantidad de esporas y quistes

de numerosos parásitos.

Los otorrinolaringólogos de la "Ciudad de

los Palacios" han descubierto con estupor

que cada día es más frecuente encontrar

bacterias de origen fecal en la garganta de

sus pacientes. Igualmente asombrosa es la

hipótesis sustentada por algunos

investigadores respecto al posible contagio,

mediante el aire, de la terrible cisticercosis.

CONTAMINACIÓN DE LA TIERRA

uizás el lector guarde la esperanza

de que, despuÉs de tanto estropicio

y tanto agravio al agua y al aire, la

humanidad se haya cuidado de no

estropear La tierra. Si la respuesta es

afirmativa, tengo una ingrata noticia que

darle: se equivoca de medio a medio.

Podría suponerse que la tierra, siendo un

medio sólido, tiene la ventaja de que no

permite la difusión de las sustancias que

caen en ella, pero no hay que olvidar que la

lluvia se encarga de favorecer tal

propagación. Sólo pensar en la cantidad de

plaguicidas (insecticidas, raticidas,

herbicidas, defoliadores, etc.) que se lanzan

a la tierra es para ponerle la carne de

gallina al más flemático de los mortales.

Considérese al DDT, sustancia que perdura

por 10 o 15 años en donde se ha rociado y

durante todo ese tiempo pasa a los tejidos

de las lombrices de tierra (por citar uno de

tantos ejemplos), las cuales posteriormente

serán devoradas por los pájaros, que, a la

postre, morirán envenenados. Además, el

DDT y otros plaguicidas tienen la siniestra

propiedad de alterar los procesos

bioquímicos del suelo por la sencilla razón

de ser perjudiciales para las bacterias,

hongos, algas, insectos y diversos

organismos que habitan en el.

Otra amenaza terrible para los suelos es la

incesante urbanización del campo que

acarrea problemas con los que sin duda

estará familiarizado el lector: destrucción

de árboles y todo tipo de vegetación,

pavimentación de extensas áreas y depósito

inmoderado de residuos. En cierta ocasión

un colega y amigo mío fue invitado a

evaluar un proyecto de urbanización. Al

notar que todo eran edificios y más

edificios, preguntó a los responsables si no

pensaban incluir áreas verdes para los

desventurados que, fueran a vivir allí. La

respuesta fue brutal y espeluznante: "Les

pintamos las banquetas de verde y ya".

También las minas, sobre todo las de

carbón, ocasionan estropicios cuantiosos en

la tierra. En el estado de Nueva York, cerca

de las cataratas del Niágara, se produjo uno

de los mayores escándalos conocidos en la

larga historia de la contaminación de la

tierra. Resulta que una compañía de

productos químicos depositó veinte mil

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CONTAMINACION_______________________________________________

218

toneladas de desechos tóxicos en un canal

de dos kilómetros de largo, que había sido

iniciado en el siglo pasado y que, por una u

otra razón, quedó inconcluso. A principios

de la década de 1950 el depósito se cubrió

con tierra y los terrenos fueron vendidos

para construir casas y una escuela. El caso

es que el agua se filtro gradualmente en el

antiguo vertedero y poco a poco empezaron

a notarse anomalías que iban desde malos

olores hasta emanaciones tóxicas. Los

abortos espontáneos y el nacimiento de

niños con defectos congénitos aumentaron

en forma alarmante. El área en cuestión no

tardo en ser declarada zona de desastre y

quienes la habitaban fueron evacuados de

inmediato. Pero el daño ya estaba hecho.

Estudios posteriores revelaron que, además

de los problemas señalados, el 30% de los

habitantes del lugar presentaban

anormalidades en la estructura de sus

cromosomas.

CAMPEONES DE LA

CONTAMINACION

a extensión de este trabajo no

permite tratar con detalle los

innumerables contaminantes de la

biosfera; no obstante, procurare detenerme

en la descripción de algunos de los más

temibles.

PETRÓLEO

o es raro que en la prensa

aparezcan noticias sobre el choque

de barcos cisterna- cargados de

petróleo que ocasionan lo que ha dado en

llamarse "marea negra" y que no es más

que la caída y esparcimiento de grandes

cantidades de "oro negro" extendidas en

una delgada capa que ocupa vastísimas

zonas del mar. Lo malo de tan oscura nata

no reside únicamente en que ahuyente a

los nadadores y deje pringoso todo lo que

toca, sino que, al anular los intercambios

gaseosos entre el mar y la atmósfera,

produce verdaderos estragos en la flora y

fauna marinas. Entre otros muchos daños,

las aves marinas alcanzadas por la marea

negra se convierten en una masa pegajosa

incapaz de volar, nadar o alimentarse, que

finalmente sucumbe en espantosa agonía

(véase fig. 8.3): Según ciertos cálculos,

cada año se vierten cinco millones de

toneladas de petróleo en el mar (véase fig.

8.4).

L

N

CONTAMINACION_______________________________________________

219

Después de su viaje a través del Atlántico

en la balsa "Akali", el antropólogo Santiago

Genovés dijo haber encontrado petróleo

flotante en todo su recorrido. Harto

conocido en México fue el caso del "Ixtok I",

pozo submarino que durante varios meses

derramo treinta y cinco mil barriles diarios

de crudo en las aguas del Golfo de México.

MERCURIO

os análisis del agua, del aire y de los

tejidos animales, han demostrado

que año con año aumenta la cantidad

de mercurio acumulado. El proceso es

simple: industriales y agricultores utilizan

este metal, y los sobrantes van a los ríos y

de ahí a los mares y lagos. Sea donde fuere,

los organismos productores incorporan el

funesto elemento a su organismo, luego

pasa a los consumidores primarios y así

sucesivamente hasta los últimos eslabones

de las distintas cadenas de alimentación.

DETERGENTES SINTÉTICOS

partir de la década de los cincuenta

se produjo en el mundo el

surgimiento a gran escala del

consumo de los detergentes sintéticos. Se

trata de sustancias que, por ser agentes

tensoactivos y debido a su propiedad de

producir espuma abundante con cualquier

tipo de agua, sustituyeron al jabón en

muchos usos. Lo malo de tales detergentes

es que no suelen ser biodegradables, y,

cuando lo son, resultan altamente tóxicos

(véase fig. 8.5).

L

A

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220

PLAGUICIDAS

os plaguicidas son sustancias que se

emplean para eliminar insectos,

arácnidos, roedores o malas hierbas.

Casi todos los países del mundo están

legislando para reglamentar y limitar el uso

de estas sustancias que, a pesar de haber

proporcionado grandes beneficios a la

humanidad, contaminan peligrosamente el

agua y la tierra del planeta entero. El

problema es especialmente delicado en

países subdesarrollados, a donde varias

compañías norteamericanas exportan miles

de toneladas de plaguicidas cuyo uso está

prohibido en los E.U.A. Algunos de los

plaguicidas más temibles son el lindano y el

paraquat, y los insecticidas fosforados tales

como el paratión, metilparatión, malatión y

glutión. Se trata de productos muy estables

que, si bien destruyen a los insectos que

amenazan los cultivos, también aniquilan a

los insectos benéficos (como los

polinizadores) y a otros animales (aves,

peces y diversos organismos acuáticos).

Mucho más aborrecible resulta el empleo de

plaguicidas con fines bélicos. Quizás el

ejemplo más señalado sea la guerra de

Vietnam. Durante 1969 la aviación

norteamericana devasto más de un millón

de hectáreas de bosques de Vietnam, Laos y

Camboya rociando defoliantes y herbicidas

(véase fig. 8.6).

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221

EL CASO DEL DDT

l dicloro difenil tricloroetano, el

clordano, el heptacloro y muchos

más, son hidrocarburos clorados que

matan a toda clase de animales y que se

han utilizado desde hace cuarenta años para

la guerra contra los insectos. Lo malo es

que el DDT se descompone muy lentamente

y no es raro que las plagas vayan

haciéndose resistentes a él, de donde

resulta que la fauna de todo el mundo

(incluido el hombre) esta sometida a un

lento proceso de envenenamiento, mientras

los insectos dañinos prosperan.

En 1956 se roció con DDT un bosque

canadiense. Consecuencia de esta acción

fue que, al margen del aniquilamiento de

muchos insectos nocivos, murieron

ochocientos mil salmones de un río vecino

e innumerables aves de la región. Las

ostras, peces y copepodos (estos últimos

son crustáceos diminutos que sirven de

alimento a muchas especies acuáticas)

almacenan en sus tejidos el DDT que

arrastran las corrientes de agua. Se calcula

que aproximadamente el 25 % del DDT que

se produce va a dar al mar.

Desgraciadamente, el DDT se almacena en

el tejido adiposo de los vertebrados, así

como en el hígado, los testículos y algunos

otros órganos. Se ha dicho que la leche de

las mujeres tiene tanto DDT que, de ser

industrializada, no lograría satisfacer los

requerimientos de las oficinas de salubridad

de varios países. Pero lo dicho no debe

sorprendernos porque, a fin de cuentas, es

el hombre quien emplea tan funesta

sustancia para sus fines. Lo asombroso es

que hasta en animales tan aparentemente

desligados de la actividad humana como los

candorosos pingüinos de la Antártica haya

aparecido el DDT.

E

CONTAMINACION_______________________________________________

222

RADIACIÓN

as inmensas potencialidades de la

energía nuclear han determinado

que muchos científicos, políticos y

gente ordinaria, hayan considerado que

ésta habrá de presidir la era que se iniciara

cuando las reservas de petróleo estén

llegando a su fin.

Con todo, existe una fuerte oposición para

el empleo de la energía del átomo por la

cantidad de riesgos que implica. En primer

lugar, se plantea el delicado problema de

como deshacerse de los desperdicios

radiactivos para evitar que tengan contacto

directo o indirecto con el hombre, o con

cualquier tipo de organismo. Huelga decir

que isótopos como el uranio 235, el

plutonio 239 o el estroncio 90 (entre otros

muchos) pueden ocasionar mutaciones en

los seres vivos, y se sabe con certeza que

producen cáncer y diversas lesiones. La

"solución" al problema ha consistido en

depositar los desperdicios en minas

abandonadas, enterrarlos en el desierto o

lanzarlos al fondo de los océanos en

recipientes que, por muy bien cerrados que

estén, no dejan de inquietar a la gente.

Además, las explosiones nucleares llevadas

a cabo por E.U.A. y la URSS, así como

Francia, Inglaterra, China, etc., han

provocado lluvias radiactivas y un aumento

general en los índices de radiactividad.

Hombre de su tiempo, el biólogo francés

Jean Rostand escribió:

EXPLOSIONES NUCLEARES.

os isótopos capitalistas y los

isótopos marxistas se alojan en

amistosa vecindad en el esqueleto

de nuestros hijos.

Según una nota aparecida en la revista

española Cambio 16, "...casi 150 de las

200 personas que en 1954 participaron en

la cinta El conquistador, con John Wayne y

Susan Hayward, sufren de cáncer y, lo que

es más grave, más de 90 han muerto por

esta enfermedad". Tan aterradoras cifras

son producto, según parece, de que el

equipo de filmación utilizó escenarios

naturales localizados cerca de una base

militar que realizó en 1953 once

explosiones nucleares.

Por último hay que enunciar un problema

del que ya hemos hablado: la

contaminación térmica de las aguas

empleadas por las plantas de energía

nuclear.

RUIDO

uido, según el Diccionario de la

Real Academia Española, es un

"sonido inarticulado y confuso más

o menos fuerte". Sin embargo, los

problemas que supone ponerse de acuerdo

en lo que es ruido y lo que no lo es, son

algo muy serio. Para muchas personas un

disco como Dark side of the Moon, del

grupo inglés Pink Floyd, es un ruido

L L

R

CONTAMINACION_______________________________________________

223

insoportable. Pero habemos muchos que

consideramos esa obra musical como una

de las más importantes de las dos últimas

décadas. Lo mismo ocurre con la mayoría

de los actuales compositores formales y

muchos intérpretes de jazz.

Al sonido más bajo que podemos percibir

los humanos se le han asignado cero

decibeles. De ahí en adelante las distintas

intensidades se expresan con logaritmos

para que los números usados no resulten

difíciles de manejar. Pero el caso es que

estamos sometidos a una amplísima

variedad de ruidos que van desde los

apenas perceptibles hasta los que acarrean

daños a la gente. Una batidora eléctrica

produce 87 decibeles, el tráfico en una calle

céntrica alcanza entre 80 y 100 decibeles y

añadiendo sólo treinta decibeles llegarnos

al umbral del dolor. La sirena de una

ambulancia, por ejemplo, ocasiona dolor a

quien la escucha de cerca porque alcanza

los 140 decibeles.

Se ha probado que muchos grupos de rock

tocan a tal volumen que producen serios

problemas no sólo a quienes lo ejecutan,

sino también a quienes lo escuchan "en

vivo" (véase fig. 8.7). Pero, rocanroleros o

no, todos los que vivimos en ciudades

estamos sometidos al ruido que proviene

de motocicletas, aviones, autobuses,

vecinos, televisores, niños jugando, etc.

Además de los roqueros, las personas más

afectadas por el ruido son ciertos obreros y

operadores de máquinas.

El ruido puede producir diversos grados de

CONTAMINACION_______________________________________________

224

sordera (algunos irreversibles), aumento de

la presión arterial, taquicardia y diversas

alteraciones del sistema nervioso

(insomnio, mal humor, descuido en el

trabajo, accidentes, riñas, inclinación a

fastidiar al prójimo, cara de pocos amigos,

pérdida del apetito, ganas de tirarse por el

balcón, etc.).

CONTAMINANTES DE LOS

ALIMENTOS

e todos conocida es la

contaminación biológica de los

alimentos por bacterias,

protozoarios y otros organismos. Pero ahora

es preciso referirse a una modalidad menos

divulgada: la contaminación química de los

alimentos industrializados. Ya hemos

mencionado la presencia casi universal de

plomo, mercurio, arsénico, DDT, etc., en los

alimentos; pero además, ocurre que, al ser

industrializados, se combinan con diversos

preservativos, colorantes y sustancias que

evitan la descomposición y mejoran la

apariencia de todo lo que sea susceptible de

comerse o beberse (véanse figs. 8.8, 8.9,

8.10 y 8.11). A guisa de ejemplo

considérese que el pan llamado "de caja"

contiene cerca de cien aditivos.

D

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225

POSIBLES SOLUCIONES

o es exagerado decir que la

tecnología para eliminar la

contaminación esta bastante

desarrollada, pero los problemas prevalecen

por ignorancia, indiferencia, corrupción de

funcionarios públicos, falta de planeación y

carencia de recursos económicos. La

contaminación del aire puede suprimirse

utilizando filtros y precipitadores

N

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226

electrostáticos que eliminan partículas

sólidas y sustancias indeseables de origen

industrial. Respecto a los automóviles, las

medidas por tomar van desde algunas tan

sencillas como caminar, utilizar transportes

colectivos o afinar los motores, hasta la

producción de autos eléctricos o de vapor.

Igualmente necesaria es la instalación de

dispositivos que separen del agua las

sustancias peligrosas que arrastran los

desechos industriales. En cuanto al agua

caliente, lo recomendable es utilizarla para

realizar algunos trabajos (como la

desalinización del agua marina) y devolverla

fría a los lagos y ríos.

Ni siquiera las aguas negras son un

problema irresoluble, pues no es difícil

tratarlas con ozono y cloro, para aniquilar

bacterias y virus, y con carbón activado

para eliminar los malos olores.

Acaso piense el lector que los plaguicidas

suponen un dilema entre seguir

envenenándonos o dejar que los insectos

consuman todas las cosechas y provoquen

una hambruna universal, pero lo cierto es

que existen otras posibilidades. Los

químicos, por ejemplo, han aportado

plaguicidas biodegradables y específicos, es

decir, sustancias que matan únicamente a

tal o cual plaga y que, ulteriormente, son

descompuestas por organismos inferiores.

Pero mucho mas prometedora resulta la

guerra biológica. A continuación se

enumeran los aspectos que implica:

1. El empleo de enemigos naturales de

la plaga, es decir, arácnidos, insectos,

aves, murciélagos, bacterias, hongos

o virus que ataquen a las especies

perjudiciales.

2. El cultivo y liberación masiva de

machos estériles en especies que no

copulan más que una vez.

3. La utilización de hormonas que

obligan a los insectos a permanecer

en estado larvario o a adelantar su

desarrollo, de manera que irrumpan

cuando las condiciones del medio no

son propicias.

4. La creación de cepas de plantas y

animales que Sean resistentes a las

plagas.

Para erradicar el ruido se ha elaborado una

legislación muy estricta que

desgraciadamente no se cumple en lo más

mínimo. Es preciso que exista una

conciencia colectiva y que los fabricantes

produzcan aparatos y vehículos más

silenciosos. Igualmente deseable será la

construcción de viviendas acústicamente

aisladas. Aprovecho la presente

oportunidad para solicitar a mis actuales y

futuros vecinos que tengan la bondad de no

llamar a la gente con la bocina de sus

automóviles y, de ser posible, que hagan

menos frecuentes sus interminables

pachangas o que, al menos, bajen un poco

el volumen de sus "estomagantes" aparatos

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227

sonoros después de las doce de la noche.

CONTAMINACION_______________________________________________

228

UNA DISCIPLINA EXTRAÑA

saac Asimov define la Exobiología

como "Un campo de estudios sin nada

que estudiar". Y conste que la frase

proviene de un hombre que ha destacado

como escritor de novelas de ficción

científica y que, como tal, no tiene ningún

interés en clausurar las esperanzas (o los

temores, según) de que en el universo

existan otras formas vivientes. Claro que el

lector estará familiarizado con opiniones de

personas que han hallado una diversión, e

incluso un modus vivendi, en las cuestiones

extraterrestres, pero lo cierto es que no

tenemos pruebas directas de la existencia

de civilizaciones planetarias ni de formas

elementales de vida en otros mundos. Ni

siquiera en Marte o Venus, que durante

mucho tiempo fueron señalados como

planetas probablemente habitados, se han

podido encontrar rastros de vida.

Con todo, quienes participan en los vuelos

espaciales han tenido buen cuidado de

poner en cuarentena a los astronautas así

como de esterilizar las naves que parten de

la Tierra y, muy especialmente, las que

regresan. He aquí un dato muy significativo

porque, de tenerse la certeza absoluta de

que no hay vida en el espacio, en la Luna,

en Marte, etc., ¿qué caso tendrán tantas

precauciones? (Véase fig. 9.1.) A pesar de

las evidencias de que en la superficie de la

Luna o de Marte no existen seres vivientes,

¿quién podría garantizar que no hay

microclimas que acogen la vida en las

profundidades de la tierra marciana o lunar

o en ciertas capas de la atmósfera de algún

planeta vecino?

MILES DE MILLONES DE GALAXIAS

ualquiera sabe que la Tierra es un

cuerpo celeste opaco que forma

parte de un sistema que consta de

una estrella -el Sol- y nueve planetas. Pero

ya no es tan sabido que el Sol y sus

planetas pertenecen a una galaxia llamada

Vía Láctea que cuenta con más de cien mil

millones de estrellas y que, para recorrer su

diámetro mayor un objeto que viajara a la

velocidad de la luz, tardaría la friolera de

cien mil años. Ciertamente los datos

señalados son difíciles de digerir; aún así,

I

C

EXOBIOLOGÍA

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

229

espero que el lector no se indigeste al tratar

de imaginar que en el universo existen

miles de millones de galaxias.

LAS OBLIGADAS PREDICCIONES

l estudiar una disciplina que, como

la Exobiología, no tiene sujeto de

estudio es algo que a los biólogos

no nos incomoda demasiado. Para algo nos

hemos pasado la existencia especulando

sobre dos temas bastante inaccesibles: el

origen y la evolución de la vida.

Hace mas de veinte años que un grupo de

astrónomos y otros científicos, plantearon la

hipótesis de que en nuestra galaxia existen

más de cien millones de planetas que no

sólo están preñados de vida, sino que han

visto florecer civilizaciones acaso más

aventajadas que las nuestras y que

continuamente lanzan mensajes al espacio

exterior. En consecuencia con tal predicción,

el hombre ha utilizado el radiotelescopio de

largo alcance para enviar mensajes hacia

otros mundos remotos con la esperanza de

E

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

230

recibir respuesta de los seres inteligentes

que puedan vivir en ellos o, simplemente,

para captar posibles mensajes entre dos

civilizaciones planetarias (véase fig. 9.2).

Nunca está de más señalar la existencia de

fenómenos cósmicos que admiten la

suposición de que su origen no sea natural,

pero lo cierto es que seguimos casi en las

mismas: no se tienen pruebas irrefutables

de que la vida haya florecido en otros

mundos.

Por ahora, más vale ser tan cautos como

Jean Rostand en el momento de escribir:

¿Pluralidad de mundos habitados? Sería

extraño --dícese a veces--- ¿qué fuésemos

los únicos seres pensantes en la inmensidad

del Universo. ¿Sería menor la extrañeza si,

en un arranque supremo de nuestra

inteligencia, debiéramos imaginar en ese

Universo a unos hermanos?

De cualquier manera, el hecho de que la

Tierra sea un planeta ordinario apuntala la

idea de que no hay motivo para suponernos

algo único y especial.

MECANICISMO Y MATERIALISMO

os biólogos modernos suelen estar

de acuerdo en que la vida se originó

por azar (mecanicismo) o por una

evolución inevitable de la materia

(materialismo) en un mundo dotado de una

serie de sustancias químicas y ciertas

formas de energía. La unión fortuita

(mecanicismo) o inexorable (materialismo)

de tales sustancias y formas de energía

habrían puesto en marcha los procesos

químicos característicos de los seres

vivientes. Consecuencia lógica de ambas

teorías es la idea de que en el universo

abundan los planetas dotados de las

mismas condiciones que hicieron posible la

villa en la Tierra.

CREACIONISMO

egún los puntos de vista

creacionistas, el hombre es un ser

engendrado por Dios para cumplir

L

S

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

231

algún misterioso designio. Esto puede llevar

a la idea de que en el universo no existen

más seres racionales que nosotros. Sin

embargo, hay puntos de vista semejantes

al de Albert Einstein, quien concebía a Dios

como algo que no se ocupa de la conducta

humana, pero que se revela en las

asombrosas armonías omnipresentes en la

"máquina cósmica". Quien con el creador de

la teoría de la relatividad, acepte que "Dios

no juega a los dados con el universo",

puede admitir con toda naturalidad que la

sutíl armonía de la vida ha sido

desencadenada en múltiples rincones de

esta y otras galaxias.

EXPORTADORES DE VIDA

n 1968 me encontraba en Madrid.

Había obtenido una beca para

estudiar oceanografía y vivía en un

colegio mayor, donde abundaban los

estudiantes hispanoamericanos y

españoles. Entré al comedor y me senté en

una mesa que tenía un lugar libre. Como es

costumbre en tales ocasiones, cada uno de

los comensales esperaba su turno para

declarar que hacía y de donde venía. Uno

era de Nicaragua y estudiaba leyes, el otro

llevaba dos años lejos de su natal Sevilla

porque estaba decidido a hacerse ingeniero

y yo, mexicano, procuraba familiarizarme

con las maravillas del mar. Pero había un

cuarto individuo de aspecto solemne que no

decía ni pío. Estábamos todos intrigados,

mas no nos atrevíamos a preguntar.

Barruntábamos que el reservado

compañero no tenía intenciones de

desembuchar sus peculiaridades. Después

de unos minutos, el sevillano, que como

buen andaluz tenía mucho desparpajo,

decidió romper el silencio con la pregunta: -

¿Y tú, qué estudias..., vamos, si se puede

saber! -Medicina aeroespacial contestó

entre resignado y resuelto. Por unos

instantes estuvimos todos a punto de soltar

la carcajada, pero la cosa quedó en unas

cuantas risas medio reprimidas. Luego se

produjo un silencio embarazoso y durante

casi toda la comida me estuve preguntando

para que diablos quería un español ponerse

a estudiar medicina aeroespacial.

Recordaba que en 1957 los soviéticos

habían lanzado al espacio el Sputnik I, y

que en 1961 Yuri Gagarin se convirtió en el

primer cosmonauta, pero parecía muy

remoto el día en que hicieran falta médicos

aeroespaciales. Más he aquí que en 1969,

Neil Armstrong realizó la hazaña de caminar

por la Luna y no pasaría mucho tiempo para

que se pusiera en orbita la estación espacial

llamada Skylab. Luego he pensado que la

humanidad esta tan decidida a lanzarse al

espacio, que aquel prospecto de médico

espacial tenía ante si un campo muy

prometedor. También he cobrado

conciencia de que las necias risas y el

asombro porque alguien dedicará su tiempo

a la medicina aeroespacial era producto de

nuestra lamentable falta de información.

El profesor Freeman Dyson, de la

Universidad de Princeton, vislumbró la

E

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

232

creación, por parte de civilizaciones

planetarias avanzadas, de una biosfera

artificial alrededor de una estrella. Tan

ambicioso proyecto, bautizado como "esfera

de Dyson", podría haberse llevado a cabo

utilizando los fragmentos del más grande

de los planetas vecinos para ponerlos en

órbita según la conveniencia de los

constructores. Lo dicho coincide con los

puntos de vista de N.S. Kardashev. Para

tan afamado astrónomo soviético, las

civilizaciones extraterrestres se clasifican

según ciertos índices de desarrollo

tecnológico que estarán dados por la

cantidad de energía que consumen.

Así pues, existirían civilizaciones planetarias

del "primer tipo" capaces de utilizar 10

ergios por segundo -como la llamada

civilización occidental, o sea la nuestra (?)-.

Por consumir 10 ergios por segundo, el

"segundo tipo" de civilizaciones estará en

posibilidad de remodelar su sistema

planetario; en tanto que las del "tercer tipo"

podrían transformar su galaxia gracias al

consumo de 1042 ergios por segundo. De

ahí el nombre de la famosa película

Encuentros cercanos del tercer tipo.

La estación espacial Skylab anticipa lo que

podrán ser en el futuro las gigantescas

ciudades que posiblemente serán

construidas en la orbita terrestre. El

propósito de tales empresas no habrá de

ser únicamente la búsqueda de espacio vital

para miles de seres humanos, sino el

establecimiento de industrias que se

beneficien de la ingravidez y la construcción

de observatorios para el estudio del

universo en condiciones de óptima

visibilidad. Y todo parece indicar que la

expansión no se detendrá ahí. El destacado

ingeniero aeroespacial de la NASA, Werner

Von Braun, predijo que en el presente siglo

nacería un niño en la Luna (véase fig. 9.3).

De hecho ya han sido diseñados

procedimientos no muy costosos para

obtener energía, agua y oxígeno de los

materiales que forman el suelo lunar.

Según Adrian Berry, "...la Luna tiene la

suficiente ilmenita y otros óxidos para

proveer a una colonia de 10000 personas

de agua potable y oxígeno durante decenas

de miles de años".

Hace mucho tiempo que los astrónomos

habían recabado algunos datos que les

hacían suponer que el planeta Venus era un

auténtico infierno sin agua y sin oxígeno

libre. Recientemente las naves Mariner

confirmaron que las condiciones de

temperatura y presión harían imposible la

vida que conocemos y la que intuyen los

más febriles especuladores. Sin embargo, el

científico norteamericano Carl Sagan ideó

una solución asombrosamente simple para

tornar el infierno venusino en un edén. Pese

a que la extensión de este libro no permite

entrar en detalles, adelantare a los curiosos

que la clave esta en enviar a nuestro

planeta vecino varias cápsulas llenas de

algas cianofitas (capaces de resistir altas

temperaturas y ávidas de dióxido de

carbono), que se encargarían de oxigenar la

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

233

atmósfera y propiciar la aparición de nubes

de agua.

A principios de 1981, los Estados Unidos de

Norteamérica lanzaron la nave Columbia,

llamada "taxi espacial" porque permite a

sus tripulantes realizar varios viajes en el

mismo vehículo.

Espero que lo dicho baste al lector para

percatarse de que el hombre continuará

esta especie de escalada hacia el espacio.

Quizás encuentre vida en otros planetas y,

de no ser así, es casi seguro que la llevará

a ellos. Y digo "casi" porque, como dice

Jean Rostand, "Hablamos más del porvenir

que nunca y, sin embargo, desconocernos

si habrá porvenir".

EXOBIOLOGIA_______________________________________________

234

¿CÓMO SE PUEDE COMPRAR O VENDER EL

FIRMAMENTO, NI AUN EL CALOR DE LA

TIERRA?

i no somos dueños de la frescura

del aire ni del fulgor de las aguas...

Somos parte de la Tierra y

asimismo ella es parte de nosotros. Las

flores perfumadas son nuestras hermanas...

Las escarpadas penas, los húmedos prados,

el calor del cuerpo del caballo y el hombre,

todos pertenecemos a la misma familia...

Nosotros preferimos el suave susurro del

viento sobre la superficie de un estanque,

así como el olor de ese mismo viento

purificado por la lluvia del mismo día o

perfumado con aromas de pino... La sola

vista de sus ciudades apenas los ojos del

piel roja. Pero quizá sea porque el piel roja

es un salvaje y no comprende nada...

He visto a miles de búfalos pudriéndose en

las praderas, muertos a tiros por el blanco

desde un tren en marcha. Soy un salvaje y

no comprendo como una máquina

humeante puede importar más que el

búfalo al que nosotros matamos solo para

sobrevivir.

¿Qué seria del hombre sin los animales? Si

todos fueran exterminados por el hombre

también moriría de una gran soledad

espiritual, porque lo que le sucede a los

animales también le sucederá al hombre...

Todo lo que le ocurra a la Tierra le ocurrirá

a los hijos de la Tierra. El hombre no tejió

la trama de la vida; el es solo un hilo. Lo

que hace con la trama se la hace a sí

mismo.

OBJETIVOS DEL CAPITULO

l finalizar este capitulo el

estudiante será capaz de:

1. Comprender el desarrollo de la

Ecología como nueva fuente del

conocimiento humano.

2. Conocer, a través del estudio y la

discusión, las diversas ramas que

conforman la Ecología.

S

A

GENERALIDADES ACERCA

DE LA ECOLOGIA

GENERALIDADES ACERCA DE LA ECOLOGIA___________________________

235

3. Discutir acerca de la importancia de

la interrelación entre factores

abióticos y bióticos para expresión

de la vida en nuestro planeta.

4. Discutir la influencia que ejercen los

diversos factores físicos y químicos,

como luz solar, temperatura,

presión atmosférica, clima, altitud

latitud. 02, C02, tipo de suelo, etc.,

sobre los organismos que habitan

en las partes terrestre y acuática

del planeta donde es posible

soportar la vida.

5. Discutir acerca de la relevancia de

conceptos ecológicos fundamentales

tales como: Niveles tróficos, nicho

ecológico, población, comunidad,

biosfera, etcétera.

6. Valorar las diversas interacciones

que se presentan entre los

organismos vivos, tales como:

parasitismo, comensalismo,

mutualismo, etcétera.

7. Polemizar acerca de la relevancia de

los niveles de organización de los

seres vivos en la biosfera,

resaltando, además, según los

criterios de Clasificación de

Whittaker, qué lugar ocupan en los

diversos reinos taxonómicos

propuestos por este autor.


236

CONCEPTOS CLAVE

Altitud y latitud Historia de la Ecología

Arcilla Horizontes del suelo

Arena Horizontes minerales

Atmósfera y presión atmosférica Humus

Auto ecología Iluminación

Autótrofos Intemperización

Bioma - Limo

Biosfera Luz solar

Clima Mutualismo

Comensalismo Nicho ecológico

Comunidad Niveles de organización en los seres vivos de l

Consumidores ecosistemas

Desintegradotes Parasitimo

Dinámica de poblaciones Población

Disponibilidad de bióxido de carbono

Procariontes

Disponibilidad de oxigeno Productores

Ecología de sistemas Reinos

Ecología (significado) Simbiosis

Ecología aplicada Sinecología

Ecosistema Substratos terrestres y

Acuáticos

Eucariontes Suelo

Factores abióticos Suelo franco

Factores abióticos físicos Tactismos

Factores abióticos químicos Temperatura

Factores bióticos

Fotosíntesis

Heterótrofos

Historia de la ecología


237

Horizontes del suelo

Horizontes minerales

Humus

Lluviacion

Intemperización

Limo

Luz solar

Mutualismo

Nicho ecológico

Niveles de organización en los seres vivos

de los ecosistemas

Parasitismo

Población

Procariontes

Productores

Reinos

Simbiosis

Sinecologia

Substratos terrestres y acuáticos

Suelo

Suelo franco

Tactisismo

Temperatura

Textura del suelo

Zona euforica

DEFINICION DEL TÉRMINO ECOLOGÍA

a Ecología ha sido definida en varias

formas. Así, para algunos es "El

estudio de las interrelaciones entre

los organismos y su medio ambiente", y

para otros, “la economía de la naturaleza" o

“la biología de los ecosistemas".

El termino griego oikos ('casa') es la raíz

tanto de la palabra Ecología como del

término Economía, por ese motivo, algunos

han considerado la Ecología como "la

economía de la vida". Por ejemplo, la

Ecología humana se ocupa específicamente

de estudiar los aspectos ecológicos de la

comunidad en que vivimos.

Desde un punto de vista más enciclopédico,

la Ecología podría definirse como: la ciencia

que estudia las condiciones de existencia de

los organismo vivos y las interrelaciones de

todo tipo existentes entre ellos y el medro

ambiente.

HISTORIA DE LA ECOLOGIA

SURGIMIENTO HISTÓRICO DE LA

ECOLOGÍA

l primer estudioso de las

interacciones entre los organismos

vivos y su medio ambiente no vivo

fue Teofrasto (327-287 a.C.) -filosofo

griego, condiscípulo de Aristóteles-; por lo

tanto, los orígenes de la Ecología estarían

en la Historia Natural de los griegos y, mas

tarde, en el trabajo de los fisiólogos

vegetales y animales.

El termino Ecología lo estableció el celebre

biólogo alemán Ernest H. Haeckel (1834-

1919) en el año de 1869, quien lo definió

como el estudio de las relaciones de un

organismo con su ambiente inorgánico y

orgánico; en particular, Haeckel consideraba

que un organismo cualquiera presentaba

L

E


238

relaciones de tipo positivo o "amistoso" y de

tipo negativo o "enemistosas" con las

plantas y animales con los que convivía. Tal

vez el merito de Haeckel fue percatarse de

que el campo de estudio de la Ecología no

estaba cubierto por ninguna de las ramas

de la Biología de esa época.

La historia de la Ecología difiere de la de las

demás ciencias, ya que mientras estas

primero tienden a generalizar para luego

dividir su campo de estudio -siguiendo un

mecanismo deductivo-,aquella trabaja a la

inversa -usando un proceso inductivo-,

porque es en sí una ciencia de síntesis que

combina conocimientos de diversas

disciplinas con puntos de vista propios; es

decir, se ha formado de varias raíces que

finalmente han convergido en un tronco

común: el estudio de las relaciones de los

seres vivos y su medio ambiente.

Quizá a finales del siglo pasado los

científicos coincidieron coyunturalmente

para establecer la ciencia interdisciplinaria

de la Ecología; un hecho que tal vez haya

sido catalizador de dicho alumbramiento fue

el viaje del Challenger,' donde trabajaron

conjuntamente botánicos, zoólogos,

fisiólogos, químicos y geólogos para la

constitución de los "laboratorios costeros".

Las investigaciones de este equipo

contribuyeron a que la visión

multidisciplinaria del medio acuático

surgiera primero que la del medio terrestre.

Un ejemplo de esta perspectiva se tiene en

el trabajo titulado El lago como un

microcosmos de S.A. Forbes (1887); en esa

misma época (1880), Víctor Hensen estudia

el plancton y trata de establecer un balance

en la producción de los mares.

Probablemente este trabajo pionero

posibilitó el desarrollo de los conceptos

dinámicos de: producción, biomasa y

equilibrio en los sistemas acuáticos antes

que en los continentales.

La conjunción de las diversas disciplinas no

resultó sencilla; no fue sino hasta hace 25

años que los estudiosos de los mares

(oceanógrafos) y de las aguas continentales

(limnólogos) unificaron sus esfuerzos.

1.1.2 Descripción cronológica de los acontecimientos sobresalientes relacionados con

la Ecología

Fechas y periodos cronológicos Hechos sobresalientes

1) 1478-1577 y 1539 - 1600 Comparación de las especies vernáculas de

plantas y animales por: G. Fernández de

Oviedo y J. de Acosta, respectivamente

(exploradores españoles).

2) 1707 - 1788; 1769 - 1859 Comparación entre América y Europa


239

y 1809 - 1882 por parte de naturalistas de la talla del Conde

De Buffon, A. Von Humboldt y C. Darwin.

3) 1707- 1778 C. Linneo, reconoce la relación entre la

distribución de plantas y las características

ambientales.

4) 1800 Surgimiento de la Edafología o Pedología,

ciencia del suelo.

5) 1756, 1880-1910 Buffon, Darwin y Wallace sientan los

fundamentos de la Ecología. Bases de la

historia natural.

6) 1887 Forbes caracteriza a un lago como un

"microcosmos" (visión holistica donde

interaccionan los componentes físicos o

abióticos y los organismos vivos o

componentes bióticos).

7) 1823-1913 R. Wallace, coautor de la teoría de la selección

natural, es considerado también fundador de la

zoogeografía.

8) 1880-1930 A. Wegener es fundador de la Biogeografía.

9) 1899 H. C. Cowles describe la sucesión vegetal en

dunas de arena.

10) 1911 Ross intento describir en términos

matemáticos el mecanismo de propagación del

mosco causante del paludismo.

11) 1913 Berna. Primera conferencia internacional sobre

protección de los paisajes naturales. A

principios de siglo, se reconoce a la Ecología

como la ciencia que estudia los problemas de

poblaciones y comunidades.


240

12) 1687, 1718, 1925 y 1926 A. Leeuwenhoek, T. Malthus, R. Pear' Volterra,

respectivamente, hacen planteamientos

relativos al aumento matemático del tamaño

poblacional.

13) 1927 C. E. Elton desarrolla el concepto de nichos y

pirámides ecológicas.

14) 1930 E. Birge y C. Juday, establecen el concepto de

producción primaria.

15) 1942 R. L. Lindeman detalla el flujo de energía en el

ecosistema, el que se ve ampliamente

incrementado con los trabajos de E. y H. Odum

(Estados Unidos) y do Oving en Inglaterra,

respecto a los ciclos nutritivos

16) 1958 Atenas. Congreso para la conservación de la

naturaleza y sus recursos.

17) 1969 Suecia propone a la ONU que se realice

primera conferencia sobre el medio ambiente

humano.

18) 1972 Se crea en Suecia el PNUMA (Programa de la

Naciones Unidas para el Medio Ambiente. En

este programa México representa al Caribe y

América Latina.

Estos son solo algunos de los acontecimientos que promovieron la aparición de una ciencia

nueva, de carácter multidisciplinario y holistico: la Ecología.


241

SITUACIÓN ACTUAL Y

PERSPECTIVAS DE LA ECOLOGÍA

n la actualidad la Ecología se divide

en varias ramas, entre las que se

cuentan:

1. Autoecología. Estudio de las relaciones

entre un solo tipo de

organismo (una especie)

y el medio en que vive.

2. Sinecología. Estudio de las relaciones

entre diversas especies

pertenecientes a un

mismo grupo y el medio

en que viven.

3. Dinámica de poblaciones. Estudia las

causas y modificaciones

de la abundancia de

especies en un medio

dado.

4. Ecología aplicada. Representa la

tendencia moderna de

protección a la

naturaleza y el equilibrio

de esta en el medio

ambiente humano rural

y urbano.

5. Ecología de sistemas. Tal vez sea la más

moderna rama de esta ciencia; emplea las

matemáticas aplicadas en modelos

matemáticos y de computadora para lograr

la comprensión de la compleja problemática

ecológica.

En la actualidad existen otras ramas de esta

ciencia, pero se considera que escapan a los

propósitos de este texto y por ello no se

reseñan.

En esta época, finales del siglo XX, la

Ecología se ha vuelto una rama del saber

humano que traspasa fronteras

previamente establecidas, tanto hacia sus

ciencias auxiliares como hacia su propio

contexto interno. Por ello se involucra con la

Biología vegetal y animal, la Meteorología,

la Pedología, la Geología, la Antropología, la

Sociología, la Economía, etc. Además, en su

estructura interna es difícil separar el

comportamiento de la dinámica poblacional,

la genética, evolución y adaptación de una

especie, en su entorno ambiental,

transformándose en la práctica, en una

ciencia transdisciplinaria.

Esta sección terminará con la siguiente

reflexión:

La Ecología moderna se ha

ampliado enormemente, no solo en la

extensión de su campo de acción, sino en

la profundidad de sus planteamientos por

lo que los problemas ligados a ella --como

los relativos a la conservación y

explotación de los recursos naturales-

deben enfocarse desde un punto de vista

educativo, de concientización y de acción y

no por medio de la promulgación de leyes

y reglamentos abstractos y la aplicación de

planes ilógicos. Uno de estos casos es la

propuesta de evitar la contaminación que

E


242

genera el uso de aceites y gasolinas,

cuando lo que se debe impulsar es, por

ejemplo, el abaratamiento del gas natural

y la energía atómica; mientras esto último

no suceda, los decretos sobre la

desulfuración de combustibles seguirán

siendo ignorados.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

FACTORES ABIOTICOS Y BIOTICOS

os factores abióticos de un

ecosistema son todos aquellos

parámetros físicos o químicos que

afectan a los organismos. Por su parte, los

factores bióticos se refieren a las

interacciones de los seres vivos del

ecosistema.

La Ecología, corno ya se ha señalado,

estudia las interrelaciones entre los

organismos y su ambiente. Dichas

interrelaciones son de una complejidad tan

enorme que basta señalar un caso particular

para hacerlo notar. Por ejemplo, una simple

araña depende de los insectos que atrapa,

del espacio disponible para elaborar su nido

o hábitat, de la temperatura y humedad

idóneas, de la disponibilidad de oxígeno en

el ambiente y de los cambios estacionales,

entre otros muchos factores; pero si

reflexionamos un poco, podríamos constatar

que el papel ecológico de la arana en el

equilibrio del ecosistema donde vive

consiste en comerse a otro grupo de

insectos de una

Fig. 1.1 Relaciones entre factores bioticos y

abióticos de un ecosistema.

O varias especies, esto representa el nicho

ecológico de la araña. Este nicho se vera

afectado por la disponibilidad de los

animales de los cuales se alimenta la araña,

L


243

estos, a su vez, dependen de otras plantas,

de cambios climáticos, de las horas de luz

solar, de sales minerales, etcétera.

Para poder ir descifrando esta aparente

maraña, revisaremos a continuación los

diversos factores bióticos y abióticos que

inciden en el desarrollo de un ecosistema.

(Véase Fig. 1. 1.)

FACTORES ABIÓTICOS FÍSICOS

os componentes abióticos pueden

diferenciarse en dos categorías: los

que ejercen efectos físicos y los que

presentan efectos químicos. Los factores

abióticos físicos son los componentes

básicos abióticos de un ecosistema; a ellos

esta sujeta la comunidad biológica o

conjunto de organismos vivos de un

ecosistema.

Entre otros, los factores abióticos físicos

más importantes son la luz solar, la

temperatura, la atmósfera y presión

atmosférica, el agua, el microclima, la

altitud y latitud.

LA LUZ SOLAR

sta es la fuente principal de energía

de un ecosistema. La radiación solar

que se recibe sobre la superficie

terrestre varía según el ángulo de

incidencia. La radiación solar en los polos se

distribuye en un área mayor que en el

ecuador. Este fenómeno causa efectos

notables en las temperaturas ambientales

de las zonas irradiadas; efectivamente,

sabemos de la gran diferencia entre las

temperaturas del ecuador y las de los polos

norte y sur.

También existen diferencias en la

irradiación, condicionadas en los hemisferios

norte y sur por la inclinación de la Tierra

sobre su eje en relación con la trayectoria

L

E


244

CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

FACTORES AB IOTICOS Y

BIOTICOS,

lrededor del Sol. Así, por ejemplo, en

invierno, el hemisferio norte se inclina en

dirección contraria al Sol, de

modo que el ángulo de incidencia

de los rayos solares sobre su

territorio disminuye, lo cual ocasiona un

menor numero de horas de luz diurna y un

marcado descenso en la temperatura

ambiental.

A


245

La magnitud de la luz solar que alcanza la

capa externa de la atmósfera es de

alrededor de 1.9 calorías-gramo/cm2/min y

al nivel del mar es de 1.5 calorías-

gramo/cm2/min.

Si esta radiación se distribuyera

uniformemente sobre toda la superficie


246

terrestre durante un año, fundiría una capa

de hielo de 25 metros de espesor.

Además de su efecto térmico, la luz solar es

la materia prima energética para el proceso

de la fotosíntesis, aunque la mayor parte de

la energía no es susceptible de ser

transformada en energía de enlaces

químicos: del total de energía irradiada se

calcula que solo el 2% ha logrado

convertirse en fotosintetatos. Este índice

tan bajo de aprovechamiento puede

deberse, entre otras razones, a que no toda

la energía irradiada es aprovechable; según

el espectro de la luz solar, solo parte de

esta radiación es visible (véase Fig. 1.2).

Entre las radiaciones de la luz visible se

encuentran las que calientan el medio

ambiente y las que absorben las plantas

verdes para efectuar la fotosíntesis,

fenómeno de trascendental importancia

para iniciar el flujo de materia y de energía

en un ecosistema. (Véase Fig. 1.3.)

LA LUZ EN EL AMBIENTE ACUÁTICO

a luz solar de la que disponen los

organismos acuáticos a su paso por

la atmósfera ha resultado afectada

por diversos factores: nubosidad, latitud,

humedad, concentración de polvos o de

esmog, etc. Por consiguiente, el medio

acuático recibe una luz parcialmente

filtrada, la cual en su recorrido hacia las

partes interiores del medio acuático sufre

efectos de reflexión, intensidad, distribución

angular y estacional. Hay efectos

adicionales corno el del espectro visible' el

cual puede notarse cuando se observa el

agua azul desde un buque, ya que el azul es

de los colores de mayor absorción selectiva

y el que penetra a mayores profundidades

en aguas de lagos y océanos. Aunado a este

dato, se cita que la penetración máxima de

luz apropiada para productores

fotosintéticos marinos es de 200 metros.

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA LUZ

no de los efectos mas importantes

de la luz es la producción de

clorofila, realizada por los

organismos fotosintéticos terrestres y

marinos (plantas verdes, algas, bacterial y

cianobacterias)

El color de la piel de algunos animales

puede estar directamente influido por la luz

o por uno de sus efectos: la temperatura. A

esto se le ha dado en llamar reglas térmicas

ecológicas; es de conocimiento general la

regla de que individuos de talla menor están

relacionados con temperaturas altas,

mientras que los más corpulentos lo están

con temperaturas bajas. Estas

características están estrechamente ligadas

a la irradiación solar correspondiente.

Por otro lado, también deben considerarse

el fenómeno de periodicidad y los tactismos,

ya que ambos permiten lograr respuestas

condicionadas de plantas y animales

sensibles a los niveles de luz solar.

Un efecto sumamente conocido, en cuanto a

L

U


247

la periodicidad luminosa, es el relativo a

ciertas etapas de la fotosíntesis que sólo

pueden desarrollarse en presencia de luz.

Otro ejemplo de periodicidad lo representa

el patrón de floración de algunas plantas el

crisantemo sólo florea si el día es breve, por

lo que se le conoce como planta de día

corto, es decir, un día donde las horas de

luminosidad son pocas, como en invierno.

En los animales los tactismos son

respuestas diferenciales a los niveles de luz.

Este tipo de respuestas les permite tornarse

más activos en presencia de luz y reducir su

actividad en la oscuridad, o a la inversa; por

ejemplo, se han comprobado en el

laboratorio los hábitos nocturnos del ratón

ciervo, Peromyscus sp, el cual por alguna

razones ecológicas prefiere cazar durante la

noche y mantenerse en reposo en las horas

diurnas.

LA TEMPERATURA

a energía térmica proveniente de la

luz solar se expresa de dos maneras

en la naturaleza; una es la

temperatura, considerada como la

intensidad de la energía expresada en

grados (centígrados,-Fahrenheit, Kelvin,

etc.), y otra es la cantidad de calor, medido

en calorías., contenido por un cuerpo; las

calorías de un material --por ejemplo un

alimento- indican la cantidad de energía

química que este posee almacenada.

Las zonas de temperatura mas baja, como

ya se dijo, son aquellas donde se recibe

menor irradiación solar anual; este es el

caso de los polos norte y sur, donde

encontramos veranos con menor irradiación

(aunque allí puede germinar el centeno).

Existen organismos que pueden vivir en

tundras, taigas, en los polos, etc., y que son

capaces de resistir temperaturas inferiores

a la de congelación del agua: 0° C o 32° en

cambio otros organismos habitan en

géiseres o aguas termales, incluso algunos

habitan en lugares con temperaturas

mayores a los 45° C o 113° F. En general,

se puede decir que la mayor actividad

metabólica en la naturaleza se presenta en

L


248

un rango de temperaturas comprendido

entre 0 y 45° C.

Para resistir temperaturas extremas los

organismos desarrollan adaptaciones

morfológicas y fisiológicas. Estas

adaptaciones pueden consistir en esporas,

quistes, huevos, pupas y semillas, lo cual

dependerá si se trata de plantas o animales.

Por ejemplo, los tallos y las hojas de las

gramíneas generalmente mueren por las

heladas invernales, mientras que los

estolones y raíces resisten y brotan de

nuevo cuando las condiciones vuelven a ser

favorables.

En general, el aumento de la temperatura

acelera los procesos fisiológicos; por

ejemplo: (véase Fig. 1.4) el movimiento, la

actividad metabólica, la actividad

reproductiva, el consumo de oxigeno,

etcétera.

Los organismos tienen un límite de

resistencia al incremento de temperatura.

Cuando se rebasa ese límite, los vegetales

tienden a cerrar sus estomas, para impedir

la transpiración; los animales, por su parte,

pueden emigrar -por ejemplo, la langosta

(Locusta migratoria) emprende el éxodo

cuando la temperatura del suelo alcanza los

38° C-. Estas respuestas se presentan

siempre y cuando no se alcancen límites

letales.

TEMPERATURA, CLIMA Y VIENTOS

a cantidad de energía solar y la

forma en que esta incide sobre la

superficie terrestre influyen sobre la

temperatura de cada zona geográfica,

mientras que las variaciones de

temperatura en la superficie del planeta y el

movimiento de rotación de este condicionan

el patrón de corrientes de aire (vientos) y,

por ende, las precipitaciones pluviales. Así,

los vientos que ascienden en el ecuador

pierden humedad en forma de precipitación

pluvial y los que descienden a los 30° de

latitud norte y sur, ocasionan los grandes

desiertos de esas zonas. Durante la

transferencia de aire caliente desde el

ecuador hacia los polos, los vientos alisios

del sureste y noreste, además de los

vientos del oeste, son los responsables de

las diversas precipitaciones pluviales en el

planeta. Estas precipitaciones, junto con los

efectos de altitud, latitud y efectos

geológicos debidos a la presencia de

montañas, ocasionan la diversidad de

climas y, en consecuencia de biomas en la

Tierra.

En conclusión la temperatura es un factor

que limita la distribución de las especies,

actúa sobre cualquier etapa del ciclo vital y

afecta las funciones de supervivencia,

reproducción o desarrollo.

L


249

ALTITUD Y LATITUD Y SU

RELACIÓN CON LA TEMPERATURA

n general, los aumentos progresivos

de latitud y altitud causan efectos

térmicos similares, ya que la

temperatura media de la atmósfera

disminuyen 0.5° C, por cada grado de

aumento de la latitud o por cada 100

metros de elevación de cuanto a la altura;

es decir, 100 metros de altitud equivalen al

aumento de un grado de latitud. En cuanto

a la distribución de los seres vivos, las

variaciones de latitud y altitud causan

cambios térmicos y, por consiguiente,

modifican esa misma distribución de los

seres vivos, los que peculiarmente

presentan formas de dispersión paralelas si

se trata del aumento de latitud (alejamiento

paulatino del ecuador) o del aumento de

altitud (altura sobre el nivel del mar).

(Véase Fig. 1.5.)

ATMÓSFERA Y PRESIÓN

ATMOSFÉRICA. AGUA Y PRESIÓN

ACUÁTICA

omo el aire y el agua son los dos

medios fundamentales donde se

desarrollan los seres vivos,

debemos destacar sus diferencias

fundamentales. El aire es una mezcla

gaseosa que contiene 79% de nitrógeno,

20% de oxigeno y 0.03% de bióxido de

carbono su densidad es de 0.013. El agua,

mientras tanto, esta formada

exclusivamente por la molécula HZ0. La

densidad del agua pura es de 1.0 g/cm3 y,

en el mismo sistema de unidades, el agua

de mar tiene una densidad de 1.028;

coincidentemente el protoplasma también

tiene la misma densidad, ya que ambas

contienen sales minerales disueltas.

E

C


250

La presión también presenta efectos

distintos: en el aire, cada vez que se

ascienden

Fig. 1.6 Relación entre la altura sobre el

nivel del mar y la presión atmosférica

300 metros la presión baja 24 mm de

mercurio; mientras que en el mar, cada vez

que se descienden 10 metros, la presión

acuática asciende en 760 mm de mercurio;

a 900 metros de profundidad la presión

alcanza valores de varios miles de toneladas

(Véase Fig. 1.6.) Estas variaciones

condicionarán en mucho los patrones que

distribución características de los seres

vivos en ambos medios.

Como el agua tiene una gran importancia

biológica, la trataremos más detenidamente

en una sección especial.

FACTORES ABIÓTICOS QUÍMICOS

omenzaremos esta sección con lo

relativo al substrato -ya sea

acuático o terrestre-, el cual en

términos generales constituye la superficie

sobre la que se establecen los seres vivos

para satisfacer sus necesidades de fijación,

nutrición, protección, reserva de humedad,

etc. En los ecosistemas terrestres el

substrato esta constituido por el suelo

mientras que en los acuáticos puede estar

formado por rocas, piedras sueltas, grava,

arena, barro o incluso por la película

superficial que se forma en las capas

superiores de las reservas acuáticas.

El substrato tiene considerables efectos

mecánicos sobre los organismos, ya que

constituye la superficie sobre la que viven y

se desplazan o en cuyo interior transcurre

soda su vida." Nosotros lo consideramos de

efectos químicos, ya que, desde el punto de

vista de la productividad del ecosistema,

representa la principal fuente de materias

primas para desarrollar el proceso

fotosintético, es decir, el inicio de la

C


251

producción alimenticia en el ecosistema.

(Véase Fig. 1.7.)

Como se mencionó anteriormente, la

diversidad de substratos que permiten

desarrollo de la vida es muy amplia; por

ejemplo, en la fina película formada por la

tensión superficial del agua habitan muchas

algas y la lenteja de agua en la parte

superior; en la región inferior de la misma

película existen gusanos pianos y caracoles.

Los cascos de acero de los buques y las

boyas marinas, son atacados fácilmente por

algas, mejillones y gusanos tubicolas.

SUBSTRATO TERRESTRE. EL SUELO

s el más común de los ecosistemas

terrestres; el suelo se deriva de la

erosión de las rocas causada por

factores físicos, químicos y biológicos; un

ejemplo de la acción de estos factores lo

hallamos en los efectos erosivos del viento,

agua y sustancias químicos, raíces de

árboles, etc., sobre la roca original, llamada

también coca madre del suelo. (Véase

cuadro 1. 1.)

En el sistema técnico de medidas, la unidad

de presión es el kilopondio/m2 lo que nos

conduce a la unidad tonelada/m'`.

Curiosamente la unidad de presión de las

atmósferas corresponde al kilopondio/cm`.

E


252

NOTA: Para determinar la textura,

propiedad característica del suelo, $610

consideran los porcentajes de arena, limo

y arcilla y la suma de sus respectivos

porcentajes, se hace equivalente al 100%,

pues estos son sus componentes

mayoritarios. Un suelo franco, que es el

mejor suelo agrícola, por ejemplo, Gene

iguales proporciones de arena, lim., y

arcilla (33% de cada uno).

El suelo posee todas las reservas de

materiales orgánicos, minerales, agua y

oxigeno que se requieren paca el buen

funcionamiento tanto de los productores de

nutrientes como de los consumidores. En el

grupo de productores encontramos plantas

fotosintéticas, algas, algas cianofíceas y

algunas bacterias fotosintéticas, mientras

que el grupo de consumidores lo conforman

el resto de organismos del ecosistema;

animales, hongos, bacterias no

fotosintéticas, actinomiceto, protozoarios,

etcétera.

La materia orgánica del suelo puede ser la

que se produce directamente durante la

fotosíntesis, pues entonces algunos

vegetales excretan por las raíces aminoacie

vitaminas, hormonas, etc. (Véase cuadro

1.2.) Es el caso de las leguminosas del tipo

de la Vicia faba o haba común, la cual

cuando es infectada por organismos

simbióticos del tipo del Rhizobium

leguminosarum (bacteria fijadora de

nitrógeno) excreta al suelo nitrógeno

soluble, del tipo del acido aspártico, que

puede incrementar el nivel de fertilidad del

suelo.


253

Por otro lado, además de las secreciones de

los organismos fotosintéticos, el suelo

aumenta su nivel de materiales orgánicos,

los cuales se degradan paulatinamente a

través de los ciclos de mineralización, por la

adición de heces fecales y cadáveres de los

organismos que viven sobre y dentro del

suelo, formando el humus." (Véase Fig.

1.8.)

Las diversas partículas minerales que

constituyen el suelo varían en su diámetro

desde los 256 mm (pedruscos y guijarros)

hasta los 0.002 mm, o incluso diámetros

menores asociados con los diversos tipos de

arcilla; la arcilla de origen mineral y el

humus, forman el sistema coloidal del suelo,

donde queda retenida la mayor cantidad de

agua y materia orgánica que este contiene.

Horizontes del suelo. Cuando se describe el

suelo desde la parte mas superficial hasta la

más profunda, es decir hasta el lecho

rocoso, se dice que se esta realizando un

perfil del suelo. Cuando este se realiza

pueden reconocerse las diferentes secciones

constitutivas del suelo, las cuales se

denominan capas u horizontes; dichas

capas se tipifican con base en su

constitución y apariencia; por ejemplo:

color, apariencia pedregosa, manchas o

secciones donde el color se manifiesta

mezclado debido a la presencia de

materiales de fierro. Así, al descender

verticalmente encontramos que los

horizontes A y B son variables, según el tipo

de suelo; después se encuentra el horizonte

C, que se conoce como materia parental y

finalmente el horizonte D, la roca madre del

suelo (Véase Fig. 1.9.)


254

Los horizontes mas superficiales que poseen

la nomenclatura At;,) y A,) son considerados

los horizontes orgánicos del suelo, ya que,

de existir en ellos arcilla, se puede retener

hasta un 30% de materia orgánica. Dichos

horizontes forman lo que se conoce como

mantillo orgánico derivado de plantas y

animales.

Los horizontes A, A2 y A, son considerados

horizontes minerales, pues su contenido de

materia orgánica es menor del 20%. En

estos horizontes se presenta una

acumulación de materia orgánica

humificada,9 la cual esta íntimamente

asociada con la fracción mineral,

fundamentalmente con las arcillas.

El horizonte B es aquel donde se manifiesta

en forma sobresaliente la iluviación

(acumulación) de arcillas silicatadas, hierro,

aluminio o humus, ya sea solo o combinado.

Pueden presentarse también sesquióxidos,

debido a los cuales el suelo de este

horizonte tiene colores más fuertes o más

rojos que los de los horizontes superiores e

inferiores.

Entre los horizontes A, A, A, y hasta el

extremo del horizonte B se considera que

está presente el suelo verdadero.

A menudo el horizonte C ha sido llamado

material parental del suelo; allí se acumulan

sales como los carbonatos de calcio y de

magnesio, así como otras sales solubles.

Este horizonte puede o no coincidir en su

composición con la de la roca madre del

suelo. Puede afirmarse que la actividad

biológica en esta zona es nula.

El horizonte D es considerado el

representativo de la roca madre; puede

estar


255

constituido por granito, arenisca o Cal iza.

También se conoce con el lecho rocoso del

suelo.

Además de representar el reservorio

nutritivo para una gran diversidad de

organismos, el suelo desempeña un

importante papel en la regulación del

equilibrio ecológico, en el se presentan

fenómenos de iluviación, translocación,

deposición, erosión, lixiviación,

intemperización, etc. (véase la Fig. 1.10).

La entrada y salida de agua del

suelo es considerable, así como las perdidas

y ganancias de energía, pero

probablemente para el equilibrio del

ecosistema el aspecto medular lo

represente el aspecto biológico de

materiales, el cual se desarrolla a partir de

la mineralización de materia orgánica

proceso que se establece a través de los

ciclos biogeoquímicos del nitrógeno, azufre,

carbono, etcétera.

OTROS FACTORES ABIÓTICOS

QUÍMICOS. EL OXIGENO Y EL

ANHÍDRIDO CARBÓNICO

l oxigeno y el anhídrido carbónico

son dos sustancias que tienen una

importan fundamental en el

intercambio de los organismos con su

ambiente. Dichas sustancias son un factor

clave de la fotosíntesis y la respiración,

como puede constatarse las siguientes

reacciones:

El 02 y el CO guardan una estrecha y

reciproca relación; juegan un papel

fundamental no tan solo en la respiración y

la fotosíntesis, sino también en procesos de

quimiosíntesis donde se forman

carbohidratos (aunque no se ocupe al

oxigeno como aceptor de electrones). En los

procesos de mineralización de la materia

orgánica vía microbiológica, el oxigeno y el

bióxido de carbono generalmente están

presentes, consumiéndose y

desprendiéndose, respectivamente.

El oxigeno constituye el 20% de la

E


256

atmósfera; este es un valor general en todo

el globo terráqueo. En los ambientes

terrestres se dispone de una cantidad

uniforme y adecuada de oxigeno; este se

consume en la respiración aerobia, se

reintegra después de un rompimiento de la

molécula de agua que se presenta en la

fotosíntesis, regenerándose así el nivel de

oxigeno presente en la naturaleza.

En el medio terrestre se presentan dos

casos de escasez de oxigeno, uno ocurre en

las alturas dado el enrarecimiento del aire.

Esta disminución es directamente

proporcional a la presión atmosférica, pues

la cantidad de 02 que se halla a los 5500 m

es la mitad de la que se presenta a la altura

del nivel del mar. El otro caso ocurre en el

suelo, donde el valor del 20%, al nivel

atmosférico, disminuye al 10% o menos. El

valor del 10% se considera para un suelo

arcilloso, bien drenado o aireado, pero en

suelos mal aireados o inundados, ese

porcentaje va disminuyendo, además de

que la respiración de las raíces y de la

microflora nativa consume la reserva de

oxigeno en un lapso más corto que el

periodo de regeneración.

Sobre la superficie terrestre, la

concentración del oxigeno no ejerce una

acción limitante considerable. La reducción

del nutriente en las alturas determina la

restricción de la distribución altitudinal de

los organismos, los cuales requieren

también altas presiones de oxigeno.

Respecto a los mamíferos, estos no

soportan vivir permanentemente en

regiones donde la presión del oxigeno sea

inferior al 45% de su valor al nivel del mar.

Tanto la reducción en la concentración de

oxigeno, como el enrarecimiento del aire

condicionan la frontera alta de las aves y,

en general, de los seres que pueden formar

esporas y quistes que pululan en el aire

(animales inferiores microorganismos del

tipo de hongos y bacterias, protozoarios,

etc.) Este es el origen de la presencia de

gran cantidad de amibas en el aire de la

ciudad de México.

En el suelo, o más bien dentro de él, se

condiciona la existencia de organismos

aerobios estrictos, ya quo en suelos

anegados o donde, existe una amplia

acumulación de detritus se restringe

enormemente la circulación del aire y, por

tanto, el abasto de oxigeno. Esta carencia

afecta desde las raíces de las plantas hasta

la diversa flora, fauna, microflora y

microfauna del suelo formada por algas,

artrópodos, anélidos, nematodos y hongos;

protozoarios, actinomiceto, bacterias y

cianobacterias, entre otros. Existen

adaptaciones de los organismos para

subsistir aun en bajas concentraciones de

oxigeno; en el caso de algunos

microorganismos puede presentarse como

una respiración de carácter facultativo,10 en

función de la concentración del oxígeno

disponible, evitando así una aerobiosis

intransigente. Otro caso es el de algunas

plantas de los manglares de las lagunas de

Florida que se conocen como neumatoforos:


257

dichas plantas crecen en su sistema radical

hacia arriba, a través del barro y del agua

pasta alcanzar el aire y, por lo tanto, el libre

acceso al oxígeno.

Otro ejemplo es el de las superficies de

algunos bosques que se encuentran

inundadas durante casi todas las épocas del

año, lo que condiciona la existencia de

ciertos tipos de árboles, como los cipreses

(Taxodiuir distichum): dichos árboles

poseen una especie de rodillas, elevadas

desde las raíces, que crecen irregulares

prominentes. Cuando se inició su estudio se

consideraron como órganos de aireación en

una superficie inundada y, por consiguiente,

con poca difusión de oxigeno; sin embargo,

ahora se supone que estos

ensanchamientos de raíces y troncos se

deber, exagerado crecimiento del

cambium," estimulado por la combinación

abundante de agua y oxigeno en la zona

mas superficial del agua.

La mayor parte de las plantas criptógamas y

animales terrestres tienen respiración

aerobia y, por lo tanto, no pueden habitar

en zonas carentes del oxigeno. Las

lombrices de tierra, por ejemplos, pueden

pasar cortos periodos en suelo muy mojado,

pero después emigran hacia la superficie en

busca del oxigeno. Existen también en el

suelo otro tipo de organismos vivos del tipo

de las bacterias de los géneros Rhizobiut y

Clostridium, las cuales son responsables de

gran parte de la fijación del nitrógeno

atmosférico al suelo y su conversión

química en formas amoniacales asimilables

por las raíces de las plantas, es decir,

contribuyen a la fertilización natural de los

sucios. Las bacterias del grupo Rhizobium

son simbióticas (viven asociados Rhizobium-

leguminosas) y se protegen de altas

concentraciones de oxigeno dentro de los

nódulos de las raíces de las leguminosas,

donde regulan la presión del gas por un

pigmento de origen vegetal, del tipo de la

hemoglobina, y que es llamado

leghemoglobina. Las bacterias del genero

Clostridium son anaeróbicas, por lo tanto,

habitan en zonas den suelo donde el

oxigeno esta ausente.

EL OXIGENO EN EL MEDIO

ACUÁTICO

a principal fuente de oxigeno es el

aire, mientras que en el agua este

gas puede absorberse de la

atmósfera o formarse por las reacciones de

los organismos fotosintéticos: plancton y

vegetales sumergidos.

En el agua existe aproximadamente 25

veces menos cantidad do oxigeno que en el

aire, considerando la medida de un litro. El

oxigeno del agua puede consumirse tanto

por la respiración de todos los seres

acuáticos como por la descomposición de

materiales que se encuentran en ella.

La demanda bioquímica de oxigeno (DBO)

es la norma que se usa para medir el peso

(por un volumen unitario de agua) del

L


258

oxigeno disuelto utilizado en el proceso

biológico de degradación de materiales

orgánicos. Los valores normales son de

aproximadamente 1-2 mg/i en aguas

naturales, en tanto que se elevan hasta

300-500 mg/I en aguas domesticas no

depuradas; si el numero de sustancias

contaminantes s, incrementa la degradación

de estos materiales agota el oxígeno

disuelto en el agua y puede causar la asfixia

de los organismos acuáticos; si esto sucede,

]as bacterias aerobias dejan de actuar y se

inicia el proceso anaeróbico de putrefacción

del agua. Normalmente existe un alto poder

de biodegradación del agua debido a la

acción de las bacterias aerobias; pero si la

concentración de sustancias orgánicas y

química rebasa esta capacidad, las aguas no

pueden regenerarse y entonces los lagos y

ríos se convierten en cloacas abiertas sin

vestigios de vida. Por ejemplo, un pantano

puede haberse formado por la recepción del

desagüe de drenajes y sustancias de

desecho, lo que trae como consecuencia

que el nivel de oxígeno llegue a ser nulo.

El nivel de oxigeno es mas variable en el

agua que en el aire, ya que en el medio

acuático los organismos influyen mas

activamente en la concentración del gas;

considerándose que en el aire su nivel

porcentual, 20%, resulta invariable.

En lagos, ríos y océanos el nivel de oxigeno

es el resultado de los procesos de adición y

sustracción, conformándose así un equilibrio

dinámico en el que influyen los factores

físicos y biológicos que afectan a las

reservas de agua. Como ya se menciono, la

respiración y degradación de sustancias que

consumen el oxigeno disuelto constituyen

los procesos de sustracción del elemento,

mientras que la fotosíntesis, la cual solo se

realiza desde la superficie hasta los límites

de la zona eufórica,12 la constituyen los

factores bióticos. Los factores abióticos

pueden ser estacionales, de temperaturas;

se conocen también efectos diurnos de

variación debido a la acción fotosintética

que se correlaciona directamente con las

horas diurnas de la luz solar, así como

también los efectos de turbulencia de las

aguas y la acción de la agitación del viento.

Este último factor es especialmente

importante, ya que cuando el agua circula

libremente en las capas superiores de lagos

y océanos puede alcanzar incluso las

regiones profundas de los lagos pequeños y

de las aguas costeras; dicha acción resulta

inaccesible para el agua del mar, donde los

efectos de perturbación no rebasan los 100

m de profundidad.

En el medio acuático pueden diferenciarse

tres zonas: el estrato superficial, las zonas

medias situadas debajo de esta capa y las

zonas profundas. En cada una de ellas la

distribución del oxigeno es distinta.

La capa mas superficial del agua esta

equilibrada con el aire que se extiende por

encima de ella y su grosor depende de la

turbulencia que se genere allí. El nivel de

concentración del gas de la zona situada por


259

debajo de la superficie depende de la

influencia de los factores bióticos y abióticos

mencionados con anterioridad, mientras que

al fondo del océano el oxigeno solo puede

llegar por el hundimiento en masa o la

circulación profunda del agua. El agua

proporciona oxigeno para los organismos

abisales (es decir, que viven en el fondo del

océano) después de los estancamientos

invernal y de verano, o sea, en las

temporadas primaveral y otoñal. Puede

darse el caso de que los cambios

estacionales con respecto a las variaciones

de temperatura y de acción del viento no

sean suficientes para suministrar el oxigeno

a la zona mas profunda del mar; si esto

ocurre se presentan complejos fenómenos

de abastecimiento del gas (donde influyen

efectos latitudinales) que promueven que el

agua fría que se hunde hacia ]as grandes

profundidades regrese de nuevo a la

superficie central del océano, originándose

así una corriente de retorno, desde las

regiones ecuatoriales hacia los polos, en

una circulación horizontal. En el agua de

mar los niveles de oxigeno pueden variar

desde los 4 hasta los 8 cm'/I,

estabilizándose alrededor de 5 cm'/1.

Los habitantes de las regiones acuáticas,

disponen de una variedad de adaptaciones

destinadas a obtener cantidades suficientes

de oxigeno del medio o pueden recurrir a

ciertas estrategias para lograrlo; algunos

caracoles rellenan periódicamente sus pul-

mones en la superficie mientras que la

chinche de agua (Notonecta) almacena su

provisión de oxigeno en unas burbujas de

aire mientras baja a ]as partes mas

profundas.

Podría suponerse que organismos que no

viviesen en zonas saturadas en su

concentración de oxigeno, sufrirían graves

efectos, pero en la naturaleza muchos seres


260

acuáticos aerobios pueden vivir en

concentraciones de oxigeno muy por debajo

de las presiones normales del gas. (Véase la

Fig. 1. 11.) Algunas larvas que viven en los

fondos fangosos de los lagos poseen un tipo

especial de hemoglobina que alcanza un

95% de saturación cuando la atmósfera solo

tiene una presión parcial de oxigeno de 10

mm de mercurio (en esas condiciones la

hemoglobina de los mamíferos no rebasa el

1 % de saturación).

Si el oxigeno esta totalmente ausente, los

organismos realizan procesos anaeróbicos y

en la descomposición de la materia orgánica

liberan grandes cantidades de sulfuro de

hidrogeno. Estos niveles de anaerobiosis y

toxicidad solo los soportan algunos

microorganismos que viven, por ejemplo,

en las profundidades inferiores a los 2000

metros del Mar Negro,

CONCENTRACIÓN DEL CO2

El anhídrido carbónico es un factor ecológico

de vital importancia, ya que constituye uno

de los elementos esenciales para la

realización de la fotosíntesis; directamente

el CO2 es la fuente de materia prima para

los organismos fotosintéticos (plantas

verdes terrestres, algas marinas, algas de

aguas dulces, bacterias fotosintéticas,

cianobacterias fotosintéticas, protozoarios

fotosintéticos, etc.), así como la reserva

alimenticia para todos los demás

consumidores (herbívoros, carnívoros,

omnívoros, saprófitos y desintegradores).

El C02, también modifica otros factores del

ambiente; a diferencia del oxigeno si

reacciona químicamente; por ejemplo, en el

medio acuático forma acido carbónico,

modificando el pH, y cuando se combina con

el calcio da origen al carbonato de calcio o

caliza, la cual alcanza condiciones de

saturación y sobresaturación en aguas

tropicales de elevado pH (lo que se

transforma en formaciones coralinas en los

océanos tropicales). Aunado a este

mecanismo de incorporación de CaCO3, en

las mismas regiones tropicales existe un

sinnúmero de organismos que utilizan los

iones Ca y CO,3 para formar sus

caparazones calizos que descienden hacia el

fondo; en los océanos Atlántico e Indico

estos depósitos alcanzan hasta un 86% de

CaCO3.


261

Este compuesto constituye tan solo el

0.03% del aire, por lo que en relación al

oxigeno representa una proporción de X00 A

pesar de esta baja concentración, en la

atmósfera hay una distribución homogénea

del bióxido y esta resulta suficiente para la

realización de la fotosíntesis terrestre,

proceso con el que presenta una interacción

permanente. (Véase Fig. 1.12.)

La atmósfera recibe el C02 por acciones

geológicas e industriales; por expulsión de

los océanos y por las acciones bióticas de la

respiración y la descomposición de materia

orgánica. El anhídrido carbónico se sustrae

de la atmósfera por el proceso o la

fotosíntesis, ocasionando que en el

reservorio solo quede una cantidad libre de

aproximadamente el 0.03%; ya que se halla

distribuido de manera homogénea en la

superficie de la Tierra, este pequeño

porcentaje no representa un factor limitante

en el desarrollo de la vegetación, pero de

esa débil concentración depende toda la

vida terrestre.

EL CO2 EN EL AMBIENTE ACUÁTICO

e considera que en el medio

acuático el nivel de CO es mas

elevado que el de la atmósfera, ya

que en el agua puede presentarse también

bajo las formas de carbonatos y

bicarbonatos los cuales incrementan esta

concentración. El agua de mar, con una

cantidad de sales disueltas equivalente a la

tercera parte de su composición porcentual

(33%), contiene unos 47 cm3 de C021, lo

que equivaldría a una composición

porcentual del 4.7%, a diferencia de la

presente en la atmósfera (0.03%). El mar

es considerado el gran reservorio mundial

de bióxido de carbono, por lo que la alta

concentración

S


262

del nutriente acuático permite regular su

presencia en el aire; el caso es a la inversa

de lo que sucede con el oxigeno, el cual es

mas abundante en el aire que en la tierra.

El CO2 en el agua manifiesta una estrecha

relación con el pH existente, es decir, con el

nivel de acidez, neutralidad y alcalinidad

existente en el medio acuoso. Si el pH es

acido el CO2 se encuentra libre; a pH

cercanos a la neutralidad casi todo el

anhídrido se encuentra en forma de iones

bicarbonato (HCO3)-; a pH elevados (del

lado alcalino) el anhídrido se convierte en

iones carbonato (CO). (Véase Fig. 1.13.)

Según lo establecido en el párrafo anterior,

el pH del medio acuático resultará afectado

si se añade o se sustrae el CO2, mientras

que cualquier factor que afecte al pH

incidirá también en la concentración y forma

química del CO2 presente. Como una

ventaja adicional, la presencia de iones

bicarbonatos y carbonatos, normalmente

con un pH neutro y alcalino,

respectivamente, poseen una función

reguladora tanto en el mar como en las

aguas dulces conocidas como aguas duras,

donde estos iones manifiestan su poder

amortiguador o buffer.

Si el mar, como reservorio o soporte

principal de la vida orgánica de la Tierra,

contienen 4.7% de CO2 y este es necesario

para el inicio de la fotosíntesis -proceso

fundamental en la alimentacion de todos los

seres vivos del planeta, tanto acuáticos

como terrestres-, entonces sería interesante

discutir si en efecto el hombre no ejerce

una influencia negativa sobre este almacén.

La guerra del Golfo Pérsico (1991), que

tenía como fin imponer la hegemonía de las

grandes potencias occidentales sobre la

explotación petrolera, es un ejemplo de

como el hombre puede afectar

drásticamente el reservorio marino.

FACTORES BIOTICOS (RELATIVOS

A LOS ORGANISMOS VIVOS DE UN

ECOSISTEMA)

uando en un ecosistema se

establecen las interacciones entre

las especies de organismos que lo

constituyen se entablan relaciones de

alimentación entre los diferentes niveles

C


263

tróficos, es decir, entre los diferentes

niveles alimenticios.

En el primer nivel encontraríamos a los

productores o sea a los organismos

autótrofos de la biocenosis (comunidad que

es el conjunto de seres vivos), responsables

de la producción de alimentos a partir de

CO, agua y sales minerales. En este nivel la

fuente de energía es la luz solar. (Véase

Fig. 1. 14.)

En el segundo nivel encontramos a los

consumidores primarios o herbívoros,

quienes se alimentan directamente de las

partes verdes de los vegetales, de sus

semillas, sus frutos, sus tallos, sus hojas,

etcétera.

Enseguida, en el tercer nivel, están

ubicados los carnívoros o consumidores

secundarios.

Existen también los consumidores

terciarios, que son animales que se

alimentan de los carnívoros o de algunas de

sus partes; por ejemplo, tenemos a los

comedores de carroña, los cuales ocupan el

cuarto nivel trófico.

Actuando sobre los organismos antes

mencionados se presentan los

desintegradores o reductores; en este

conjunto están situados los hongos, las

bacterias y los actinomicetos, los que

utilizan como fuentes nutritivas las

excreciones y cadáveres de

1. Estrato subterráneo. 2. Estrato del suelo

superficial. 3. Estrato de vegetación

herbácea. 4. Estrato de vegetación

arbustiva. 5. Estrato de vegetación

arboreta.

Fig. 1.14 Ejemplo de una comunidad o

biocenosis.'I Diferentes estratos en la

vegetación (organismos productores o


264

fotosintéticos).

organismos, liberando sales minerales a

partir del proceso de mineralización de la

materia orgánica, Los reductores son los

encargados de la descomposición y

reincorporación de materias primas al

ecosistema. (Véase Fig. 1.15.)

OTRAS RELACIONES ENTRE LOS

SERES VIVOS DEL ECOSISTEMA

omo ya habíamos mencionado, una

comunidad o biocenosis es un grupo

de poblaciones que interaccionan

localmente. Los tres tipos principales de

interacción en ellas son la competencia, la

depredación y la simbiósis.

Cuanto mas parecidos son los organismos,

más intensa es la competencia entre ellos.

Un nicho ecológico es algo similar a la

profesión que desempeña un organismo en

el ecosistema; así que según la forma en

que una especie utiliza los recursos del

Fig. 1.15 Diferentes niveles troficos en el

ecosistema.

ecosistema se dice que ocupa un nicho

ecológico específico en él, Si en el

ecosistema existe una superposición de

nichos, esto significa que dos o más

especies utilizan un mismo recurso, lo que

acentúa la competencia entre las especies.

(Véase Fig. 1.16.)

La simbiosis, que se presenta entre

poblaciones distintas puede manifestarse

como parasitismo, mutualismo o

comensalismo. En el parasitismo una

especie se

C


265

beneficia y otra se perjudica, pero el

parasito no destruye por si mismo a su

huésped. En el mutualismo ambas especies

resultan beneficiadas; mientras que en el

comensalismo sólo una se beneficia y

mientras la otra no resulta afectada.

PARASITISMO

n este tipo de interacción entre las

diversas poblaciones, el parásito

vive total parcialmente a expensas

del otro; al primero se le denomina

parásito, mientras que al segundo se le

conoce como hospedero. Al hombre, por

ejemplo, se le considera hospedero de

diferentes tipos de parásitos; los que viven

sobre su piel, uñas, cabello, etc., se

denominan ectoparásitos, mientras que los

que viven en su interior, como las bacterias,

algunos hongos, protozoarios, nematodos,

etc., se conocen como endoparásitos.

MUTUALISMO

os especies conviven aportándose

beneficios mutuos; es el caso de

los protozoarios que viven en el

tubo digestivo de las termitas y colaboran

con ellos en la digestión de la celulosa.

COMENSALISMO

ste se presenta cuando dos

organismos de especies diferentes

viven estrechamente ligados, pero

sólo uno de ellos resulta beneficiado. Un

ejemplo de esta interacción la tenemos con

las epifitas (orquídeas), las cuales viven

sobre el tronco o las ramas de los árboles

para lograr tan sólo sostén y mayor

exposición a la luz solar.

NIVELES DE ORGANIZACION EN

LOS ECOSISTEMAS

robablemente la manera más

correcta de estudiar a los diversos

conjuntos de seres vivos ubicados en

su medio ambiente sea a través de un

"espectro biológico", el cual puede ilustrarse

de la siguiente forma. (Véanse Fig. 1.17 y

E

D

E

P


266

1.18.) El gene puede considerarse el

elemento más sencillo, continuando con las

células, los órganos, organismos,

poblaciones y comunidades. Todos los

integrantes de este espectro, interaccionan

con la materia y energía propias, de su

ambiente físico-químico, originando lo que

en Ecología se conoce como los sistemas

funcionales característicos.

La Ecología considera fundamentalmente los

niveles estructurales de más trascendencia

para sus estudios; este es el caso de las

poblaciones y de las comunidades (conjunto

de poblaciones diversas) que habitan en un

área determinada. La comunidad

Fig. 1.17 Niveles de espectro de

organización de los seres vivos.

y el ambiente abiótico integran lo que se

conoce como ecosistema. Lo que en

matemáticas llamamos un conjunto

universal, en Ecología quedaría

representado por la biosfera o ecosfera;

esta incluye a todos los organismos vivos de

la Tierra, los cuales actúan recíprocamente

con el medio físico como un todo; por lo

tanto, la biosfera constituye un sistema de

estado intermediario entre el alto flujo de

energía solar y el sumidero térmico del

espacio.

Se considera como una situación

fundamental que el espectro biológico es

una transición continua, sin ninguna ruptura

a lo largo de su manifestación. Cuando se

está familiarizado con la aseveración de que

los animales superiores y el hombre

representan la última unidad organizativa,

la idea de un espectro continuo resulta

contradictoria. Sin embargo, para la

Ecología, la interdependencia en las

relaciones recíprocas y la supervivencia

representan la imposibilidad de que exista

ruptura alguna en la continuidad de

espectro de organización. Por lo tanto, el

gene no puede sobrevivir ni expresarse

fuera de la célula, ésta constituye el órgano

y éste el organismo, el organismo individual

no sobrevive independientemente de su

población y la propia comunidad, o sea el

conjunto de poblaciones, no existiría si no

se presentara un flujo permanente de

materia y energía en el ecosistema.


267

Antes se mencionó que para los ecólogos

uno de los niveles organizativos de mayor

trascendencia esta representado por la

población. El individuo que forma parte de

la población es pasajero, mientras que esta

persiste en el mismo sitio y con una

cantidad más o menos estable de

organismos, año tras año.

Los patrones de crecimiento y mortalidad, la

estructura piramidal por edades y la

capacidad de carga14 representan las

características específicas de la población,

independientemente de las características

de los organismos individuales.

OTRO TIPO DE NIVELES

ORGANIZACIONALES, RELATIVOS A

LA NUTRICIÓN DE LOS SERES

VIVOS

os seres vivos también pueden

considerarse en diferentes tipos de

niveles de organización, según el

sistema nutricional que presenten. Así

podemos encontrar diferentes clases.

(Véase cuadro 1.3.)

L


268

Fig. 1.19 Sistema de los cinco reinos de

Whitttaker (1969). En el reino protista y el

reino monera existen tanto productores

(algunos casos) como consumidores (la

inmensa mayoría) de los organismos que

los integran.

Por su parte los heterótrofos pueden poseer

distintos tipos de mecanismos nutricionales

aunque todos se alimentan de compuestos

orgánicos. Los organismos de la clase

holozoica ingieren alimentos orgánicos

sólidos y los digieren en su interior. Entre

ellos se cuentan todos los animales.

Los saprofitos generalmente carecen de

aparato digestivo y absorben directamente

la materia orgánica del medio externo;

contribuyen al equilibrio del ecosistema, ya

que están considerados como reductores del

mismo, es decir, aquellos que mineralizan la

materia orgánica. Un ejemplo típico de ellos

lo representan los hongos.

Los parásitos viven sobre o dentro del

cuerpo de sus huéspedes y obtienen

materia orgánica directamente de ellos (por

ejemplo, la amiba).

Existen organismos que combinan modos

nutricionales; la Euglenu sp, representa uno

de estos casos, pues aunque puede

funcionar como organismo fotosintético,

también puede hacerlo como saprofito y

nutrirse de la materia orgánica en proceso

de descomposición que se halla en el fondo

de los estanques en los que vive este

organismo protista.

Según Whittaker (1969), existen dos

diferencias, una estructural y otra

nutricional que permiten agrupar a los seres

vivos. La estructural se refiere al grado

organizativo celular: procariótico del reino

monera (carente de membrana nuclear) y el

eucariótico (con membrana nuclear) en sus

dos formas: eucarióticos unicelular,

presente en el reino protista, y el


269

eucariótico multicelular y multinucleado que

se puede encontrar en los reinos bongo,

planta y animal. (Véase Fig. 1.19.) Según el

mismo actor, los diferentes reinos poseen

un modo distinto de nutrición, los cuales se

clasifican en el cuadro 1.4.

CUESTIONARIO

1.1. ¿Cómo se define la Ecología? Explique

su respuesta.

1.2. ¿Cuáles son las raíces etimológicas del

término Ecología y como se compararían

con las del término Economía?

1.3. Defina los períodos históricos por los

que atravesó de la Ecología antes de

consolidarse como una rama científica del

saber humano. Apóyese en los datos

proporcionados en el texto.

1.4. ¿Cómo y por qué definió Haeckel a la

Ecología? ¿En qué año lo hizo?

1.5. Defina por qué y cómo, la Ecología

posee un método peculiar de estudio que la

diferencia de otras ciencias, incluso

biológicas.

1.6. ¿Cuáles son las fuentes básicas de la

Ecología? (ramas fundamentales del

conocimiento de esta ciencia).

1.7. ¿Cuál es la clasificación actual de la

Ecología y que estudia cada una de sus

ramas?

1.8. Defina, ejemplificando sus respuestas,

cada uno de los siguientes conceptos

fundamentales de la Ecología:

a) Factores abióticos físicos

b) Factores abióticos químicos

c) Factores bióticos

d) Luz solar

e) Temperatura

f) Climas y vientos

g) Altitud y latitud

h) Atmósfera y presión atmosférica

i) Suelo y horizontes del suelo

j) Oxígeno y bióxido de carbono (acuático y

terrestre)

k) Potencial de hidrógeno (pH)

l) Productores o autótrofos

m) Consumidores de distinto Orden

n) Desintegradores o reductores

ñ) Biocenosis

o) Nicho ecológico

p) Parasitismo, mutualismo y

comensalismo.

1.9. Explique la secuencia de los niveles de

organización (espectro de organización de

los seres vivos; figuras 1.17 y 1.18).

1.10. Discuta el cuadro 1.3 con respecto a

la clasificación metaóolica de los seres

vivos.


270

finales del siglo pasado, por cada

caloría consumida, incluyendo

trabajo humano, combustible para

maquinaria agrícola, transporte de

alimentos y costo energético de

fertilizantes, recibíamos mas o menos una

caloría. En la actualidad en los Estados

Unidos y en otras sociedades

tecnológicamente adelantadas, por cada

caloría invertida recibimos 0.1. Este costo

no comprende la energía para calefacción,

iluminación o funcionamiento de

automóviles particulares... ni de abrelatas

eléctrico.

Curtis, bi., Biologia, Editorial Medica

Panamericana, Buenos Aires, 1986, p. 107

OBJETIVOS DEL CAPÍTULO

l finalizar este capítulo el estudiante

será capaz de:

Identificar a la luz solar como fuente

principal de la energía en la tierra.

Explicar la importancia, en cuanto a la

transmisión de energía, de las diversas

partes del sistema de longitudes de onda de

la energía solar.

Describir cuál es el mecanismo de

entrada de la energía solar a los

ecosistemas.

Valorar la importancia de los flujos de

materia y energía a través de los diversos

integrantes de los ecosistemas.

Discutir acerca de los efectos

termodinámicos enunciados por la primera y

segunda leyes de la termodinámica, en los

ecosistemas.

Diferenciar los distintos niveles tróficos

en los ecosistemas, así como el balance de

materia y energía en cada uno de ellos.

Diferenciar los consumos energéticos

interno y externo en los seres humanos.

Discutir acerca de los consumos

energéticos humanos, en función de su uso

de energía y nivel de industrialización.

Describir los conceptos de biomasa y

productividad en los ecosistemas.

Polemizar acerca de las fuentes actuales

y futuras de energía y los problemas

inherentes a su explotación.

A

A

LA ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS

LA ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS_________________________________

LA ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS___________

271


272

CONCEPTOS CLAVE

Algunos efectos

contaminantes del uso

indiscriminado de energía

Flujos de materia y energía en el ecosistema

Autótrofos Fuentes biológicas de energía renovable

Biomasa Fuentes de energía renovable

Cadena alimenticia Heterótrofos

Caloría y kilocaloría Joules y equivalente mecánico del calor

Ciclos biogeoquímicos Materia

Ciclos de materiales en el

ecosistema

Materia endergónico

Combustible fósiles Molécula de ATP

Degradadores o

descomponedores

Petróleo crudo, gas natural, carbón, lignita, coque

Diferentes tipos de energía Pozas de intercambio y depósito

Efecto invernadero Primera y segunda leyes de la termodinámica

Eficiencia en el uso de la

energía

Productividad

Energía Productividad primaria neta

Energía cinética Productividad real

Energía solar y su región visible Quimiosíntesis

Energía y potencia Regla del 10%

Energía y procesos interno y

externo

Relación calorías consumidas-calorías generadas

Entropía Revolución industrial y desigual desarrollo energético e industrial

Fertilizantes nitrogenados y

proceso de Haber

Sobrecalentamiento del planeta

Fijación biológica de nitrógeno y

sistemas fijadores

IMPORTANCIA DE LA ENERGIA EN

LOS ECOSISTEMAS

Desde un punto de vista típico, la energía

puede, definirse-como la capacidad de

producir trabajo o de transferir calor

mientras que la materia representa algo

dotado de masa y, por lo tanto, ocupa un

lugar en el espacio, Según la Física, la

materia está constituida por átomos.

La materia puede transformarse en energía


273

y la energía en materia. Los biólogos,

pueden constatar esta afirmación en el

proceso respiratorio, donde los alimentos se

desdoblan y liberan la energía química que

poseen, la cual permanece almacenada en

las células en forma de la molécula de ATP.

La transformación de energía en materia se

presenta en el proceso recíproco, es decir,

en la fotosíntesis, la cual permite almacenar

la energía radiante del Sol como materiales

químicos orgánicos, del tipo de azúcares,

fundamentalmente; estos productos

fotosintéticos representan la base

energética de todos los seres vivos del

planeta.

En la superficie terrestre, así como en el

mar y las aguas dulces, las células u

organismos autótrofos fotosintéticos y los

heterótros son mutuamente dependientes,

ya que los mecanismos de la respiración y

la fotosíntesis son recíprocos. Las

estructuras heterótrofas dependen de la

energía de las moléculas alimenticias que

han sido procesadas por las autótrofas,

además de que la mayor parte de los seres

vivos también requieren del oxígeno,

liberado en la fotosíntesis, para efectuar su

proceso respiratorio aeróbico. En la

respiración aerobia, fermentación y

respiración anaeróbica (diversos tipos

respiratorios presentes en los seres vivos

acuáticos y terrestres) se genera el Co,

material indispensable para el desarrollo

fotosintético.

Como ya se describió anteriormente, solo

en las células autótrofas puede encontrarse

la maquinaria biológica de alta eficiencia

capaz de transformar la energía solar en

otras formas energéticas potenciales para el

uso de los demás seres vivos.

Aún las estructuras bien organizadas, como

los organismos unicelulares o pluricelulares

autótrofos y heterótrofos, están sujetos a la

tendencia natural de disminuir el "orden

energético" e incrementar el "desorden", es

decir, la pérdida de energía sin un

aprovechamiento útil. Esta problemática

esta explicada por la primera y segunda

leyes de la Termodinamica, las cuales tratan

de los cambios de la energía en la

naturaleza y en el Universo mismo.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA

rirnera ley de la Termodinámica.

Postulado por R. Mayer en 1841,

también es conocida como "el

principio de la conservación de la energía";

su enunciado afirma: '-'la energía no se

crea ni se destruye sólo se transforma".

Segunda ley de la Termodinámica. Esta

introduce un concepto termodinámico

especial (la entropía), el cual se asocia a la

incapacidad de producir trabajo, ya aquí

cuando un sistema llega a su entropía

máxima no puede realizar trabajo alguno,

en ese momento, se dice que en ese

sistema toda la energía cinética esta

uniforme, distribuida, pues se considera que

P


274

ha llegado a su equilibrio.

En estos términos pueden contrastarse los

conceptos de la primera y segunda leyes de

la Termodinámica, ya que mientras en el

primer caso la energía interna del universo

se ha conservado porque el calor ganado o

perdido por el sistema debe ser igual a la

suma del intercambio de calor con el

ambiente, más el monto de energía

empleada en la realización de diversos tipos

de trabajo (mecánico, eléctrico, químico,

etc.) en el segundo caso cuando un

sistema, que puede ser incluso una célula o

un organismo multicelular, tiende o alcanza

la máxima expresión de la energía cinética y

logra su equilibrio estará imposibilitado

totalmente para desarrollar cualquier otro

tipo de trabajo. En los organismos vivientes

este "equilibrio" conduciría al aniquilamiento

de la vida celular, ya que ningún trabajo de

transporte, fisiología celular, reproducción

química de fuentes de carbono, materiales

genéticos, etc., sería posible en ese estado;

sólo se habría obtenido la "máxima

entropía".

Como colofón de las aseveraciones

precedentes podemos afirmar que la vida

misma es la retroalimentación entre la

pérdida y conservación de las fuentes útiles

de energía para la célula. La controversia

radica en la conservación de la energía

interna corno fuente de energía útil contra

la disminución de la entropía como

expresión de una energía cinética no

aprovechable para la conformación del

trabajo celular disponible.

Ningún proceso en la naturaleza presenta

una eficiencia del 100%. Esto también se

manifiesta en cuanto a los procesos

biológicos, aún en la respiración aerobia

(con una eficiencia del 50% respecto a la

conversión de energía química procedente

de los azúcares) que permite la

conformación de moléculas de ATP; éste es

un proceso valiosísimo para el equilibrio

energético de las comunidades vivientes y

permite evidenciar que en los procesos

vivientes, como cualquier otro proceso

industrial, no se logra aprovechar el total de

la energía liberada en el desarrollo de los

mismos. Así, en este capítulo estudiaremos i

¿cual es el mecanismo de entrada de la

energía solar a los ecosistemas?, ¿y que

eficiencia alcanza su conversión y

almacenamiento en los sistemas biológicos?

RUTAS DE LA MATERIA Y LA

ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA

a combinación por donde fluye la

energía y circula la materia entre los

componentes bióticos y abióticos en

la naturaleza, se denomina, como ya se ha

señalado, ecosistema.

La "ruta de la energía" se establece desde

que los autótrofos, generalmente

fotosintéticos, producen materiales

orgánicos que resultan la fuente energética

para otros heterótrofos, iniciándose así la

cadena alimenticia y el flujo de energía en

el ecosistema. (Véase Fig. 2. 1.)

L


275

Hay también una "ruta de materiales

cíclicos" que va del ambiente abiótico (no

viviente) hacia los organismos vivos y

regresa posteriormente al reservorio del

ambiente abiótico. La fase del ciclo

correspondiente al retorno de los elementos

al reservorio abiótico la efectúan los

organismos degradadores, quienes

descomponen la materia orgánica muerta

para formar materiales reutilizables por los

organismos autótrofos. Así y en esta

secuencia se nutren los ecosistemas para

realizar las transformaciones de energía y

materia en su seno.

La fuente principal de energía en la Tierra

es la radiación solar. El planeta sólo

aprovecha, por medio de la fotosíntesis,

alrededor del 2% de la gran cantidad de

energía solar que recibe; a pesar de ello,

120 mil millones de toneladas de materia

orgánica se producen anualmente. (Véase

Fig. 2.2.)


276

Fig. 2.2 Aprovechamiento de la energía

solar.

Para mantener estable la temperatura en la

biosfera existe un equilibrio entre las

entradas de la radiación solar y el flujo

constante de calor hacia el exterior. Este

hecho es de suma importancia, aunque la

Tierra recibe apenas 1/50 000 000 de la

cantidad total de radiación electromagnética

del Sol.

Aproximadamente, sólo el 50% de la

radiación solar que incide sobre el planeta

llega a su superficie y de esta cantidad la

mitad se dispersa en las nubes, el polvo, el

esmog, etcétera (véase Fig. 2.3)

La mayor parte de la energía solar se irradia

en forma de ondas electromagnéticas,

cuyas longitudes de onda varían. Este

espectro de radicación abarca desde la zona

de los rayos ultravioleta hasta la infrarroja;

aproximadamente la mitad de esta energía

corresponde al espectro visible. O sea la

única región de la radiación que puede

captar el ojo humano (0.39-0.76 micras).

Esta región visible la constituyen los colores

violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo

y comprende los componentes

relativamente transparentes que traspasan

con cierta facilidad la parte superior de la

atmósfera. La radiación ultravioleta, por el

contrario, es absorbida en gran parte por la

capa de ozono primigenia la cual es el

resultado de la fotosíntesis de hace

aproximadamente 2 mil 400 millones de

años. La influencia negativa de compuestos

artificiales, como los aerosoles, sobre la

capa protectora de ozono pone en un serio

peligro a todas las formas de vida,

fundamentalmente a la


277

Fig. 2.3 Distribución de la energía solar

sobre la Tierra.

terrestres, ya que la radiación ultravioleta

puede aniquilarlas a todas. Recuerdese que

según la teoría del Origen do la Vida de

Oparin, ésta surgió primitivamente en el

mar, las lagunas someras, etc., ya que no

había fotosíntesis y, consecuentemente, al

no desprenderse oxígeno tampoco existía la

capa de ozono (O,); por lo tanto, la capa

acuática era la que protegía a los seres

primitivos. Es decir; la vida pudo volverse

terrestre, cuando se formó gracias al

proceso fotosintético, la capa do 03.

Otro tipo de ondas que se absorben en el

planeta son las radiaciones infrarrojas,

cuyas longitudes de onda son mayores de

0.76 micras. El CO, y el vapor de agua

absorben dichas radiaciones, lo que impide

que el calor abandone, temporalmente, el

planeta provocando lo que se conoce como

efecto invernadero. (Véase Fig. 2.4.)

La vida terrestre depende de todos los

efectos ya descritos y de la combinación de

los mismos: es decir, recibe la luz visible y

absorbe la luz ultravioleta por medio de la

capa de ozono. Al mismo tiempo, ciertas

partes de la atmósfera son capaces de ser

opacas al valor, o sea, lo retienen y

distribuyen durante cierto tiempo antes de

que la energía se pierda en el espacio. Las

actividades humanas también afectan el

nivel de CO en la atmósfera; por ejemplo, la

quema de combustibles fósiles, puede

incrementar el nivel de CO, y, como

consecuencia, la temperatura general del

planeta.2

En 1948 se estableció que mientras es

rehusada a través de las cadenas tróficas e

introducida al ecosistema por los autótrofos

(los que además la procesan y la entregan


278

Fig. 2.4 El CO2 y el vapor de agua absorben

las ondas infrarrojas, reteniendo el valor y

provocando el efecto invernadero que

aumenta progresivamente la temperatura

del planeta.

a los demás seres vivos en formas

utilizables y disponibles para ellos) la

energía proveniente de la luz solar

disminuye en cada uno de los eslabones de

la cadena, dada la gran proporción de

desperdicios energéticos que ya no son

reusables, como es el caso típico del valor.

Aproximadamente, como ya se señalo, sólo

el 2% del inmenso flujo de ondas

electromagnéticas provenientes del Sol que

irradian el planeta son susceptibles de ser

captadas y transformadas por los

productores primarios, los cuales las

transmiten a los heterótrofos o

consumidores en forma de compuestos

orgánicos endergónicos. Estos materiales

químicos endergónicos orgánicos los

consumen los heterótrofos y, estos, a su

vez, los convierten en sustancias de

naturaleza más compleja. Este es el caso de

la proteína animal, que se diferencia

enormemente de la vegetal por su

contenido en metionina y triptofano,

aminoácidos esenciales que se presentan en

baja proporción en los vegetales.

La materia orgánica procesada es más

compleja y seguramente la utilizará el

consumidor del siguiente orden; por

ejemplo, un carnívoro usará la materia

orgánica de un herbívoro, quien a su vez

consumió directamente los productos

fotosintéticos de los autótrofos. También los

heterótrofos en su metabolismo pueden

producir materiales más sencillos e incluso

productos inorgánicos que serán empleados

por algunos otros organismos; éste puede

ser el caso de los organismos fotosintéticos,

los cuales utilizan el bióxido de carbono y el

agua sintetizados como productos de

desecho de la respiración aerobia.

En todos los procesos de reuso y

degradación de la materia orgánica, los

degradadores (por ejemplo, hongos,

actinomicetos y bacterias) juegan un papel

fundamental para la mineralización de estas


279

sustancias y su consecuente rehusó por

parte de los autótrofos o su acumulación en

los reservorios naturales, como es el caso

del humus en los bosques.

RELACIONES ENTRE EL

APROVECHAMIENTO DE LA

ENERGIA Y LA PRODUCTIVIDAD EN

UN ECOSISTEMA

i se considera que en un ecosistema

la materia y la energía se

intercambian, entonces podemos

inferir que entre ellas debe existir una

medida de autoabasto siempre que se trate

de sistemas cerrados, de tal forma que la

dependencia hacia otros sistemas

disminuya. Si lo trasladáramos al mayor

ecosistema que puede existir en la Tierra,

es decir, a la biósfera, descubriríamos que

ésta es autosuficiente en cuanto a la

materia, pero no respecto de la energía; es

decir, la biósfera es un sistema cerrado en

lo que se refiere a la materia y abierto en

cuanto a la energía.

Regresando al ecosistema, éste se

circunscribe a dos flujos básicos

superpuestos; el de materia y de energía.

Estos dos ciclos involucran a las redes

alimenticias, ya que dichas redes se inician

entre los productores (autótrofos),

consumidores (heterótrofos),

descomponedores, nutrimentos, agua y

gases son las partes siguientes que integran

dichas redes. Los autótrofos representan las

puertas de entrada de la energía al

ecosistema y, además, la procesan y

presentan en una forma utilizable por el

resto de los seres vivos del planeta. (Véase

Fig. 2.5.)

La materia sigue en curso cíclico en la

biosfera, donde un elemento circula en el

ambiente ya sea como formas orgánicas o

inorgánicas, dependiendo de si se halla en

los ciclos alimenticios de los orgarismos, es

decir en la poza de intercambio; allí se

encuentra por lo general en forma orgánica

para, finalmente, ser devuelto al ambiente

donde se iniciará nuevamente el ciclo en la

poza de depósito. Existe un ciclo particular

para el fósforo, otro para el nitrógeno, el

carbono, el agua, etc., teniendo cada uno

de ellos características muy peculiares que

serán estudiadas mas adelante en otro

capítulo. A estos ciclos de materiales se les

denomina ciclos biogeoquímicos.

Gran parte de la energía y la materia que

ingieren los heterótrofos se pierde en las

heces fecales y en su metabolismo de

conservación. Los invertebrados y los peces

usan la materia con mayor eficiencia que los

vertebrados de sangre caliente, ya que los

invertebrados aprovechan alrededor del

98% de la energía ingerida, mientras que

los herbívoros, no almacenan más de 25%

de la que poseían las plantas verdes.

En los niveles alimentarios o tróficos que

resultan después de los productores se

pierde aproximadamente un 90% de

energía entre uno y otro, aunque en algún

S


280

caso puede aprovecharse hasta un 20% de

la energía del nivel anterior. Estas

consideraciones varían en cada caso

particular, ya que mientras en ecosistemas

acuáticos los consumidores de primer

orden, o herbívoros, consumen una gran

porción de la

Fig. 2.5 Tipo de redes alimenticias.

producción primaria, en los forestales el

consumo por parte de los herbívoros es

mucho menor. En muchos ecosistemas

terrestres gran parte del flujo de materia y

energía pasa directamente de los

productores a los degradadores como los

hongos, bacterias y actinomicetos.

Como se ha venido señalando, parte de la

energía química de los alimentos ingerido se

transforma en otros tipos de energía: calor,

movimiento, metabolismo digestivo, etc.

Una fracción del material ingerido se

convierte en nuevo material biomasa; ésta

está constituida por la masa del organismo

individual, o la de sus hijos o vástagos. A

este tipo de material se le llama biomasa.

Para calcular la productividad, una de las

propiedades características de los

ecosistemas, podemos recurrir a la

evaluación de su biomasa y de su tasa del

gradiente de energía; la primera se expresa

en gramos o toneladas, mientras que la

segunda en calorías5 o kilocalorías.6

La productividad es la cantidad total de

energía convertida en compuestos orgánicos

en un lapso dado. La productividad puede

considerarse semejante a la de ingreso

bruto de un negocio.

LA PRODUCTIVIDAD REAL O

PRODUCTIVIDAD PRIMARIA NETA

a productividad real es igual a la

productividad total menos el costo

energético de las actividades

metabólicas del productor. Esta

productividad en los ecosistemas se refiere

a la actividad autotrófica del mismo. Según

la analogía del párrafo anterior, la

productividad primaria neta representa la

tasa de ganancia real del negocio.

L


281

La productividad y la biomasa de un

ecosistema presentan una cierta relación,

aunque no son directamente proporcionales,

ya que, por ejemplo, un bosque maduro

puede poseer una enorme biomasa y una

pobre productividad; por otro lado, si en un

jardín se corta continuamente el pasto,

disminuye la biomasa pero aumenta la

productividad.

Los productores de la biosfera son aquellos

organismos que poseen la materia

enzimática necesaria para convertir la

energía solar, o alguna otra fuente de

energía (incluso puede ser la que

proporciona las mismas reacciones

químicas), en compuestos orgánicos; como

ya señalamos, si esta conversión se

considera con respecto al tiempo lo que se

esta determinando es la productividad. Si la

productividad de un ecosistema depende de

la energía de las reacciones químicas, al

ecosistema se le denomina quimiosintético.

Los organismos productores

quimiosintéticos no son tan frecuentes en la

naturaleza como los organismos

fotosintéticos, pero ya se han identificado

aproximadamente 12 sitios donde se

efectúa actividad quimiosintética.

En las profundidades del océano Pacífico, en

un lugar conocido como "El Oasis del jardín

del Eden", viven gusanos tubulares gigantes

que dependen, para su subsistencia, de la

productividad de bacterias quimiosintéticas

(National Geographic, num. 152, p. 4,

octubre, 1977). En estos lugares de origen

volcánico se alcanzan condiciones extremas

de calor y presión a 2500-3000 m de

profundidad (300° C y 280 kg/em2), lo que

ocasiona que acontezcan reacciones

químicas poco comunes en condiciones

normales. La reacción crucial, favorecida

por las condiciones ambientales extremas,

es la reducción del sulfato del agua de mar

en sulfuro de hidrogeno; dicho sulfuro lo

oxidan las bacterias quimiosintéticas, las

cuales con esta ganancia energética logran

enfriar el dióxido de carbono del agua del

mar para producir sustancias orgánicas, lo

que las convierte en los productores

primarios de este sui generis ecosistema.

Entre los consumidores del sistema

hallamos, además de los gusanos tubulares

gigantes, unas almejas de 20 cm de

diámetro, así como cangrejos, mejillones y

octópodos.

La reacción química de la quimiosintesis

bacteriana en la profundidad del océano es:

CO,H2S C„ (H20)n + 2S

Como ya se mencionó, en la naturaleza la

conversión energética nunca se da al 100%,

es decir, no toda la luz solar que incide

sobre la Tierra permite la producción de

carbohidratos, los cuales, una vez

consumidos, nunca se transforman

totalmente en materia animal o sea en

material de herbívoros o cualquier otro

consumidor primario y así sucesivamente a

través de la cadena alimentaria. Por

ejemplo, en un lago tipico


282

Fig. 2.6 Pirámide de energía en un lago

típico.

de cada 1000 calorías aprovechadas por las

algas fotosintéticas, unas 150 calorías se

asimilan en los pequeños animales

acuáticos que ingieren las algas; de estas

150 calorías, 30 de ellas se integran a la

biomasa del eperlano (pez del tipo del

salmón) que se alimenta de los pequeños

animales acuáticos; finalmente, si una

trucha come eperiano, se transfieren 6

calorías, mientras que si una persona

consume una trucha

gana cerca de 1.2 calorías, pero si consume

un eperlano ganará 5 veces mas energía.

Como las cifras nos sugieren, la conocida

"regla del 10%" no es exacta debido a que

la eficiencia de la transferencia energética

varía, desde menos del 1% hasta mucho

mas del 10%. En el presente ejemplo varias

veces se presentan un 20% de conversión.

(Véanse Fig. 2.6 y 2.7)

CONSUMO ENERGETICO HUMANO

or supuesto, los otros animales no

pueden vivir con tanto derroche,

porque su ingreso energético tiene P


283

que superar sus gastos. Lo mismo que estos

otros organismos, nosotros también

dependemos casi con exclusividad de la

energía solar, pero existe la importante

diferencia de que, merced a nuestra

tecnología, podemos aprovechar una

energía almacenada durante millones de

años. Sólo en el último decenio nos dimos

cuenta de que estos recursos no sólo son

finitos, sino que es probable que pronto se

agoten.9

El hombre define la energía como la

capacidad para efectuar un trabajo, en cuya

realización se gasta la energía.

Entre las formas mas comunes de energía

ligadas al desarrollo de las formas de vida

en el planeta se cuentan: la energía solar,

la energía mecánica, la energía eléctrica, la

energía química, la energía calorífica o

térmica, la energía cinética (energía del

movimiento), la energía potencial (energía

de la posición) y una forma utilizada

especialmente por el hombre: la energía

nuclear.

Ya que cualquier tipo de energía puede

transformarse en calor, éste representa una

forma adecuada de medición de las

cantidades de energía presentes.

Una unidad de calor o energía usada

continuamente es la caloría (cal)-que, como

ya dijimos, se define como la cantidad de

calor necesario para elevar 1° C la

temperatura de un gramo de agua. Se

requieren 75 000 calorías para alcanzar la

temperatura de ebullición de alrededor de 1

litro de aguades de su temperatura

ambiente. Ya que existe lo que se conoce

como "equivalente mecánico del calor", que

es la conversión de calorías a joules (unidad

de trabajo en el sistema M.K.S., el

resultante de aplicar una fuerza de 1

newton en una distancia de 1 metro, por lo

que joules = newton x metro), se tiene que

una caloría es equivalente a 4.185 joules,

por lo tanto, para alcanzar la ebullición de

ese litro de agua, se tendría que realizar un

trabajo equivalente a 320 000 joules.

Las sociedades humanas han requerido, a

través de la historia de diversas fuentes de

energía, las cuales se han diversificado,

sobre todo después de la Revolución

Industrial, pues entonces apareció la

máquina de vapor, el uso del vapor para el

movimiento de la rueda de molinos, etc.

(Véanse Fig. 2.8 y cuadro 2.1.)


284


285

Cuadro 2.1 Unidades de energía y potencia.

Energía:

Caloría (cal): cantidad de energía que se

requiere para elevar 1 °C la temperatura de

1 gramo de agua.

La abreviatura correcta de esta medida es

cal, ya que también se conoce como caloría

chica, porque existe otra medida

denominada caloría grande o kilocaloría,

que se simboliza como Kcal y que es

equivalente a 1000 calorías.

Btu, abreviatura de la Unidad Térmica

Británica, que es la cantidad de energía que

se requiere para elevar 1 °F la temperatura

de 1 lb de agua.

Un Btu = 252 calorías.

Joule (Sistema métrico decimal)

Unidad de energía o trabajo, 1 joule =

newton -metro Newton: unidad de fuerza

del M.K.S (Sistema métrico decimal). 1

newton: 1 kg • m/seg

Potencia:

Watt (Sistema métrico decimal) 1 watt = 1

joules/seg

Caballo de fuerza (HP): Unidad de potencia

del Sistema ingles. 1 HP = 746 watts.

Energía eléctrica:

Generalmente, su consumo se expresa en

kilowatts-hora.

El ser humano transforma la energía en

trabajo y este, a su vez, en potencia.

En el siglo IV a. de C. se inventó la rueda de

molino; en el siglo XII de C., se incrementó

el caudal de energía disponible con la

invención del molino de viento. Los siglos

XVII y XVIII d. de C. vieron nacer las

máquinas de vapor, lo que permitió la

consolidación de la Revolución Industrial. En

las -centurias posteriores las máquinas de

vapor se tomaron en las fuentes básicas de

energía para la industria y el transporte; se

construyeron los ferrocarriles y, finalmente,

surgieron las turbinas de vapor y agua para

generar electricidad, sentándose así las

bases energéticas del siglo XX. Esto se

complementó con el motor de combustión

interna como fuente de energía automotriz;

todos estos avances resultaron

fundamentales para los sistemas

industriales que existen actualmente.

La energía que consume el hombre se

divide en dos grandes ramas: la energía

para procesos internos, que es la que

requiere para sus procesos corporales, y la

energía para sus procesos externos, la cual

usa en el funcionamiento de sus

instrumentos tecnológicos y el

mantenimiento de sus patrones culturales.

En lo que se refiere al consumo de energía

para procesos internos, el hombre, como

cualquier otro heterótrofo, depende de

alimentos ricos en energía y materia

carbonada provenientes de la fotosíntesis.

Cuando el ser humano se estableció en

sociedades primitivas, probablemente su

consumo energético se limitaba a satisfacer


286

su requerimiento de energía interna.

Con el tiempo al requerir energía para sus

procesos externos, descubrió, por ejemplo,

la energía contenida en la madera (un tejido

vegetal) y la liberó por medio del fuego.

Asimismo, empezó a emplear los tejidos

animales o la fuerza de trabajo de estos.

Mientras el hombre fue cazador y

recolector, sus fuentes energéticas fueron

los vegetales y animales con los que

compartía su hábitat. En esa época el

hombre tenía el comportamiento propio de

un omnívoro primitivo similar al de los

animales; su consumo energético interno

alcanzaba unas 2000 Kcal/día; su consumo

energético externo era probablemente de

otras 2000 Kca/dia que correspondían al

fuego que usaba para calentarse, cocinar,

etcétera.

Durante ese período las sociedades

humanas simples que no obtenían energía

de los combustibles fosiles presentaban una

relación entre las calorías invertidas y las

calorías generadas similar a la que

prevalece en el reino animal. Los

recolectores y cazadores recuperaban de 5

a 10 calorías por cada una que consumían.

En la agricultura primitiva, que no usaba

fertilizantes se recuperaban 20 calorías por

cada caloría invertida (en las poblaciones

naturales cada caloría que consume un

organismo produce de 2 a 20 calorías). Esta

norma general resulta de sorprendente

aplicación, ya que el consumo energético de

algunos organismos es exageradamente

alto; por ejemplo, el colibrí consume 330

calorías/minuto.

A finales del siglo XIX, por cada caloría

consumida -incluyendo el trabajo humano,

el combustible, para maquinaria agrícola,

transporte de alimentos y costo energético

de los fertilizantes- podía generarse

aproximadamente una caloría. En la

actualidad en las "sociedades de alto

desarrollo tecnológico" por cada caloría que

se invierte se recibe 0. 1 calorías. Este

costo energético no incluye energía para

calefacción, iluminación o funcionamiento

de autos particulares ni otros instrumentos

superfluos como los abrelatas eléctricos.

Actualmente a nivel mundial las sociedades

no presentan un desarrollo equitativo. Pues

mientras que existen sociedades de

cazadores, como los esquimales, y de

agricultores primitivos, como los habitantes

de la Nueva Guinea, e incluso países que no

han cambiado el modo de desarrollo

agrícola por el industrial, también existen

países altamente industrializados. Esta

situación acarrea muy diversos índices de

consumo energético per capita; aunque el

30% de la población mundial consume las

4/5 partes de la energía generada en todo

el mundo, sólo el 6% de ella, que vive en

los E.E.U.U., consume el 35% de la energía

mundial.

Este inmenso abuso del consumo energético

sólo pudo fundarse en el empleo de


287

materiales cuyas moléculas son muy ricas

en energía: los denominados combustibles

fósiles, como el gas, carbón y petróleo.

Dichas fuentes de energía externa

provienen originalmente de la luz solar, ya

que son producto de la descomposición de

residuos biológicos en el subsuelo y mueven

poderosas máquinas que han sustituido la

fuerza de trabajo de los animales. Por lo

tanto, el hombre tecnológico emplea la

energía para hacer funcionar máquinas

industriales, turbinas eléctricas, autos,

camiones, trailers, naves espaciales, etc.;

aunque también activa focos, cuchillos

eléctricos, televisores, computadoras y

hasta cepillos de dientes eléctricos. Todos

estos aparatos soportan el nivel de vida de

los países sumamente industrializados, pero

en muchos casos representan un consumo

grotesco y superfluo de energía. (Véase Fig.

2.9.)

Fig. 2.9 Los avances tecnológicos y el

consumo de energía.

El petróleo crudo se compone

principalmente de hidrocarburos y de

compuestos con azufre, nitrogeno y

oxígeno; los hidrocarburos están

constituidos, en su mayor parte, por

alquenos y algunos, compuestos cíclicosy

aromáticos.

El gas natural se compone de hidrocarburos

gaseosos producidos por los combustibles

fósiles acumulados en los depósitos de la


288

litosfera. Su composición registra

fundamentalmente gas metano, algo de

etano, propano y butano.

El carbón es una forma de materia sólida

vegetal que se depositó en capas rocosas y

que, sometido al calor y la presión, sufrió

una desintegración parcial. Se considera

que la mayor parte del carbón se generó en

los pantanos de turba. El carbón esta

formado de carbono y una diversidad de

hidrocarburos (compuestos de carbono e

hidrogeno), los cuales se pueden quemar al

aire y utilizar como combustible. Cuando

este material se quema en ausencia de aire

se produce un residuo de carbono impuro,

llamado coque, usado en la fabricación de

acero.

La lignita es un carbón fósil del tipo de la

hulla y no se encuentra totalmente

carbonizada.

... Es indispensable para estos países (se

refiere a los países en vías de desarrollo),

encontrar una alternativa que sustituya a

los fertilizantes minerales de alto costo

energético; la opción es usar materiales

orgánicos como fertilizantes en gran escala,

combinados con fertilizantes minerales.

Informes de algunos investigadores

afirman, además, que el uso indiscriminado

de fertilizantes minerales puede contribuir a

la contaminación del ambiente, aunque esto

requiere de mayor estudio. A pesar de que

los resultados de emplear materiales

orgánicos como fertilizantes no se

comparan favorablemente con los de los

fertilizantes minerales, debe insistirse en

que el beneficio puede presentarse a largo

plazo con la lenta liberación de nutrientes

vegetales (especialmente nitrogeno),

mejoramiento de las condiciones físicas y

bioquímicas, reducción de la erosión del

suelo...II

Cada barril de petróleo, cada tonelada de

carbón y cada kilogramo de uranio que se

consumen representan fuentes múltiples de

deterioro ambiental. La sierra ha sufrido

mutilaciones y daños por la minería y el

establecimiento de vías de comunicación. La

refinación del petróleo y el consumo de

combustibles producen una grave

contaminación atmosférica y un

desequilibrio, por un lado; y, por otro,

térmico, lo cual puede afectar

considerablemente, a mediano y largo

plazos, la totalidad de los ecosistemas y

modificar en gran proporción el clima

mundial.

Sería posible conservar las comodidades del

mundo moderno y además preservar la

calidad de vida y la pureza del planeta no

sólo para las grandes potencias sino para

todos los países del mundo

La respuesta fundamental sería que los

países imperialistas, como los integrantes

de las fuerzas multinacionales de la guerra

del Pérsico, dejen de utilizar a los países del

Tercer Mundo como sus centros de


289

experimentación'2 de cualquier tipo de

adelantos tecnológicos y que tampoco los

tomen como sus centros de acopio do todas

las materias primas provenientes de la

explotación desaforada de recursos

naturales endógenos mientras que los suyos

permanecen inalterados. El reciente caso de

la pugna bélica internacional por el control

del petróleo de los Emiratos Árabes es un

claro ejemplo de esta situación.

En la actualidad el consumo humano de

energía a nivel mundial es muy desigual;

por ejemplo, mientras los esquimales y los

habitantes de la Nueva Guinea generan 20

calorías por cada una que consumen la

población de los Estados Unidos, que sólo

asciende al 6% de la mundial, consume el

35% de la energía producida en la Tierra y

genera 0. 1 calorías por cada caloría

consumida.

El disímbolo consumo de energía nos

permite evaluar el nivel de industrializació,

desarrollo y calidad de vida de los diferentes

grupos humanos que subsisten en la

superficie terrestre en los albores del siglo

XXI. (Véase cuadro 2.2.)

Hasta antes de 1973, algunos

investigadores afirman que los países

pobres buscaban ansiosamente entrar en la

"era del petróleo", pera el incremento de los

precios les "garantizó" que con él no

cubrirían, la mayor parte de sus

necesidades de energía.

Los mismos autores también afirman que

para el año 2025 la humanidad deberá

satisfacer, a partir de los recursos solares,

el 75% de sus demandas energéticas;

además reconocen que para el mismo año

la energía nuclear no tendrá la posibilidad

de satisfacer la mayor parte de las

demandas energéticas humanas.

Un procedimiento viable para aminorar la

contaminación, consiste en reducir las

fuentes emisoras, es decir, abatir el

consumo de energía; se ahorraría una

enorme cantidad de combustible si la

población de los países que los poseen

colocara sus termostatos a 20° C en

invierno y a 25° C en el verano, es decir,

que no rebasara por mucho las

temperaturas ambientales de dichos

períodos.

Las casas habitación debierán ser por igual

pequeñas para que no implicaran enormes


290

gastos de calefacción (lo anterior resultaría

loable, siempre que todos los habitantes del

planeta dispusieran de una casa práctica,

confortable, aunque fuera pequeña, para

satisfacer sus demandas elementales de

vivienda). Otras medidas para combatir la

contaminación serían: que se desperdiciara

lo menos posible la gasolina en el uso del

automóvil particular; que se ocupara,

ocasionalmente al menos la bicicleta; que,

entre otras acciones, se reciclarán algunos

productos como vidrio, papel, cartón,

basura orgánica, etcétera. Tal vez estos no

dejan de ser buenos propósitos, los cuales

comentaremos ahora.

ANTECEDENTES

n 1980, el consumo mundial de

energía se encontraba en

aproximadamente 10

terrawattlaño/año; un terrawatt/año es el

equivalente aproximado de un billón de

toneladas de carbón. Si este ritmo de

demanda de energéticos se mantuviera,

para el año 2025 la población mundial se

requeriría un 40% más de energía, es decir,

14 t w/año/año.

Estos consumos energéticos difieren mucho

según el país y su grado de desarrollo y

avance tecnológico, como ya hemos visto.

Mientras Francia genera el 65% de la

electricidad que consume a partir de la

energía nuclear, del mismo tipo de fuente el

Reino Unido produce un 19%, Estados

Unidos un 16% y lo que era la Unión

Soviética sólo un 10%; en contraste,


personas dependen de los combustibles de

madera de residuos de cultivo y de

estiercol:" La Organización de las Naciones

Unidas para la Agricultura y la Alimentación

(FAO) informa que 95 países en vías de

desarrollo, entre los que se pueden citar 21

países africanos, consumen madera para

satisfacer el 75% de su demanda

energética. El desabasto de madera, a ha

causado estragos en regiones de Asia y

ciertas partes del Sahara y, lógicamente

problemas de desforestación.

El gasto energético mayor lo representan

hoy en día, las fuentes energéticas no

renovables, como el carbón, el gas natural y

el petróleo, mientras que las fuentes

energéticas renovables, sólo abastecen el

21% de la energía que se consume

anualmente (de este porcentaje el 15% es

energía de origen biológico y 6% de origen

hidráulico). La proporción de energéticos de

naturaleza renovable, como puede

advertirse, es sólo una quinta parte del

gasto total. Se provee que tan sólo en los

Estados Unidos, la demanda de energéticos

se duplicará en los próximos 30 años y que

triplicará a nivel mundial, ¿con qué fuentes

de energía se cubrirá esta demanda?

E


291

ALTERNATIVAS

LA ENERGÍA NUCLEAR

a energía nuclear donde se induce

una explosión atómica bajo control,

es una de las alternativas para

producir cierto desprendimiento de energía

aprovechable. Pero la energía nuclear, es

también no renovable, se considera que el

uranio de reserva tan sólo durará unos

cuantos decenios.

Además del suministro de materias primas,

la energía nuclear se enfrenta a problemas

fundamentales:

a) El conocimiento y manejo de la

energía nuclear va ligado

indisolublemente a riesgo de

armamento nuclear y su escaso

control por parte de la Organización

de las Naciones Unidas (ONU),

como lo demostró la guerra

internacional de 1991 en el Golfo

Pérsico.

b) Los altísimos costos de producción,

construcción y mantenimiento de

las plantas generadoras.

c) Los riesgos inherentes a la salud y

el medio ambiente, ya que, por

ejemplo, aún no se ha terminado de

evaluar el daño causado por el

accidente nuclear de Chernobil en

las regiones aledañas a la extinta

Unión Soviética.

d) El problema asociado, de cómo y

dónde manejar los desechos del

material nuclear.

LA ENERGÍA SOLAR

a energía solar es otra alternativa,

representa una fuente

abundantísima, de hecho mismos

autores también afirman que para el año

2025 la humanidad deberá satisfacer, a

apartir de los recursos solares, el 75% de

sus demandas energéticas; además

reconocen que para el mismo año la energía

nuclear no tendrá la posibilidad de

satisfacer la mayor parte de las demandas

energéticas humanas.

Un procedimiento viable para aminorar la

contaminación, consiste en reducir las

fuentes emisoras, es decir, abatir el

consumo de energía; se ahorraría una

enorme cantidad de combustible si la

población de los países que los poseen

colocara sus termostatos a 20ºC en invierno

y a 25ºC en el verano, es decir, que no

rebasara por mucho las temperaturas

ambientales de dichos períodos. Las casas

habitación debieran ser por igual pequeñas

para que no implicaran enormes gastos de

calefacción (lo anterior resultaría loable,

siempre que todos los habitantes del

planeta dispusieran de una casa práctica,

confortable, aunque fuera pequeña para

satisfacer sus demandas elementales de

vivienda). Otras medidas para combatir la

contaminación serían: que se desperdiciara

L L


292

lo menos posible la gasolina en el uso del

automóvil particular; que se ocupara,

ocasionalmente al menos la bicicleta; que,

entre otras acciones, se reciclaran algunos

productos como vidrio, papel, cartón,

basura orgánica, etcétera. Tal vez éstos no

dejan de ser buenos propósitos, los cuales

comentaremos ahora.

ANTECEDENTES.

n 1980, el consumo mundial de

energía se encontraba en

aproximadamente 10

terrawatt/año/año; un terrawatt/año es el

equivalente aproximado de un billón de

toneladas de carbón. Si este ritmo de

demanda de energéticos se mantuviera,

para el año 2025 la población mundial

requeriría un 40% más de energía, es decir,

14 tw/año/año.

Estos consumos energéticos difieren mucho

según el país y su grado de desarrollo y

avance ecológico, como ya hemos visto.

Mientras Francia genera el 65% de la

electricidad que consume a partir de la

energía, nuclear, del mismo tipo de fuente

el Reino Unido produce un 19%, Estados

Unidos un 16% y lo que era la Unión

Soviética sólo un 10%; en contraste,


personas dependen de los combustibles

Fig. 2.10 Nuevas tecnologías para el

aprovechamiento de la energía solar es la

más abundante de cuantas existen y se le

considera ilimitada. Además presenta otras

ventajas (véase Fig. 2.10):

• No contamina el aire

• No contamina el agua

• No produce ruidos

• No produce contaminación térmica

• No existe la posibilidad de que

genere una explosión o un desastre a gran

escala

E


293

• Conserva los recursos del planeta

• Está disponible para la generación

de nuevas tecnologías

Sin embargo, la luz solar es difusa; se

interrumpe durante la noche y varía con las

condiciones climáticas. Su uso, dependerá

en el futuro de la instalación de equipo

especial en grandes áreas de terreno para

su recolección y almacenamiento. De

cualquier forma se estima difícil la

probabilidad de que reemplacen por

completo, por lo menos a corto plazo, a las

plantas nucleares o a la quema de

combustibles fósiles.

Tal vez una de las opciones mas viables, en

cuanto al aprovechamiento de la energía

solar, sea utilizar la electricidad proveniente

de ella para disociar el agua en hidrógeno, y

oxígeno (provocar su electrólisis); la utilidad

de la reacción sería que, como el hidrógeno

es un gas combustible muy versátil que

puede quemarse en el aire, por sustituir a la

gasolina y otros combustibles; además,

como su único producto es el agua, sus

efectos secundarios no serían

contaminantes.

Respecto a la energía geotérmica, derivada

del calor interno del planeta, existe una

planta italiana en la región de Lerderello

que funciona desde 1913 e informa sobre

una producción de cientos de miles de

kilowatts anuales. Desgraciadamente, se

calcula que debido a que hay pocos

manantiales de elevada temperatura cerca

de la superficie terrestre, este tipo de

energía se agotará al cabo de uno o dos

siglos de explotación, a menos que se ideen

otras formas para manipularla. Una

propuesta al respecto consiste en perforar

la corteza terrestre, en un rango de 1.5 a 6

km, para llegar a su núcleo fundido, lo que

causaría la salida de agua con temperaturas

elevadisimas; si se lograra el éxito en esta

empresa el vapor emitido podría ser

aprovechado en la satisfacción de las

necesidades energéticas humanas del

porvenir.

Y que sucede con los combustibles fósiles?'4

En el último decenio del siglo XX la

humanidad depende casi por completo de

ellos. Los combustibles fósiles se han

depositado en la Tierra durante un período

de aproximadamente 600 millones de años

aunque el hombre los ha explotado

indiscriminadamente, no son recursos

renovables.


294

Fig. 2.11 Relación entre las temperaturas y

su efecto sobre la vida y desarrollo de

diversos organismos.

ya que una vez usados no se pueden

reemplazar y además su constitución es

exageradamente lenta. Llegará la época en

que sea cada vez más difícil hallar depósitos

de ellos y éstos serán más inaccesibles para

su explotación.

En la actualidad se tienen previstos los

lapsos en que se agotarán las reservas de

los combustibles fósiles. Para el carbón y la

lignita (lignita es un carbón fósil, hulla que

no se encuentra totalmente carbonizada) se

calcula que llegarán a su producción

máxima en el año 2100 y que se agotarán

para el 2400, aproximadamente.

En las reservas de Estados Unidos el gas

natural no es muy abundante, por lo que se

están buscando sustitutos sintéticos, es

decir, se intenta fabricar, por medio de la

tecnología adecuada, gas natural artificial

ya que el original se agotará para el año

2000.

Respecto al petróleo se visualiza un

repunteo hacia el año 2000 y una

disminución progresiva hacia el 2050. A

pesar de esta rápida desaparición el

dominio del petróleo ha generado grandes

conflictos en los últimos períodos del siglo

XX.

Pero sin importar las fuentes energéticas o

los medios para producirlas, la humanidad

enfrenta un problema: "el

sobrecalentamiento del planeta", causado

por el abuso de las fuentes de energía no

renovables.

Se plantea que la mayor limitante para el

consumo de energía en los próximos 100

años reside, más que en su escasez, en el

impacto generado sobre el planeta al

emplearla. El problema más obvio, como lo

plantea la segunda ley de la

Termodinámica, consiste en la generación

de una gran cantidad de calor; si este

alcanzase un valor igual al 1% de la

radiación electromagnética solar que

actualmente recibe la


295

Tierra se generaría un desastre de

consecuencias impredecibles; estas podrían

ser, entre otras, la fusión del hielo polar, la

consecuente elevación del nivel de las

aguas oceánicas, la muerte de muchos

organismos, y la inundación de terrenos

costeros. Un cambio climático generalizado

sería otra consecuencia. Se prevé que si el

ritmo de consumo energético continúa igual,

estos problemas se presentarán dentro de

un siglo. (Véase Fig. 2.12.)

Según la Fundación Friedrich Ebert,

organismo ecologista internacional, debe

escogerse un futuro energético de bajo

costo que se encuentre firmemente anclado

de la eficacia y la conservación y desarrollo

de nuevas fuentes de energía renovable, ya

que no hay otra opción viable para el siglo

XXI que no sea la de desterrar el uso de los

combustibles fósiles.

Una de las formas de consumo de los

combustibles fósiles consiste en las

reacciones químicas tendientes a preparar

fertilizantes nitrogenados. Esta práctica es

conocida como el Proceso de Haber, cuyo

desarrollo consiste en:

Cabe señalar que el costo de la producción

industrial de amonio anhidro en una planta

que produce de 600-1000 ton/día es de 35

3 106 BTU/ton, que expresado en joules

resulta 37 3 10'joules/ton; de este gasto

energético, el 60% es empleado en la

reacción del nitrógeno y el hidrogeno; e

14% en la obtención del hidrogeno a partir

del metano y el resto en el funcionamiento

de la maquinaria que posibilita el proceso

químico.

Subba Rao (investigador del Instituto de

Agricultura en Nueva Delhi), en 1980,

afirmó que los altos costos energéticos para

sintetizar fertilizantes inorgánicos han

causado que numerosos países en

desarrollo no puedan importarlos ni

producirlos porque se requiere una gran

inversión de capital. El autor afirma que en

la India existe un déficit creciente de


296

fertilizantes desde 1970 a la fecha; en las

últimas dos décadas dicho país produjo

4305 X 10' toneladas, mientras que su

consumo es de 5572 X 10 toneladas.

Para la próxima centuria los recursos

energéticos fósiles y la energía nuclear

pasarán a ser motivo de estudios históricos,

ya que se agotarán antes de que concluya

el siglo; además la energía solar en el año

2000 apenas estará en proceso de

investigación básica para poder

implementarse como un avance tecnológico.

¿Qué alternativa representa entonces el uso

de fuentes energéticas renovables?

LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL

NITRÓGENO

n este contexto. abogamos por el

empleo intensivo de la fijación

biológica de nitrógeno, la cual

desarrollan distintos organismos

procarióticos (como las bacterias, las

cianobacterias y los actinomicetos) que son

capaces de transformar el N2 en NH;; esta

última forma nitrogenada es más

susceptible de incorporarse en aminoácidos

del tipo de ácido glutámico y glutamina,

tanto en los organismo fijadores que viven

en forma libre como para los que lo hacen

en forma simbiótica (creciendo asociados en

cierta parte de una planta hospedera),

como es el caso de los nódulos de las

leguminosas donde vive la bacteria del

genero Rhizobium. (Véase cuadro 2.3.)

La importancia ecológica y energética de la

cantidad de nitrógeno introducido al

ecosistema por esta vía, permite fertilizar el

suelo con uno de los componentes

indispensables para el desarrollo de los

vegetales fotosintéticos, asociados o no con

organismos fijadores, reacuérdese que los

E


297

productores o autótrofos beneficiados con

este proceso representan la base alimenticia

de todos los seres vivientes de la Tierra,

tanto en el medio terrestre como en el

acuático.

Como una ventaja adicional, la fijación

biológica de nitrógeno consume, como

fuente de energía, azúcares derivados de la

fotosíntesis, los que representan por

metabolitos esenciales de los organismos

fijadores y no produce sobrecalentamiento

(como con el uso de combustibles fósiles).

Indirectamente, la fuente original es la

energía solar, que a mediano y largo plazo

será el reservorio energético de toda

humanidad.

Como podrá observarse en el cuadro 2.3, la

fijación biológica no es una propiedad

exclusiva de la asociación Rhizobium-

leguminosas, sino que puede expresarse

entre microorganismos fijadores y otros

vegetales y aún en microorganismos

procarióticos de vida fibre.

En 1974, Richard informó sobre plantas no

leguminosas capaces de formar

asociaciones con fijadores de nitrógeno

molecular. Entre estas plantas se puede

hablar de las familias Coriaceae Rosaceae,

Miricaceae, Betulaceae, Casuarinaceae,

Eleagnaceae y Rhamnaceae. Probablemente

el estudio y optimización práctica de

organizaciones simbióticas o de vida libre de

este tipo constituyen posibilidades reales de

implementa fuentes biológicas de energía

renovable.

En 1980, Phillips reportó que diversas

leguminosas templadas aportan al suelo, un

kg de nitrógeno, cantidades que van desde

25 a 30 kg de nitrógeno fijado/Ha/año para

Phaseolus vulgaris (frijol), y hasta 326 a

648 kg de nitrógeno/Ha/año para Vicia faba

(haba). (Véase Fig. 2.13.)

También debemos-destacar que muchos

productos agrícolas han provocado estados

de alarma entre los estudiosos de los

problemas de la contaminación ambiental,

ya que el abuso en el uso de los fertilizantes

nitrogenados (los cuales representan

excesos en


298

el consumo de energía y fuentes de

contaminación) puede llegar a provocar, por

la abundante presencia de nitratos:

• Formación de nitrosaminas,

compuestos de posible efecto

cancerígeno.

• Metemoglobinemia,15 o sea trastornos

a nivel de hemoglobina animal y

humana.

• Eutroficación, proceso que sobre

una reserva acuosa donde por exceso de los

nitratos se va generando una carencia de

oxígeno, con la consecuente anacrobiosis

del agua y su posible transformación en

zona pantanosa.

Frente a este panorama resulta deseable

que la aplicación de las diversas formas de

fijación biológica de nitrógeno se

incrementen día con día, resolviéndose así

el suplemento de material nitrogenado

indispensable para los cultivos agrícolas.

Esta facultad de los procariotes fijadores de

nitrógeno resuelve de manera ecológica,

con ahorros energéticos, un proceso que de

otra forma resulta desgastante, desde el

punto de vista energético, y tiene altísimos

riesgos de contaminación.

CUESTIONARIO

2.1. ¿Qué es la molécula de ATP, y por

qué es tan importante

energéticamente para los seres

vivos?

2.2. ¿Qué relación existe entre los flujos

de materia y energía en los

ecosistemas?

2.3. Defina la primera y segunda leyes

de la Termodinámica y explique por

que son importantes para los seres

vivos?

2.4. Defina los conceptos de entropía y

energía cinética y explique por qué

son fundamentales para la vida?


299

2.5. ¿Qué son los ciclos de materiales en

el ecosistema?

2.6. ¿Qué es una cadena alimenticia?

2.7. ¿Por qué los seres vivos se

clasifican en autótrofos,

heterótrofos y degradadores?

2.8. ¿Cuál es la región visible de la luz

solar y cuál es su importancia?

2.9. ¿Qué es el efecto invernadero en un

ecosistema?

2.10. ¿Qué significa que un material sea

endergónico y para que son útiles

las mediciones de calorías y

kilocalorías en un ecosistema?

2.11. ¿Qué son los ciclos biogeoquímicos

y por que son importantes en ellos

las pozas de intercambio y

depósito?

2.12. ¿Cómo se valora la eficiencia en el

uso de la energía en el ecosistema?

2.13. ¿Qué es la productividad y que

relación tiene con la biomasa?

2.14 ¿Cómo se diferencian la

productividad real de la

productividad primaria o neta?

2.15 ¿Qué es la quimiosíntesis?

2.16. ¿Qué significa la regla del 10%?

2.17. ¿Qué relación existe entre los

joules, unidades de trabajo y las

calorías?

2.18 ¿Cuáles son los diferentes tipos de

energía y que relación tienen con la

potencia?

2.19 ¿Cómo se relacionan las calorías

consumidas/calorías generadas?

2.20. Indique cuál es la clasificación de

los combustibles fósiles.

2.21. ¿Cuáles serán los riesgos de usar en

demasía los combustibles fósiles?

2.22. ¿Qué fuentes energéticas

renovables conoce?

2.23. ¿Qué relevancia tiene la fijación

biológica de nitrógeno, en

comparación con el proceso de

Haber, para la producción de

fertilizantes nitrogenados?


300

... Aquí madre tierra, madre nuestra, te

rogamos

que sigas dándonos buenas cosechas, que

ordenes la

lluvia para que tus hijos puedan seguir

viviendo...

Oración huichol

(Dominio popular)

LOS CICLOS ECOLÓGICOS

LOS CICLOS ECOLOGICOS________________________________________

301

CONCEPTOS CLAVE

gua (propiedades y ciclo en la

naturaleza)

Ciclo astronómico

Ciclos biogeoquímicos

Ciclos del nitrógeno, el carbono, el fósforo,

el azufre y el oxígeno

Clasificación de los ciclos biogeoquímicos:

gaseosos y sedimentarios; globales y locales

Fotodisociación

Geosistema

Ozono (presencia natural y por

contaminación fotoquímica)

Papel de los reductores en el ecosistema

Reacciones fotoquímicas

Tipos de contaminación fotoquímica

3.1 LOS CICLOS GEOLOGICOS

n la Tierra se presentan diversos

tipos de ciclos; uno de ellos es el

ciclo astronómico (cambios del día y

la noche, fases lunares y estaciones del

año, constituyen ejemplos de este ciclo).

Un ciclo geológico se refiere al origen y

modificación del material que constituye la

superficie terrestre.

La Tierra sufre continuamente

modificaciones debido a presiones

provenientes del interior del planeta y que

se expresan a través de las grietas del

fondo de los océanos. Sin embargo, los

ciclos geológicos son muy prolongados, ya

que tardan períodos de millones de años.

La Tierra es considerada un geosistema

integrado por diversos componentes:

• litosfera (sierra sólida)

• hidrosfera (zona acuosa contenida en

cuencas)

• atmósfera (envoltura gaseosa que

rodea todo el planeta)

La litosfera presenta interacciones tanto con

la hidrosfera como con la atmósfera y esta

claro que estos modificaciones han ocurrido,

y seguirén presentándose, desde el origen

de nuestro planeta.

El ciclo geológico es una conjunción de

fuerzas; unas favorecen la recomposición de

las estructuras terrestres y otras las

modifican o las devastan.

Esto lo demuestran las modificaciones que

los continentes actuales han experimentado

a través del tiempo y la existencia en los

océanos de un sistema de cordilleras

sumergidas que se extienden entre diversas

cuencas oceánicas.

El estudio de los movimientos superficiales

de la Tierra se desarrolla sobre una base

científica; entre las propuestas emanadas

de estos estudios encuentra la explicación

de la tectónica de placas, la cual sugiere

que la litosfera está compuesta de un cierto

número de placas rígidas en constante

movimiento relativo. Las placas son más

estables hacia su parte interna, pero en sus

A

E


302

bordes presentan mayor actividad asociada

con el vulcanismo (actividad volcánica) y la

sismicidad. Su actividad también genera la

riqueza mineral de una zona. Debido a esta

actividad ninguna zona terrestre esta

exenta de temblores, aunque algunas de

ellas son más susceptibles y se les llama

zonas sísmicas.

La actividad geológica crea constantemente

nuevos depósitos de minerales por medio

del movimiento de los materiales fundidos,

mientras que el movimiento continental los

distribuye a través de la Tierra.

3.2 EL AGUA Y SU IMPORTANCIA

EN LA NATURALEZA

3.2.1 PROPIEDADES DEL AGUA

l agua en la naturaleza juega

diversos papeles; por ejemplo, es

causante de la modificación de la

Tierra, ya que causa erosión cuando fluye

con fuerza sobre el suelo al provocar

arrastres de los materiales que lo

componen. Su acción erosiva permanente,

sobre un terreno puede formar montes,

cañones y mesetas. En grandes corrientes

arrastra y deposita grandes cantidades de

sedimentos en los lechos acuáticos.

El agua es el solvente universal, ya que casi

todos los materiales son solubles en él;

transporta la mayor parte de nutrientes

necesarios para los seres vivos; por

ejemplo. los nutrientes necesarios para un

vegetal fotosintético son transportados

desde el suelo en un caudal acuoso. Por

otra parte, aproximadamente el 90% del

cualquier célula está constituida por

materiales acuosos.

Las propiedades específicas del agua, la

vuelven una sustancia muy especial en la

naturaleza.

Los compuestos que aparecen en el cuadro

3.1, debieran ser similares al agua, y que

tienen dos características en común:

• son isoelectrónicos (con el mismo

número de electrones)

• también son solventes.

Sin embargo, como puede notarse en el

cuadro, las propiedades son radicalmente

E


303

distintas. A continuación explicaremos el

porqué de algunas de ellas.

La polarización de la molécula de agua se

debe a la definida electronegat vidad del

átomo de oxígeno, lo que genera una red de

carga positiva sobre el protón (1-1'). Esto

causa también la presencia de dipolos, ya

que las cargas positiva y negativa están

perfectamente definidas. Esta propiedad

favorece la tendencia a funcionar como

solvente que manifiesta el agua.

El enlace por puente de hidrógeno presente

en el agua favorece sus altos valores de

punto de ebullición, punto de fusión y calor

de vaporización, datos que aparecen en el

cuadro 3.1. (Véase Fig. 3.1.)

Su elevada capacidad calorífica (el número

de calorías requerido para elevar la

temperatura de 1 gramo de agua de 15-

16°C) sólo la rebasa otro solvente: el

amoniaco (como puede notarse en el cuadro

3.1.). Por lo tanto, el agua permite

mantener casi constante la temperatura de

los organismos vivientes. Esta propiedad

debió favorecer la aparición de las primeras

formas de vida en los oceános primitivos.

La gran cantidad de calorías requeridas para

vaporizar un gramo de agua (540 calorías)

garantiza la temperatura de los organismos

homotérmicos, ya que una gran cantidad de

energía puede disiparse por vaporización del

agua.

Por último, el agua presenta su mayor

densidad a los 4°C; como el hielo se forma

a los 0°C es menos denso que el agua

líquida y, por lo tanto, flota en ella; si esto

no fuera así los océanos se congelarían de

abajo hacia arriba y el hielo no flotaría

sobre su superficie como sucede en

realidad. Recuerde que existe vida en las

aguas aparentemente heladas.

3.2.2 CICLO DEL AGUA EN LA

NATURALEZA

e considera que el agua total en la

naturaleza equivale a 1359 x l0'

litros, cantidad que ha permanecido

constante en el planeta desde su origen. Se

supone también que fueron las lluvias

torrenciales las que contribuyeron a enfriar

el planeta antes de que la vida apareciera.

S


304

Fig. 3.2 Ciclo del H2O.

Casi el 100% del agua corresponde a la de

mar, ya que sólo el 0.475% es agua dulce y

el 2.25% es el agua congelada de los

glaciares; por lo tanto, el agua salina

representa un 97% del total. En la

atmósfera como vapor sólo existe el 0.001

% de agua.

Fig. 3.3 Ciclo del agua.

Las rutas principales de movimiento del

agua son la evaporación y la transpiración.

La principal evaporación se lleva a cabo en

el agua del mar; en menor proporción se

presentan en lagos y ríos.


305

La transpiración se debe a la difusión de

agua a través de las membranas de los

tejidos vegetales y se integra a la atmósfera

en forma de vapor (el maíz transpira 3 747

525 litros de agua/Ha/año). Entre los

animales hay también procesos de

transpiración pero para las plantas, la

relación fotosíntesis-transpiración es un

fenómeno, fisiológico vital. (Véanse Fig. 3.2

y 3.3.)

3.3 CICLOS BIOGEOQUIMICOS

l término biogeoquímico se deriva

del hecho de que existe un

movimiento cíclico natural mediante

cambios químicos, a través del ambiente

geológico de los elementos que conforman a

los biorganismos.

Los elementos circulan por medio del aire,

la tierra, el mar y entre los seres vivos

siguiendo complejas rutas.

Todos los materiales naturales necesarios

para garantizar la continuidad de la vida se

encuentran dentro de la misma biosfera;

carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo,

azufre, etc., deben reciclarse a través de los

ecosistemas con la participación activa de

los organismos cuyo nicho o función

ecológica es, precisamente, servir de

recicladores o reductores de los materiales

orgánicos que se deben mineralizar. Este

proceso es necesario, porque los

organismos productores o fotosintéticos no

asimilan las formas orgánicas, sino que

requieren los materiales como sales

minerales: sulfatos, fosfatos, nitratos,

etcétera.

Los reductores del tipo de los hongos,

según Wittaker y su sistema de los cinco

reinos (véase capítulo 1), presentan el

sistema típico de nutrición por absorción, ya

que absorben los nutrientes solubles,

degradando así a la materia orgánica y

dejando libre en el ambiente el material ya

mineralizado.

Se dice que hay ciclos biogeoquímicos de

nutrientes gaseosos, ya que estos ciclos

implican el paso de ciertos estadios en

forma de gas; tal es el caso del nitrógeno,

el carbono, el oxígeno, etc. Otro ciclo es el

de los nutrientes sedimentarios; entre ellos

se incluye el del fósforo.

La identificación de los ciclos

biogeoquímicos es otra forma de estudiar

los fenómenos propios de los ecosistemas.

Por ejemplo, considérese la tala de un

bosque; para mantener el equilibrio de

nutrientes (la tala provoca elevadas

pérdidas de estos aún cuando no se haya

presentado erosión del suelo) la cuestión

sería ¿cómo suplir los nutrientes que se han

perdido? Para hacerlo existen algunos

caminos naturales y otros artificiales; por

ejemplo, en las regiones donde hay gran

cantidad de materia vegetal, la hojarasca o

celulosa de los árboles que cae al suelo, y

que allí se conserva (un cafetal, por

ejemplo), es material suficiente para

E


306

reintegrar los nutrientes extraídos; pero si

no hay reciclamiento de estos materiales es

muy probable que deban integrarse

fertilizantes artificiales al sistema.

Como lo veremos a continuación, existen

sistemas biológicos, como los fijadores de

nitrógeno (de vida libre o simbiótica), que

ayudan a regenerar la capacidad nutritiva

del suelo o del agua -en caso de

ecosistemas acuáticos, donde también se

presentan estos ciclos-, por la conversión

química del N2 atmosférico, inerte

totalmente en nitrógeno amoniacal, el cual

ya esta disponible para los organismos

fotosintéticos.

A los ciclos biogeoquímicos como el del

fósforo, que sólo involucra la estructura

interna del ecosistema, se le llama local.

A los ciclos gaseosos (como el del

nitrógeno, el carbono, el oxígeno, etc.) se

le, llama globales, ya que al presentarse

una fase gaseosa intercambian dinámicas

entre el ecosistema y la atmósfera.

3.3.1 CICLO DEL NITRÓGENO

a disponibilidad biológica del

nitrógeno, fósforo y potasio es

fundamental porque estos elementos

constituyen los principales nutrientes de los

vegetales; de ellos el nitrógeno es el que

más fácilmente recircula, por acción

microbiana en el ecosistema.

L


307

Fig. 3.5 Ciclo del nitrógeno en la naturaleza.

El nitrógeno es, además, el principal

constituyente de las proteínas, por lo que

resulta fundamental para cualquier ser vivo.

El nitrógeno en el medio terrestre puede

perderse por volatilización y por lixiviación

(paso del material hacia las capas mas

profundas del suelo, donde ya no se halla

disponible), por lo que su manejo debe ser

adecuado y cuidadoso. (Véanse Fig. 3.4 y

3.5.)

Los pasos principales o etapas en el ciclo del

nitrógeno son:

• Fijación. Puede ser atmosférica,

realizada por la influencia de los rayos o

descargas eléctricas que transforman el

N2 atmosférico inerte en formas del tipo

de nitritos y/o nitratos. La Fijación

también puede ser industrial, ya que a

través del proceso de Haber-Bosch el N2

de la atmósfera puede transformarse en

amoniaco. El último tipo de fijación es la

biológica. En cuanto a esta etapa, los

organismos involucrados son sólo del

reino monera (carecen de núcleo

celular), bacterias y actinomicetos.

Entre las bacterias pueden existir de

naturaleza simbiótica o de vida libre,

aerobia y anaerobia. Para las

simbióticas aerobias tenemos el caso de

las del genero Rhizobium, las cuales se

asocian normalmente con muchos tipos

de leguminosas (haba, chícharo, frijol,

etc) (Véase Fig. 3.6.)

• Amonificación. En esta etapa el

nitrógeno orgánico se convierte en

amoniaco. Entre las bacterias que

participan en esta fase estan: Bacillus,

Clostridium


308

Fig. 3.6 Fijación de N2 por diversas

leguminosas.

Serratia, entre otras; así como los

hongos Alternaria, Aspergillus, Mucor,

Penicillium, etcétera.

• Nitrificación. Es la conversión del

amoniaco en nitritos y nitratos. En la

conversión a nitritos participan las

bacterias nitritantes y en la segunda las

nitratantes. Las que participan en la

primera etapa son Nitrosomonas,

Nitrosococus y Nitrosospira; en la

segunda fase hallamos a Nitrosobucter.

• Desnitrificación. Es la fase que reintegra

el nitrógeno a la atmósfera en forma de

N2 gaseoso u óxidos de nitrógeno. Un

tipo de bacteria asociado es el

Thiobacillus desnitrificans.

3.3.2 CICLO DEL CARBONO

a diversidad y complejidad de los

diversos sustratos en el ciclo del

carbono pueden notarse en las

figuras 3.7 y 3.8.

El ciclo del carbono en la naturaleza consta

de las siguientes etapas: fotosíntesis,

respiración de todos los tipos y acción de los

organismos autotróficos, como puede

notarse en el esquema del ciclo; todas estas

actividades generan CO,. Recuerde que este

ciclo se considera global pues parte de él se

realiza en la atmósfera.

Algunas de las bacterias que participan en

este proceso degradando la celulosa son:

Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, Vidrio,

etc. Entre los hongos contamos a:

Alternaria, Aspergillus, Penicillium,

Rhizopus, etc.; entre los actinomicetos:

Nocardiu, Streptoinices, etcétera.

3.3 CICLO DEL FÓSFORO

os principales pasos del ciclo del

fósforo son su mineralización, el

almacenamiento, el recambio en el

reservorio del humus y su fijación química

en el suelo (puede presentarse en suelos de

origen volcánico que posee una arcilla

amorfa llamada alofano, la cual casi retiene

irreversiblemente el fósforo a menes que

exista la acción

L

L


309

Fig. 3.7 Diferentes formas químicas del

carbono en la naturaleza,

de bongos micorrícicos que favorecen la

solubilidad del nutriente). Véase el capítulo

4, Hongos endomicorrícicos. (Véase Figs.

3.9 y 3.10.) Algunas de las bacterias que

participan en este proceso son Clostridium

butiricum y Escherichia culi.

Fig. 3.8 Ciclo del carbono.

A este ciclo se le llama local porque no tiene

demostrada la presencia de formas

gaseosas intermediarias.


310

3.3.4 CICLO DEL AZUFRE

l azufre también es un elemento

fundamental para los seres vivos, ya

que es nutriente esencial para todos

los organismos (forma parte de los

aminoácidos cístina y cisteína). Su ciclo

consta de los procesos de mineralización,

asimilación, oxidación y reducción de las

formas azufradas. (Véase Fig. 3.11.)

Algunos microorganismos involucrados en el

proceso son:

Thiobacillus (género muy comun en el

proceso cuya única especie anaeróbica es

ihiobacillus desnitrficans), Desulfovibrio,

Bacillus, Pseudo mono, etcétera.

3.3.5 OTROS CICLOS

BIOGEOQUÍMICOS

n la figura 3.12 se ilustran los ciclos

local y global: con el primero se

ejemplifican los ciclos de los

siguientes elementos: P, K, Ca, Mg, Cu,

etc.; y con el segundo los

ciclos de estos otros: 02, N2, C, etc. Los

modelos presentados en la figura son lo

suficientemente generales para acoplarlos a

cualquiera de los elementos, ya sea que

presenten ciclos locales o ciclos globales.

3.3.6 CICLO DEL OXÍGENO

n cuanto al caso particular del ciclo

del oxígeno, el origen de este

elemento libre se remonta a 3200

millones de años, cuando se inició la

fotosíntesis en el planeta. Recuerde que en

la fotosíntesis se rompe de manera natural,

E

E

E


311

y debido a la acción de la energía solar, la

molécula de agua en sus dos componentes:

el hidrógeno, necesario para la posterior

síntesis de carbohidratos, y el oxígeno, que

escapa hacia la atmósfera.

Recuerde también que el desprendimiento

de este oxígeno primigenio contribuyó a la

constitución de ozono (03) de la capa

atmosférica, gas que impide, en las partes

superiores de la atmósfera, el paso de las

radiaciones UV (ultravioletas) del Sol; esta

pantalla protectora posibilitó la salida y

evolución gradual de los organismos del

mar, sitio donde se desarrollaron

inicialmente porque no podían abandonarlo

mientras no

existiese una protección contra la luz

ultravioleta. Los estudios evolutivos señalan

la presencia de las plantas vasculares

terrestres hasta muchos millones de años

después; las investigaciones indican que

esto ocurrió hace apenas 400 millones de

años.

El oxígeno en la naturaleza es requerido

para activar cualquier combustión u

oxidación; los procesos vivientes con los

que se relaciona fundamentalmente son la

fotosíntesis y la respiración, ya que en la

primera se produce oxígeno, mientras que

todos los organismos que respiran por

métodos aeróbicos, requieren aire para

desarrollar este proceso y especialmente

consumen oxígeno. (Véase Fig. 3.13.)

Como hoy en día esta de moda hablar del

ozono podríamos preguntarnos: ¿Acaso el

ozono es el oxígeno triatómico (O) que se

encuentra en las capas más superiores de la

atmósfera? La respuesta seria si allí esta el

ozono cuyo origen biológico se


312

remonta a un período mayor de 3000

millones de años y fue contemporáneo de

las primeras bacterias fotosintéticas; pero el

ozono de que se habla en nuestros días es

otro y se le considera contaminante y tiene

un origen diferente.

3.3.6.1 EL OZONO CONTAMINANTE

a inversión térmica es un proceso

natural que se presenta cuando una

capa de aire más caliente descansa

sobre otra cuya temperatura es menor,

provocando que esta capa capte, como una

trampa, los contaminantes y no permita que

estos se dispersen.

Las partículas suspendidas en la atmósfera

circulan en ella y pueden caer por la acción

de la lluvia, la nieve o, finalmente, por

gravedad. Las partículas producidas en un

sitio pueden "Hover" en otro cualquiera

(entre dichas partículas podemos hallar:

L


313

Nótese la necesidad del oxígeno para:

respiración, combustión y acción volcánica.

O. Oxígena monoatómico (puede provenir

de reacciones de contaminación)

fotoquímica.

Fig. 3.13 Ciclo del oxígeno.

polvo, bacterias, polen, semillas, restos de

aves, residuos de plaguicidas, partícula

radiactivas, etc., según el tipo de materiales

de los cuales proceden). (Véase Fig. 3.14.)

A pesar de que los contaminantes tienden a

dispersarse globalmente, las condiciones

meteorológicas y geográficas regionales

pueden conjuntarse para concentrarse

provocar uno de los problemas tecnológicos,

más difíciles de resolver en estos tiempos y

que ejemplifica claramente el caso de la


314

ciudad de México con sus altos niveles de,

contaminación entre los que destaca el del

ozono, el cual presenta niveles altisimos

mucho mayores de una parte por millón

ppm = - m-g de _ ozono - y menores de 9

ppm litros de aire lo que rebasa con mucho

las normas internacionales pactadas para

este elemento.

La ciudad de Los Angeles, a semejanza de

la ciudad de México, se encuentra rodeada

por montañas en tres de sus extremos (la

de México puede considerarse totalmente

rodeada). El movimiento del aire, por tanto,

es limitado, además de que las condiciones

meteorológicas frecuentemente resultan

favorables para la generación de inversiones

térmicas. Hasta aquí las situaciones resultan

paralelas.

El tipo de contaminación en el aire se puede

dividir, fundamentalmente en dos grandes

grupos: (1) el "esmog de Londres", formado

por compuestos de azufre, bióxido del

mismo y ácido sulfúrico (la combinación de

estos con la niebla genet-6 en Londres en

1952, la catástrofe en la cual perdieron la

vida 4000 personas) (2)

Fig. 3.14 Etapas de la inversión térmica.

El fotoquímico similar al esmog de ciudades

como Los Angeles y México conocido como

"esmog de Los Angeles". Se llama así

porque en esa ciudad fue donde se detectó

por primera vez, debido a su elevado

número de autos (más de 3 500 000) y sus

frecuentes inversiones térmicas (260-

270/año, situación que genera más del 71

% de días con inversión térmica al año,

considerando además que en algunos días

se presentan dos inversiones térmicas).

La causa de esta contaminación fotoquímica

no esta directamente ligada a los

contaminantes primarios (monóxido de

carbono, bióxido de azufre, óxidos de


315

nitrógeno o hidrocarburos semiquemados)

sino a los productos que se forman cuando

estas materias primas reaccionan

fotoquímicamente debido a la acción de la

luz solar, este fenómeno produce

contaminantes secundarios y aun terciarios

--que pueden causar efectos fisiológicos

severos tanto en animales, plantas y

humanos-; entre estas sustancias destacan

el temido ozono, los ácidos orgánicos, los

aldehídos y los nitratos de peroxiacilo

(PAN).

La alta contaminación fotoquímica provocó

que en la primavera de 1992 fuera

necesario declarar Planes de Contingencia

Ambiental en el D.F.; entonces se hicieron

públicos los altísimos niveles de ozono en el

ambiente, sin que hasta la fecha se

expliquen claramente sus orígenes,

desarrollo y perspectivas reales de control.

(Véase Fig. 3.15.)

Fig. 3.15 Reacciones fotoquímicas.

El equilibrio de las reacciones fotoquímicas

está influído directamente por la luz, lo que

puede afectar su velocidad de desarrollo. Se

dice que uno de los procesos químicos

elementales más simples es la

fotodisociación.

EI ozono en la ciudad de México ha causado

trastornos pulmonares en estudiantes del

CCH Vallejo al Noreste del D.F. También ha

mostrado causar fragilidad de los glóbulos

rojos.

Fig. 3.16 Producción de ozono.


316

Un día de cada tres, se rebasa los límites de

contaminación por ozono siendo la Ciudad

de México una de las principales

productoras a nivel mundial.

Fig. 3.17 Producción de esmog.

Esto es debido a que la molécula se

desintegra en sus partes componentes; por

ejemplo, una molécula diatómica se

descompone en un átomo normal y otro

excitado (caso del oxígeno, que puede

causar la aparición de O u ozono en vez del

oxígeno diatómico normal). La energía

necesaria para este proceso es más alta que

para las reacciones normales, lo que puede

deberse a que durante la disociación

fotoquímica la molécula se excita

electrónicamente, lo que ocasiona su propia

disociación. (Véanse Fig. 3.16 y 3.17.)

La reacción de formación de ozono por vía

fotoquímica es:

Estas nuevas reacciones químicas

(originadas por el impacto humano en los

ecosistemas, que tal vez aún no han sido

estudiadas por completo y que, además, se

ignora cómo controlarlas) han venido a

mostrar una nueva cara del ciclo

biogeoquímico del oxígeno.

Los átomos de oxígeno que así se

comportan, pueden provenir del oxígeno

atómico que se desprende del enlace:

"N - O" del NO2

La molécula del NO2 resulta una clave en el

proceso de la contaminación por foto-

oxidación.

Cuadro 3.2 Fuentes de envisión de óxidos

de nitrógeno


317


318

Los problemas ligados a la contaminación y

generación de nuevas y exóticas formas del

oxígeno en nuestros ecosistemas deberán

controlarse antes del inicio del próximo

siglo; si no se hace, las consecuencias que

el hombre tendrá que afrontar, además de

parcialmente impredecibles, pueden ser

demasiado peligrosas para la preservación

de la biodiversidad2 del mundo actual.

Para concluir este capítulo, revisaremos

algunos datos ligados a la situación de la

ciudad de México:

1. A pesar de que en varias ciudades de

América Latina se ha presentado el

fenómeno de metropolización o

megalopolización (formación de

grandes ciudades: zonas con extensa

urbanización e industrialización), la

ciudad de México es la más

densamente poblada e

industrializada. A continuación

presentamos los pronósticos de

crecimiento poblacional para el año

2000 en algunas ciudades

latinoamericanas:

México

106%

Sao Paulo

91%

Río de Janeiro 77%

Buenos Aires

20%

La ciudad más densamente poblada de

América Latina esta ubicada casi al centro

de México, ocupando tan sólo el 0.05% del

territorio total del país; a pesar de ser un

pequeñísimo territorio, es la zona más

densamente poblada y allí viven casi la

quinta

Fig. 3.113 El esmog en el centro de la

ciudad de México a las 12 del día. Al fondo

puede apreciarse la silueta de la Torre

Latinoamericana.


319

Fig. 3.19 El esmog presente en una de las

avenidas de la antigua "Ciudad de los

Palacios"

(México, D.F.).

parte de los mexicanos, quienes generan

la tercera parte del Producto Interno

Bruto de la nación; esto puede explicarse

ya que en el Área Metropolitana de la

ciudad de México (Distrito Federal y

municipios conurbados) se asienta el

21% del parque industrial total de los

Estados Unidos Mexicanos.

Algunos funcionarios de la entonces

Secretaría de Desarrollo Urbano y

Ecología (SEDUE) declararon que en la

región se localizan, por lo menos 200

industrias consideradas altamente

contaminantes y que sería deseable que

cumplieran con la "nueva legalización de

alto riesgo industrial".

No obstante, la Agencia de Cooperación

Internacional del Japón (JICA) señala que

para instalar equipos anticontaminantes (sólo

para las empresas que generan desechos

mas tóxicos), se requiere una inversión de

83 000 000 de dólares (La Jornada, 28 de

marzo de 1992). Lo primero que se sugiere

al gobierno mexicano es que las grandes

empresas cuenten con equipos de medición

para determinar el flujo de gases y las

concentraciones de monóxido y dióxido de

carbono, óxidos de nitrógeno, humo y hollín.

También señala que es necesario precisar el

inventario de emisiones, ya que no se

abarcan todas las emisiones gaseosas y los

datos son muy imprecisos.

Con respecto a la industria química, los

hornos de calcinación catalítica; con un costo

de 600 000 dólares, reducirían en un 98% la

emisión de óxidos de nitrógeno.

El Estado de México genera la quinta parte

del Producto Interno Bruto, pero debe

considerarse que estas cifras pueden

mezclarse, porque algunas zonas de este

estado forma parte de la Zona Metropolitana

de la Ciudad de México.


320

Fig. 3.20 Desafiando el esmog matutino en

el legendario Bosque de Chapultepec,

Delegación Miguel Hidalgo, México, D.F.

Referido a la industria cementera, si se

invirtieran entre 50 000 y 500 000

dólares, según el caso, se abatiría

alrededor del 90% de los óxidos de

nitrógeno generados.

La pregunta sería: ¿Las autoridades

correspondientes obligarán a las industrias

a tomar estas medidas y se aplicará hasta

sus últimas consecuencias la nueva

legislación de alto riesgo industrial?

Existen estudios de diversas instituciones,

por ejemplo los del Instituto de Ingeniería

de la Universidad Nacional Autónoma de

México, que señalan que los óxidos de

nitrógeno representan el 17.12% del total

de contaminantes industriales y el 37.15%

de los mismos compuestos corresponden a

los contaminantes arrojados por los

automotores -incluyendo vehículos de

gasolina, diesel, etc. Debe recordarse que

en este capítulo hemos venido señalando

la importancia de los óxidos de nitrógeno

en la funesta producción del alótropo del

oxígeno: el ozono. (Véanse Fig. 3. 18,

3.19 y 3.20.)

Si las autoridades mexicanas ya han

tomado drásticas medidas sobre todo

respecto a los automóviles; la verificación

vehicular obligatoria anual o Manual (que

obliga a tener los automotores en

condiciones aceptables con respecto a la

emisión de gases) y el programa Hoy no

circula, en sus fases I o II, que llega a

retirar hasta 1 000 000 de vehículos de la

circulación cada día de lunes a viernes, y

500 000 en sábado o domingo, la

interrogante que surge es ¿por qué no se

muestran tan estrictas con los industriales

de toda la Zona Metropolitana de la ciudad

de México si la producción de ozono es

bipartita? Respuestas a este tipo de

candentes cuestiones son cada vez más

apremiantes en esta sufrida exciudad de

los palacios.


321

CUESTIONARIO

3.1. ¿Qué es un ciclo geológico?

3.2. ¿Qué es un ciclo astronómico?

Mencione ejemplos.

3.3. ¿Qué es un geosistema?

Ejemplifique.

3.4. Discuta brevemente las

características del agua en

relación con su importancia para

los seres vivos.

3.5. ¿Cuál es el ciclo del agua en la

naturaleza? Esquematícelo.

3.6. ¿Qué son los ciclos

biogeoquímicos?

3.7. ¿Por qué son fundamentales los

organismos reductores en un

ecosistema?

3.8. Mencione con qué criterios se

clasifican los ciclos biogeoquímicos

en gaseosos y sedimentarios o en

globales y locales.

3.9. Ejemplifique y comente los ciclos

del nitrógeno, carbono, fósforo,

azufre y ozono.

3.10. ¿Qué es la fotodisociación y cómo

se relaciona con la contaminación

fotoquímica?

3.11. Discuta los efectos que causa el

ozono al organismo humano.

Tome como base la información

que presenta el cuadro 3.3.

3.12. Discuta cuáles son los diversos

tipos de contaminación y que

trastornos generan. Tome como

base la información contenida en

el cuadro 3.4.


322

a población, en cualquier

momento, se expresa

cuantitativamente por la diferencia del

valor del potencial biótico (habilidad

reproductiva), menos el monto de la

resistencia ambiental (conjunto de

fuerzas que operan simultáneamente

en la reducción del nivel de la

población).

Población - potencial biótico - resistencia

ambiental

P = PB - RA

Tornado de Flores Gallardo, D.

Ecología de poblaciones

México, Universidad Autónoma de

Chapingo,

(mimeografiado), p. 101

OBJETIVOS DEL CAPITULO

AL FINALIZAR EL CAPÍTULO EL

ALUMNO:

4.1. Conocerá los diferentes parámetros

que definen una población de

organismos vivos de cualquier tipo y

establecerá relaciones entre ellos.

4.2. Analizará lo que significan en sí,

para el desarrollo de una población,

los conceptos de: potencial biótico,

resistencia ambiental, capacidad de

carga; índices de fertilidad,

natalidad y mortalidad; densidad

poblacional, patrones de crecimiento

y estructura piramidal de desarrollo

por edades de los miembros de una

población.

4.3. Diferenciará los diversos tipos de

crecimiento biológico, a través de la

comprensión de las diferentes

curvas de crecimiento.

4.4. Discutirá acerca de los cálculos que

se elaboran para las Tablas de vida,

así como para la Esperanza media

de vida.

4.5. Debatirá acerca de la tolerancia y

fluctuaciones de la población,

cuando uno o varios de los factores

que las afectan causan variaciones

L

ECOLOGIA DE LAS

POBLACIONES

ECOLOGIA DE LAS POBLACIONES___________________________________

323

en su comportamiento.

4.6. Analizará las diferencias entre

organismos que exhiben las

estrategias k y r para el desarrollo

de sus descendientes.

4.7. Clasificará las diversas interacciones

biológicas que se establecen entre

las diversas poblaciones que

integran una comunidad biótica

tales como: el aislamiento, la

territorialidad, la dispersión, la

colonización y la alelopatía.

En este mismo rubro analizará los

efectos de: la depredación, la

competencia, el mutualismo, el

amensalismo y el comensalismo.

4.7. Valorará los efectos de los factores

abióticos que afectan el desarrollo

de las poblaciones, tales como: la

temperatura, la humedad, la luz, la

composición física y química del

sustrato acuático o terrestre y del

fuego.

4.8. Comparará los diversos tipos de

sucesiones que se establecen en la

naturaleza.

4.9. Conocerá cuáles son los

parámetros de las poblaciones

humanas que se evalúan a través

de un censo poblacional (volumen

total de la población, densidad de

la población, número de muertes,

enfermedades, migraciones,

número de organismos en edad

fecunda, edad de los integrantes

de una población, sexo, etc.).

4.10. Comprenderá que entre los

parametros poblacionales existen

relaciones significativas, como por

ejemplo entre: mortalidad y

alimentación, edad y mortalidad.

4.11. Analizará el desarrollo histórico de

las poblaciones humanas, hasta

llegar a la concentración de

grandes núcleos asentados en las

megalópolis o grandes ciudades.

4.13. Comprenderá que las alternativas

para un desarrollo equilibrado de la

población humana mundial no están

tan sólo en el empleo de medidas

anticonceptivas, sino en un reparto

equitativo de riquezas, energéticos,

avances tecnológicos, etcétera.


324


325

CONCEPTOS CLAVE

lternativas para el índice de

crecimiento poblacional humano:

medidas anticonceptivas

pugna por un reparto mas

equitativo de:

energéticos

riqueza

tecnología, etc.

Censos a la población

Censos poblacionales y densidad de la

población

Curvas de crecimiento biológico

Demografía

Desarrollo Histórico de las poblaciones

humanas:

Crecimiento de la población y

sobrepoblación

Desarrollo de grandes concentraciones

urbanas (megalópolis)

Tasa de mortalidad

Tiempo de duplicación de la

población

Esperanza media de vida

Estrategias k y r

Estructura piramidal

Factores que afectan el desarrollo de las

poblaciones:

Mecanismos extrínsecos

Temperatura

Humedad

Luz

Estructura y composición

química del sustrato (tanto para

organismos terrestres como

marinos)

Fuego

Indice de fertilidad

Interacciones biológicas entre las

poblaciones:

Mecanismos intrínsecos:

Amensalismo y comensalismo

Competencia (Principio de

Gause)

Depredación

Mutualismo: simbiosis

Interacciones entre la población:

Aislamiento

Alelopatía

Colonización

Dispersión

Territorialidad

Ley de la tolerancia y fluctuaciones de la

población

Otros parámetros:

abundancia de mujeres o de hombres

densidad de la población

edad de los diversos integrantes de

la población

enfermedades

migraciones

número de muertes

número de organismo en edad fecunda

volúmen total de la población

Parámetros demográficos:

Relaciones entre:

edad y mortalidad

fecundidad y mortalidad

mortalidad y alimentación

nupcialidad y mortalidad

Patrones de crecimiento. Fases lag y log

Población hipotética y Tablas de vida

A


326

propiedades de las poblaciones biológicas.

Potencial biótico, resistencia ambiental,

patrones de crecimiento -densidad y

crecimiento poblacional--; capacidad de

carga; índices de natalidad y mortalidad;

índice de fertilidad y estructuras

piramidales. Estos conceptos se han

desarrollado a lo largo del capítulo.

Tasas brutas de natalidad y mortalidad

Tipos de distribución de la población:

Al azar o fortuita

Amontonada

Homogénea

Tipos de sucesión: primaria y secundaria

Velocidad de cambio poblacional

4.1 CONCEPTOS POBLACIONALES

l objeto de estudio de un ecólogo

debe ser la población en su conjunto

y no el individuo aislado, ya que la

población exhibe características que no

presenta ninguno de los miembros que la

constituyen, los cuales no podrían conocerse

con exactitud si se estudiara a los sujetos

individualmente.

4.1.1 POBLACIÓN

a población puede identificarse

como: el conjunto de individuos que

pueden intercambiar material

genético a través del proceso reproductivo

y generar descendencia fértil.

Los procesos evolutivos se presentan en las

poblaciones, porque los cambios ocurren en

el banco de genoma, el cual está constituido

por el material genético colectivo de toda la

población; por ello los cambios evolutivos

sólo se manifiestan después de ciertos

períodos, ya que las variaciones de una

generación a otra son demasiado pequeños.

(Véase Fig. 4.1.) Acorde con lo anterior,

estableceremos que una población está

representada por el conjunto de organismos

que se entrecruzan y generan descendencia

fértil, es decir, pertenecen a una misma

especie y habitan en el mismo lugar. Esto se

ilustrará por medio de un sencillo ejemplo.

En un bosque, durante una estación especial

del año (por ejemplo, primavera), coexisten

diferentes poblaciones: aves, ardillas,

abetos, pinos, flores silvestres, insectos,

etc. Cada uno de estos conjuntos, si se trata

de una especie determinada, constituye una

población; tal es el caso de la población de

Pinus moctezuma, la población de cierto

insecto y de determinada flor silvestre y así

sucesivamente. Si se regresa al mismo

bosque en la siguiente primavera es

improbable que se hallen; aún corriendo con

suerte, los mismos insectos o idénticas

flores silvestres individuales que las que se

observaron el año anterior; en su lugar tal

vez, se encuentre a los descendientes de

nuestros antiguos conocidos. El individuo es

pasajero, no así, la población, la cual

persiste en el mismo lugar y con el mismo

número de individuos, aproximadamente,

año con año.

E

L


327

Fig. 4.1 Cambios genéticos en una

población, con respecto al gene 0 y al gene

•. Como puede notarse es hasta la

generación 30, cuando el gene • se

manifiesta en toda la población, después de

un intercambio genético prolongado.

4.1.2 PROPIEDADES DE LAS

POBLACIONES

ara continuar con el estudio de !as

poblaciones definiremos, en

principio, algunas de sus

propiedades, las cuales, por su naturaleza

poblacional, no se identifican con las de los

organismos individuales. Entre las

propiedades de las poblaciones se cuentan:

el potencial biótico, la resistencia ambiental,

los patrones de crecimiento (que generan la

densidad y crecimiento poblacional), la

capacidad de carga, los patrones de

natalidad y mortalidad, el índice de

fertilidad, así como la estructura piramidal,

generalmente de acuerdo con las diversas

edades de los integrantes de la población.

4.1.2.1 POTENCIAL BIÓTICO

s la capacidad que tienen los

organismos de una población para

reproducirse en condiciones

óptimas. Es propio de cada especie y se

define como la máxima proporción de

crecimiento que se alcanzaría si todas las

hembras desarrollaran al máximo su

capacidad reproductiva y toda su

descendencia sobreviviera hasta alcanzar

su edad reproductiva y así sucesivamente.

Para lograr el máximo potencial biótico, la

especie deberá contar con los alimentos y

espacios idóneos, además de estar a salvo

depredadores y enfermedades específicas.

4.1.2.2 RESISTENCIA AMBIENTAL

e conoce como resistencia ambiental

a la interacción de factores bióticos

y abióticos que se conjuntan para

regular la expresión del potencial biótico de

una población. Por tanto, si se observa el

ciclo de una población, se descubrirá que

existen numerosos factores que la inhiben y

que le impiden alcanzar su potencial biótico.

Por ejemplo, tal es el caso de cierta especie

de pájaros que no toleraron los niveles de

esmog de la Ciudad de México y fallecieron

cuando arribaron a ella después de un

prolongado vuelo; es decir, no pudieron

soportar el alto nivel de contaminantes en la

atmósfera; puede suceder algo similar entre

las aves después de una fría lluvia invernal,

la cual ocasiona mayores descensos en la

temperatura. En el campo otro ejemplo

puede ser el de una semilla de avena

P

E

S


328

silvestre, la cual compite afanosamente con

una semilla silvestre de cebada por la

ocupación del mismo espacio de suelo para

lograr allí su arraigo. Otros ejemplos son

cuando las temporadas de sequía ocasionan

bajos porcentajes de germinación y cuando

no se presenta la temperatura óptima para

el desarrollo de las pupas do Drosophilla

(mosca de la fruta). (Véase Fig. 4.2.)

4.1.2.3 PATRONES DE

CRECIMIENTO

ada especie posee un potencial

biótico específico que se expresa en

su potencial reproductivo; por

ejemplo, una mosca doméstica produce 120

huevos, de los cuales la mitad,

aproximadamente, serán hembras; si cada

uno de sus descendientes continuara sin

limitaciones con esta proporción de

descendencia, al cabo de siete generaciones

se habrían procreado alrededor de 6 billones

de moscas; generalmente, las poblaciones

resultan afectadas por una serie de factores

que regulan su potencial biótico y, por lo

tanto, no logran alcanzar su máxima tasa de

crecimiento.

Tomemos el caso del crecimiento de una

población de levadura que se desarrollará en

condiciones de laboratorio. (Véase Fig. 4.3.)

Esta población inicialmente es muy pequeña;

en los cultivos líquidos de laboratorio se

emplea del 1-3% del volumen de líquido

como siembra o inóculo; si tenemos 100 ml

de medio de cultivo usaremos de 1-3 ml de

inóculo de levadura en medio líquido. Por la

característica de un volumen pequeño de

siembra, se correría el riesgo de que, si no

se le proporcionan al cultivo condiciones

ideales, la población no prosperará.

En una fase de adaptación inicial la población

aumentará lentamente, etapa que se conoce

como fase lag o fase lenta, y continuará el

C


329

crecimiento con el desarrollo de la fase

logarítmica o exponencial para concluir con

la fase estable o de equilibrio, donde se

manifiesta otra de las propiedades de la

población: la capacidad de carga.

4.1.2.4 CAPACIDAD DE CARGA

n forma natural, el tamaño de casi

todas las poblaciones es estable.

Este fenómeno se debe a que el

tamaño poblacional no puede atribuirse

tan sólo al potencial reproductivo de la

especie en cuestión, sino que el ambiente

ejerce una influencia considerable sobre

ésta. Así, los factores ambientales

generalmente no destruyen por completo

las poblaciones (a menos que se trate de

especies en peligro de extinción), sino

que limitan su tasa de crecimiento; la

cifra en la que la población se estabiliza

se conoce como capacidad de carga.

(Véase Fig. 4.4.)

Por ejemplo, entre las especies animales la

capacidad de carga puede depender del

suministro de alimentos; entre los vegetales,

deberse al acceso a luz solar o a la

disponibilidad de agua o nutrientes; y entre

los microorganismos, a la difusión de

oxígeno en el medio, si se trata de

organismos aerobios. La capacidad de carga

varía para cada región (por ejemplo, un

campo de trigo sostiene más saltamontes

que una pradera de hierbas).

La capacidad de carga se señala como: el

número máximo de individuos de una

especie (población) que un medio

determinado puede sustentar.

Por medio de la siguiente expresión

matemática puede valorarse la importancia

de la capacidad de carga, ya que contribuye

a describir el tipo de curva poblacional que

se genera cuando se hace una gráfica del

desarrollo de una población.

Cuando los factores ambientales limitan el

crecimiento demográfico el patrón de

crecimiento de la población se aproxima a la

E


330

tendencia manifestada en la siguiente

ecuación:

donde:

r = tasa de incremento de la población

N= cantidad de individuos que existen en

cierto momento

K = capacidad de carga

dN = representa la variación de la población

con respecto al tiempo.

Dt

Si el valor de N fuese muy pequeño, el

valor de (K-N)/Kse aproxima a I y

entonces, la ecuación se volvería:

dN = rN, que representa la

expresión matemática de una

curva de dt crecimiento

exponencial, o en forma de J.

Pero si por el contrario N se tornaun valor

muy grande, tanto el residuo de (K - N)

como el cociente de (K - N)/K disminuyen,

retardándose así el crecimiento de la

población; cuando esto sucede la

representación gráfica del crecimiento

poblacional se vuelve sigmoidea, en vez de

exponencial. (Véase Fig. 4.5.)

Fig. 4.5 Diversos tipos de curvas de

población. A) Curvas que tienden a

manifestarse en forma exponencial o en

forma de 1. B) Curva sigmoidea. C) Ejemplo

de una curva de población en peligro de

extinción (el número de organismos decrece

con el tiempo).


331

La curva sigmoidea representa una

declinación en la tasa de incremento de

la población y se debe,

fundamentalmente, a la competencia

entre los mismos individuos de la

población (competencia intraespecífica)

por algún recurso limitado.

Muchas curvas de crecimiento biológico

resultan de forma sigmoidea, por lo que

para incrementar o retardar el desarrollo

de la población sería deseable conocer

cuáles son los parámetros sustentadores

de este desarrollo particular. Así, por

ejemplo, si deseamos cosechar un pez de

valor económico, no debemos hacerlo

antes de que alcance la fase de

crecimiento rápido, porque de no

respetar esta etapa la población no

tendrá tiempo para recuperarse. En el

caso de plagas como las ratas sería

preferible reducir la capacidad de carga

de la población con un estricto control

sanitario de la basura.

4.1.2.5 TAMAÑO Y DENSIDAD

POBLACIONAL. PATRONES DE

NATALIDAD Y MORTALIDAD

omo ya mencionamos antes, la

población tiene caracteres colectivos

que no se parecen a los

individuales. Una de estas características es

el tamaño o densidad de la población; los

parámetros que más la afectan son la

natalidad y la mortalidad, así como la

inmigración y la emigración. (Véanse Fig.

4.6 y 4.7.)

Fig. 4.6 Fenómenos que incrementan (+) o

decrementan (-) la población.

La densidad de la población esta definida

como el número de individuos por unidad

de área o de volumen. Por ello, podemos

mencionar que existen 500 000

artrópodos/m2; 600 árboles/10 000 m2

(600 árboles/Ha); así como que en Canadá

la densidad es de 2 habitantes/km2,

mientras que en la ciudad de México, en

1985, se habló de que en una extensión

aproximada de 2018 km2 vivían 21 000 000

de habitantes, lo que representaba una

densidad de 7000 habitantes/km2.

Natalidad. Es la propiedad del aumento

típico de una población; este concepto

implica la generación de nuevos individuos,

ya sea que estos nazcan, germinen, sean

empollados, etc. La natalidad suele

denotarse como el número de individuos

producidos por unidad de tiempo: AN/At,

donde AN es la producción de individuos en

la población; si se considera AN -,

hablamos de la natalidad/unidad de

población. Nat

C


332

Las tasas brutas de natalidad y mortalidad

se calculan en la siguiente forma: Tasa

bruta de natalidad = Número de

nacimientos por año x 1000 Población total

Fig. 4.7 Relaciones entre diversos

parámetros de la población que al

conjuntarse originan un efectivo control-

poblacional.

Tasa bruta de mortalidad _ Número de

muertes por año x 1000 Población total

Estas tasas se refieren al caso del número

de nacimientos o muertes por cada 1000

habitantes.

Indice de fertilidad. Se refiere al número de

nacimientos que pueden ocurrir por cada

1000 hembras de la población. Pueden

expresarse como sigue:

Indice de fertilidad = Número de

nacimientos 1000 hembras

NOTA: Se considera que todas las hembras

se encuentran en su mejor etapa

reproductiva.

4.1.2.6 ESTRUCTURA PIRAMIDAL

tra característica importante de

una población es su estructura por

edades; cuando la población no

presenta un crecimiento muy diferenciado

tiende a alcanzar una estructura por edades

estable. Para graficar estas estructuras los

individuos se clasifican por grupos de edad;

por ejemplo, entre los seres humanos se

utilizan los siguientes grupos: 0-4, 10-14,

20-24, 30-34, 40-44, 50-54, 60-64, 70-74,

80-84, 90-94 y de 100 a 104 años; en la

gráfica de la figura 4.8, también están

remarcados los períodos intermedios de

edad, los cuales no aparecen aquí

señalados. Los países subdesarrollados o en

vías de desarrollo suelen presentar

estructuras piramidales similares; como es

el caso de México y la India en los que la

mitad de la población es menor de 20 años.

O


333

Población en millares

A) Período prerreproductor

B) Período reproductor

C) Período posreproductor

Fig. 4.8 Estructura piramidal donde se

comparan México y Suecia. (Nótese como

en México la mayor parte de la población es

menor de 20 años.)

Para que esta estructura se mantuviese sin

variación las tasas de natalidad debieran ser

casi idénticas a las de mortalidad. Si en

estos países la tasa de natalidad se redujese

drásticamente a la mitad, su pirámide

poblacional tardaría muchos años en

estabilizarse. También en la figura 4.8

puede apreciarse que la pirámide de

distribución por edades en Suecia tiene una

forma significativamente distinta: las tasas

de natalidad y mortalidad han disminuido

ocasionando que en cada barra existan muy

leves diferencias con respecto a lo anterior.

Estas piramides generalmente se simbolizan

por medio de barras horizontales, donde los

individuos se separan por sexos.

Según los datos de estas estructuras

peculiares, las de base ancha y porciones

superiores angostas corresponden a

poblaciones en expansión, mientras que las

de base angosta están relacionadas con

poblaciones en "decadencia".

4.2 CRECIMIENTO BIOLOGICO

4.2.1 CURVAS DE CRECIMIENTO

BIOLÓGICO

l crecimiento de una población esta

ligado al aumento del número de

individuos en relación con un tiempo

dado y con el individuo por sí mismo; por

ejemplo, en Estados Unidos de América el

incremento que detecta actualmente es de

un 9.6 por mil en un año, mientras que en

el mismo lapso el patrón mundial es de 17

por mil. Si en la población no se presenta

una emigración o inmigración neta, el

aumento se establece por la diferencia entre

la tasa de natalidad menos la tasa de

mortalidad; esta resta puede ser cero, un

E


334

número negativo o uno positivo, según el

caso; el cero simboliza un equilibrio en la

Fig. 4.9 Tipos de curvas de supervivencia,

a) Especies de pérdidas tempranas o

mortalid, temprana. b) Especies de

mortalidad semejante a cualquier edad. c)

Especies de mortalidad tardía.

población, donde la natalidad y mortalidad

son iguales; en el segundo caso, la

población está en franco descenso, debido a

que la mortalidad es más alta que la

natalidad: la última circunstancia nos señala

que la natalidad es mayor que la

mortalidad.

Cuando se dibuja una gráfica de la edad de

la especie contra el número de

sobrevivientes (en escala numérica o escala

logarítmica) ésta se conoce como curva de

supervivencia. (Véase Fig. 4.9.)

La curva de supervivencia muestra

claramente cuál es la edad en la que la

especie tiene menores posibilidades de

supervivencia, es decir una mayor

mortalidad. Las especies donde la

mortalidad se presenta en los individuos

viejos -es decir en los de mayor edad--, se

conocen como especies de pérdidas tardías;

entre ellas se cuentan los rinocerontes y los

humanos. Con base en esta curva hipotética

podemos señalar que, en conjunto, como

propiedad típica de una población, la

especie humana está arribando a una edad

uniforme de mortalidad programada en su

genoma.

Las curvas de crecimiento se elaboran

teniendo como variables en el eje x al

tiempo y en el eje y al número neto de

individuos. Carlos Darwin, en el siglo

pasado, resaltó el gran potencial que tenían

casi todas las especies para aumentar el

número de individuos de una población. Si

hablamos, por ejemplo, de la mosca

doméstica, se sabe que una hembra que

genera 120 huevos en siete generaciones

habrá propagado


335

Fig. 4.10 Curva de tipo de crecimiento

exponencial, ó en forma de /. (Esta curva es

similar a la del crecimiento bacteriano.)

5.59 x 10'2 descendientes: En este cálculo

supone que todas las moscas sobreviven y

también que la mitad de descendientes son

hembras.

El crecimiento simbolizado gráficamente,

para especies que se reproducen así,

ilustraría la reproducción bacteriana, donde

una sola bacteria generaría, por

reproducción asexual, 262 144 bacterias en

seis horas. A este tipo de gráfica se le llama

curva tipo de crecimiento exponencial o

curva en forma de jota. (Véase Fig. 4.10.)

La naturaleza, por sí misma, ejerce ciertas

formas de control del desarrollo poblacional;

así, los insectos y las malezas, entre otras

especies, típicamente presentan el

crecimiento exponencial. Sin embargo,

cuando estos organismos llegan a un

determinado habitat, agotan rápidamente

los recursos de éste (alimentos, espacio,

oxígeno, nidos, etc.) y acumulan sus propios

productos de desecho, lo que ocasiona que

la especie entre en un letargo o deba

emigrar hacia otra región.

Fig. 4.11 Curva representativa del patrón

biológico de desarrollo de una población.

Curva sigmoidea que se estabiliza

cuando se alcanza la capacidad de carga.

A) Fase inicial de establecimiento de la

población. B) Fase acelerada de


336

crecimiento. C) y D) Fase reguladora o

fase mas lenta de crecimiento. E) Fase

de estabilización cercana a la capacidad

de carga.

El caso de un tipo de mariposa que crece

en el noreste de los Estados Unidos

ejemplifica esta situación: la población

agota los alimentos antes de que las

orugas concluyan su metamorfosis y, por

lo tanto, limitan ellas mismas su futuro

desarrollo, ya que no existen aún nuevas

hembras, en edad reproductiva.

En la sección 4.1.2.3 se habló de los

patrones de crecimiento, aludiendo al

crecimiento de las levaduras; la curva de

crecimiento de dichos organismos

presenta una forma tipo sigmoidea. La

curva sigmoidea de crecimiento o curva

en forma de s representa una curva

típica de crecimiento biológico. Se dice

que esta gráfica simboliza, el crecimiento

de los organismos en un ambiente nuevo

y favorable. A semejanza de lo que

sucede en el crecimiento exponencial

(pues se considera que la curva en forma

de j puede ser equivalente a la primera

parte de la "curva sigmoide"), existe una

fase inicial de establecimiento (A),

seguida por una fase acelerada de

crecimiento (B) y posteriormente, en las

etapas (C) y (D), la tasa de crecimiento

o incremento en el número de individuos

se vuelve mas lenta para llegar a la

estabilización en el período (E). La fase

estable generalmente coincide alrededor

de la capacidad de carga ya definida

antes como: el número máximo de

individuos de una especie que un medio

puede sustentar. (Véase Fig. 4.11.)

POBLACIÓN HIPOTÉTICA Y TABLAS

DE VIDA

i la reproducción se efectuase hasta

un nivel máximo en condiciones

ambientales irrestrictas, de acuerdo

a la curva de crecimiento exponencial se

generarían poblaciones inverosímiles; tal es

el caso de la pareja de moscas que, como

ya se indicó, procrearían seis billones de

descendientes. C. Darwin calculó,

teóricamente, que una sola pareja de

elefantes después de 750 años habría

producido 19 millones de descendientes. En

la naturaleza la población hipotética no se

presenta, ya que la acción del potencial

biótico se contrarresta debido a la

resistencia ambiental.

4.2.2 TABLAS DE VIDA Y

ESPERANZA MEDIA DE VIDA

uando se conjuntan una serie de

datos acerca de las características

de una población se pueden

construir las tablas de vida. En una tabla de

vida se consideran los siguientes datos: la

edad de los miembros de la población, el

número de individuos vivos, el número de

individuos muertos, la mortalidad, el

número de individuos vivos en el intervalo,

S

C


337

el número de individuos vivos en el intervalo

más los individuos vivos en los intervalos

inferiores, -a manera de conteo acumulado-

y, por último, se calcula la e, la esperanza

media de vida, la cual se calcula dividiendo

el número de individuos vivos en el intervalo

más los individuos vivos en los intervalos

inferiores entre el número de individuos

vivos en la muestra original. La esperanza

media de vida nos informa de cuantas

unidades de tiempo le quedan de vida a los

individuos en cada intervalo por considerar.

(Véase Cuadro 4.1.) Con estos cálculos

podemos predecir cual segmento de la

población, de acuerdo con su edad, tiene

mayores expectativas de vida.

Este ejemplo muestra que en esta

población la esperanza de vida disminuye

cuando, aumenta la edad del individuo.

4.3 DINAMICA DE LA POBLACIÓN

4.3.1 ESTRATEGIAS K Y R

stas estrategias están relacionadas

con los procesos de sobrevivencia de

una especie, ya que las que poseen

la estrategia k se desarrollan más cerca de

su capacidad de carga, adoptando una curva

sigmoidea; las especies que presentan la

E


338

estrategia; presentan, por el contrario, un

crecimiento similar al exponencial. Las

especies con estrategia k viven,

generalmente, en ambientes más estables

que las de estrategia r y su mortalidad

depende del tamaño poblacional. Las

especies que presentan estrategia r, por el

contrario, para su sobrevivencia dependen

más de las condiciones del medio que del

tamaño poblacional. (Véanse las Figs. 4.12

y 4.13 y el cuadro 4.2.)

Fig. 4.12 Gráficas que muestran las

diferencias entre el crecimiento poblacional

de las especies con estrategias k y r.

Estrategia k, Curva sigmoide que se

estabiliza cerca de la capacidad de carga.

Estrategia r, Curva que presenta

fluctuaciones irruptivas (véase Fig. 4.14) ya

que al inicio asciende subitamente para

descender de la misma forma.

Fig. 4.1 a Ejemplos de organismos que

poseen estrategias k y r de sobrevivencia.

Estrategia k, adultos con baja tasa

reproductiva (tiempo generacional o de

gestación prolongado). Estrategia r, adultos

con alta tasa reproductiva (tiempo

generacional breve). Se propagan de forma

irruptiva.

4.3.2 LEY DE LA TOLERANCIA DE

SHELFORD Y FLUCTUACIONES DE

LA POBLACIÓN

a ley de la tolerancia, señala que la

existencia y prosperidad de un

organismo o una especie en

particular dependen del carácter completo

de un conjunto de condiciones. La

ausencia total o el descenso de ese

organismo o de la especie, podrán

deberse a la deficiencia o al exceso

cualitativo o cuantitativo con respecto a

uno cualquiera de diversos factores que

se acercan tal vez a los límites de

tolerancia del organismo en cuestión, por

L


339

lo que a una especie pueden perjudicarla

tanto las carencias como los excesos de

los factores físicos, químicos o biológicos

que condicionan su desarrollo.

La combinación de uno o varios de los

factores considerados en la anterior ley

ocasionan que las poblaciones de la

especie en cuestión puedan sufrir

oscilaciones diversas con respecto al

tiempo.

Cuando se estudian las poblaciones

naturales suelen presentarse diversas

variaciones en un período dado. Cuando

una especie se mantiene en un nivel

relativamente constante de un año a otro

aunque sufra, por ejemplo, severos

efectos climáticos, estos se compensan

con tasas máximas de reproducción; la

curva final será más o menos

permanentes y el tipo de fluctuación de la

población se conocerá como población no

fluctuante.

Un segundo tipo de fluctuación

poblacional se manifiesta cuando se

grafican los datos de tiempo contra el

número de organismos de una población

y se manifiestan una serie de sigmoides

que se presentan con cierta regularidad;

a esta curva se le conoce como la

representativa de una población cíclica.

El último tipo de fluctuación poblacional que

aquí consideraremos es el que después de

mantener un crecimiento homogéneo sube

exponencialmente, presentando una alta

densidad en períodos muy cortos para, en

seguida, retornar a los niveles originales de

población o incluso descender aún mas. A

este modelo se le llama de población

irruptiva. (Véase Fig. 4.14.)

Fig. 4.14 Tipos de fluctuaciones de la

población a) Cíclico (se expresa a través de

una serie períódica de sigmoides), b) No

fluctuante (se mantiene estable), c)

Irruptivo (presenta elevaciones y caídas

bruscas).

Todos los tipos de variaciones presentados

aquí se relacionan con algunos factores

asociados a la Ley de tolerancia que son,

entre otros, los siguientes:

a) Los márgenes de tolerancia de un


340

organismo (especie) para un factor

pueden ser más amplios que para

otro.

b) Los organismos con márgenes amplios

de tolerancia para una gran cantidad

de factores son los que poseen más

probabilidades de presentar una

distribución amplia.

c) Si el organismo no vive en condiciones

ecológicas óptimas, entonces puede

reducir sus límites de tolerancia a

otros factores; la combinación de

todos estos factores influirá

definitivamente en los patrones de

fluctuación de la población.

Dos ejemplos de lo que se afirma en el

último inciso son: cuando escasea el

nitrógeno en el suelo la resistencia de la

hierba a la sequía se reduce y, por lo tanto,

requiere mas agua para evitar el

marchitamiento; por otro lado, las orquídeas

tropicales podrían vivir a pleno sol, siempre

que se las mantuviese con una humedad

óptima; como en la naturaleza esto no

sucede sólo crecen a la sombra porque no

pueden soportar el efecto solar directo.

4.3.3 INTERACCIONES ENTRE LA

POBLACIÓN

4.3.3.1 AISLAMIENTO,

TERRITORIALIDAD, DISPERSIÓN,

COLONIZACIÓN Y ALELOPATÍA

as fuerzas que provocan el

aislamiento o la dispersión de los

organismos, ya sea en una sola

especie, o entre diversas especies o en

ambos casos son: (1) la competencia entre

los individuos puesto que los recursos

escasean y (2) un antagonismo directo. La

defensa de un área definida conduce a la

generación de una territorialidad, con la

promoción de un territorio; de éste una

especie o población, procurará alejar a

todos los demás organismos. En general, la

territorialidad podría definirse como:

cualquier tipo de mecanismo activo que

mantenga separados a los individuos, o a

unos grupos de otros; esto puede suceder,

en el primer caso, en el seno de una misma

población o especie y, en el segundo, entre

poblaciones o especies diversas. Aunque los

mecanismos generadores de la

territorialidad son muy diversos, puede

decirse que en los animales superiores se

manifiesta por conductas y

comportamientos específicos, mientras que

en las plantas, animales inferiores y

microorganismos, los mecanismos son

generalmente de índole química.

El naturalista inglés Elliot Howard,

L


341

descubrió que los cantos primaverales

de los pájaros machos no sólo sirven de

cortejo a las hembras, sino que

advierten a otros machos para que se

mantengan alejados del territorio que

servirá canto para la crianza de los

futuros descendientes, como para la

consolidación de su sexualidad.

Entre las plantas, citaremos como

ejemplo el caso de los árboles de

eucalipto en la reserva biológica del

Pedregal de San Angel. En 1954 se

plantaron los eucaliptos (organismo

originario de Australia). En 1989 se

detectó que los eucaliptos se habían

distribuído 200 metros hacia adentro de

la franja en que fueron sembrados, y

que habían alcanzado una densidad de

población de 1200 árboles por hectárea.

Se calculó que esta población crece con

una velocidad anual de 2.3%, por lo que

podrá duplicarse en un período de 30

años. En los estudios que se han

realizado se ha detectado que la

composición de la flora nativa es

diferente en los sitios donde hay

eucaliptos, comparada con la de los que

carecen de ellos. También se ha hecho

evidente que las hojas caídas del

eucalipto liberan sustancias químicas

tóxicas para otros vegetales y que su

néctar es nocivo para las abejas nativas.

Además los eucaliptos reducen la

disponibilidad de agua para otras

plantas.

Suele denominarse alelopatía al efecto

causado por organismos que secretan en el

ambiente sustancias tóxicas para otras

especies, es decir, otras poblaciones cuya

distribución local resulta afectada por las

toxinas o agentes alelopáticos.

Un caso por considerar en lo que podría

llamarse manifestación de "territorialidad en

el suelo" se presenta cuando en presencia de

la arcilla tipo montmorilonita las bacterias

mantienen su predominio sobre los hongos,

particularmente sobre la población de

Fusarium oxysporum. Esto se debe a que

esta arcilla ejerce un efecto neutralizante del

pH; el creciente nivel de acidez que se

produce cuando la montmorilonita se pierde

permite la proliferación del hongo y el

alejamiento bacteriano en este sui generis

territorio.

En forma global se permite inferir que la

territorialidad es un fenómeno ecológico

general, no restringido a ningún grupo

taxonómico específico y que tiende a regular

las poblaciones por debajo del nivel de

saturación.

Si la población no alcanza el nivel de

saturación probablemente se haya

dispersado para intentar la colonización de

nuevos medios. Podríamos preguntar: ¿Para

qué sirve la dispersión? Para encontrar y

colonizar áreas nuevas. La selección natural

favorece a los organismos que emigran a

colonizar ambientes vacíos abandonando los

hábitat relativamente saturados. Pero


342

cuando los individuos emigran corren el

gran riesgo de perecer y lograrán

perpetuarse sólo teniendo una gran

descendencia (caso de la estrategia r).

Ejemplos claros de esta estrategia son las

plantas que crecen en áreas alteradas, y

que promueven la dispersión de gran

cantidad de semillas a distancias lejanas con

la ayuda del viento o de los animales. Entre

estas plantas puede citarse al diente de león

(Taraxacum of cinale), el cual presenta

tasas explosivas de reproducción.

Los organismos poseen muchas

adaptaciones especiales para la dispersión;

ésta será adaptativa si permite que la

colonización en nuevos hábitat se lleve a

cabo exitosamente. Las especies que viven

sólo temporalmente en un determinado

ambiente subsisten a través del tiempo por

su gran capacidad adaptativa; mientras que

aquellas que se establecen

permanentemente en un área fija presentan

menos adaptaciones para la dispersión. Por

lo anterior, y desde el punto de vista

evolutivo, al individuo representante de una

especie, (una población), le quedan dos

opciones: (1) permanece en el lugar

adecuado que es su hábitat normal, procrea

poca descendencia y no se dispersa o (2) se

dispersa, tiene la suerte de sobrevivir,

coloniza un nuevo hábitat y tiene una gran

cantidad de descendientes, tal es el caso de

las hierbas del reino vegetal.

Una especie determinada puede no estar

presente en un hábitat porque no ha

logrado dispersarse en su seno. Algunas

especies o poblaciones que han sido

trasladadas de un continente a otro (como

el caso de los árboles de eucalipto ya antes

citado), si han logrado diseminarse,

mientras que muchas otras, la mayoría de

casos, perecen en las nuevas áreas. A nivel

mundial, los fenómenos de dispersión

también son estudiados por la biogeografía

y se relacionan con las barreras naturales2

que impiden que los organismos se

dispersen.

4.3.3.2 DISTRIBUCIÓN O

DISPERSIÓN INTERNA DE LA

POBLACIÓN

a dispersión interna de la población

se conoce también como dispersión

de los organismos en el espacio y

puede presentar patrones de distribución

vertical u horizontal.

Pocas especies se catalogan como

distribuidas homogéneamente en el espacio;

tal vez en esta categoría se pudiesen

señalar algunas especies forestales o

algunas plantas del desierto. En el caso de

los árboles el recurso ambiental que provoca

esta dispersión radica en la competencia por

el suministro de luz solar, ya que para poder

recibirla los árboles tienden a espaciarse en

intervalos tan regulares que rebasan el

marco de la distribución azarosa, al azar o

fortuita. En el caso de las plantas del

desierto, el factor que condiciona la

dispersión o distribución es el suministro de

L


343

agua.

La distribución al azar o fortuita, aparece

cuando no existen razones especiales o

factores ambientales limitantes que

condicionen un cierto tipo de distribución.

Cuando se presenta una uniformidad

ambiental no existe una interacción

específica con otros individuos o poblaciones

y hay una buena dispersión, es decir, se

presenta la dispersión al azar o distribución

fortuita. Se dice que una planta "posee"

este tipo de distribución cuando no presenta

interacciones de otros organismos, dispone

de luz, sus semillas se diseminan

naturalmente por acción del viento y habita

en un medio donde las condiciones de

topografía, humedad u otras son regulares.

El tercer tipo de distribución que se

considerará es la distribución amontonada.

Fig. 4.15 Imagen que muestra el

amontonamiento (distribución amontonada)

de las cochinillas debajo de objetos o

piedras en contacto con el suelo.

La agregación, o amontonamiento, es un

tipo muy común de patrón de dispersión y

puede deberse, entre otros, a los siguientes

factores: métodos de reproducción, razones

sociales entre los animales, conservación de

condiciones fisiológicas favorables -como el

mantenimiento del contenido de humedad

en los cuerpos, control de temperatura

necesaria para la incubación de las crías-,

etc. (Véase Fig. 4.15.)

El tipo exacto de dispersión de las

poblaciones difícilmente es observable a

simple vista; para lograr determinarlo se

recurre a pruebas estadísticas comunes.


344

Uno de los métodos desarrollados para

estimar la distribución espacial de las

poblaciones es el cálculo de la división o

razón varianza el cual nos permite valorar el

grado de agregación o amontonamiento.

Para una distribución fortuita o al azar la

varianza es igual a la media, por lo que S,=

1, donde Sz simboliza a la varianza y x a la

media o promedio de los valores que

muestra la población.

Para una distribución uniforme la división 52

es menor que 1 por lo que la varianza es

menor que la media, mientras que para una

distribución amontonada la razón x es

mayor que 1, debido a que la varianza es

mayor que la media.

Para lograr el desarrollo de estos cálculos

antes debió existir un censo de la población,

que puede ser absoluto o relativo; en el

primer caso nos referimos a que si fue

factible cuantificar el número total de

individuos que habitan en una misma región

se habla de la densidad absoluta de esta;

mientras que si los resultados

Fig. 4.16 Tipos de distribución de la

población. a) Uniforme, b) al azar, c)

amontonada o agrupada.

Son aproximados, calculados en función de

una o más muestras, se habla de una

densidad relativa de la población. Es

significativo remarcar que cualquier muestra

representa una proporción constante de la

población en estudio, sin importar que esta

se haya obtenido por trampas u otras

técnicas de captura o por cuenta en

cuadrantes (que son pequeñas áreas

escogidas al azar dentro de un área mayor

que contiene a toda la población); la única

condición requerida es que se cense

correctamente la población en el cuadrante

y se conozca la magnitud de este en

relación con el área total, para asi realizar


345

los cálculos correspondientes. (Véase Fig. 4,

16,)

Pruebas estadísticas sencillas tales como la

distribución de Poisson, la prueba de chi

cuadrada y la prueba de t de student

permiten calcular no sólo el tipo de

distribución, sino estimar el tamaño teórico

de la población.

4.4 CENSOS POBLACIONALES Y

DENSIDAD DE POBLACION

n ocasiones los censos de animales

no se pueden realizar en forma

directa, debido a causas diversas

entre las que se cuentan: baja visibilidad del

organismo por el tipo de región en que se

halla; falta de vías de acceso a la zona;

también puede darse el caso de que el

número de organismos sea pequeño por

tratarse de especies en peligro de extinción

y que además se encuentran en áreas

protegidas. Los estudiosos de estas

poblaciones han logrado detectar

características muy importantes -tales como

la densidad y estructura por edades de la

población-, a través del estudio sistemático,

durante períodos largos, de rastros (huellas

y excrementos).

Por ejemplo, Gallina y Mandujano (1990),

utilizaron en diferentes estudios la presencia

de heces fecales para evaluar la población

del venado cola blanca en diversas áreas

mexicanas; el Desierto de los Leones, la

Reserva de la Michilia en Durango y la

Sierra de San Blas del Pabellón en

Aguascalientes.

Mandujano afirma haber encontrado

resultados confiables para calcular la

densidad, ya que sí existe una relación

lineal entre los grupos de excrementos y el

número de venados cola blanca o, en

general, el número de animales estudiados.

La fórmula matemática que relaciona los

diversos datos es:

d = número de venados /Ha = (x) (100)

(tp) (td)

x = Densidad media del grupo de

excrementos por cuadrante

100 = número de cuadrantes de 100 m2

que caben en una hectarea

t,, = tiempo que permanecen visibles los

excrementos en el terreno

t, = tasa de defecación (por datos

bibliográficos se considera igual a 12.7

grupos de excremento/individuo/día)

La relación así expresada debe considerar las

condiciones climáticas y la actividad biológica

de los microorganismos, ya que el tiempo de

permanencia de las heces sobre el suelo en

las épocas húmedas es de 30 días (como en

el caso del Desierto de los leones), mientras

que en las secas se estima que el mismo

período de permanencia es de 120 días.

E


346

Con este tipo de censos poblacionales no se

perturba a la especie en cuestión y se

muestran áreas muy grandes. Deben

considerarse las características de la

especie, las del hábitat natural y las

facilidades reales de llevar a cabo el censo;

pero estos métodos indirectos, combinados

con programas estadísticos, permiten

obtener información fidedigna acerca de

poblaciones animales; estos datos permiten

lograr inferencias sobre el estado de la

comunidad biológica y son básicos para

diseñar estrategias de manejo de los

recursos faunísticos, sobre todo en áreas

protegidas y con especies en peligro de

extinción. (Véase cuadro 4.3.)

En cuanto a lo que se refiere a la zona

especifica del Desierto de los Leones,

Mandujano en su estudio llego a las

siguientes conclusiones:

La densidad de población de

venados decrece entre el otoño y la

primavera.

Las causas son diversas, tanto

naturales como antropogénicas.

El perro, carnívoro presente, ha

tenido un impacto negativo en el

desarrollo de la población del

venado cola blanca.

Los efectos antropogénicos actúan

sobre machos y hembras a cualquier

edad de venado.

La cacería furtiva sigue practicándose, lo

que realmente merma a la especie.

Todos los procesos que se implementen en

lo futuro en este bosque -saneamiento

forestal, reforestación, auge turístico, etc.-

deben considerar en primera instancia la

planeación faunística para no perjudicar

especies como la del venado cola blanca.

Sólo la integración holística de este marco

de conocimientos ecológicos podrá plantear

alternativas idóneas de manejo integral del

Parque Nacional del Desierto de los Leones,

así como de las poblaciones silvestres que

aún lo habitan.


347

4.5 FACTORES QUE AFECTAN EL

DESARROLLO DE LAS POBLACIONES

4.5.1 LA TEMPERATURA COMO

FACTOR LIMITANTE DE LA

DISTRIBUCIÓN POBLACIONAL

a temperatura es uno de los

principales factores que limitan la

distribución de las poblaciones

(animales, vegetales, microbianas, etc.);

suele actuar en cualquier etapa del ciclo

vital y afectar la supervivencia, el

desarrollo, la reproducción o cualquier otra

función importante para el desarrollo del

individuo; también ejerce efectos limitantes

sobre la capacidad competitiva, la

resistencia a las enfermedades, la predación

o el parasitismo.

Fig. 4.17 Influencia de la temperatura

como factor físico que limita la

distribución vegetal. a) Desarrollo de

pinos en los Alpes australianos a 15°C.

b) Desarrollo de arbustos del desierto de

Israel a 44°C. (Tomado de Postlethwait

J.H., Hopson L..J. y Veres R.C. Biology,

Edit. McGraw-Hill. New York. 1991, pag.

540.)

Los organismos han desarrollado un

conjunto de adaptaciones evolutivas

para superar las limitaciones impuestas

por las temperaturas altas y bajas. Tal

vez muchas de estas adaptaciones se

han vuelto ya genotípicas. La adaptación

L


348

a la temperatura óptima de desarrollo,

también ya puede estar ligada a otro

tipo de funciones; este es el caso de la

fotosíntesis de los pinos de los Alpes

Australianos, la cual se desarrolla

perfectamente a los 15°C mientras que

la de las plantas arbustivas del desierto

de Israel ocurre a los 44°C. (Véase Fig.

4.17.)

Las plantas pueden presentar

variaciones considerables en cuanto a

su resistencia al frío, ya que aunque

muchas de ellas soportan las bajísimas

temperaturas invernales, no pueden

soportar las heladas primaverales

tardías (este es el caso de la vegetación

forestal de altitudes superiores a los

1650 metros sobre el nivel del mar).

Existen animales que, como el pez gato,

tienen una resistencia a la temperatura

que varia con las estaciones del año; en

verano es del orden de 36°C su

temperatura letal superior, mientras que

en primavera es de 29°C y en invierno

de menos de 28°C.

Respecto a otro tipo de animales crustáceos

(pulgas de agua), si estas se cultivan a tres

diferentes temperaturas cada grupo

desarrolla un crecimiento poblacional

distinto el cual se refleja en tres diferentes

sigmoides que muestran, en cada caso, una

relación específica entre el tiempo y el

número de individuos producidos. (Véase

Fig. 4.18.)

La temperatura también afecta a los hongos

del grupo taxonómico de los

Deuteromicetos. Cuando crecen a 37°C lo

hacen en forma levaduriforme, cultivados in

Vitro

Fig. 4.18 Influencia del factor físico

(temperatura) sobre el desarrollo del

organismo crustáceo conocido vulgarmente

como pulga de agua. Daphnia sp,

a nivel de laboratorio; si este mismo

crecimiento se efectúa a 25°C su desarrollo

es filamentoso, que es la forma fúngica

típica.

Con base en lo ya establecido se puede

generalizar que a lo largo de la diversidad

animal, vegetal, microbiana, etc., la

temperatura es un factor fundamental en el

desarrollo poblacional. Por ejemplo, las

bacterias enteropatógenas, causantes de las

enfermedades como la salmonellosis, fiebre

tifoidea, etc., crecen a 37°C en sus

condiciones óptimas de cultivo.


349

En forma universal, puede señalarse que el

rango de temperaturas no abarca ni una

banda de -5°C a, aproximadamente 140°C

sólo pocos organismos pueden encontrarse

en estado de reposo en las regiones donde

la nieve cubre durante meses el suelo y

finalmente las semillas germinan y las

plantas resurgen; también existen bacterias

y algas que viven en manantiales calientes a

temperaturas similares al punto de

ebullición del agua, entre 85-88°C e incluso

mayores, hasta de 140°C además hay

esporas microbianas que resisten

temperaturas cercanas a los 160-170°C;

por ello, para esterilizar el material de

cristalería del laboratorio se usan

temperaturas entre 160-170°C.

El margen de variación de temperaturas

suele ser más alto en la tierra que en el

agua, y los organismos que podrían

considerarse equivalentes tienen un margen

de temperatura mayor en la tierra que en el

agua.

4.5.2 LA HUMEDAD, OTRO FACTOR

LIMITANTE

a humedad es el factor primordial

que limita la distribución de los seres

vivos. Incluso la Biogeografía acepta

el planteamiento de que, a nivel mundial,

las distribuciones de la vegetación, están

claramente relacionadas con la humedad.

La resistencia a la sequía es una

característica importante desde el punto de

vista ecológico; las plantas y animales

localizados en hábitat secos presentan

adaptaciones específicas para reducir el

efecto causado por la insuficiencia de agua.

Estas adaptaciones permiten a muchos

organismos colonizar los ambientes secos,

los cuales son totalmente inaccesibles para

otros.

En cuanto al desierto, algunas de las

adaptaciones por considerarse son:

las plantas exhiben un ciclo vital

corto

se desarrollan en la estación de

lluvia y sobreviven a la sequía en

forma de semillas

Los cactus conservan el agua

disponible durante la estación seca

los animales del desierto compensan

la escasez de agua permaneciendo

activos, sólo el lapso comprendido

entre la puesta y la salida del Sol,

que es la parte más fría del día

el agua que los animales ingieren

también esta presente en los

alimentos como agua metabólica

existe una adaptación más

sorprendente representando la

existencia de un tipo especial de

fotosíntesis conocida como el

camino del CAM para la fijación del

C02; este camino se nombra como

Metabolismo Acido de las Crasulc

ceas; las plantas que utilizan esta

vía metabólica son las conocidas

como suculentas (entre ellas se

L


350

cuentan los cactus); como parte de

su adaptación a los ambientes secos

las plantas de este tipo sólo abren

sus estomas para captar el CO2

durante las noches y allí se fija este

gas para continuar con la ruta

fotosintética. Al salir el Sol los

estomas se cierran para impedir la

pérdida del agua por el calor del día;

en ese momento la luz dispara los

procesos de fotofosforilación para la

producción de ATP y NADPH,

necesarios para ligarse a los

procesos de fijación de CO2 y de

producción de azúcares.

Las diferencias significativas entre los

diversos procesos fotosintéticos se dan

principalmente con las rutas Ca Y C4

(caminos fotosintéticos más generalizados).

Entre las plantas con ruta C3 se cuentan:

girasoles, cacahuates, frijoles, chicharos,

algodón, zanahoria, mostaza, betabel, etc.;

entre las plantas con mecanismo C4 están

consideradas: la caña de azúcar, el sorgo, el

maíz y los pastos, especialmente los

tropicales. Por lo que respecta a las plantas

poseedoras del mecanismo del CAM,

encontramos a las familias botánicas

Crasulaceae, Liliaceae y Cactaceae, entre

otras; las plantas de este grupo con mayor

importancia agrícola son la pina y el agave

tequilero.

Entre las diferencias que se encuentran en

los diversos caminos fotosintéticos tenemos

que mientras la planta C3 requiere de 450-

950 gramos de agua y la C4 de 250-350, la

CAM efectua el proceso con 50-55 gramos

de agua, para producir en los tres casos Ig

de azucares o fotosintetatos. Como dato

contrastante agregaremos que la planta C,

requiere de una temperatura óptima para la

fotosíntesis de 15-25°C; la C4 de 30-40°C y

la CAM alrededor de 35°C; si consideramos

que esta ultima vive en condiciones de

extrema escasez de agua, como las de este

tipo que habitan el desierto, deduciremos

que para ellas un mecanismo capáz de

desarrollar la captación del CO2 -

indispensable para el proceso fotosintético

de noche- constituye una verdadera

adaptación evolutiva para la vivencia en

ambientes secos.

Cuando se considera al agua como un factor

ecológico cíclico, deben considerarse efectos

tales como la precipitación pluvial o nivel de

lluvias, la fuerza de evaporación del aire, la

humedad ambiental y el nivel del agua

disponible en el hábitat que se va a

considerar (suelo, superficie terrestre,

etcétera).

Una clasificación trivial de diversas zonas

naturales, con base en los niveles de

precipitación pluvial, aparece en el cuadro

4.4.

Cuadro 4.4 Influencia del nivel de

precipitación pluvial sobre el tipo de bioma.


351

En términos generales, la distribución de la

precipitación pluvial en los trópicos es

francamente irregular, lo que conduce a

períodos secos y húmedos perfectamente

definidos; estos períodos regulan la

actividad fisiológica de los organismos

propios de la región, como es el caso de su

reproducción; en las zonas templadas la

dualidad temperatura-luz es la que regula la

actividad metabólica de los organismos que

allí habitan.

4.5.3 LA LUZ FACTOR

INDISPENSABLE EN EL

DESARROLLO DE LA VIDA

a luz es en sí misma un estímulo

conductual para los animales y,

además, condiciona la sincronía tanto

de las temporadas de apareamiento, como

de fenómenos de diversa, índole para

animales y plantas; con respecto a estas

últimas, en el capitulo 1 se mencionaron los

efectos de la luz, sobre la vida vegetal, en

cuanto a fenómenos de fototactismos y

fotoperíodos de floración.

La luz es absolutamente indispensable para

los procesos de fotofosforilación (producción

de NADH, y ATP) durante la fotosíntesis,

independientemente de la ruta que se siga:

C,, Ca o CAM.

La luz, la temperatura y el agua, (esta

fundamentalmente en forma de lluvia)

conforman la trilogía primordial para el

desarrollo de la vida terrestre; mientras que

la vida marina depende de luz, temperatura

y salinidad del agua. Estos factores físicos y

químicos no sólo deben entenderse como

limitativos en el sentido perjudicial, sino que

realmente son factores reguladores

beneficiosos del equilibrio poblacional en la

naturaleza.

Estudiemos ahora dos ejemplos reguladores

sorprendentes. La fotoperiodicidad es

notable en algunos insectos porque

proporcionan un control natal sui géneris

expresado de la siguiente manera: al final

de la primavera e inicios del verano, según

el nivel de horas-luz recibido por el

organismo, se ejerce un efecto fotoperiódico

en cuanto al estímulo nervioso encargado de

promover la formación de una especie de

huevo, cuyo desarrollo finalizará hasta la

siguiente primavera sin importar las

condiciones de temperatura, humedad,

alimento disponible, etc. Así, el aumento

poblacional es suspendido, en forma

preventiva, antes de que se agote la

capacidad de carga del sistema.

L


352

El segundo ejemplo esta relacionado con los

nódulos de las plantas leguminosas, sitio

donde viven los microorganismos fijadores

de nitrógeno (bacterias del género

Rhizobium). El número de nódulos está

correlacionado con el fotoperíodo que actúa

sobre la actividad fotosintética del vegetal.

(Véase Fig. 4.19.) Ya que la bacteria

fijadora necesita azúcares derivados de la

fotosíntesis vegetal, como fuente de

carbono y energía, cuanto más eficiente sea

la función de la clorofila, más suministro se

podrá dar al socio microbiano. Este es otro

ejemplo de regulación fotoperiódica

indirecta.

4.5.4 OTROS FACTORES FÍSICOS Y

QUÍMICOS QUE LIMITAN LA

DISTRIBUCIÓN POBLACIONAL

uchos de los factores

mencionados a continuación,

están ligados a la selección de un

hábitat local.

La estructura del suelo o el sustrato es

importante para las plantas que crecen en

tipos muy distintos de suelo, además de que

la distribución puede resultar afectada por el

contenido nutritivo de este.

En el caso de los invertebrados marinos el

sustrato puede ejercer considerable

influencia, ya que estos organismos cavan

túneles en la arena y el lodo de consistencia

blanda y conforman así otros habitats. El

tamaño de los sedimentos también afecta a

los organismos que viven en las capas más

profundas de las aguas dulces, donde,

además, varía más significativamente la

composición química del agua, mientras que

ésta es más constante en el mar.

La sal proveniente del agua y dispersada

por el aire ejerce un considerable efecto de

selección sobre las plantas de las zonas

costeras; este efecto de selección se debe a

que, por algún metabolismo especial, sólo

algunas plantas pueden habitar en zonas de

alta concentración sauna (caso de los

manglares).

M


353

El último factor que citaremos aquí es el

fuego, el cual puede llegar a ser común en

zonas de incendios frecuentes donde

algunas plantas y otras especies presentan

adaptaciones especiales para soportar esta

condición adversa. Esta característica se

presenta entre los límites de bosque y

pradera de América del Norte, donde

también juega un efecto considerable la

escasa humedad del suelo.

4.6 INTERACCIONES BIOLOGICAS

QUE AFECTAN A LAS POBLACIONES

n cualquier caso en el cual una

población interactúe con otra, una

de ellas o las dos modificaran su

capacidad de crecimiento y sobrevivencia,

en forma benéfica o perjudicial, por lo que

la velocidad de crecimiento tenderá a

aumentar o a disminuir, según el caso.

Los mecanismos reguladores de la población

conocidos como mecanismos extrínsecos

incluyen los factores físicos (vistos en la

sección anterior) así como otros de

naturaleza biológica como:

disponibilidad de alimentos

presencia de enemigos naturales

agentes presentes que causan

enfermedades en la población.

Por el contrario, los mecanismos intrínsecos

son aquellos que dependen de la anatomía,

fisiológica o comportamiento de los

organismos que constituyen la población o

especie en cuestión.

Por ejemplo, en un ambiente donde existe

escasez de alimento y sobrepoblación

algunos marsupiales, como los canguros y

los koalas, reducen su capacidad fisiológica

de fecundación, lo que implica la

disminución de la tasa de crecimiento o

también del índice de fertilidad (descritos en

la Sección 4.1.4). Otra forma en que

disminuye una población es la migración

que se presenta entre los lemmings (un tipo

de roedor de cola y orejas cortas y piel fina)

cuando escasean las fuentes alimenticias en

la región que habitan; este comportamiento

en la práctica reduce también la densidad

de población local.

Una relación matemática que pretende

simbolizar este proceso relaciona como

resultado al índice de crecimiento en función

de la siguiente ecuación:

Indice de crecimiento (variación de la

población respecto al tiempo) o sea dN

donde

dT

rN = término original (da lugar a la

expresión logarítmica del

crecimiento de una población

E


354

r N2 = término que indica los efectos de

autohacinamiento de la población

CN,N = interacción de los efectos

perjudiciales de otra población

r = tasa de incremento de la

población

N = cantidad de individuos de la

población original que existen en

determinado momento

N2 = cantidad de individuos en la

población

K = capacidad de carga de la

población original

C = factor que correlaciona los efectos

entre la población original o

población N y la(s) nueva(s)

población(es) N2.

Los resultados prácticos de esta ecuación

pueden ser diversos; si el valor de C es

pequeño para ambas especies, de tal

manera que los efectos de la acción de los

depredadores Sean menores que los efectos

"autolimitativos" o de autohacinamiento de

la propia especie o población, entonces el

índice de crecimiento y la densidad final de

las dos especies podrían apenas verse

reducidos, y tal vez ambas especies puedan

vivir juntas. Es decir, los efectos reductores

de una especie sobre la original (N2 en

relación con N) serán menores que si se

establece una competencia entre ambas.

Si la población de la especie N mantiene una

curva de crecimiento exponencial significada

por N, sin ningún efecto autolimitativo,

probablemente la competencia entre las

especies podrá generar la nivelación

requerida entre la población N y la N2.

Pero si C es grande, entonces la especie que

ejerza el mayor efecto eliminará a su

competidora o la obligará a emigrar hacia

otro hábitat, debido a que entre las especies

que viven juntas no puede existir una fuerte

competencia porque esto obligara a emigrar

a alguna de ellas.

Fig. 4.20 Una tendencia en la evolución del

parasitismo al mutualismo en los líquenes.

En algunos líquenes primitivos, los hongos

penetran realmente en las células de las

algas, como en el diagrama A. En las

especies más avanzadas, los dos

organismos viven en mayor armonía, para

beneficio mutuo como en B y C (Según

Odum). A esta relación de simbiosis se le

llama asociación micorrícica.

De acuerdo con la ecuación anterior, la

distribución local de los organismos está


355

limitada por otros organismos; estas

relaciones pueden ser de diversa índole, ya

que un organismo puede ingerir a otra

segunda especie o a la inversa, ser ingerido

por una tercera. Entre los organismos

también pueden presentarse interacciones

favorables desfavorables; por ejemplo,

antibiósis (producción de sustancias

inhibidoras), alelopatías (como el caso de

los árboles de eucalipto, Sección 4.2.3),

etc.; existen interacciones favorables como

las que se manifiestan entre las algas y

hongos para formar los líquenes, estructura

con la que ambas especies resultan

beneficiadas. (Véase. Fig. 4.20.)

Otro tipo de interacción es la competencia

directa, la cual suele restringir la

distribución local de los organismos y esta

basada en la restricción del uso de los

recursos disponibles (alimentos, territorios,

etcétera).

Cuando más de una especie o población

participa en las interacciones antes

mencionadas, entra en juego lo que se

conoce como comunidad, es decir, un

conjunto de poblaciones que habitan en una

zona determinada. Si las relaciones se dan a

nivel de comunidad se convierten en

interacciones interespecíficas (es preciso

recordar que éstas se dan hacia el seno

interno de una población); de este tipo de

relaciones algunas de las que se consideran

sobresalientes son la competencia, la

depredación y un tipo especial de

mutualismo que se conoce como simbiosis.

(Véase Fig. 4.21.)

Con respecto a la competencia, entre más

similares son los organismos más intensa es

la competencia, entre ellos. Según el

principio de la exclusión competitiva de

Gause, si dos especies compiten por un

recurso limitado una de las dos resultará

eliminada.

Fig. 4.21 Ejemplo de mutualismo. Entre la

flor de yuca (pobladora del desierto) y la

polilla de la yuca. La planta da protección y

alimento al insecto y este a su vez,

contribuye a la polinización vegetal (Tomado

de Postlethwait J. H., Hopson L. J. y Veres

R.C. Hmlogy. Edit. McGrraw-Hill. New York.

1991, pág. 553.


356

4.6.1. EL PRINCIPIO DE GAUSE Y

LA COMPETENCIA ENTRE LAS

ESPECIES

l principio de Gause señala que sólo

puede subsistir una especie por cada

nicho ecológico (obsérvese la Fig.

1.16). Se considera que en una comunidad

sólo puede existir un nicho ecológico por

especie o población (recuerde que el nicho

ecológico de una especie se refiere a la

manera en que los miembros de una especie

utilizan los recursos del ecosistema). Se ha

demostrado que si en una comunidad

coexisten especies similares los nichos que

ocupan no son idénticos, sino que se hayan

subdivididos. Se define como nicho realizado

aquel que la población usa, mientras que el

nicho fundamental, que en realidad es el

nicho potencial, se define como la

representación de los recursos que una

especie o población usaría si no tuviese

competidores.

Cuando los nichos se superponen significa

que más de una especie usa un mismo

recurso de por si limitado; en las

comunidades donde esta situación se

presenta el proceso de selección natural

contribuye a remarcar las diferencias entre

las poblaciones competidoras, lo que en la

práctica se traduce en una diferenciación de

nichos, reduciéndose así al mínimo la

competencia entre las especies. (Véase Fig.

4.22.)

Como todos los organismos de la comunidad

forman una red alimentaria, se establecen

en ella cadenas o redes alimenticias (cuando

las cadenas son complejas se transforman

en redes).

Los depredadores pueden ser consumidores

primarios si se alimentan de vegetales

Fig. 4.22 Representación gráfica de la

relación competitiva entre Paramecium

caudatum y Paramecium aurelia; en el

cultivo mixto Paramecium caudatum

desaparece.

E


357

Fig. 4.23 Variaciones cíclicas de la densidad

poblacional del depredador y la presa.

(herbívoros) y secundarios o terciarios si se

alimentan de un consumidor de primer o

segundo orden (carnívoros),

respectivamente.

Para una población el efecto que causan los

depredadores es en cierta forma benéfico

porque elimina parcialmente a los miembros

de esta especie e impide la sobrepoblación

(recuerde que la sobrepoblación no es

favorable porque aumenta los niveles de

competencia intraespecífica). (Véase Fig.

4.23.) Desde el punto de vista de la

selección natural, la depredación elimina a

los individuos peor dotados o enfermos y

promueve así la permanencia de los más

fuertes o mejor dotados, lo que finalmente

favorece a la población en su conjunto, ya

que acrecienta la diversidad de las especies.

4.6.2 OTRAS RELACIONES

BIOLÓGICAS EN UNA COMUNIDAD

tro tipo de interacciones se

presentan en el parasitismo, el

amensalismo, el mutualismo y el

comensalismo; como ya mencionamos

algunos estudiosos del tema consideran la

simbiósis como un caso especial de

mutualismo. (Véase cuadro 4.5.)

Deseamos citar en esta sesión algunos

casos especiales de relaciones simbióticas:

es de llamar la atención la relación

simbiótica de los microorganismos

fijadores de nitrógeno que viven en

el intestino de las termitas,

favoreciendo allí la digestión de la

madera, proceso del que ambas

especies se benefician.

La simbiósis de los hongos

microorganismos favorece en

general la activación de los biociclos

de nutrientes, así como a las plantas

y hongos que participan en esta

asociación simbiótica.

Las micorrizas más estudiadas son de dos

tipos: (1) ectotróficas o ectomicorrizas, las

que se manifiestan externamente, alrededor

de las raíces de los pinos, por ejemplo,

donde a simple vista puede apreciarse el

manto fúngico y (2) las endotróficas o

endomicorrizas que penetran a las células

de la raíz de los micelios fúngicos. Este

último tipo de micortizas se han estudiado

O


358

en plantas como la cebolla y el maíz.

Estas asociaciones fúngicas y las plantas

tienen gran relevancia, ya que los hongos

son capaces de metabolizar sobre todo

fósforo, el cual es imprescindible para el

vegetal

y que la acción del hongo se lo hace

asequible, favoreciendo además en el

suelo la activación de los ciclos

minerales.

En el caso de las ectomicorrizas, su

presencia ayuda al pino, como una

barrera física, a repeler infecciones o

ataques de organismos antagónicos.

Otra simbiósis significativa es la que se

establece entre los nódulos de las

leguminosas (frijol, haba, soya, chícharo,

etc.) y las bacterias del genero

Rhizobium. Estas y otras bacterias son,

junto con las algas cianofitas y los

actinomicetos (sólo algunas especies de

estos dos últimos tipos de organismos)

los responsables de la fijación biológica

del nitrógeno en el planeta. Una

característica sobresaliente que unifica a

todos estos organismos es la ausencia de

núcleo celular, lo que los convierte en

procarióticos en todos estos casos. (Véase

cuadro 2.3 del capítulo 2.)

Un caso fisiológico de pecualiar importancia

resulta la presencia en la raíz del trébol

nodulado de una proteína llamada trifolina,

la cual es sintetizada por la planta y

presenta lo que en la Inmunología se llama

reacción cruzada con el microorganismo

simbionte de este vegetal el Pluzobium

trifoli en reacciones de la especificidad que

sólo pueden compararse a las que se

presentan entre antígeno-anticuerpo. Es

decir, la planta reconoce a su simbionte

especial sin confundirlo con ningún otro

organismo por parecido que sea

En el proceso de fijación biológica del

nitrógeno este elemento es transformado de

su tipo inerte (N2 o nitrógeno atmosférico,

recuerde que también hay atmósfera en el

suelo) a nitrógeno amoniacal; esta forma


359

química es utilizable por el vegetal en

conformación bioquímica de proteína

vegetal.

Por último, respecto a este tipo de simbiosis

adicionaremos el dato de que Rhizobiurn

trifoli sí nodula a otro tipo de plantas

diferentes del trébol, como el frijol, el

mezquite y la pseudoacacia, pero en ellas es

incapaz de desarrollar activamente el

proceso de fijación de nitrógeno, por lo que

se habla de que la simbiósis R. trifoli-trebo

es de alta especificidad.

4.7 TIPOS DE SUCESION

La sucesión es un cambio que se presenta a

nivel de comunidad y que afecta, por lo

tanto, a las poblaciones que la constituyen.

La sucesión se lleva a cabo durante períodos

prolongados y puede ser de dos tipos:

sucesión primaria y sucesión secundaria.

4.7.1 SUCESIÓN PRIMARIA

a sucesión primaria se origina a partir

de la colonización, establecimiento y

desarrollo de una comunidad en un

nuevo hábitat, mientras que la secundaria

se inicia cuando la comunidad y/o el medio

en que se desarrolla han sufrido

alteraciones parciales o totales debidas al

fuego, inundaciones, explosiones volcánicas,

etcétera.

En la sucesión natural la comunidad y su

ambiente, el ecosistema, tienden a alcanzar

un estado "equilibrado" donde se exprese la

maduración del ecosistema con aumentos

de biomas y diversidad de especies, aunque

se presente una disminución en el nivel de

productividad neta (definida esta como la

productividad resultante del resto de la

productividad total menos el costo de las

actividades metabólicas del productor e

comparable a una tasa de ganancia neta y

suele medirse como incremento de energía).

Los cambios presentes en una sucesión

ecológica se originan por la interacción

competitiva, a nivel biológico, entre diversos

organismos, de tal forma que las especies

oportunistas o estrategas r al paso del

tiempo dejan su sitio a las especies

estrategas k, las cuales están más cercanas

a la fase de "equilibrio" comentada en este

párrafo.

Además de la interacción competitiva ya

señalada, la acción de los organismos sobre

el suelo se manifiesta, por ejemplo, en un

caso de sucesión primaria como el proceso

de formación del suelo, el cual es uno de los

principales ejemplos que evidencian las

formas tan importantes en que los

organismos promueven la sucesión

ecológica.

En el caso de la formación del suelo sobre la

roca, los procesos biológicos ejercen

diversos cambios fisicoquímicos:

desintegración de partículas de gran tamaño

(rocas). cambios en el pH, solubilización de

algunos nutrientes (solubilización de fósforo

L


360

por parte de los hongos micorricicos), y

mejoramiento tanto de la capacidad de

retención de agua como de la capacidad de

intercambio catiónico. Este último proceso

se debe

Fig. 4.24 Los líquenes organismos pioneros

se adhieren a las rocas como precursores de

los demás organismos; precursores en el

proceso de formación del suelo. Están

formados por la asociación de hongos y

algas. (Tomado de Benton y Werner. Field

Biology and Ecology. McGraw-Hill. New

York. 1974, pág. 201.)

a la presencia de materia orgánica

acumulada debido a la presencia de restos

de los organismos, heces, orina y desechos

en general; esta materia orgánica también

favorece el estado de agregación del suelo

en formación, además de que el desarrollo

de nuevas poblaciones favorecerá el

sombreado del área y evitará la erosión

eólica, o sea la provocada por el viento.

(Véanse Fig. 1.7, 1.8, 1.9, 1.10.)

Los líquenes son considerados en este

proceso como organismos pioneros, ya que

se adhieren a la superficie de las rocas para

dar inicio al proceso de formación de suelo.

(Véase Fig. 4.24.)

4.7.2 SUCESIÓN SECUNDARIA

a sucesión secundaria es en cierta

forma similar a la primaria; la

diferencia radica en que si ésta se

presenta en un ecosistema perturbado por

el fuego, por ejemplo, conserva la presencia

de algunas de las poblaciones originales

resistentes al factor físico que causó la

perturbación. La velocidad de sucesión, por

tanto, es mucho más rápida en el caso de

sucesiones secundarias.

Si las plantas anuales crecen mas

rápidamente que las perennes (plantas con

un ciclo vital de un año contra las que

permanecen siempre en el sistema) y éstas

más rápido que los arbustos y estos a su

vez con mayor velocidad que los árboles, es

lógico suponer que en un proceso de

sucesión secundaria, como ya habíamos

L


361

mencionado, se extenderán primero las

estrategas r, como el diente de león,

vendrán después las plantas perennes, los

arbustos y, en último término, los árboles,

en cuanto a la vegetación refiere. Respecto

a los animales, hongos y otros

microorganismos de la comunidad, éstos

dependerán del cambio en el patrón

florístico de la sucesión que se desarrolla

tendiente a establecer especies con

estrategia k y lograr así una mayor madurez

de la comunidad y, en consecuencia, del

ecosistema mismo.

El éxito de la especie humana podría, por

consiguiente, analizarse en términos del

aprendizaje del uso de las fuentes de

energía, pero, podría aplicarse

intraespecíficamente el nexo entre

energética y evolución, la noción de que la

"lucha por la existencia" es en primera

instancia una disputa por la energía

disponible.

Boltzmann, 1866, cit. por Lotka, 1925.

... un juez imparcial, en caso de que pudiera

existir, concedería sin duda a la especie

humana, en su estado actual, una posición

única y predominante en el esquema de la

naturaleza, pues los seres humanos

civilizados han tenido el merito de eliminar

prácticamente todos los enemigos de

envergadura comparable a la suya. Esto ha

tenido como resultado un tipo especial de

lucha por la existencia para la humanidad.

Con el conflicto contra otras especies

relegado a un segundo plano, el combate de

los seres humanos contra sus propios

congéneres ha sido llevado, por fuerza, al

centro de la escena...

Lotk , A, I. Elements of physical biology

Edit. Williams v Wilkins, Baltimore,

1925.

4.8 ESTUDIO DE LAS POBLACIONES

HUMANAS

4.8.1 DEMOGRAFÍA

l tamaño poblacional es la primera

característica que se define cuando

se analiza a una determinada

población. Si esta es pequeña y esta

circunscrita a un espacio físico definido, la

determinación del número de individuos

puede hacerse fácilmente por conteo

directo. Si el territorio es muy grande o la

población muy numerosa, se recurre a la

toma de muestras para lograr determinar la

magnitud de la población.

Se denomina Demografía a la rama de la

Antropología o la Sociología que mediante

estudios estadísticos se ocupa del estudio

de la distribución de la población o de su

recuento propiamente dicho; estas

determinaciones pueden tener, para los

grupo humanos diversos fines (censos

fiscales, censos poblacionales,

determinaciones de las tasas de natalidad,

mortalidad, índices de la fecundidad de la

población, etcétera).

E


362

La Demografía y su estudio se remonta a la

antigüedad. Planteada en forma metódica

nace con Malthus en 1740, ya que en sus

estudios se hallan precisiones matemáticas

de las tendencias del desarrollo poblacional

humano.

Ya que la Demografía se considera propia

del estudio de las poblaciones humanas,

algunos autores proponen utilizar el termino

Biogeografía para referirse al estudio de las

poblaciones de plantas y animales.

Los estudios demográficos se refieren, como

ya se señalo, al número de nacimientos y

muertes en la población; estos fenómenos

vitales de la población pueden cuantificarse

a través de censos.

Los censos son técnicas de evaluación de las

características de los individuos, en lo que

respecta a los seres humanos se utilizan

para evaluar sexo, edad, estado civil, lugar

de nacimiento, nivel escolar, características

de su vivienda, etc., en las poblaciones

animales se evalúan peso, sexo, tamaño,

etc.; mientras que en las poblaciones

vegetales peso, altura, sexo, etapa de

desarrollo, etc. (Véase cuadro 4.6.)

Por medio de la aplicación de censos

sucesivos a una población puede valorarse

tanto el tamaño como los cambios que

pudieran ocurrir en ella.

Los cambios en una población pueden ser

cíclicos si se presentan con cierta

regularidad, pero también pueden ser

acíclicos; en el primer caso se deben a

mecanismos de autorregulación y en el

segundo a bruscas variaciones ambientales.

Entre los índices demográficos que permiten

realizar una mejor evaluación del tamaño

poblacional se hallan: tasa bruta de

natalidad, tasa bruta de mortalidad, tasa

neta de migración, tasa de cambio

poblacional, etcétera.

Para la Biodemografía, por ejemplo, es

importante la:

N,' - N," -

Velocidad de cambio poblacional = ----------

--

(

t - to) (N, )

N,0= número de individuos presentes


363

en el tiempo cero

N, = número de individuos presentes

en el tiempo uno

t, - to, = período considerado.

Dicho en palabras, este parámetro compara

con respecto al tiempo, las variaciones

numéricas de los integrantes de población

confrontando ésta contra la población

original (número original de organismos).

Existen algunos parámetros que se

consideran para condiciones ideales,

mientras que otros se consideran respecto

a la realidad del proceso; por lo tanto, se

dice que hay dos tipos de natalidad: la

natalidad fisiológica o absoluta y la

natalidad ecológica o real. La primera es la

capacidad máxima de reproducción de

organismos en condiciones ideales,

mientras que en la segunda se manifiestan

condiciones que funcionan en sí como

mecanismos de regulación ambiental,

generándose así las condiciones presentes

en la realidad.

Para los núcleos humanos son de gran

interés, por ejemplo, las relaciones que se

manifiestan entre:

• mortalidad y alimentación

• nupcialidad y mortalidad

• fecundidad y mortalidad

• edad y mortalidad, etcétera.

Es decir, para la Demografía resultan

fundamentales las apreciaciones con

respecto al volumen total de la población, a

su densidad, número de muertes, las

enfermedades, las migraciones, el número

de organismos en edad fecunda, la edad de

los diversos miembros de la población, la

abundancia de hembras o machos (en

nuestro caso, hombres y mujeres), así

como la edad a la que estos contraen

nupcias, entre otras características

sobresalientes.

Un ejemplo sencillo que permite

comprender el enunciado "una población

crece al 3%", lo representa el hecho de que

100 personas estaban vivas el día 1 ° de

enero y 103 era el número para el siguiente

31 de diciembre, por lo que

:

[(103 - 100)/100) x 100 = 3% anual.

4.8.2 DESARROLLO HISTÓRICO DE

LAS POBLACIONES HUMANAS

omo se ha venido señalando, las

poblaciones humanas poseen

características y desarrollo

especiales en comparación con otras

poblaciones naturales como poblaciones

animales o vegetales. Para complementar

esta visión expondremos a continuación la

secuencia histórica del desarrollo

poblacional humano.

C


364

El número de seres humanos ha aumentado

en una forma especial, desde la Edad de

Piedra hasta nuestros días, presentando un

patrón que difiere radicalmente del de las

otras especies.

El tiempo en que se duplica la población

humana se esta reduciendo

constantemente, lo que evidencia un tipo

de crecimiento exponencial, sobre todo

después de la mitad del siglo que esta por

terminar. Para los demógrafos el tiempo de

duplicación esta referido al tiempo

necesario para que la población duplique su

tamaño. (Véase cuadro 4.7.)

En los últimos años la curva de población

humana, como puede observarse en la

figura 4.25, empezó su ascenso vertical

logarítmico o exponencial. Antes el

crecimiento poblacional era gradual, debido

a que la población humana estaba, como

cualquier

Fig. 4.25 Períodos de crecimiento de la

población humana. Desarrollo cronológico

(observe la fase exponencial desde la

última parte de este siglo).


365

otra población natural, sujeta a los

controles de la resistencia ambiental.

(Véase Sec. 4.1.)

El ascenso exponencial, comienza después

de la Revolución Industrial, cuando el

hombre ha aprendido científicamente a

liberar la energía de las diversas fuentes

naturales en que normalmente se halla

almacenada. Las máquinas de vapor

representan los primeros ejemplos de esta

apropiación de la energía.

La comparación entre los diversos períodos

históricos, humanos y su consumo asociado

de energía se muestran en el cuadro 4.8.

4.8.3 CRECIMIENTO POBLACIONAL

Y SOBREPOBLACIÓN (EFECTOS

DERIVADOS)

a desde el siglo XVIII, en 1798,

Roberto Malthus (1766-1834),

economista inglés, se manifestaba

en su conocido ensayo Essay on Population

(Ensayo sobre población) acerca de las

implicaciones de múltiples órdenes que se

presentan en el desarrollo poblacional

humano.

En la primera edición de su ensayo Malthus

afirmó que la guerra, el hambre, la peste,

la miseria y el vicio impedían que la

población humana creciese más allá de sus

límites de subsistencia. En ediciones

posteriores también habló de "frenos

morales", como el retraso del matrimonio y

la continencia sexual, para autorregular la

expansión poblacional. Uno de sus

principales planteamientos se resume en el

cuadro 4.9. Para Malthus una de las

contradicciones fundamentales entre el

crecimiento poblacional y la capacidad del

medio para sustentarlo radica, por ejemplo,

en el oportuno suministro de alimentos.

(Véase Fig. 4.26.)

Malthus y sus predicciones han quedado

atras hace ya mas de 200 años, pero surge

una pregunta: ¿dejará la humanidad de

crecer exponencialmente y adquirirá una

forma sigmoide?; es decir, se estabilizará y

regulará en su conjunto (incluyendo a los

países industrializados, en vías de

desarrollo y del Tercer Mundo) ¿su

explosión demográfica y, su acelerado

crecimiento exponencial?

Innumerables cuestiones de diversas

índoles se hallan implícitas en la posible

respuesta, ya que aspectos económicos,

sociales, culturales, morales, éticos, etc.

Y


366

forman una intrincada red de problemas

que la condicionarían; en seguida

abordaremos brevemente algunas de estas

cuestiones.

La explotación de diversas fuentes

energéticas permitió en el siglo XIX y ha

permitido en el XX, la creación de nuevas

técnicas agrícolas, que mejoraron mucho

las condiciones económicas de diversas

regiones del planeta. Por otro lado, la

contradicción radica en que el mismo

crecimiento poblacional limita el área de la

tierra cultivable de que se dispone en el

mundo entero. Otro factor que limita la

capacidad agrícola son las condiciones

económicas del país de que se trate.

Finalmente, en el caso de países pobres y

poco industrializados, los que

fundamentalmente se dedican a

Fig. 4.26 Comparación entre curva de

crecimiento aritmético y curva de

crecimiento geométrico. A) Curva de

crecimiento geométrico. B) Curva de

crecimiento aritmético.


367

Fig. 4.27 Tipos de zonas urbanas. Las

flechas indican en su punta el lugar de

trabajo y en su lugar de residencia del

trabajador.

Fig. 4.28 Zonas densanmente pobladas en

América: Zona urbana de Brasil (Fotografía

por cortesía de Kent Herman, tomada de

Turk, et. al, Tratado de Ecología. Editorial

Latinoamericana, México, 1984, 2ª ed. Pág.

168.


368

Fig. 4.29 Desigual desarrollo urbano en

Brasil. En los países en vías de desarrollo,

las ciudades crecen sin planificación.

(Fotografía por cortesía de Ken Heyman,

tomada de Turk et. A Tratado de Ecología.

Ed. Interamericana, México, 1984, 21

edition pag. 171.)

la agricultura, la misma necesidad de

incrementar cultivos agrícolas ocasiona la

invasión de áreas de reserva o protección

ecológica, lo que a la larga tiene efectos

severos de deforestación de bosques y

destrucción de flora y fauna nativas; esto al

final causará un fracaso en ambas

estrategias, ya que la región de reserva se

perderá y tampoco se logrará una óptima

producción agraria.

En el año de 1825 la población mundial

alcanzó una cifra de 1000 000 000 de

habitantes; en esos tiempos el avance de la

salud pública permitió un mejor control

sanitario en las ciudades, por lo que se

redujo la incidencia de enfermedades

infecciosas. Los avances en este campo,

combinados con una mejor nutrición,

frenaron sustancialmente la tasa de

mortalidad. En el siglo XX, con el avance en

la producción industrial de antibióticos, el

crecimiento poblacional humano se tomó

francamente exponencial.

Respecto a México en particular, ¿qué

problemática se encuentra asociada a la

disminución de la tasa de mortalidad y al

aumento de la tasa de natalidad?

Según datos de censos oficiales, el Área

Metropolitana de la ciudad de México tiene

una población de más de 15 000 000 de

habitantes de esta cifra más del 50% son

mujeres) distribuidos en 26 municipios

conurbados. La población de éstos

representa más del 0.4 del valor poblacional

de todo el país; esto ayuda a explicarnos el

porque de los problemas de sobrepoblación

e impacto ambiental de la ciudad de México

y sus alrededores, donde sólo la recolección

de basura (según datos de la desaparecida

Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología)

en 1982 tuvo un costo de 750 000 000 de

pesos.


369

Fig. 4.30 Imagen dominical matutina de la

via rápida "Río San Joaquín". Puede

apreciarse que esa avenida es de gran

circulación vehicular, pues hay hasta 3

carriles (lado izquierdo)

A las altísimas cifras poblacionales de la

ciudad de México y su zona conurbada se le

suma la migración exagerada de

campesinos, estudiantes y otros pobladores

del interior del país, ya que en el D.F. están

concentradas la mayoría de escuelas,

industrias, oficinas de gobierno, compañías

paraestatales, etc.; esta inmigración

permanente acaba por romper el

delicadísimo equilibrio en que se debate la

ciudad mas grande del país y una de las

mayores en todo el planeta.

El mismo rector de la Universidad Nacional

Autónoma de México señaló, el 19

septiembre de 1991 en el XXVII Congreso

de la Asociación Internacional de

Urbanistas, que para el año 2017 el 90%

de las poblaciones latinoamericanas se

concentran en las grandes ciudades y que

éstas carecerían de una planeación urbana

adecuada, Y que el mismo anotó que en

"materia de urbanismo el D.F.*es un

laboratorio viviente"...

Esta falta de planificación y recurso ha

convertido a las gigantescas urbes

latinoamericanas en regiones densamente

pobladas y sin recursos urbanos

suficientes para atender a sus pobladores,

por lo que las regiones marginadas y los

cinturones de miseria rodean como

collares a estas megalópolis. (Véanse Fig.

4.27 a 4.30.)


370

Nota. El descenso es considerable a partir

de 1920.

Fig. 4.31 Comparación de la mortalidad

infantil en México. (Fuente: IMSS-

Coplamar.)

Considerando un aspecto adicional, según

diversas fuentes, entre las que se cuenta el

Instituto Mexicano del Seguro Social

(IMSS), la mortalidad infantil ha decrecido

notablemente del siglo pasado al actual, y

así la población mexicana posee el mayor

número de individuos en el grupo de edad

de 0-20 años. (Véanse Fig. 4.31 a 4.33.)

La interrogante que surge al observar estas

piramides poblacionales es: ¿tiene el país

los suficientes recursos para sustentar estas

pirámides? Nacional Financiera (NAFINSA),

organismo financiero estatal, reconoce que

para el año 2010 existirán en el país siete

millones de ancianos mayores de 65 años,

mientras que para el año de


371

Fig. 4.33 Piramides, poblacionales en

México. (Fuente: SSA, México, 1975.)

Fig. 4.34 Aumento en el número de

personas mayores de 65 años en México.

Estimaciones de Nacional Financiera, con

respecto al número de ancianos mayores de

65 años.

Fig. 4.35 Número de trabajadores retirados

pensionados por el IMSS. Datos del tercer

informe de gobierno. México, 1991.


372


373

Fig. 4.37 Incapacidad de subsistencia. A

menudo los ancianos no son

económicamente independientes. Algunos

se ven obligados a recurrir a la caridad para

subsistir. (Tomada por Anton Furok en

México, tomada de Turk et. al. Tratado de

Ecología. Editorial lnteramericana, México,

1084.

1991 el IMSS solo reconocía la existencia de

12 17 000 pensionados por vejez. ¿Quién

pensiona al resto de ancianos mexicanos?

La carencia e insuficiencia de la asistencia

social para niños y ancianos que existe en

nuestro país los obliga, sobre todo en las

áreas urbanas, a subemplearse o a

mendigar para poder sobrevivir. (Véanse

Figs. 4.34 a 4.37.)

4.8.4 ALTERNATIVAS PARA EL

ÍNDICE DE CRECIMIENTO

POBLACIONAL HUMANO

Uno de los temas mas candentes de los

próximos años será el análisis de las

tendencias que permitan lograr una

disminución de la fertilidad entre las

mujeres, sobre todo de los países del Tercer

Mundo, donde las pirámides poblacionales

son parecidas a las de México; la

capacitación de la mujer para intervenir

activamente en la vida productiva fuera del

hogar traerá como consecuencia el deseo de

controlar el número de descendientes, lo

que además, mejorará la calidad de vida

familiar.

La contraconcepción, la esterilización y el

aborto inducido, procesos más directos que

inciden sobre el crecimiento poblacional

serán, a corto plazo, medidas obligadas en

el proceso de planificación familiar. No es

raro que, por ejemplo, a principios de 1992

el Banco Mundial para el Desarrollo se haya

pronunciado por una legislación que

garantice el derecho al aborto en los países

del Tercer Mundo. Ojalá que estas

campañas no terminen en circunstancias tan

extrañas como el caso citado de la

esterilización de mujeres indígenas, en

regiones del estado de Chiapas, a cargo de

grupos extranjeros que se presentan como

institutos lingüísticos, o como el caso de las

pruebas primarias sobre la validez y efectos

secundarios de los anticonceptivos

estadounidenses, los cuales fueron probados

primero en Puerto Rico.

Resolver el problema de la sobrepoblación

implica, en cierta medida, resolver también

la desigual distribución de energéticos,

riqueza y tecnología entre los países pobres

y las grandes potencias; por ello el

planteamiento con el que concluye este

capítulo (con el cual la autora esta de

acuerdo, en principio) se vería sujeto a

presiones internacionales para lograr su

utópica aplicación.

Planteamiento de E. Isaacson, formulado en

1912 en el prólogo del libro Malthus (The

Malthusian Limit): ".. n: la pregunta mas


374

importante de la raza humana corresponde

a la forma en que la sociedad humana

deberá limitar su número a cifras en las que

pueda hacer usos de los recursos naturales

del mundo..."

Es preciso considerar que el hombre no

debe agotar la capacidad de carga de la

biósfera, pero ojalá que los recursos

naturales que se derivan de ella y la

explotación sustentable de éstos sea

equitativa entre los seres humanos,

procurando elevar en forma armónica la

calidad de vida de todos los habitantes del

planeta, sin distinción de nacionalidad, sexo,

edad o religión.


375

CUESTIONARIO

4.1. Defina los siguientes conceptos

relativos a una población:

potencial biótico

resistencia ambiental

patrones y densidad de

crecimiento capacidad de carga

indices de natalidad, mortalidad y

fecundidad o fertilidad estructuras

piramidales

4.2. ¿Cómo se diferencian las fases lag

y log del desarrollo de una

población?

4.3. ¿Cuántos tipos de curvas de

crecimiento conoce? Explíquelas.

4.4. Defina y explique ¿qué son las

tasas de natalidad y mortalidad?

4.5. ¿Qué es una población hipotética y

cómo se relaciona con las tablas

de vida?

4.6. ¿Qué significa el término

esperanza media de vida?

4.7. ¿Qué diferencia existe entre las

estrategias k y r de las

poblaciones?

4.8. ¿Cómo se expresa la Ley de

tolerancia y que relación tiene con

las fluctuaciones de una

población?

4.9. Explique con ejemplos las

siguientes interacciones en una

población: aislamiento,

territorialidad, dispersión,

colonización y alelopatía.

4.10. Mencione y haga esquemas que

ilustren cuáles son las diferencias

entre las distribuciones

homogénea, al azar y

amontonada.

4.11. ¿Qué es un censo poblacional y

cómo se expresa la densidad de

población?

4.12. Discuta cómo afectan a las

poblaciones los siguientes factores:

temperatura

humedad

luz

estructura y composición química

del sustrato fuego

depredación

competencia

mutualismo

simbiósis

amensalismo

comensalismo

4.13. Diferencie e ilustre una sucesión

primaria y una secundaria.

POBLACIONES HUMANAS

4.14. ¿Qué es la Demografía?

4.15. ¿Qué son los censos de población?

4.16. ¿Qué es la velocidad de cambio

poblacional?

4.17. Discuta que relaciones, para los

grupos humanos, se pueden

presentar entre: mortalidad y

alimentación

nupcialidad y mortalidad

fecundidad y mortalidad

edad y mortalidad.

4.18. Explique que interrelaciones se

presentan entre los diversos


376

parámetros poblacionales que a

continuación se indican:

Densidad de la población

Número de muertes

Enfermedades

Migraciones

Número de organismos en edad

fecunda

Edad de los diversos integrantes

de una población

Abundancia de hombres o mujeres

4.19. Discuta detalladamente los

siguientes conceptos y trate de

encontrar la relación existente

entre ellos:

Tiempo de duplicación de la

población

Crecimiento y sobrepoblación

Desarrollo de grandes

concentraciones urbanas

(megalópolis)

Tasas de mortalidad

Métodos anticonceptivos y pugnas

por un reparto mas equitativo de

energéticos, riquezas y

tecnología.


377

ENERGETICA CELULAR, RESPIRACION______________________________

378

En el artículo anterior se señaló que el

cloroplasto está diseñado para atrapar

energía fotónica, convertirla de inmediato

en energía eléctrica y, casi

instántaneamente, en energía química la

que es retenida, en forma de enlaces

covalentes, en la coenzima NADP y en el

nucleótido ATP. Cabe preguntarse ¿Por qué

el proceso de fotosíntesis no se detiene

aqui? La respuesta reside en que estas

importantes sustancias representan sólo el

dínamo que impulsa el metabolismo pero no

constituyen materiales de construcción ni de

reserva. En otras palabras, a una planta en

crecimiento no le basta disponer de NADPH

+ y ATP en abundancia; no le basta

mantenerse viva.- Su programa genético

impone una gran cantidad de otras

necesidades. Así que necesita glucosa para

producir madera o sintetizar almidón.

Necesita este azúcar para exportarlo a

raíses u otros órganos vitales no

fotosintéticos, cuyas células deben usar una

vía metabólica especialmente diseñada para

proveerse del indispensable ATP: la

respiración celular.

Sin embargo, la glucosa no sólo sirve para

cubrir necesidades inmediatas en la propia

planta que la produce: Tarde o temprano

este azúcar queda a disposición, a través de

cadenas y tramas alimenticias, de una

célula fungal parásita, de una célula de

levadura, una bacteria, un leucocito o una

neurona. Pero cualquiera sea el tipo celular

al que acceda, la glucosa suele utilizarse

casi invariablemente como combustible.

¿Cómo ha de estar equipada una célula para

degradarla y al mismo tiempo atrapar su

energía resultante? Este doble problema se

resuelve mediante una consecuencia de

reacciones de oxidorreducción (redox) e

inversión inicial de energía. Tal es la esencia

de la respiración, cuya "finalidad" última

consiste en sustraer energía de la glucosa u

otros materiales alimentarios y emplazarla


379

en el ATP, sustancia que constituye en el

metabolismo un depositario de energía

inmediata. El equipo con el que la célula

logra efectuar esa transferencia energética

consta, por tanto, de sustancias que

garantizan un flujo de electrones

(electrotransportadores), enzimas,

coenzimas y membranas que aportan una

infraestructura especial y delimitan sitios

con particulares condiciones de trabajo. En

las células eucarióticas, tales sitios son las

mitocondrias; en las procarioticas, las

membranas plasmáticas.

ENERGIA LIBRE Y METABOLISMO

ada uno de los enlaces químicos de

la molécula de glucosa es energía

potencial. La combustión de esta

hexosa en presencia de aire constituye un

sistema que se puede sintetizar de la

manera siguiente:

Una parte de la energía de enlace de los

sustratos se ha transferido a la de los

productos. El remanente se disipa en forma

de calor. Ahora bien, desde el punto de

vista termodinámico, en la célula ocurre

algo similar a lo anterior, si bien con ciertas

diferencias. Desde luego, los eventos no se

dan espontánea y súbitamente; ocurren "en

frío", puesto que las enzimas hacen

descender la energía de activación de los

sustratos orgánicos. Además, las reacciones

de degradación ocurren de manera

escalonada y, en ciertas circunstancias,

pueden revertirse. El oxígeno, por lo demás,

puede faltar aunque, como se verá más

adelante, esta condición de anaerobiósis

abate la eficiencia del sistema. Finalmente y

acaso lo más significativo, el metabolismo

celular logra captar hasta el 40% de la

energía libre en forma de ATP, ¿Qué

estrategia ejecuta la célula para lograr tan

altos rendimientos de conversión

energética? Es un mecanismo maestro de

remoción de electrones y deshidrogenación

controlada con dos variantes principales:

fermentación y respiración.

DEGRADACION OXIDATIVA;

PERFIL GENERAL

l proceso que conduce a la

degradación bioquímica de la

glucosa es muy complejo, pero

podemos perfilarlo de una manera sencilla

antes de emprender su estudio. En la figura

3-1 se ofrece un resumen de los eventos.

Una vez que el azúcar logra acceder a una

célula por lo regular no fotosintética), es

C

E


380

fraccionado en el citoplasma mediante la

glucólisis en dos ácidos pirúvicos. En el

curso de este evento anaerobio la célula

produce NADH y agua; invierte dos

moleculas de ATP y cosecha cuatro. La

estructura química de la

nicotinaminadenindinucleótido y del

adenosintrifosfato se presenta en la figura

3-2. El ácido pirúvico prosigue por

cualquiera de tres vías: si no hay oxígeno

disponible, sirve como sustrato para la

producción de alcohol etílico (en la

levadura) o bien se convierte en ácido

láctico (por la célula muscular o por

Streptococcus lactis, bacteria que agria la

leche). Por último, si el oxígeno está

presente, el ácido piruvíco sigue la ruta de

la respiración; es decir, ingresa a la

mitocondria donde se oxida por completo

(vía ciclo de Krebs, transporte de electrones

y quimiómosis) hasta dióxido de carbono y

agua. Esta última vía es la eficiente en

términos de aprovechamiento energético,

pues ofrece un rendimiento de alrededor de

34 moléculas de ATP, a partir de ambas

moléculas de ácido piruvíco. Ahora veamos

con detalle el curso de estos eventos.

GLUCOLISIS

ctivación e isomerización. La

glucosa es una sustancia muy

estable; sus enlaces interatómicos

representan una energía potencial de 2 260

kcal por mol. Así que los primeros pasos de

su degradación consisten en

"desestabilizarla" o predisponerla a la acción

del equipo enzimático de la célula. Se trata,

pues, de una activación (o fosforilación,

como han dado en llamarla algunos autores)

y se logra mediante la transferencia de

grupos fosfato del ATP. Un primer fosfato se

incorpora mediante la enzima hexocinasa, el

carbono 6 (fig. 3-3). El siguiente paso es

una isomerización que transforma la glucosa

en fructosa mediante la intervención de la

enzima fosfoglucoisomerasa. La adición de

otro grupo fosfato, a cargo de la

fosfofructocinasa convierte a este isómero

en fructosa 1,6, difosfato. Todas las

subsecuentes reacciones son catalizadas

también por enzimas específicas.

A


381

transfiriendo uno de sus fosfatos al ADP. El

compuesto resultante es el PGA ácido

fosfoglicérico, al que una inmediata

isomerización lo convierte en ácido

fosfoenolpirúvico (PEP); estas

transformaciones van acompañadas de

producción de agua. El siguiente paso marca

el final de la glucólisis: mediante la

influencia catalizadora de la piruvatocinasa,

el PEP transfiere su grupo fosfato a una

molécula de ADP. El resultado es la

producción de un ATP adicional y de ácido

pirúvico.

Balance de la glucdlisis. El fraccionamiento

de la glucosa hasta ácido pirúvico significa

una inversión en términos de costo y

beneficio, favorable a la célula; la ganancia

neta es de dos moléculas de NADH + y dos

de ATP.

El balance puede expresarse en los

siguientes términos:

La producción de ATP mediante glucólisis es

un proceso llamado fosforilación a nivel

sustrato, en razón de que el combustible

original sufre apenas una degradación

parcial al término de ésta vía anaeróbia del

metabolismo.

El ácido pirúvico es aún para la célula una

gran reserva energética. Pero el que

desempeñe o no su función de combustible

depende del oxígeno. Si éste no participa en

el proceso, entonces el ácido pirúvico

constituye para la célula


382

Fig. 3-1. Esbozo general de la oxidación de

la glucosa. El ácido pirúvico resultante de la

glucolisis es convertido, mediante

fermentación, en ácido láctico o en alcohol

etílico. Estas transformaciones son

impulsadas, por la energía del NADH. Si hay

oxígeno, el ácido pirúvico prosigue la ruta

respiratoria en el curso de la cual se

convierte en ATP, agua, CO2 y calor. El

rectángulo grande representa una célula; el

pequeño, una mitocondria.

Fraccionamiento. Las tres reacciones

anteriores han preparado el camino a una

enzima hidrolítica, la aldolasa, que

extiende la glucosa exactamente en dos

mitades: fosfatodihidroxiacetona y

fosfatogliceraldehido (PGAL), compuesto

de tres carbonos, muy afines desde el

punto de vista químico, de manera que el

primero se convierte en el segundo.

Recuperación de energía. Hasta este

momento la célula sólo ha invertido energía

pero ha predispuesto el sustrato a su

proceso de oxidación y de síntesis de ATP.

En efecto, el destino inmediato de cada

PGAL es oxidarse mediante la donación al

NAD de dos electrons y sus

correspondientes protones (ions H'). Es

oportuno advertir aquí que la ruta seguida

por uno de los PGAL es idéntica a la

recorrida por el otro. Por ello, la descripción

de ambas sería una repetición innecesaria.

La oxidación deshidrogenación del PGAL y

su aceptación de un grupo fosfato adicional

lo transforma en ácido 1,3-difosfoglicérico, o

DPGA. Naturalmente estos eventos

conllevan una significativa recuperación de

energía de inmediata disponibilidad para la

célula. El NAD reducido, por ejemplo,

constituye un reservorio de por lo menos 50

kcal por mol.


383

El DPGA es una molécula suficientemente

energizada para inducir la producción de

ATP,

Fig. 3-3. Esquemas de la glucólisis. En

presencia de 02, la energía de ambas

moléculas de NADH se utiliza para producir

hasta 6 moléculas de ATP, siempre y cuando

los electrones sean captados por el

flavinmononucleótido (FMN); si el NADH

cede sus electrones a la coenzima-Q, el

rendimiento se reduce a cuatro moléculas

trifosfatadas.

un mero aceptor de hidrógeno y, por tanto,

sólo un compuesto intermediario en la

fermentación.

VIAS ANAEROBIAS

n células que reciben suficiente

oxigenación, el NADH + hace

contacto con las mitocondrias y cede

(si bien no directamente) sus hidrógenos y

electrones al oxigeno. Sin embargo, suele

ocurrir que el suministro de oxigeno sea

incompleto o falte del todo. Estas

circunstancias obligan a utilizar vías

alternativas; las más comunes son la

fermentación alcohólica y la fermentación

acidoláctica. En la primera, el NADH se

oxida al transferir su hidrógeno y electrón al

ácido pirúvico (fig. 3-4) que, luego de

perder un carbono en forma de COQ, se

convierte en alcohol etílico. Estas

transformaciones ocurren en las levaduras

cuando se tienen confinadas en

compartimientos cerrados o con muy escasa

ventilación. El alcohol y el CO2 se acumulan

en el interior de las células, pero al final

abandonan el citoplasma por difusión.

Cuando la concentración en los recipientes

de fermentación alcanza niveles de 12 a

17%, el proceso se detiene debido a

inhibición ejercida por el propio etanol.

Consecuentemente, vino, cerveza y otros

productos de fermentación nunca

E


384

alcanzan contenidos alcohólicos superiores

a dichas cifras. Por supuesto que el

porcentaje de alcohol puede incrementarse

con facilidad mediante destilación, un

eficiente recurso que utiliza las marcadas

diferencias en las temperaturas de

ebullición del alcohol y del agua.

Por otra parte, cuando la levadura tiene

oxígeno a su disposición, suspende el

proceso de fermentación puesto que posee

el equipo enzimático para oxidar el ácido

pirúvico. Recuerde el lector que este hongo

microscópico es un anaerobio facultativo.

La otra vía anaerobia tiene lugar en células

musculares sometidas a trabajos

extenuantes. En estos casos las células

agotan con prontitud sus reservas de

oxígeno, y la reducción del ácido pirúvico

por el NADH conduce inevitablemente a la

elaboración de ácido láctico (fig. 3-5) cuya

acumulación explica el cansancio y dolor

musculares en personas que han realizado

ejercicios prolongados. Un razonable

período de reposo permite al hígado

procesar el ácido láctico y se restablecen las

condiciones normales. El ácido láctico puede

seguir, por tanto, un camino de retoma

hasta reconvertirse en ácido pirúvico, e

incluso en glucosa.

Fig. 3-5. Reducción del ácido pirúvico

mediante el NADH. El producto es el ácido

láctico. Este sistema tiene lugar en

condiciones anaeróbias, en células

musculares o en bacterias que agrian la

leche.

Este fenómeno reversible parece

injustificado porque implica un desgaste

metabólico, pero es explicable si se

considera que la célula necesita, bajo

circunstancias de emergencia, reconstituir

el NADH sin cuya participación se bloquea

la glucólisis.

La fermentación ácido láctica es también el

camino seguido por muchas bacterias,


385

como las que agrian la leche, para resolver

sus necesidades de energía metabólica.

En la actualidad, muchos biólogos aceptan

la hipótesis de que las primeras formas

vivas tuvieron que disponer de la

fermentación como única alternativa para

potenciar sus actividades metabólicas. A

medida que esas formas primitivas

alcanzaban niveles más altos de

organización, optarían por otras fórmulas

más complicadas para procurarse energía.

RESPIRACION

l vocablo respiración tiene dos

connotaciones. Una se identifica con

el concepto popular de inhalación y

exhalación de aire a través de las vías

respiratorias; la otra es la que

estudiaremos en seguida, y se refiere a la

utilización del oxígeno como aceptor final

de iones de hidrógeno y electrones

procedentes del metabolismo oxidativo

celular.

La respiración (o respiración celular, como

suele designarse en muchos textos) ocurre

en las mitocondrias de cada una de las

células de un organismo (fig. 3-6). Este

evento se lleva a cabo en dos fases

concatenadas: el ciclo de Krebs y el

transporte de electrones; en el curso de

éste último tiene lugar la mayor parte de la

síntesis del ATP con la participación de las

enzimas de la membrana interna de la

mitocondria.

Fig. 3-6. Microfotografía electrónica de

mitocondrias del epitelio traqueal de rata.

Están indicadas las membranas celulares

(flechas).

CICLO DE KREBS

l ciclo de Krebs, llamado así en

honor de su descubridor, Hans

Krebs, capacita a la célula para

oxidar no sólo el ácido pirúvico resultante de

la glucolisis, sino también muchos otros

productos del metabolismo lipídico y

E

E


386

proteico. En cualquier caso, el carbono

orgánico es oxidado hasta convertirse en

COs.

El paso preparatorio del ciclo se inicia con la

remoción de un grupo carboxilo del ácido

pirúvico

Fig. 3-7. Conversión del ácido pirúvico en

acetil-CoA.

(fig. 3-7), lo cual conduce a la formación

inmediata tanto de una molécula de CO2

como a la reducción del NAD. La energía

liberada de esta reacción se utiliza para

enlazar el grupo acetilo residual con una

sustancia llamada coenzima A. Esto

produce acetil CoA (el guión ondulado

connota un enlace de alta energía). Esta

energía facilita la transferencia del grupo

acetilo al ácido oxaloacético, lo que

produce ácido cítrico y liberación de la

coenzima hacia la solución acuosa de la

cámara interna de la mitocondria (fig. 3-8).

El ácido cítrico es el compuesto con que se

inicia el ciclo propiamente dicho. Adviértase

que tal compuesto y sus tres carboxilos es

lo que confiere al ciclo de Krebs los otros

dos nombres alternativos: ciclo de ácido

cítrico y ciclo del ácido tricarboxilico.

En el ciclo se eliminan por descarboxilación

los carbonos remanentes en el acetilo, a

cuyas expensas se producen dos moléculas

de CO2 Asimismo, retira sucesivamente

cuatro pares de hidrógenos, tres de los

cuales son captados por el NAD y uno por el

FAD o flavinadenindinucleotido. Por último,

sintetiza a nivel sustrato una molécula de

ATP. Como es natural, todos estos cambios

químicos son catalizados por enzimas de

mitocondrias y no participa el oxígeno de

manera directa. Así pues, un balance de

sistema cíclico incluye los siguientes

componentes y cifras:

Si se considera que por cada NAD que se

reduce hay una producción de 3 ATP y que

en cada FAD hay energía suficiente para

producir 2 ATP, un sencillo cálculo indicará

que el ciclo de Krebs contribuye con 24 ATP,

del total de 38, elaborados a base de la

oxidación completa de la glucosa. Como

puede verse en la figura 3-9, de las 24

moléculas de ATP dos son producidas

directamente por fosforilación en sustrato;

es decir, por los mismos compuestos que

intervienen


387

fosfatados al ADP, con lo cual se produce

una molécula de ATP a nivel sustrato. El

resto del ATP se sintetiza por quimiosmosis

mediante la energía del Fig. 3-9. Ciclo de

Krebs o del ácido tricarboxilico. El

guanosintrifosfato (GTP) cede

eventualmente uno de sus grupos NADH y

el FADH, en la membrana interna de la

mitocondria.

en el ciclo. Las restantes proceden de la

fosforilación oxidativa. ¿En qué consiste y

donde ocurre este proceso?

TRANSPORTE DE ELECTRONES

i los electrones y protones del

NADH+ fueran cedidos directamente

al oxígeno, el resultado sería agua y

dispendio inútil de energía:

NADH2 + 2e- + 1/2 02 --' H2O + 52 kcal

Si, en cambio, entre el NADH y el 02 se

interponen sustancias capaces de oxidarse y

reducirse alternativamente, se establecerá

una especie de cascada de electrones cuya

energía puede utilizarse para transferir un

fosfato inorgánico (Pi) a una molécula de

ADP. Tal es lo que sucede tres veces

sucesivas a lo largo de ese flujo

intermitente de electrones, con lo cual se

aprovecha parte de las 52 kcal

S


388

(equivalentes a 1 140 milivoltios de

potencial redox) que contiene un mol de

NADH. La fijación de un fosfato contribuye

con un insumo de 7.3 kcal, de manera que

en la caída de cada par de electrones se

aprovecha poco más del 40% de la energía

del NADH. El resto se disipa como calor

inaprovechable. Este patrón de generación

de ATP recibe el nombre de fosforilacóon

oxidativa. El esquema propuesto para

plasmar la idea del transporte de electrones

que la promueve, se consigna en la figura

3-10. Se trata de una cadena de enzimas,

coenzimas y citocromos (fig. 3-11) en la

que cada componente representa un nivel

oxidorreductor.

Todos los electrones resultantes de

oxidaciones son captados, como se sabe,

por el NAD, y cedidos luego a una

flavoproteína, excepto los que ban sido

liberados en la conversión del ácido

succínico en ácido fumárico, que se

incorporan al FAD. En este caso, pues, el

número de moléculas de ATP, por cada par

de electrones transportados, disminuye a

dos, puesto que estas partículas ingresan a

la "cascada" en un nivel inferior; es decir,

recorren un trecho más corto de la cadena

transportadora.

En los organismos aeróbios la fosforilación

oxidativa corre riesgo de funcionar mal o

interrumpirse del todo a causa de un

suministro deficiente de oxígeno. Esto es

particularmente cierto en el caso del tejido

cerebral y del miocardio, cuyos

requerimientos de oxígeno son

excepcionalmente altos. Cuando su

oxigenación es inadecuada, el proceso

fosforilativo no satisface las altas demandas

de ATP del metabolismo. Si tal condición

deficitaria se prolonga, pueden morir las

células mas afectadas. Por desgracia el ATP

no es un producto "de exportación";

ninguna célula puede recibir los excedentes

de las demás.

Por otra parte, la fosforilación suele

bloquearse por otros factores que no son

la carencia de oxígeno. Tal es el caso de

los cianuros, cuya toxicidad radica en su

capacidad inhibitoria de los citocromos.

Otros bloqueos tienen su causa en

deficiencias vitamínicas. Una dieta pobre

en niacina, por ejemplo, se traduce en

bajos niveles de NAD y, por tanto, en

tasas lentas de sustracción y transferencia

de electrones. La consecuencia lógica de

ello es la conocida sensación de debilidad

general.

FOSFORILACION POR

QUIMIOSMOSIS

i los electrones han de ser

transferidos desde el NAD y el FAD

hasta el 02 a manera de un

sistema de postas o de relevos, es

obligado pensar que las sustancias

electrotransportadoras no debieran estar

suspendidas al azar en la solución de la

matríz de la mitocondria, sino emplazadas

S


389

ordenadamente en un sitio que ofrezca

mínima estabilidad estructural y, al mismo

tiempo, ciertas cualidades dinámicas. La

membrana interna de la mitocondria es la

única entidad que refine ambos requisitos.

A diferencia de la matríz mitocondrial, que

contiene casi todas las enzimas

propulsoras del ciclo de Krebs, la

membrana interna posee sólo una de ellas,

la succinodeshidrogenasa, pero contiene

en cambio todas las sustancias

electrotransportadoras. Dada la separación

física existente entre el ciclo de Krebs y la

cadena transportadora de electrones,

como es posible que se lleve a cabo la

elaboración del ATP? Durante muchos años

los investigadores intentaron sin éxito

responder a esta pregunta, hasta a

principios del decenio de 1960, cuando

Peter Mitchell, bioquímico británico,

propuso una hipótesis explicativa que hoy

se llama teoría quimiosmótica, dado el

buen número de pruebas experimentales

que la apoyan.

En esta teoría se propone que, mientras los

electrones del NADH son transportados a lo

largo de la membrana interna, los protones

correspondientes (iones H+) son

bombeados a través de esta misma

membrana y concentrados en la cámara

externa o compartimiento 0 (fig. 3-12).

Fig. 3-10. Cadena transportadora de

electrones a lo largo de la cual se sintetiza

ATP. Los hidrogeniones y electrones son

captados al final del gradiente energético

por el oxígeno, y se produce agua.


390

Esta travesía es facilitada por un mecanismo

especial, puesto que la membrana es

impermeable a los protones. La progresiva

acumulación de estos en el compartimiento

intermembranal establece un gradiente

electroquímico entre ambos

compartimientos. Se origina asimismo una

diferencia de carga eléctrica; ésta es de

signo negativo en la cara interna de la

membrana y de signo positivo en la externa.

Naturalmente, el gradiente electroquímico

produce una energía potencial que impulsa

el regreso de los protones a la matríz. Sin

embargo,

Fig. 3-11. Moléculas de citocromo C, uno de

los eslabones de la cadena

electrotransportadora. Los electrones se

afianzan a átomos de fierro.

el camino de regreso esta bloqueado,

excepto por la existencia de "pasadizos" de


391

ingreso. Distribuídos de trecho en trecho, en

la membrana hay cúmulos de

adenosintrifosatasa (ATPasa) .que, en forma

de esferas pediceladas, sobresalen en la

cara interna la ATPasa no sólo franquea el

paso a los protones, sino que actúa como

"factor de acoplamiento": mientras el protón

traspone, la membrana cede parte de su

energía, con la cual esta enzima dirige el

enlace de un grupo fosfato (Pi) al ADP. El

proceso incluye, como ya sabemos, la

producción de agua (fig. 3.13).

BALANCE ENERGETICO

a oxidación secuenciada de la glucosa

permite a la célula producir 40

moléculas de ATP. Sin embargo, el

rendimiento neto es de 38, pues en la

obtención de las primeras cuatro, durante la

glucólisis, se necesita una inversión inicial

de dos moléculas del mismo compuesto

trifosfatado.

La energía de los enlaces fosfato de las 38

moléculas asciende a 277 kcal (38 X 7.3),

cifra que representa alrededor del 40% del

total de energía libre de un ml. de glucosa;

es decir, 686 kcal.

Es importante aclarar que la cifra de 38 ATP

se refiere al rendimiento máximo alcanzado

por las células en condiciones óptimas de

trabajo. La eficiencia en realidad suele ser

inferior a la entidad calculada.

En el cuadro 3-1 se presenta un resumen

del rendimiento global de la respiración.

CONFLUENCIA DE VIAS

METABOLICAS

a vía respiratoria no está diseñada

para oxidar exclusivamente glucosa

ya que sirve a la célula para

degradar muchos otros alimentos. Cuando

las reservas de carbohidratos se agotan por

completo (durante la inanición prolongada)

el organismo hidroliza lípidos y proteínas,

en ese orden.

L

L


392

Fig. 3-13. Confluencia de vís metabólicas.

La ruta de la oxidación de la glucosa se

conecta, a distintos niveles, con las rutas

metabólicas de aminoácidos, ácidos grasos

y glicerol.


393

De esta manera se ponen a disposición

ácidos grasos que de inmediato son

movilizados e incorporados a la vía

respiratoria al nivel de la acetil-CoA; el

glicerol hace conexión un poco más arriba

con el ácido pirúvico.

Los aminoácidos son también un sustrato

energético y, previa conversión a ácido

pirúvico o grupos acetilo, terminan por

oxidarse hasta convertirse en dióxido de

carbono y agua.

En consecuencia, las dietas a base de carne

y pescado (caso de carnívoros, aves

marinas, etc) suministran no sólo

"materiales para construcción", sino

sustratos combustibles que se procesan y

coadyuvan a la fosforilación.

ALIZACION DE LA ENERGIA

l ATP aporta, según quedó dicho,

energía inmediata que no suele

almacenarse sino producirse de

conformidad con las necesidades del

metabolismo. Su elaboración es, pues,

continúa. Su uso inmediato puede

destinarse a potenciar la fase inicial de la

glucólisis. Sin embargo, el ATP se canaliza

hacia la propulsión de muchas otras

actividades, algunas de ellas

imperceptibles.

Movimiento. El desplazamiento de

espermatozoides, paramecios o bacterias

se debe a la ondulación rítmica y

controlada de flagelos y cilios; la

contracción muscular, base de cualquier

movimiento, desde un parpadeo

instantáneo hasta una prolongada

caminata, la vibración de cuerdas vocales y

emisión de sonidos articulados, son todas

actividades originadas en impulsos

energéticos de los que se encarga el ATP.

Anabolismo. Un cuerpo vivo está en

"reparación" permanente. Los glóbulos

rojos sanguíneos se destruyen por millones

a cada segundo; el pelo se desprende; las

células epidérmicas mueren y se desechan

continuamente; las glándulas elaboran

proteínas enzimáticas y hormonales que no

se recuperan; los linfocitos patrullan y

producen anticuerpos sin interrupción; el

DNA se duplica a cada instante. Todos

estos fenómenos biológicos implican

trabajo anabólico de reemplazo y

restitución inmediata, lo que significa

inversión de energía de ATP.

Digestión. El proceso digestivo es de

naturaleza mecánica y química. Masticación,

peristaltismo, contracción de esfinteres,

producción y secreción enzimática y

absorción contragradiente de glucosa, son

eventos que requieren altos ingresos de

ATP.

Otras actividades. El impulso nervioso, de

índole electroquímica; la bioluminiscencia

en bacterias, hongos, corales, almejas,

caracoles, esponjas, insectos (luciernagas)

e incluso peces; la bioelectricidad o

generación celular de descargas eléctricas,

como en anguilas y otros peces, son todas

E


394

actividades en que la participación del ATP

es indispensable.'

Así, pues, en un cuerpo vivo las cosas no

suceden por inercia o pasivamente,

tampoco merced a una misteriosa "fuerza

vital". Las actividades biológicas suceden

como consecuencia de un flujo continuo

de electrones en el seno de las

membranas especializadas del interior de

las células vivas.

LECTURAS RECOMENDADAS

iese, A.C. 1975. Fisiología celular y

general.

Interamericana. México D.F.

Green, D. 1965. La mitocondria. En la célula

viva,

Blume, Madrid.

Hinkle, P.C. y R.E. McCarty.

1979. How Cells Make ATP. Sc.

Am. (marzo).

Kimball, J. 1982. Biologia celular.

Fondo Educativo Interamericano, México

D.F. Metzler, D.E. 1981. Bioquímica.

Omega, Barcelona. Racket, E. 1965. La

membrana de la mitocondria. En la célula

viva. Blume, Madrid.

G


395

BIOLOGIA

CLAUDE A. VILLEE

rofesor Andelot de Química

Biológica, Harvard University

Medical School

Traductor

DR. ROBERTO

ESPINOZA ZARZA

Químico Farmacéutico

Jefe del Departamento de Farmacología de

la Escuela de Medicina del Instituto

Politécnico Nacional

Adaptación

GUADALUPE LOMELI RADILLO

Bióloga de la Universidad Nacional

Autónoma de México

Profesora de carrera titular A

de tiempo completo UNAM-

CCH

Revisor Técnico:

AVEDIS AZNAVURIAN

APAJIAN Doctor en

Ciencias, UNAM

Profesor Titular "C" Tiempo Completo

División de Ciencias Biológicas y de la Salud

Universidad Autónoma Metropolitana,

Unidad Xochimilco

McGRAW-HILL

MEXICO • BUENOS AIRES • CARACAS •

GUATEMALA • LISBOA • MADRID • NUEVA

YORK

PANAMA • SAN JUAN • SANTAFE DE

BOGOTA • SANTIAGO • SAO PAULO

AUCKLAND • HAMBURGO • LONDRES •

MILAN • MONTREAL • NUEVA DELHI PARIS

SAN FRANCISCO • SINGAPUR • ST. LOUIS •

SIDNEY • TOKIO • TORONTO

Octava edición revisada

Prohibida la reproducción total o parcial de

esta obra, por cualquier medio, sin

autorización escrita del editor

DERECHOS RESERVADOS © 1996, respecto

a la octava edición en español por GRAW-

HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de

C.V. Cedro No. 512, Col. Atlampa, ,06450

México, D.F.

Miembro de la Cámara Nacional de la

Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736

N: 970-10-1903-2 P.D. N: 970-10-0978-9

P.S.

Translated from seven edition in english of

P


396

n el capítulo 6 se expusieron ya los

principios fundamentales de

ecología al estudiar las relaciones

entre los seres vivos y sus ambientes físico

y biótico; ahora, conocidos mas detalles de

la estructura y función de plantas y

animales, así como de su origen evolutivo,

vamos a considerar de nuevo los problemas

ecológicos con más detenimiento.

En los capítulos precedentes hemos

estudiado las reacciones que presiden el

flujo de materiales y energía a través de las

células de vegetales y animales y de

organismos aislados. Vamos a considerar

ahora el concepto según el cual el flujo de

materiales y energía en todos los

organismos vivos en un área dada, que

abarque un ecosistema específico, está

regulado por sistemas de control análogos a

los que actúan en las células y tejidos de un

sólo organismo.

35-1 CONCEPTOS DE EXTENSIÓN

Y LÍMITES

robablemente no haya vegetal ni

animal que se encuentre en todos los

puntos de la Tierra. Algunas partes

son en excesos calientes, frías, húmedos,

secos o con otros inconvenientes para que

un ser vivo pueda prosperar. El medio acaso

no mate directamente al ser, peso impedirá

probablemente su reproducción o destruir el

huevo, el embrión o cualquier fase del ciclo

vital.

Muchas especies ni siquiera se hallan en

todas las regiones del mundo donde podrían

sobrevivir, pues la presencia de barreras se

interpone a su dispersión, lo que nos

permite trazar los reinos biogeográficos

(página 756) caracterizados por conjuntos

especiales de fauna y flora.

Los biólogos de principios del siglo pasado

se dieron cuenta de que cada especie

requiere materias precisas para su

crecimiento y reproducción, así que puede

EP

PRINCIPIOS DE ECOLOGÍA

PRINCIPIOS DE ECOLOGIA________________________________________

397

quedar restringido su desarrollo si el medio

no proporciona una cantidad mínima de

estos materiales necesarios. Liebig formuló

en 1840 la que hoy denominamos "ley del

mínimo", según la cual la intensidad del

crecimiento de todo organismo depende de

la presencia, en cantidades mínimas, de los

elementos nutritivos esenciales. Liebig, que

estudio los factores que afectan al

crecimiento de las plantas, halló que el

rendimiento de estas era a menudo limitado

no por un nutriente requerido en grandes

cantidades, como agua o bióxido de

carbono, sino por algo sólo necesario en

cantidades vestigiales, como boro o

manganeso. La ley de Liebig sólo es

estrictamente aplicable en condiciones de

estado constante, cuando el ingreso de

energía y materiales es igual al egreso.

Además puede haber interacciones entre

factores, de tal modo que una concentración

muy elevada de un nutriente puede alterar

el índice de utilización de otro (velocidad

limitante) y, por tanto, alterar la cantidad

mínima efectiva requerida. Por ejemplo,

ciertas plantas necesitan menos tinte

cuando crecen a la sombra que cuando

crecen a la luz solar.

En 1913, V. E. Shelford observó que la

profusión de ciertos factores podía ser tan

limitante como la escasez de los mismos, y

que la distribución de cada especie es

determinada por sus límites de tolerancia a

las variaciones en cada uno de los factores

ambientales. Se han estudiado

extensamente los límites de tolerancia

dentro de los cuales una especie puede

existir, y este concepto, conocido por "ley

de tolerancia", de Shelford, ha sido útil para

comprender la distribución de los

organismos.

Se ha revelado que ciertas fases del ciclo

vital son críticas para la limitación de los

organismos, cosa que ya se conoce en el

sentido de que las semillas y larvas son

más vulnerables que los animales y

vegetales adultos. Por ejemplo, aunque el

cangrejo azul adulto puede sobrevivir en

aguas de poca satinidad, lo que le permite

remontar los ríos, sus formas larvarias no

tienen esa facultad, de modo que la especie

no se adapta definitivamente a la vida

fluvial.

Algunos organismos tienen muy escasos

límites de tolerancia a los factores

ambientales, mientras otros pueden

sobrevivir en límites mucho más amplios. A

veces, los límites de tolerancia de un

organismo son muy restringidos para un

factor y muy amplios para otro. Los

expertos en ecología emplean los prefijos

euri y esteiso para referirse a los

organismos que respectivamente ofrecen

tolerancias amplias o restringidas a un

factor especial. El ser estenotermo es el que

tolera tónicamente ligeras variaciones de

temperatura.

La mosca doméstica es un animal

euritermo, pues soporta temperaturas que

fluctúan desde 5 a 45 °C. Es notable la

adaptación al frío del pez antártico


398

Trematomus bernacchi. Es

extraordinariamente estenotérmico y

tolerará temperaturas sólo entre-2°C y

+2°C. A 1.9°C este pez esta inmóvil debido

a postración por el calor.

Precisamente la temperatura es importante

factor de limitación, como se demuestra por

la escasa densidad de población en las

zonas desérticas y árticas. La mayor parte

de animales que viven en el desierto se han

ajustado a los rigores del medio viviendo en

madrigueras en las que permanecen

durante el día y que abandonan por la

noche en busca de alimento. Muchos

animales se defienden del intenso frío del

invierno polar, en vez de emigrar hacia el

sur, labrándose galerías en la nieve. Las

observaciones en Alaska han demostrado

que, cuando la temperatura ambiente es de

55°C bajo cero, a 60 cm debajo de la nieve,

es decir, a nivel del suelo es de 7°C bajo

cero.

En diversas ocasiones se han llevado

faisanes de cuello anillado al sur de Estados

Unidos y los adultos han sobrevivido, pero

los huevos en desarrollo perecen por influjo

de las altas temperaturas diurnas.

Luz. La cantidad de luz es factor importante

para establecer la distribución y la conducta

de plantas y animales. La luz,

evidentemente, es la fuente última de

energía para la vida en el planeta, pero la

exposición prolongada de las células a luz

de gran intensidad puede causar la muerte.

Plantas y animales han desarrollado

mecanismos y respuestas para protegerse

contra un exceso (o una falta) de luz.

La cantidad de luz diaria, conocida como

fotoperíodo, tiene gran influencia sobre el

tiempo de florecimiento de las plantas de

migración de los pájaros, del desovar de los

peces, y cambios estacionales de color de

algunos pájaros y mamíferos. Los efectos

del fotoperíodo sobre los vertebrados

parecen depender de algún mecanismo

neurohormonal en el cual intervienen el

hipotálamo, la hipófisis, y la glándula pineal.

El conocimiento de los fenómenos de

fotoperíodo ha demostrado tener gran

importancia económica. Los criadores de

pollos han comprobado que utilizando

iluminación artificial en el criadero, con lo

cual aumenta el fotoperíodo, se estimulan

las gallinas para que pongan más huevos.

Agua. El agua es una necesidad fisiológica

del ser vivo, pero es factor limitante

primario para los organismos terrestres. La

cantidad de precipitación, su distribución

por estaciones, la humedad atmosférica y el

agua telúrica son algunos de los factores

limitantes de la distribución de plantas y

animales. Algunos lagos y corrientes de

agua, en particular en la parte occidental y

sudoccidental de Estados Unidos,

periódicamente se vuelven secos o casi

secos, y los peces y otros animales

acuáticos mueren. Durante períodos de

agua baja, la temperatura del agua puede

subir tanto que mata las formas acuáticas.

Muchos de los protozoarios sobreviven a la

desecación de las lagunas donde


399

normalmente viven, formando quistes

protectores de pared gruesa. Como ya

señalamos, algunos animales se han

adaptado a las condiciones desérticas,

haciendo pozos y viviendo bajo tierra,

donde la temperatura es más baja y la

humedad mayor que en la superficie. Las

mediciones efectuadas han demostrado que

en las madrigueras '' de una rata llamada

canguro situada a 60 cm de profundidad

puede gozar de temperatura de 16°C,

cuando la registrada en la superficie es de

38°C. Las plantas de los desiertos deben

permanecer en la superficie, por lo que

crean estructuras que impiden la pérdida de

agua y las facultan para resistir

temperaturas elevadas.

Un exceso de agua es mortal para ciertos

animales. Las lombrices de tierra pueden

ser expulsadas de sus madrigueras por

grandes precipitaciones pluviales. El oxígeno

es escasamente soluble en el agua, y la

lombriz de tierra no puede obtener

suficiente oxígeno cuando esta sumergida.

Los conocimientos de la tolerancia al agua

podrán utilizarse para combatir algunas

plagas de insectos. Por ejemplo, las orugas

que atacan las cosechas por los estados del

Pacífico de la Unión Americana son sensibles

a humedad en las fases de larva y pupa;

pueden destruirse mediante la inundación

de los campos de regadío, lo mismo que con

la siembra de alfalfa o trigo, vegetales que

secan los terrenos por debajo del límite de

tolerancia del parásito en estado de larva.

La capacidad de transporte o dispersión es

otro de los factores limitantes que influyen

en la distribución y crecimiento de las

poblaciones. Difícil de estudiar, pues

depende a su vez de muchos factores y

requiere de prolongados períodos de

estudios detallados, adquiere singular

importancia cuando el hombre incide directa

y deliberadamente introduciendo nuevas

poblaciones en sitios donde antes no habían

llegado estas. La introducción de gatos

domésticos ha desencadenado en pocos

años el establecimiento de razas salvajes

que medran y amenazan a otras especies

autóctonas de amplias regiones australiana

y de otras latitudes. La introducción de

conejos es otro de los casos bien conocidos

en este mismo sentido.

El que una especie no se encuentre en

determinado sitio puede deberse a que aún

no ha llegado ahí, pero no necesariamente a

que no puede vivir ahí; son pocas las

especies que no pueden vivir excepto en

reducidas localidades.

Los animales desarrollan variadas y

complejas estrategias de dispersión, ya sea

por sus propios medios, o transportados por

otros organismos. Las plantas utilizan

principalmente sus semillas y esporas, y sus

vectores son el viento, el agua y los

animales.

El significado evolutivo que tiene la

dispersión es importante, aunque la mayoría

de los organismos que emigran son

eliminados, algunos cuantos pueden

desarrollarse con gran éxito y colonizar una


400

nueva área. Como sabemos, este es uno de

los factores que repercute directamente en

los procesos de especiación.

La conducta que muestra un organismo es

otro de los factores limitantes que

sutilmente afecta la distribución y

establecimiento de una población. La

selección que los organismos hacen del

hábitat donde "deciden" vivir, impide en

ocasiones que se dispersen profusamente

en una determinada área. Este factor

limitante condiciona que los organismos

dejen mayor descendencia en ciertas áreas

con respecto a otras.

La forma en que los organismos "escogen"

su hábitat es poco conocida, sin embargo,

su importancia no es despreciable. La

especie Anopheles gambiae que porta el

parásito que produce el paludismo en Africa,

"prefiere" los estanques soleados a las

zonas sombreadas por la vegetación, este

hecho ha permitido que algunos programas

de control de la enfermedad se basen en el

sombreado de estanques por medio del

cultivo de plantas frondosas en la zona.

Algunas ayes, como la colalba gris

(Oenanthe oenanthe), prefieren las

madrigueras de liebres abandonadas para

establecer sus nidos mientras que ciertas

especies de gaviota prefieren islas

salitrosas, rodeadas de aguas poco

profundas para la pesca y donde existan

muchos otros organismos de la misma

especie.

Las relaciones entre las especies son otro

tipo de factores limitantes que condicionan

el establecimiento y desarrollo de las

poblaciones. La distribución local de plantas

depende directamente del tipo de

organismos del que se alimentan (plantas u

otros animales), la presencia de

depredadores que los devoran, las

enfermedades que otros organismos les

ocasionan, y la competencia que entablan

por el alimento y por el espacio con otros

organismos.

Es conocido el hecho de que muchos

organismos secretan al ambiente sustancias

toxinas que inhiben o limitan el crecimiento

de otras poblaciones, tal es el caso de la

penicilina que secretan ciertos mohos y que

inhibe el desarrollo bacteriano o la

producción de toxinas de vegetales como el

pirul y el nogal negro que inhiben el

desarrollo de cualquier planta a su

alrededor.

La competencia entre especies es un factor

que influye significativamente en la

evolución de las especies. Cuando se

establece cualquier tipo de competencia

entre dos o más especies, las menos fuertes

tienden a disminuir la zona de competencia

restringiéndose a áreas menores o a

cambiar ciertos hábitos que son los que

agudizan la interacción (cambio de dieta,

cambio de preferencia de hábitat, etc.)

Otros factores ambientales. Los gases

atmosféricos no suelen ser factores

limitantes para los seres terrestres, excepto

los que viven muy por debajo de la


401

superficie del suelo, en las cimas de las

montañas o dentro de los cuerpos de otros

animales, pero en el medio líquido la

cantidad de oxigeno disuelto, muy variable,

puede ser factor limitante para ciertos

seres.

La tensión de oxígeno en embalses

estancados o en corrientes fluviales

contaminadas por aguas de albanal y

desechos industriales puede ser tan bajo

que llegue a ser incompatible con muchas

formas de vida. Algunos parásitos se han

adaptado a la baja tensión de oxígeno

dentro del intestino del huesped, creando

vías metabólicas por las cuales puede

liberarse energía biológicamente útil de los

alimentos sin la utilización de oxígeno libre.

Los elementos infinitesimales necesarios

para la vida de muchas especies están a

veces en tan precaria cantidad que impiden

el crecimiento o reproducción; las carencias

relativas de cobalto y cobre producen

graves desórdenes en las plantas y animales

que se nutren de ellas, hasta el punto de

que hay vastas extensiones australianas que

no pueden servir para mantener a los

rebaños. Otros oligoelementos que pueden

ser factores limitantes son manganeso, cinc,

hierro, azufre, selenio y boro.

La cantidad de bióxido de carbono del aire

es muy constante, pero el disuelto en el

agua varía mucho. Un exceso de bióxido

de carbono puede ser factor limitante

para peces y larvas de insectos. La

concentración de hidrogeniones, el pH del

agua, guarda relación fisicoquímica con la

concentración de bióxido de carbono, y

también puede ser un factor limitante de

importancia en ambientes acuáticos

Las corrientes son factores limitantes de

ciertos vegetales y animales acuáticos; es

de observación común la diferencia en

fauna y flora de un agua estancada o de

una corriente.

El tipo de suelo, la cantidad de capa

superior del suelo, su pH, porosidad,

pendiente, propiedades de retención de

agua, etc., son factores limitantes para

muchas plantas. La capacidad de muchos

animales para sobrevivir en una región

dada depende de la presencia de ciertas

plantas para proporcionar albergue,

protección y alimento. Hierbas, arbustos y

árboles proporcionan albergue a ciertas

clases de animales terrestres, y las algas

marinas y plantas acuáticas de agua dulce

desempeñan un papel similar para los

animales acuáticos. Aún el fuego puede

ser un factor de importancia ecológica.

Los hermosos bosques de pinos de hoja

larga de los estados sudorientales de la

Unión Americana se deben a su superior

resistencia al fuego. En ausencia de

pequeños incendios terrestres

ocasionales, estos pinos son subtituídos

gradualmente por pequeños árboles de

madera dura, mucho menos valiosos por

su madera, pero que mueren mucho más

rápidamente por el fuego.

En resumen, que un animal pueda


402

establecerse o no en una región dada es

el resultado de una compleja interacción

de factores físicos como temperatura, luz,

agua, vientos y sales, y factores bióticos

como las plantas y otros animales de la

región que pueden servir como alimento,

competir por el alimento o por el espacio,

o actuar como depredadores o parásitos.

35-2 ADAPTACIONES

ESTRUCTURALES

n el curso de la evolución, los

organismos han experimentado

sucesivas adaptaciones y

readaptaciones estructurales cuando el

medio ambiente cambio o cuando

emigraron a un nuevo medio ambiente.

Como resultado de las readaptaciones

sucesivas muchos organismos actuales

poseen estructuras o mecanismos

fisiológicos inútiles e incluso nocivos, que

en un tiempo le brindaron ventajas

manifiestas cuando el organismo estaba

adaptado a un medio diferente.

Las adaptaciones de diversas partes de la

boca de algunos animales a los alimentos

que ingieren figuran entre las más

sorprendentes que puedan citarse.

Las partes bucales de algunos insectos

están adaptadas para aspirar el néctar de

ciertas especies de plantas; en otros, la

adaptación es para chupar sangre por

picadura o para mascar vegetales. Los picos

de varias clases de aves (fig. 35-1) y los

dientes de algunos mamíferos pueden

adquirir gran adaptación para tipos

peculiares de alimento.

En muchos animales, la adaptación

especializada a cierto género de vida es

simplemente la última fase de una

cambiante sucesión de adaptaciones. Por

ejemplo Canto el hombre como el babuino,

cuyos inmediatos antecesores eran

arboricolas, regresaron a la superficie del

terreno, de modo que se readaptaron a su

marcha.

La readaptación puede ser un proceso muy

complejo. Los actuales canguros trepadores

de Australia son descendientes de

marsupiales de vida exclusivamente en el

suelo; de estos derivaron formas que por

radiación adaptativa volvieron a los árboles

y desarrollaron miembros adaptados para

E


403

trepar (o quizá el orden de los

acontecimientos fue a la inversa, primero la

evolución de miembros especializados, y

después la adopción de un medio de vida

arborícola). Algunos de estos marsupiales

dejaron de nuevo los árboles y se

readaptaron a la vida del terreno, con

alargamiento de las extremidades

posteriores como las conocemos hoy día en

los canguros, adaptados a la marcha a

saltos. Algunos de estos canguros

recurrieron por tercera vez a los árboles,

pero sus patas estaban ya tan

especializadas al salto que no podían asirse

a un tronco, de modo que hoy trepan

abrazandose a ellos, a la manera de un oso.

La comparación de las patas de los

marsupiales existentes ahora en Australia

revela todas las fases de este proceso

gradual y complicado de la adaptación.

35-3 ADAPTACIONES

FISIOLÓGICAS

omo las luchas mas acerbas de los

organismos derivan de la

competencia para obtener el

sustento, una mutación que permite a un

ser utilizar un nuevo tipo de alimento es en

extremo ventajosa. Esto puede lograrse de

varias maneras, verbigracia: por evolución

de un nuevo sistema digestivo, o de una

enzima liberadora de energía. Una mutación

que de origen a una nueva enzima

liberadora de energía capacita a las

bacterias del azufre para obtener energía

del ácido sulfídrico, substancia venenosa

para casi todos los organismos. La aparición

de una enzima especial para reducir puentes

de disulfuro (-S-S-) dió a las polillas de la

tela su capacidad única para digerir la lana;

las moléculas proteínicas de la lana están

unidas transversalmente con muchos

puentes de disulfuro.

Otro tipo de mutación favorable es la que

abrevia la temporada del crecimiento de un

vegetal o el tiempo total necesario para que

un insecto llegue a la fase adulta. Estas

mutaciones permiten que un organismo

sobreviva más alejado del ecuador, lo que le

brinda nuevas áreas de espacio vital y

nuevas fuentes de alimento.

Cualquier mutación que aumente los límites

de tolerancia a la temperatura en una

especie -es decir, que la haga mas

euritérmica- puede permitirle vivir en una

nueva región, en una latitud más alta o en

una mayor altitud. Otros seres han resuelto

el problema de vivir en las regiones polares

mediante el recurso de quedar adormecidos

durante la estación más fría o por

migración. Muchas aves, pero sólo unos

pocos mamíferos, emigran hacia el sur para

evitar los crudos meses del invierno.

Otros mamíferos (monotremas, musarañas,

roedores y murciélagos) se adormecen

durante las temporadas invernales. Es

dudoso si algunos carnívoros como osos y

zorrillos realmente hibernan o se trata nada

más de que duerman mucho tiempo.

C


404

En la verdadera hibernación la temperatura

del cuerpo desciende y permanece un grado

o dos por encima de la del ambiente; el

metabolismo es muy poco activo y los

ritmos respiratorio y cardiaco son en

extremo lentos. El animal no come, de

modo que utiliza para sostenerse sus

reservas adiposas hasta llegar la primavera,

época en la que despierta extenuado y

probablemente "con un hambre de osos".

No están claramente dilucidados los factores

que inducen al animal a caer en hibernación

y a despertar en el momento oportuno; son

sin duda importantes al respecto los

cambios en la temperatura del medio, pero

seguramente influyen también

determinadas alteraciones en el interior del

cuerpo del animal.

Las aves y mamíferos son los únicos seres

con mecanismos; reguladores de la

temperatura interna, que se mantiene

constante a pesar de grandes fluctuaciones

de la externa. Estos animales termostáticos

se denominan homeotermos (el concepto

"de sangre caliente" no es del todo correcto,

pues la sangre, más que caliente, es de

temperatura constante). Por contraste, los

peces, anfibios, reptiles y todos los

invertebrados son poiquilotermos, puesto

que su temperatura es casi la misma que la

del ambiente (también en este caso no es

correcto hablar de "sangre fría"; su

temperatura corporal depende única y

exclusivamente de la del medio).

Los peces de mar están adaptados a

sobrevivir dentro de cierta gama de

presiones, y por lo tanto a una profundidad

determinada. En consecuencia, los

animales de la superficie perecen

aplastados por las enormes presiones de la

profundidad, mientras que los abisales

estallan en la superficie. La ballena, por

excepción, puede sufrir grandes diferencias

de presión, hasta la de 800 metros, al

parecer sin inconveniente. Se supone que

los alvéolos pulmonares se colapsan al

llegar la presión a cierto punto y los gases

no pasan a la sangre.

El hombre puede resistir presiones hasta de

seis atmósferas si el cambio es lento. La

presión elevada hace que aumente la

cantidad de gases disueltos en la sangre. Si

la presión disminuye repentinamente, estos

gases salen de la solución y forman

burbujas por todo el cuerpo. Las que se

originan en la sangre impiden la circulación

y provocan los síntomas de enfermedad del

buzo, o "trancazos'. El piloto de un avión

rápido puede ascender con tanta rapidez

que los gases de la sangre escapen de su

solución en el plasma, lo que da motivo a

trastornos equivalentes.

35-4 ADAPTACIONES AL COLOR

as adaptaciones para supervivencia

son evidentes en el color y

disposición de plantas y animales,

así como en su estructura y procesos

fisiológicos. Los especialistas en ecología

reconocen tres tipos de adaptación al color:

coloración protectora o de ocultación, que

permite al organismo entonar con el fondo

L


405

y pasar así inadvertido a sus enemigos;

coloración de aviso, la cual consiste en

tonos brillantes y visibles, llevados por

animales venenosos o de gusto repulsivo

para advertir a los posibles enemigos de

presa que vale más que no los devoren, y

mimetis o con el cual el animal toma el

aspecto de otro ser vivo o incluso de un

objeto inanimado (rama, hoja, hiedra, o

quizá de algún otro animal que por ser

venenoso lleva su coloración de aviso).

La coloración protectora puede servir para

ocultar al animal que desea escapar a un

enemigo potencial, o ser adoptada por dicho

enemigo con el fin de pasar inadvertido a su

posible presa. Son muchísimos los ejemplos

de este tipo de coloración, cabe citar, entre

otros, las pieles blancas de los mamíferos

potares, las rayas y manchas de tigres,

leopardos, cebras y jirafas, que son muy

llamativas en el zoológico, se confunden con

los cambios de sol y sombra de sus paisajes

nativos. Algunos animales, como ranas,

lenguados, camaleones y cangrejos poseen

la notable capacidad de cambiar de color al

pasar de una zona iluminada a otra obscura,

o al cambiar de un fondo uniforme a otro

moteado (fig. 35-2).

Para demostrar experimentalmente el

valor de supervivencia de la coloración

protectora unos investigadores fijaron

colores distintos a un grupo de

saltamontes, emparejados al tono del

terreno, de arena, tierra rojiza, hierba

verde, rastrojo amarillo y otros. Después

de haber expuesto esos cebos durante

tiempo fijo a las actividades de las aves

que se alimentan de los insectos, se

contaron los supervivientes; se comprobó

que en estos había un porcentaje elevado

de los que su color estaba emparejado con

el fondo.

H. B. D. Kettlewell, de la Universidad de

Oxford, realizó detenidas observaciones

de campo sobre la frecuencia de captura

de mutantes de color claro y color

obscuro de la polilla Biston betularia por

pájaros. En los bosques de Dorsetshire,

donde hay poca contaminación y los

troncos de los árboles son de color claro,

las polillas de color claro fueron

considerablemente menos atrapadas y

devoradas por pájaros. En los bosques de

la región Midlands, industrial, donde las

hojas y los troncos de los árboles están

ennegrecidos con hollfn, las polillas de

color obscuro fueron considerablemente

menos atrapadas y devoradas.

Si un animal está equipado de colmillos

distribuidores de ponzoña, mecanismos

para aguijonear o reservas de productos

químicos que les den sabor repulsivo, es

ventajoso para ellos que esta cualidad sea

bien conocida, por lo que es frecuente

que los seres de este tipo exhiben colores

de advertencia.

Sirve de ejemplo interesante un sapo

europeo con piel abdominal intensamente

roja; este animal dispone de unas

glándulas cutáneas cuya secreción les

comunica sabor muy desagradable;


406

siempre que un grupo de esos batracios

se ve atacado por su enemigo, la ciguena,

se tumba a la vez panza arriba como

advertencia para no ser devorados.

Parece que las cigueñas y otras aves se

han condicionado a ese color y lo han

asociado al sabor nauseoso, de modo que

evitan esa variedad de sapos con todo

cuidado.

Otros animales sobreviven imitando a los

animales provistos de coloración protectora;

por ejemplo, algunos animales inofensivos,

indefensos y suculentos son idénticos en

forma y color a ciertos animales ponzoñosos

de orden o familia completamente distintos;

al ser confundidos por sus enemigos

escapan de esta manera a todo ataque.

Muchos insectos tropicales se valen de este

engaño protector, conocido por mimetismo

batesiano. Si el animal es bastante nocivo,

sus imitadores tendrán protección

considerable aún si superan en número a

sus modelos nocivos. La aparición de tipos

de formas y colores marcadamente

similares en dos especies, ambas nocivas,

se denomina mimetismo de Muller. Se cree

que el aspecto similar de las dos especies

aumenta la probabilidad de que

los depredadores aprendan a evitar dicho

tipo particular de forma y color.

Han sido puestas en duda las ventajas

selectivas de las adaptaciones al color. Se

apoya tal criterio en el argumento de que la

visión animal puede ser muy distinta a la del

hombre, pues ciertos animales quizá tengan

ceguera para los colores y otros quizá

puedan ver la luz ultravioleta o la infrarroja,

y en consecuencia bien puede ocurrir que un

animal que para el hombre estaría protegido

por su color sea presa claramente

perceptible para sus enemigos naturales.

Sin embargo, muchos estudios

experimentales, como el de los saltamontes,

han demostrado que la coloración

protectora tiene alto valor de supervivencia.

Colores y formas se emplean también como

medio de atraer otros animales cuando es

necesario para sobrevivir. Las callosidades

isquiáticas, azules y rojas, de algunos

monos, como el plumaje presuntuoso de

ciertas aves, parecen ser incentivos para

atraer al sexo opuesto y desempeñan

importante papel como preludio del

apareamiento. Los colores brillantes de las

flores posiblemente sirvan para atraer

pájaros e insectos, cuyas actividades son

necesarias para asegurar la polinización de

las plantas o la dispersión de sus semillas.


407

35-5 ADAPTACIONES MUTUAS

ENTRE ESPECIES

a evolución y adaptación de cada

especie no se ha cumplido en un

vacío biológico, independiente de las

otras formas; antes al contrario, muchas

especies ejercen influencia indudable sobre

la adaptación de otras. El resultado ha sido

que ciertos organismos vivan en estado de

dependencia mutua, como ocurre

principalmente en varios géneros de

insectos. Esto, como acabamos de expresar,

son necesarios para la polinización de

muchos vegetales; algunos dependen tanto

de los insectos que no podrían sobrevivir sin

su presencia. Por ejemplo, la higuera de

Esmirna no pudo prosperar en California, a

pesar de lo favorable de todas las

condiciones climáticas, hasta que se

introdujo el insecto que polinizaba sus

flores.

Aves, murciélagos y hasta caracóles se sabe

que sirven como vectores del polen, pero

sin duda los insectos son en esto los

animales más activos. Las plantas en

floración brindan fragancias exquisitas y

colores brillantes, probablemente con el fin

de atraer aves e insectos que aseguren su

polinización. También se ha dudado de que

los insectos puedan percibir fragancias y

colores. Los experimentos de Karl von Frisch

han certificado que por lo menos las abejas

se guían indudablemente por esos estímulos

en el curso de sus visitas a las flores.

Algunas de las adaptaciones entre especies

son tan precisas que una no podría vivir en

una comarca sin la otra. La yuca y una

mariposa especifica de la misma, como la

higuera y su insecto a que antes aludimos,

han llegado a un punto de interdependencia

completa (fig. 35-3, A). El insecto, por una

serie de actos no aprendidos previamente,

llega a la flor de yuca, recoge una cantidad

de polen y lo lleva a una segunda flor. En

esta alarga su ovipositor (órgano propio de

la postura) a lo largo del ovario floral y

deposita un óvulo, después coloca

cuidadosamente algo de polen sobre el

estigma. La yuca, en esta forma, asegura

que será fertilizada y producirá semillas; la

larva de la mariposa se alimenta de las

mismas. El vegetal, productor de mucha

semilla, no queda perjudicado por las que

ofrece al insecto.

Hay otros ejemplos de adaptación entre

especies como las que existen entre

huésped y parásito, presa y predador, así

como los casos de comensalismo y

mutualismo que estudiamos en el capítulo 6

(véase la fig. 35-3, 6).

35-6 HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO

os conceptos de hábitat y nicho

ecológico se expusieron en el capitulo

6. El término hábitat esta muy

generalizado y simplemente significa lugar

donde viven los organismos. Nicho ecológico

es un término más amplio que abarca no

sólo el espacio físico ocupado por un

organismo, sino su papel funcional como

miembro de la comunidad -es decir, su

L

L


408

posición trófica y su posición en los

gradientes de temperatura, humedad, pH y

otras condiciones del medio ambiente. El

nicho ecológico de un organismo depende

no sólo de donde vive, sino también de qué

hace -es decir, cómo transforma la energía,

como se comporta - en respuesta a su

medio ambiente físico y biótico y lo

modifica, y cómo actúan sobre él otras

especies. Una analogía común es que el

hábitat es la "dirección" del organismo y el

nicho ecológico es la "profesión" del

organismo, hablando biológicamente. Para

describir el nicho ecológico completo de una

especie se necesitaría un conocimiento

detallado de gran número de características

biológicas y propiedades físicas del

organismo y su medio ambiente. Como esto

es muy difícil de obtener, el concepto de

nicho ecológico se

Fig. 35-3. La planta yuca (A) sólo es

polinizada por la polilla de la yuca, una de

las cuales aparece en la flor abierta de la

derecha. (Según Weatherwax, P.: Botany,

3rd. Ed. Philadelphia, W. B. Saunders Co.,

1956.) B, una larva de la familia Lycaenidae

de mariposa comiendo una vaina de semilla

de altramuz, siendo cuidada por hormigas.

La especie a que pertenece la larva se ha

adaptado a evitar substancias tóxicas en la

planta alimenticia, y las hormigas obtienen

la sustancia pegajosa desprendida por la

larva cuando rechazan parásitos o

depredatores. Es interesante observar que

las hormigas comen la planta en ausencia

de orugas y afidos.

usa más a menudo para describir

diferencias entre especies con relación a

una o varias características suyas

importantes.

Charles Elton, en 1927, fue uno de los

primeros en usar el término en el sentido de

la posición funcional de un organismo en su


409

comunidad. El término tiene significados

algo diferentes para los ecólogos. Para

algunos es la unidad de distribución final

dentro de la cual cada especie es mantenida

por sus limitaciones estructurales y de

comportamiento. Para otros es la posición

funcional de un organismo en su

comunidad, y estos ecólogos destacan las

relaciones energéticas de las especies. Para

otros, como G. E. Hutchinson, el nicho es un

espacio multidimensional dentro del cual el

medio ambiente permute a un individuo o a

una especie sobrevivir indefinidamente. El

nicho ecológico es una abstracción que

abarca todos los factores físicos, químicos,

fisiológicos y bióicos que un organismo

necesita para sobrevivir. Para describir el

nicho ecolóico de cualquier especie dada

debemos conocer que come y por que

especies es devorada, cuales son sus

actividades y movimientos, y que efectos

ejerce en otros organismos y en las partes

inorgánicas del medio ambiente. Dos

especies de insectos acuáticos (fig. 35-4)

pueden vivir en el mismo hábitat, como las

aguas de un pequeño estanque somero, de

abundante vegetación, pero ocupar

diferentes nichos ecológicos. Notonecta es

un depredador que nada cazando y

devorando otros animales. Corixa se parece

mucho al anterior, pero desempeña un

papel muy

diferente en la comunidad, porque se

alimenta en gran parte de vegetación

descompuesta.

Dos especies de organismos que ocupan los

mismos o similares nichos ecológicos en

diferentes lugares geográficos se denominan

equivalentes ecológicos. El número de

especies presentes en un tipo dado de

comunidades en diferentes regiones

biogeográficas puede diferir

considerablemente. No obstante,

ecosistemas similares tienden a surgir

donde hay hábitat físicos similares, los

nichos funcionales equivalentes son

ocupados por cualesquiera grupos biológicos

que existan en la región. Así, un bioma de

sabana tiende a surgir donde el clima

permita la aparición de extensos pastizales,

pero las especies de pastos y las especies

de animales que se alimentan de ellos

pueden ser muy diferentes en las distintas

partes del mundo. En cada uno de los

cuatro continentes hay pastizales con

grandes herbívoros presentes. Estos

herbívoros son equivalentes ecológicos, pero


410

en América del Norte los herbívoros

pastadores fueron el bisonte y el antílope

cornudo; en Eurasia, el antílope de la

leyenda y los caballos salvajes; en Africa,

otras especies de antílope y cebra, y en

Australia, los canguros grandes. En las

cuatro regiones estos herbívoros nativos

han sido subtituídos en mayor o menor

extensión por ganado vacuno y ovino

domesticado por el hombre. Como ejemplos

de equivalentes ecológicos, las especies que

ocupan tres nichos ecológicos marinos en

cuatro regiones de la costa se representan

en el cuadro 35-1. Las mismas clases de

nichos ecológicos suelen estar presentes en

hábitat similares de diferentes partes del

mundo. Comparaciones de tales hábitat y

análisis de las similitudes y diferencias en

las especies ecológicamente equivalentes de

estos diferentes hábitat han sido útiles para

aclarar las relaciones mutuas entre estos

diferentes nichos ecológicos en cualquier

hábitat dado

35-7 MEDIO AMBIENTE FÍSICO

l número y la distribución de las

plantas son influídos por el clima

(factores climáticos) y por el suelo,

(factores edáficos). Las especies de plantas,

junto con factores climáticos y edáficos,

influyen en el número y distribución de las

distintas especies de animales, y esto, a su

vez, puede influir en las plantas. El suelo de

la superficie terrestre carece de

uniformidad. La corteza terrestre original, la

roca ígnea, era relativamente uniforme,

pero la acción atmosférica, la erosión y la

sedimentación han producido marcada

diferenciación geoquímica de la superficie

terrestre. La distribución de los organismos

es considerablemente afectada por la clase

de suelo presente. La relación inversa es

cierta también -es decir, que los organismos

presentes hacen una importante

contribución a la clase de suelo. Los

organismos son las fuentes de los grandes

depósitos de combustibles fósiles como

turba, hulla y petróleo.

La acción de la atmósfera sobre la corteza

terrestre ha provocado la deposición en ella

de una capa cuyas características dependen

de la clase de roca progenitora que fue

motivo de la acción atmosférica, la clase de

procesos atmosféricos a que ha sido

sometida y su

E


411

edad total. El término suelo se aplica a esta

mezcla de roca erosionada por la acción

atmosférica más despojos orgánicos.

Muchos suelos siguen en el mismo lugar en

que se formaron de la roca progenitora,

pero algunos han sido transportados de su

lugar de origen a otro lugar por el viento

(dunas de arena o loess), por el agua

(depósitos aluviales en los deltas de los

ríos) o por glaciares. La mayor parte de los

suelos de Canadá y el noreste de Estados

Unidos fueron depositados por la acción de

glaciares.

Después de su formación, un suelo

experimenta transformaciones controladas

directa e indirectamente por el clima. La

temperatura y las lluvias determinan la

velocidad con que son transportados

materiales en solución y suspensión por

agua que se filtra por el suelo y llega a

lugares donde se acumula. La naturaleza

del clima determina la clase de vegetación

presente, y ésta, a su vez, determina que

clases de materiales orgánicos habrá en el

suelo. En regiones frías y húmedas donde

las precipitaciones pluviales son mayores

que la evaporación, la vegetación produce

un humus ácido, dando un suelo gris

ceniciento llamado podzol. En regiones

tropicales con temperaturas altas y fuertes

lluvias hay poca acidez provocada por la

descomposición de la vegetación tropical y

esto dá por resultado suelo rojo laterítico

con alto contenido de hierro. En regiones

con escasas lluvias, desigualmente

distribuídas durante el año, y con altos

índices de evaporación, el suelo tiende a

calcificarse, rico en carbonato cálcico. Las

diferentes características de los distintos

tipos de suelo determinan las clases de

plantas que pueden crecer en la región. Los

suelos proporcionan plantas de sujeción,

agua, nutrientes minerales y aireación de

las raíces. Algunas características

importantes de un suelo son su textura -si

es gravoso, arenoso, cenagoso o arcilloso-

su contenido orgánico, la cantidad de agua

presente en el suelo, la cantidad de aire

atrapado por él y su acidez y salinidad.

Al formarse los suelos tienden a

estratificarse. La capa superior es una de la

cual han sido eliminados los nutrientes por

el agua que se filtra a través de ella.

Debajo de esta capa hay otra de materiales

acumulados derivados de la capa superior.

La capa inferior esta compuesta de material

progenitor no afectado por la acción

atmosférica.

35-8 RADIACIÓN SOLAR

uizá la característica más importante

de la Tierra es la no uniformidad de

sus condiciones físicas, que varían

desde la tundra ártica hasta los bosques

lluviosos tropicales. Los océanos son lugares

carentes de uniformidad. La Tierra obtiene

casi toda su energía del Sol, pero esta

energía no esta uniformemente distribuída

por la superficie del globo. La radiación solar

que llega a la superficie terrestre varía

según la longitud de la trayectoria de los

rayos solares por la atmósfera, que depende

Q


412

de si es vertical a oblicua, del área de la

superficie horizontal sobre la cual se

extiende un "haz" de rayos solares de un

área transversal dada, de la distancia de la

Tierra al Sol (que cambia estacionalmente a

causa de la órbita elíptica de la Tierra

alrededor del Sol), de la cantidad de vapor

de agua, polvo y contaminantes existentes

en la atmósfera, y de la duración total del

día (fotoperiódo). En las latitudes más

elevadas el ángulo de incidencia de los

rayos solares es menor que en las latitudes

medias, y la energía se distribuye con

menor intensidad. Los rayos deben

atravesar una capa mas gruesa de

atmósfera (fig. 35-5), y en consecuencia,

las regiones polares reciben menos energía

radiante en el curso de un año que las

regiones ecuatoriales.

Las principales variaciones en la cantidad

de energía solar que llegan se relacionan

con los movimientos de la Tierra con

relación al Sol (fig. 35-6). Una órbita anual

completa de la Tierra alrededor del Sol

requiere 365 1/4 días. El eje de la Tierra

esta inclinado 23 '/2 grados con relación al

piano de su órbita, y por consiguiente, la

distribución de energía varía en el curso del

año. El hemisferio norte recibe mas energía

radiante durante el período comprendido

entre el 21 de marzo y 21 de septiembre

que en la otra mitad del año, no sólo

porque hay más horas de luz, sino porque

el ángulo de incidencia de la luz solar se

aproxima más a la dirección vertical

durante dicho período.

La rotación de la Tierra sobre su eje cada 24

horas produce el día y la noche, y los

cambios de energía asociados con estos

períodos. Los cambios en la temperatura

van a la zaga de los cambios en la cantidad

de energía luminosa recibida. La

temperatura máxima durante el día es

generalmente después de mediodía, y la

temperatura mínima inmediatamente antes

de salir el Sol. La temperatura del suelo

tiende a cambiar con menos rapidez aunque

esto. La atmósfera cambia la distribución de

la energía de diferentes longitudes de onda,

de modo que la naturaleza de la luz solar

que llega realmente a la Tierra es diferente

de la luz solar que llega a una altura de 100

kilómetros de la superficie terrestre. La

energía radiante de cortas longitudes de

onda no es absorbida por el agua o por el

vapor de agua; por ello, atraviesa la

atmósfera con poca disminución. Parte de la

energía de la luz solar es absorbida por la

Tierra, parte es reflejada como longitudes

de onda más largas o calor. Los suelos

nevados, mojados por la lluvia y de colores

claros reflejan el calor, mientras que el

terreno con suelos desnudos lo absorbe.

Esta situación ha sido alterada además por

las actividades humanas al pavimentar

grandes extensiones de la Tierra y por la

construcción, el cultivo, la tala de bosques y

la contaminación del aire. Se estima que 40

por 100 del calor de la atmósfera se deriva

de la condensación de vapor de agua

proveniente de la evaporación del agua de

la superficie del mar. El aire cargado de

vapor de agua se eleva, se desplaza a


413

mayores altitudes, donde es enfriado,

desprendiendo su humedad como nubes o

lluvia. El calor es absorbido por la atmósfera

húmeda. La atmósfera calentada por debajo

y radiando calor de nuevo a la superficie

terrestre, hace el efecto de una trampa

calorífica, como el techo de un invernadero

cuyo vidrio substituye a las nubes y el vapor

de agua.

Fig. 35-5. Círculo de iluminación, áreas de

luz diurna y obscuridad, ángulos de rayos

solares a diferentes latitudes y diferencias

en áreas afectadas, y espesor de la

atmósfera penetrada en la fecha del solsticio

de verano. (Según Ward, H. B. y Powers, W.

F.: Introduction to Weather and Climate.

Evanston, Illinois, Northwestern University

Press, 1942.)

Fig. 35-6. Las partes del hemisferio norte

iluminadas por el sol varían de más de la

mitad en verano a menos de la mitad en

invierno. La proporción de cualquier latitud

iluminada por el sol es también la

proporción del día de 24 horas entre la

salida y la puesta del sol. (Según

MacArthur, R. H. y Connell, J. H.: The

Biology of Populations. New York, John

Wiley and Sons, Inc., 1966.)

35-9 CIRCULACIÓN DE LA

ENERGÍA

a mayor parte de la energía solar que

llega a la Tierra se pierde finalmente

como calor. Una pequeña proporción

de la energía de la luz solar es absorbida

L


414

por las plantas, y una pequeña parte de

esta se transforma en la energía potencial

de productos alimenticios almacenados. El

resto de la energía abandona la planta y es

una parte de la pérdida general de calor de

la Tierra. Todos los seres vivientes, excepto

las plantas verdes, obtienen su energía

tomando los productos de la fotosíntesis,

producidos por las plantas verdes, o los

productos de la quimiosíntesis, efectuada

por microorganismos. Cada organismo se

encuentra en un estado dinámico y sus

constituyentes están siendo degradados y

reconstruidos constantemente. Así, cada

organismo puede considerarse como una

especie de armazón durable por el cual fluye

energía y materia en este estado dinámico.

Cuando entran en un organismo átomos de

carbono o nitrógeno, son sintetizados en los

compuestos característicos de dicho

organismo, y luego son devueltos al medio

ambiente. Toda la Tierra tiene una cantidad

finita de carbono, nitrógeno y otros átomos,

que deben pasar constantemente por un

ciclo (pág. 137). La degradación de

moléculas orgánicas por organismos

descomponedores es de gran importancia

para prevenir la catástrofe que ocurriría si

todos los átomos de carbono o nitrógeno se

ligaran a cierta forma de vida y no pudieran

usarse ya más.

Las distintas clases de organismos de la

naturaleza están equilibrados con su medio

ambiente, pero para muchos organismos

este equilibrio es precario. Los miembros

de la raza humana han trastornado el

equilibrio inicial de la naturaleza en un

número alarmante de casos, y muchos de

estos, una vez trastornados, son muy

difíciles, si no imposibles, de restablecer.

Las razones de esto serán más evidentes

cuando tratemos las sucesiones de

comunidades en el siguiente capítulo. En el

África tropical y en América del Sur los

nativos talan parte, del bosque tropical

para campos de cultivo. Sin fertilización la

superficie talada puede producir una

cosecha durante sólo unos pocos años.

Cuando resulta improductiva, la superficie

es abandonada y más bosque es talado

para obtener tierra de cultivo. La superficie

abandonada puede que nunca vuelva a

cubrirse de bosque lluvioso. Los suelos

tropicales delgados tienen reservas muy

escasas de nutrientes minerales, que son

extraídas del suelo por lixiviación debido a

las fuertes lluvias. El bosque lluvioso

maduro está en precario equilibrio con el

suelo y sólo puede mantenerse mientras el

equilibrio no sea trastornado. Pero, una vez

roto el bosque está irremisiblemente

perdido. El hombre civilizado en los países

tecnológicamente más avanzados ha hecho

cosas similares, mucho más eficientemente

y con resultados igualmente devastadores.

Pueden darse muchos ejemplos trágicos de

errores del hombre al trastornar el

equilibrio ecológico. Los organismos

vivientes de la naturaleza forman parte de

complejas comunidades de muchas

especies que actúan recíprocamente y no

son especies aisladas. La evolución de los

organismos es determinada no


415

simplemente por las limitaciones y

peculiaridades de la temperatura, el suelo,

el pH, la salinidad y otros factores del

medio ambiente abiótico, sino también por

sus relaciones con otros organismos vi-

vientes de dicha región. Es cierto que los

organismos hacen la comunidad, pero lo es

también igualmente que la comunidad hace

los organismos.

El ciclo del carbono, del nitrógeno y otros

varios ciclos de la naturaleza operan para

conservar la cantidad limitada de materia

usable de la Tierra. En contraste, la

cantidad de energía disponible es muy

grande y está siendo renovada

constantemente por la luz solar. El flujo de

energía no es cíclico, sino de una sola vía.

Midiendo la cantidad de energía absorbida

y desprendida por cada clase de

organismos, el ecólogo puede determinar la

estructura funcional de los organismos que

viven juntos en una comunidad. De ésta,

puede calcular cuanta vida puede ser

mantenida en un área determinada y

cuántos individuos de cada especie puede

mantener el área. Como la energía

potencial de la luz solar es transferida de

las plantas y otros productores primarios, a

través de herbívoros y sus depredadores

carnívoros y parásitos, y finalmente,

después de la muerte, por los

microorganismos desintegradores, una

gran proporción de la energía se pierde en

cada etapa como calor. A causa de esta

pérdida progresiva de energía como calor,

el flujo de energía en cada nivel sucesivo

es cada vez menor. Cuando un animal

come alimento menos de 20 por 100 de el

es convertido finalmente en carne del

animal que esta comiéndolo. El cerdo

doméstico es uno de los convertidores más

eficientes: en las mejores prácticas de

alimentación, un cerdo convertirá 20 por

100 de la masa del alimento que come en

chuletas y tocino.

La transferencia de energía a través de una

comunidad biológica comienza cuando la

energía solar es fijada en una planta verde

por fotosíntesis. Se estima que sólo 8 por

100 de la energía del Sol que llega a

nuestro planeta alcanza las plantas verdes,

y que sólo 2 por 100 de ésta es utilizada en

la fotosíntesis. Parte de esta energía es

usada por la planta misma para impulsar

los muchos procesos requeridos para el

mantenimiento. La cantidad sobrante que

es almacenada y expresada como

crecimiento representa la producción

primaria neta.

La producción primaria neta de un campo de

caña de azúcar de Hawai fue de 190 Kcal

por metro cuadrado por día. El aislamiento

medio fue de 4 000 Kcal por metro

cuadrado por día. De esto podemos calcular

que la eficiencia neta de la caña de azúcar

es de 4.8 por 100. Estos valores sólo

pueden alcanzarse por plantas sometidas a

cultivo intensivo durante una estación

favorable. Sobre una base general anual, los

campos de caña de azúcar tienen una

eficiencia de 1.9 por 100 y los bosques


416

tropicales de 2 por 100. La energía

almacenada se acumula como material vivo

o biomasa. Parte vuelve a circular cada

estación por muerte y descomposición de

los organismos; la parte que permanece

viva se llama biomasa vegetal fija. Esta, por

supuesto, puede variar considerablemente

de una estación a otra. En los pastizales hay

una rotación

Fig. 35-7. Distribución mundial de la

producción primaria, en gramos de materia

seca por metro cuadrado al día, indicada por

índices diarios medios de producción bruta

en ecosistemas principales. (Según Odum,

E. P.: Fundamentals of Ecology. 3rd. Ed.

Philadelphia, W. B. Saunders Company,

1971.)

anual de la biomasa, pero en los bosques

gran parte de la energía esta inmovilizada

en la madera. Los ecosistemas más

productivos, sobre una base de energía, son

los arrecifes de coral y los estuarios de los

ríos (fig. 35-7). Los menos productivos son

los desiertos y el mar libre. En general, la

producción de material vegetal en cada área

de la Tierra ha alcanzado un nivel óptimo

sólo limitado por el suelo y por el clima. Las

varias clases de consumidores dependen de

la producción de plantas verdes. De la

producción neta disponible para los

herbívoros, no toda es asimilada. Por

ejemplo, un saltamontes sólo asimila 30 por

100 de su alimento, pero los ratones

asimilan casi 90 por 100. La mayor parte de

esto se invierte en el mantenimiento del

organismo y se pierde finalmente como

calor en el proceso de la respiración. Un

pequeño residuo es almacenado en forma

de nuevo tejido y nuevos individuos; esta

energía almacenada del herbívoro es la que

está a disposición de la siguiente capa

trófica, los carnívoros. Esta enorme

reducción de la biomasa en cada etapa es la

base del concepto de cadenas alimentarias y

la naturaleza piramidal de los sucesivos

niveles de la cadena alimentaria.

35-10 CADENAS Y PIRÁMIDES

ALIMENTICIAS

l número de organismos de cada

especie -o más precisamente su

masa totales determinado por la

velocidad de flujo de energía por la parte

biológica del ecosistema que los incluye.

La transferencia de la energía alimenticia

E


417

desde su origen en las plantas a través de

una sucesión de organismos, cada uno de

los cuales devora al que le precede y es

devorado a su vez por el que le sigue, se

llama cadena alimenticia. El número de

eslabones de la cadena debe ser limitado a

no más de cuatro o cinco, precisamente por

la gran degradación de la energía en cada

uno. El porcentaje de la energía de los

alimentos consumida que se convierte en

material celular nuevo (y es así disponible

como energía alimenticia para el animal

inmediato en la cadena) es el porcentaje

eficaz de transferencia de energía.

El flujo de energía en los ecosistemas,

procedente de la luz solar por medio de la

fotosíntesis en los productores autótrofos, y

a través de los tejidos de herbívoros como

consumidores primarios, y de carnívoros

como consumidores secundarios, determina

el peso total y número (biomas) de los

organismos en cada nivel del ecosistema.

Este flujo de energía disminuye

notablemente en cada paso sucesivo de

nutrición por perdida de calor en cada

transformación de la energía, lo cual a su

vez disminuye los biomas en cada escalón.

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 (fig. 35-8).

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

humana (o la población de cualquier animal)

esta 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.

Fig. 35-8. Diagrama de las relaciones

mutuas existentes en una cadena

alimenticia de un bosque de árboles de hoja

caduca de Illinois. (Según Shelford, V. E.:

Ecological monographs 21: 183-214, 1951.)


418

En los países superpoblados como China e

India, los naturales son principalmente

vegetarianos porque así la cadena

alimenticia es más corta y un área

determinada de terreno puede de esta

forma servir de sostén al mayor número de

individuos. Un bistec es un verdadero lujo

tanto económica como ecológicamente, pero

la hamburguesa resulta también un lujo

ecológico igualmente importante que el

bistec.

Además de cadenas alimenticias de

depredadores como hombre-perca-pez de

agua dulce usado para cebo-crustáceo, hay

cadenas alimenticias de parásitos. Por

ejemplo, los mamíferos y las aves son

parasitados por pulgas; en estas viven

protozoos que son, a su vez, huéspedes de

bacterias. Como las bacterial podrían ser

parasitadas por virus, podría haber una

cadena alimenticia parasitaria de cinco

etapas.

Un tercer tipo de cadena alimenticia es

aquel en que el material vegetal es

convertido en materia orgánica muerta,

detritos, antes de ser comido por animales

como milípedos y lombrices en tierra firme,

por gusanos marinos y moluscos, o por

bacterial y hongos. En una comunidad de

organismos de mar poco profundo,

aproximadamente 30 por 100 de la energía

total circula por cadenas de detritos, pero

en una comunidad forestal, con una gran

biomasa de plantas y una biomasa

relativamente pequeña de animales, 90 por

100 de la energía puede fluir por rutas de

detritos. En un pantano salado situado entre

las mareas, en el que la mayoría de los

animales-crustáceos, caracoles y cangrejos-

comen detritos, 90 por 100 o más del flujo

de energía se hace por cadenas de detritos.

Puesto que en cualquier cadena alimenticia

hay una pérdida de energía en cada etapa,

se deduce que hay una biomasa menor en

cada etapa sucesiva. H. T. Odum ha

calculado que 8 100 kilogramos de plantas

de alfalfa son necesarios para proporcionar

alimento a 1 000 kilogramos de terneras,

las cuales proporcionan alimento suficiente

para mantener vivo durante un año a un

niño de 12 años de edad y de 48 kilogramos

de peso. Aunque los niños comen muchas


419

cosas además de carne, y las terneras otras

cosas además de alfalfa, estos números

ilustran el principio de una cadena

alimenticia. Una cadena alimenticia puede

considerarse como una piramide, cada

peldaño de la pirámide es mucho menor que

el peldaño del cual se alimenta. Como los

depredadores generalmente son mayores

que los animales en los que hacen presa, la

pirámide de número de individuos de cada

eslabón de la cadena es aún más notable

que la piramide de la masa de individuos en

pasos sucesivos: un niño necesita 4.5

terneras, las cuales necesitan 20 millones

de plantas de alfalfa.


420

Preguntas

1. ¿Cómo definiría usted la ecología?

Distinga entre autecología y

sinecología.

2. Exponga los factores que pueden

impedir que una especie dada de

animal o planta se establezca en una

región determinada.

3. ¿Qué es lo que limita el número de

eslabones en una cadena alimenticia?

4. Defina el termino "biomasa". ¿Qué

factores lo determinan?

5. Compare el tipo depredador de cadena

alimenticia con el que requiere la

presencia de detritos como un paso de

la misma.

6. ¿Qué clase de adaptaciones

estructurales son evidentes en un

topo? ¿En un ciervo? ¿En un tigre?

¿En un castor?

7. ¿Qué se entiende por hibernación?

¿Cómo puede determinarse si un

animal esta hibernando o

simplemente esta dormido?

8. ¿Por qué poiquilotérmico es un término

mejor para una lagartija que "de

sangre fría"?

9. Ofrezca ejemplos de su experiencia

sobre coloración para ocultamiento y

coloración para advertencia.

10. ¿Qué experimentos podría usted

idear para determinar si las

adaptaciones al color tienen una

ventaja selectiva para una población

de animales o plantas?


421

LECTURAS RECOMENDADAS

ay muchos excelentes textos

generales de ecología como

Concepts of Ecology de E. J.

Kormondy, y Ecology: The Experimental

Analysis of Distribution and Abundance de

C. J. Krebs. Fundamentals of Ecology, de E.

P. Odum, es una amplia y moderna

exposición del campo que destaca

especialmente las relaciones energéticas en

la ecología. Ecology and Field Biology, de R.

L. Smith, destaca los aspectos de la ciencia

relacionados con la historia natural. Un

elocuente ensayo sobre la relevancia del

ecosistema al hombre es “The Land Ethic”,

de Aldo Leopold, en su libro A Sand County

Almanac. The Principles of Microbial Ecology

por T. D. Brock, hace resaltar algunos

aspectos del papel de los microorganismos

en las relaciones ecológicas que se pasan

por alto frecuentemente en los textos

generales.

Una exposición maravillosamente ilustrada

del camuflaje animal se encuentra en

Adaptive Coloration of Animals de H. B. Con.

Mimicry in Plants and Animals, de W.

Wickler, proporciona muchos ejemplos de

plantas y animales que se camuflan. Un

texto clásico y completo de la ciencia del

suelo es The Nature and Properties of Soil,

por N. C. Brady y H. O. Buckman. Un buen

resumen de los principios que regulan el

medio ambiente energético en el que

vivimos se encuentra en Energy Exchange in

the Biosphere, de D. M. Gates. Los

principios de la regulación ecológica son

presentados en The Natural Regulation of

Animal Numbers, de D. Lack, y en Growth

and Regulation of Animal Populations, de L.

B.

Slobodkin. Los aspectos de la ecología

relacionados principalmente con los

animales son tratados en Animal

Populations, de T. O. Browning, y Animal

Ecology, de S. C. Kendeigh, yen The Ecology

of Animals de C. Elton. Un tratado general

de la ecología de las plantas es presentado

en The Study of Plant Communities, de H. J.

Oosting, y en Environment and Plant

Response, de M. Treshow.

Libros como Ecología (Ramón Margaleff,

Edit. Omega, España, 1977), Fundamentos

de ecología (E. P. Odum, Nueva Editorial

Interamericana, México, 1986), Tratado de

ecología (Turk-Turk y Wittes-Wittes, Nueva

Editorial Interamericana, México, 1981), La

ciencia de la vida 4. Conducta y ecología (R.

A. Wallace, King, H. L. y Sanders, G. P. Edit.

Trillas, México, 1991) y Ecología (Ana María

Vazquez, McGraw Hill, México, 1993), son

fuentes de consulta adecuadas para

profundizar sobre los aspectos relacionados

con la biología de las comunidades.

H


422

ntre todas las disciplinas

biológicas, la ecología es la más

heterogénea y la que más abarca.

Casi todo el mundo está de acuerdo en

que estudia las interacciones entre los

organismos y su ambiente, tanto el vivo

como el no vivo, pero esta definición

permite una enorme gama de posibles

inclusiones. ¿Cuál es, entonces, la

materia de estudio de la ecología?

La palabra-“ecología” fue introducida por

Haeckel en 1866 para designar “la

economía doméstica de la naturaleza”. En

1869 propuso una definición más

completa: Por ecología entendemos el

cuerpo de conocimiento referente a la

economía de la naturaleza: la

investigación de todas las relaciones de

los animales con su ambiente orgánico y

su ambiente inorgánico, incluyendo sobre

todo las relaciones amistosas y de

enemistad con los animales y plantas con

los que tales ambientes entran en

contacto directo o indirecto. En pocas

palabras: la ecología es el estudio de

todas las complejas interrelaciones que

Darwin consideraba como condiciones de

la lucha por la existencia.>>

Hace mucho que se reconoce la

heterogeneidad de las materias agrupadas bajo

el encabezado de ecología. Par eso existen en

la actualidad textos separados de ecología

evolutiva, ecología del comportamiento,

biología de poblaciones, limnología, ecología

marina y paleoecología. Además de esta

diversidad, existen enormes diferencias en las

ecologías de diferentes grupos de animales,

plantas y microorganismos, y en las de

diferentes ambientes. La ecología terrestre es

muy diferente de la ecología de agua dulce

(limnología) y de la ecología marina. La

ecología del plancton, fundada por V. Hensen,

se ha convertido en una ciencia floreciente, de

gran importancia para la industria pesquera.

Quien pretenda ser un ecológo completo tendrá

que familiarizarse con una enorme variedad de

temas. Esta diversidad explica en parte las

numerosas dificultades que presenta el estudio

de la ecología, tal como veremos en las

siguientes secciones. Se han realizado muchas

investigaciones sobre los conocimientos de

ecología o historia natural en ciertos periodos,

entre ellas las de Cittadino (1990) y Egerton

E

¿QUÉ PREGUNTAS SE PLANTEA LA ECOLOGÍA?

¿QUE PREGUNTAS PLANTEA LA ECOLOGIA?___________________________

423

(1968, 1975).

En este campo es cierto, como se dice a

menudo, que todo interacciona con todo. El

conjunto, lo que ahora llamamos ecología, «se

mantiene unido por la adopción de un nombre

y por la cohesión de las sociedades

profesionales, más que por la unidad filosófica

o de propósitos. Así pues, la ecología plantea

dificultades especiales para el historiador>

(Ricklefs 1985:799). Existen muchas

definiciones sencillas de la ecología, como por

ejemplo “las relaciones de los organismos con

su ambiente”, pero esto permite una enorme

gama de posibles inclusiones. Todas las

estructuras de un organismo, todas sus

propiedades fsiológicas,

A pesar de este bautismo oficiado por

Haeckel, la ecología no se convirtió en un

campo verdaderamente activo hasta

después de 1920. Aún más reciente es la

fundación de sociedades ecológicas y de

revistas profesionales dedicadas a la

ecología. Pero mirándolo desde otro punto

de vista, la ecología no es más que la

historia natural consciente de si misma»,

como dijo un ecólogo, y el interés por la

historia natural se remonta al hombre

primitivo2. Todo lo que interesa al

naturalista -la historia de la vida, el

comportamiento reproductivo, el

parasitismo, las defensas contra los

enemigos, etc.- tiene automaticamente el

mismo interés para un ecólogo.

BREVE HISTORIA DE LA ECOLOGIA

Desde Aristoteles hasta Linneo y Buffon, la

historia natural fue principalmente

descriptiva, pero no sólo eso. Además de

sus observaciones, los naturalistas

también hacían comparaciones y sugerían

teorías explicativas, que, por lo general,

reflejaban el Zeitgeist predominante. La

gran época de la historia natural fue el

siglo XVIII y la primera mitad del XIX, y la

ideología dominante en esa época era la

teología natural.

Según esta visión del mundo, toda la

naturaleza esta en armonía, ya que Dios

no habría permitido otra cosa. La lucha por

la existencia era benigna, programada

para mantener el equilibrio de la

naturaleza. Aunque

todo su comportamiento y, en definitiva, casi

todos los componentes de su fenotipo y su

genotipo han evolucionado para lograr una

relación óptima del organismo con su ambiente.

En consecuencia, existen amplias zonas de

solapamiento entre la ecología y otras

disciplinas biológicas, como la biología

evolutiva, la genética, la biología del

comportamiento y la fisiología. Por ejemplo,

Ricklefs (1990) dedica seis capítulos completos

de su extenso texto sobre ecología a cuestiones

evolutivas; dichos capítulos podrían formar

parte, con igual justificación, de un texto de

biología evolutiva. En los últimos tiempos se

han publicado muchos textos que se titulan

simplemente < Ecología evolutiva>>, y que

tratan de cuestiones como la extinción, la

adaptación, la historia de la vida, el sexo, la

conducta social y la co-evolución. Ricklefs

considera, con razón, que la ecología debe

estudiar todas las adaptaciones fisiológicas de

los organismos a su modo especializado de vida


424

o al ambiente especializado en el que viven. Y

también todas las adaptaciones que permiten a

los organismos adaptarse a condiciones

climaticas extremas, como los ciclos diarios y

estacionales, las migraciones y otras

adaptaciones de conducta. Existen numerosos

mecanismos fisiológicos al servicio de

adaptaciones ambientales, sobre todo en

ambientes extremos, como los desiertos o el

Artico (Schmidt-Nielsen 1990). En las plantas,

la adaptación a las condiciones locales queda de

manifiesto por el desarrollo de ecotipos.

I Glacken (1967) nos ofrece una detallada

documentación de los conceptos de ambiente,

desde la antigüedad hasta finales del siglo

XVIII. Egerton (1968, 1975) ha investigado Los

conocimientos de ecología o historia natural en

ciertos periodos.

Cada pareja de progenitores engendraba

un número excesivo de descenientes, este

se reducía a la cantidad precisa para

mantener una población en estado

estacionario. Los factores responsables de

esta reducción en cada generación eran

causas climáticas, depredadores,

enfermedades, fallos de reproducción, etc.

Para los teólogos naturales, la naturaleza

funcionaba como una máquina bien

programada. En último término, todo

podía atribuirse a la benevolencia del

Creador. Este punto de vista aparece

reflejado en los escritos de Linneo, William

Paley y William Kirby.

Gilbert White, vicario de Selborne, es

posiblemente el naturalista del siglo XVIII

más conocido en el mundo de habla

inglesa; pero la historia natural floreció

también en el continente. Sin embargo, con

el ocaso de la teología natural a mediados

del siglo XIX y, más en general, con el

consistente fortalecimiento del

cientificismo, la historia natural

básicamente descriptiva ya no resultaba

adecuada. Tenía que convertirse en

explicativa. La historia natural siguió

haciendo lo que siempre había hecho -

observar - y describir-, pero al aplicar otros

métodos científicos a las observaciones

(comparación, experimento, conjeturas,

comprobación de teorías explicativas) se

convirtió en ecología.

En el posterior desarrollo de la ecología

intervinieron dos influencias principales: el

fisicismo y el evolucionismo. El gran

prestigio de la física como ciencia explicativa

inspiró intentos de reducir los fenómenos

ecológicos a factores puramente físicos.

Esto comienzo con la geografía vegetal

ecológica de Alexander Von Humboldt

(1805), en la que se insistía en la

abrumadora importancia de la temperatura

como factor que controlaba la composición

altitudinal y latitudinal de la vegetación

(véase-más adelante). Este trabajo pionero

fue ampliado por C. Hart Merriam: 1894) en

su intento de explicar las zonas de

vegetación del monte San Francisco, en el

norte de Arizona, como resultado de la

temperatura. Los geógrafos vegetales

europeos insistieron igualmente en la

importancia de los factores físicos, en

especial la temperatura y la humedad.

La segunda gran influencia en la ecología


425

fue la publicación de El Origen de las

especies, de Darwin. Darwin refutó por

completo la teología natural y explicó los

fenómenos de la naturaleza mediante

conceptos como la competencia, la

exclusión de nichos, la depredación, la

fecundidad, la adaptación, la coevolución,

etc. Al mismo tiempo rechazó la teleología,

reconociendo la influencia del azar en el

destino de población y especies. Para

Darwin y los ecólogos modernos, la

naturaleza es algo muy diferente del

mundo controlado por Dios en el que creían

los teólogos naturales.

Después de Darwin, todas las adaptaciones

fisiológicas y de conducta de los organismos

-a su modo de vida especializado o al

ambiente especializado en el que viven- se

consideraron objeto de estudio de la

ecología. Algunas de las preguntas básicas

que los ecólogos empezaron plantearse

eran: ¿por qué existen tantas especies?

¿Cómo se reparten éstas especies los

recursos del ambiente? ¿Por qué casi todos

los ambientes son relativamente estables

durante la mayor parte del tiempo? ¿De qué

tipo de factores depende más el bienestar y

la densidad de población de una especie: de

los factores físicos o de los bióticos (las

demás especies con las que convive)? ¿Qué

propiedades fisiológicas, de conducta y

morfológicas permiten a una especie

sobrevivir en su ambiente?

LA ECOLOGÍA EN LA ACTUALIDAD

La ecología moderna -y sus

correspondientes controversias- puede ser

subdividida en tres categorías: la ecología

del individuo, la ecología de la especie

(autecología y biología de poblaciones) y la

ecología de la comunidades (sinecología y

ecología de ecosistemas).

Tradicionalmente, los zoólogos se han

concentrado en problemas de autecología y

los botánicos en problemas de sinecología.

Harper (1977) fue uno de los primeros

botánicos, si no el primero, que estudio en

las plantas los mismos; problemas

autecológicos que habían interesado a los

zoólogos. Pero, la ecología vegetal, en

conjunto, sigue siendo hoy día un campo

bastante diferente de la ecología animal. Y

prácticamente no existe una ecología de los

hongos y procariontes, al menos con ese

nombre

3 véase stresemann (1975)


426

LA ECOLOGIA DEL INDIVIDUO

En la segunda mitad del siglo XIX, como

prolongación de las actividades de los

naturalistas, los ecólogos investigaron los

requisitos ambientales exactos de los

individuos de una especie particular:

tolerancia climática, ciclo vital, recursos

necesarios y factores de control de la

supervivencia (enemigos, competidores,

enfermedades).

4-En 1949 se publicó la obra Principios de

ecología animal, escrita por varios autores de la

escuela de Chicago (AEPPS), y desde entonces ha

aparecido una larga serie de números de textos

de ecología. En un mismo número de la revista

Science (Orians 1973) aparecian reseñados nada

menos que seis de dichos textos. Entre todos

ellos destacan Fundamentos de ecología de

Eugene Odum, publicado en 195J y que tuvo gran

aceptación hasta los años 70, y Ecología de

Robert Ricklefs (1973), que seguramente es el

texto más consultado en Estados Unidos. Buena

muestra del crecimiento de este campo es que la

primera edición del libro de Odum tuviera 384

páginas, mientras que la tercera edición del de

Ricklefs (1990) tiene 896. Es evidente que en

este breve repaso sólo podemos abordar una

pequeña fracción de aspectos y problemas de la

ecología.

Estudiaron las adaptaciones que un

individuo de una especie debe poseer para

vivir con éxito en el ambiente específico de

su especie, y que incluyen la hibernación, la

migración, la actividad nocturna y otros

muchos mecanismos fisiológicos y de

conducta que permiten a los organismos

sobrevivir y reproducirse en condiciones que

pueden llegar a ser extremas, como sucede

en el Ártico y los desiertos.

Desde el punto de vista de la ecología del

individuo, la principal función del ambiente

consiste en ejercer una continua selección

estabilizadora, que elimina a todos los

individuos que transgreden la variación

aceptable en torno a la situación óptima.

Esto es exactamente lo que esperaría un

darvinista. El ambiente, tanto el biótico

como el físico, desempeña un papel

fundamental en la selección natural. Toda

estructura de un organismo, cada una de

sus propiedades fisiológicas, todas sus

pautas de conducta y, en general, casi

todos los componentes de su fenotipo y su

genotipo han evolucionado para lograr una

relación óptima del organismo con su

ambiente.

LA ECOLOGIA DE LA ESPECIE

Después de la ecología del individuo, el

siguiente paso es la ecología de la especie,

también llamada biología de poblaciones.

El principal objeto de interés en esta rama

de la ecología es la población local, que

está en contacto con las poblaciones de

otras especies. Lo que estudia el ecólogo o


427

biólogo de poblaciones es la densidad de la

población (el número de individuos por

unidad de superficie), la tasa de

crecimiento

5-La rebelión contra el enfoque puramente

descriptivo de la sistemática y la morfología,

representada por la proliferación de

investigaciones experimentales en fisiología y

embriología (Enwicklungsmechanik), tuvo su

equivalente en la historia natural y se reflejo

en la insistencia en las relaciones de

organismos vivos completos. En Alemania, se

llamaba Biología a todo lo que tuviera que

ver con el organismo vivo, dándole a la

palabra un significado muy distinto del que

tradicionalmente tenía en la literatura en

inglés, donde «biología» era la combinación

de zoología y botánica. El volumen dedicado

a la vida animal (escrito por Doflein) de la

famosa colección Hesse-Doflein, que era un

esplendido resumen de los conocimientos

sobre animales y plantas vivos, estaba muy

influido por el pensamiento darvinista. Esta

Biología se consideraba a sí misma como una

alternativa y un complemento de la

morfología, el estudio de « estructuras

muertas». Su materia de estudio era más o

menos lo que en los textos modernos

aparece bajo los encabezados de ecología del

comportamiento y ecología evolutiva. Esta

biología se ocupaba casi exclusivamente de

los animales.

(o de disminución) de dicha población en

diversas condiciones y, cuando se trata

de poblaciones de una misma especie,

todos los parámetros que controlan el

tamaño de una población, como la tasa

de natalidad la expectativa de vida, la

mortalidad, etcétera.

Este campo se puede remontar a una

escuela de demógrafos matemáticos

interesados en el crecimiento de las

poblaciones y en los factores que lo

controlan. Los principales nombres de este

movimiento son R. Pearl, V. Volterra y A. J.

Lotkab. Mucho más importante para el

ecólogo practicante fue la publicación en

1927 de la Ecología animal de Charles

Elton, “la sociología y economía de los

animales”. A partir de dicha fecha, la

biología de poblaciones quedó claramente

reconocida como subdisciplina de la

ecología.

El concepto de población adoptado por casi

todos los ecólogos poblaciones de

orientación matemática era básicamente

tipológico, ya que no tenía en cuenta la

variación genética entre los individuos de la

población. Sus “poblaciones” no eran

poblaciones en el sentido genético o

evolutivo; eran más bien lo que los

matemáticos llaman conjuntos. En cambio,

en la biología evolutiva, el aspecto

fundamental del concepto población es el

carácter genéticamente único -de los

individuos que la componen. Este tipo de

“pensamiento poblacionista” es muy

diferente del pensamiento tipológico del


428

esencialismo. En ecología no se suele tener

en cuenta el carácter genéticamente único

de los individuos de una población.

NICHO

na característica fundamental de

las especies es que cada una ocupa

una subdivisión concreta del

ambiente, que satisface todas sus

necesidades. Los ecólogos lo llaman el nicho

de la especie. En el concepto clásico de

nicho, formulado por Joseph Grinnell, se

consideraba que la naturaleza consta de

numerosos nichos, cada uno de ellos

adecuado para una especie en particular.

Charles Elton tenía una idea similar: el nicho

es una propiedad del ambiente.

Evelyn Hutchinson introdujo un concepto

diferente de nicho. Aunque lo definió como

un espacio de recursos multidimensional, su

escuela -si es que he entendido sus

publicaciones- considera el nicho más o

menos como una propiedad de la especie. Si

en una zona no existe una especie

determinada, eso significa que tampoco

existe su nicho. Pero cualquier naturalista

que estudie una localidad concreta puede

descubrir -recursos insuficientemente

aprovechados o nichos aparentemente

vacíos. Un buen ejemplo es la total ausencia

de pájaros carpinteros en los bosques de

Nueva Guinea, cuya estructura general y

composición botánica son muy similares a

las de los bosques de Borneo y Sumatra,

donde viven, respectivamente, 28 y 29

especies de pájaros carpinteros. Además, el

nicho típico del pájaro carpintero no parece

haber sido ocupado -por ninguna otra ave

en la zona de Nueva Guinea. La existencia

de nichos sin ocupar queda también de

manifiesto en los casos en que una especie

invasora no parece ejercer impacto en el

tamaño de las poblaciones de los miembros

anteriores de la comunidad.

Cuando uno de los requisitos de una especie

no se satisface adecuadamente -por ejemplo,

cuando en el suelo falta una sustancia

química, o cuando hace un calor excesivo-,

este «recurso limitante>> o «factor

limitante>> puede impedir la existencia de la

especie en esa zona. Los limites de la

distribución de una especie (cuando no están

determinados por barreras geográficas)

suelen estar controlados por factores

limitantes como la temperatura, la lluvia, la

química del suelo y la presencia de

depredadores. En los continentes, como bien

sabia Darwin, los límites de las especies

suelen estar determinados por la

competencia con otras especies.

COMPETENCIA

uando varios individuos de la misma

especie o de varias especies

diferentes dependen del misino

recurso limitado, surge una situación que

llamamos competencia. Los naturalistas

conocen desde hace mucho la existencia de

la competencia; sus efectos fueron descritos

con gran detalle por Darwin. La competencia

entre individuos de la misma especie

(competencia intraespecífica) es uno de los

U

C


429

principales mecanismos de la selección

natural, y de su estudio se ocupa la biología

evolutiva. La competencia entre individuos

de distintas especies (competencia

interespecífica) es una de las principales

materias de estudio de la ecología. Es uno de

los factores que controlan el tamaño de las

poblaciones competidoras, y en casos

extremos puede conducir a la extinción de

una de las especies competidoras. Darwin lo

explicó en el Origen, refiriéndose a especies

de animales y plantas nativas de Nueva

Zelanda, que se extinguieron cuando se

introdujeron competidores europeos.

Cuando el principal recurso necesario es

superabundante no tiene lugar una

competencia seria, como se observa en los

múltiples casos de coexistencia de

herbívoros. Además, casi ninguna especie

depende exclusivamente de un sólo recurso,

y si el principal recurso escasea se suelen

buscar recursos alternativos; y en el caso de

especies competidoras, cada una suele

encontrar una alternativa diferente. Por lo

general, la competencia es más fuerte entre

parientes cercanos, con necesidades

similares;, pero también puede darse entre

formas no emparentadas que compiten por

el mismo recurso, como los roedores y las

hormigas que se alimentan de semillas. Los

efectos de esta competencia quedan

demostrados muy gráficamente cuando se

inicia una competencia entre faunas o floras

enteras, como sucedió a finales del Plioceno,

cuando América del Norte y América del Sur

quedaron conectadas por el istmo de

Panamá. El resultado fue el exterminio de

gran parte de los mamíferos suramericanos,

que al parecer fueron incapaces de resistir

la competencia de las especies invasoras del

norte, aunque el aumento de los

depredadores fue también un factor

importante.

En que medida la competencia determina la

composición de una comunidad y la

densidad de especies concretas es una

cuestión que ha provocado fuertes

controversias. El problema es que,

normalmente, la competencia no se puede

observar, sino que hay que inferirla a partir

de la difusión o proliferación de una especie

y la concurrente disminución o y

desaparición de otra. El biólogo ruso Gause

realizó en su laboratorio numerosos

experimentos con pares de especies, en los

que una de las especies se extinguia cuando

sólo se disponía de un recurso homogéneo.

Basándose en estos experimentos y en

observaciones de campo, se formula la

llamada ley de la exclusión competitiva,

según la cual dos especies no pueden

ocupar el mismo nicho. Desde entonces se

han encontrado numerosas excepciones

aparentes de esta “ley”, pero por lo general,

se pueden explicar revelando que las dos

especies, si bien compiten por un mismo

recurso importante, no ocupan exactamente

el mismo nicho.

La competencia entre especies tiene

enorme importancia evolutiva.' Ejerce una

presión selectiva centrífuga sobre las

especies coexistentes, que da como


430

resultado una divergencia morfológica de

las especies simpátridas y una tendencia a

extender sus nichos por zonas no

coincidentes. Darwin llamo a esto “principio

de divergencia”. Cuando la competencia

conduce a la extinción de una de las

especies, se la ha llamado “selección de

especies”. Sin embargo, sería más exacto

llamarla sustitución de especies, porque las

presiones selectivas actúan sobre los

individuos de las especies competidoras,

aunque afectan al bienestar o a la

existencia misma de toda la especie. La

«selección de especies» es, en realidad,

una consecuencia de la selección individual.

Se puede dar competencia por cualquier

recurso necesario. En el caso de los

animales, suele ser el alimento; en el caso

de las plantas de bosque, puede ser la luz;

en el caso de los habitantes del sustrato

puede ser el espacio, como sucede con

muchos organismos marinos bentónicos de

aguas poco profundas. Se puede competir

por cualquiera de los factores físicos o

bióticos que son esenciales para los

organismos. La competencia suele ser más

fuerte cuanto más densa es la población.

Junto con la depredación, es el más

importante de los factores dependientes de

la densidad que regulan el crecimiento de

las poblaciones.

ESTRATEGIAS REPRODUCTIVAS Y

DENSIDAD DE LAS POBLACIONES

os biólogos de poblaciones han

descubierto que casi todas las

especies se pueden clasificar en

dos categorías, según el tamaño de sus

poblaciones y sus estrategias

reproductivas. Por un lado están las

especies con poblaciones de tamaño muy

variable, a menudo sometidas a

catástrofes, con poca competencia

intraespecífica. Estas especies tienden a

tener una enorme fecundidad; es decir,

han adoptado una estrategia de

selección-r. Otras especies tienen una

población casi constante año tras año,

cercana a la capacidad máxima de

mantenimiento, y están sometidas a

fuerte competencia intra e interespecífica.

Tienden a tener una vida más larga y en

ellas se selecciona el desarrollo lento, la

reproducción espaciada y el nacimiento

de pocas crías. A esto se le llama

estrategia de selección-K.

Aún teniendo en cuenta estas diferencias

en la estrategia reproductiva, la

fecundidad de todas las especies es tan

alta que si se llegaran a reproducir todos

los descendientes de una pareja, el

tamaño de la población se iría acercando

al infinito. Sin embargo, se sabe desde la

antigüedad que sólo una fracción de los

individuos engendrados en cada

L


431

generación sobrevive para engendrar la

siguiente. Entre los factores responsables

de esta reducción en cada generación

figuran la competencia por recursos

limitados, las variaciones climáticas, la

depredación, las enfermedades y el

fracaso reproductivo. El resultado es que

las poblaciones de casi todas las especies

alcanzan un estado estacionario, a pesar

de la variación, de las fluctuaciones y de

las continuas muertes de individuos.

Como se alcanza este equilibrio es otra

cuestión que ha dado origen a numerosas

controversias en la literatura ecológica.

Los ecólogos se dieron cuenta muy

pronto (gracias a las convincentes

pruebas aportadas por David Lack) de

que gran parte de la mortalidad en las

poblaciones naturales depende de la

densidad. Esto significa que cuando

aumenta la densidad de una población,

los factores adversos como la

depredación, la competencia, las

enfermedades, la escasez de alimentos y

de escondrijos, ejercen mas impacto y

provocan una mortalidad mayor,

frenando así el crecimiento de la

población. Este descubrimiento hizo

pensar que las poblaciones tienen una

capacidad de autoregulación8, que se

ejerce a través de mecanismos

limitadores de crecimiento de la

población, tales como el establecimiento

de territorio,

la reducción del volumen de la puesta en el

caso de las aves, el aumento de la

dispersión en el caso de algunas plantas, y

muchos otros. Sin embargo, para que

pudiera funcionar esta capacidad de

autorregulación habría que aceptar la

existencia de la selección de grupo (véase

Capítulo 8), un proceso que, tras un período

inicial de aceptación, se demostró que no

actúa más que en las especies sociales.

Lack, G. C. Williams otros demostraron que

la selección natural que actúa sobre los

individuos, en combinación con la selección

de parentesco (véase Capítulo 12), bastan

para explicar la territorialidad, la baja tasa

reproductiva, la dispersión y todos los

demás fenómenos conocidos que en otro

tiempo se atribuyeron a la autorregulación.

Ya nadie considera en serio la teoría de la

autorregulación.

Andrewartha y Birch sostenían que el clima

podía dominar sobre todos los factores

adversos relacionados con la densidad, y

controlar él sólo el tamaño de la población

independientemente de la densidad. De

hecho, todo el mundo sabe que ciertos

factores climáticos, como los inviernos

rigurosos, los veranos torridos, las sequías y

las precipitaciones excesivas, pueden tener

efectos catastróficos sobre las poblaciones,

en especial las de insectos y otros

invertebrados. Un concienzudo análisis de

las variaciones de población no influidas por

la densidad ha demostrado que el efecto de

la densidad se superpone a las fluctuaciones

inducidas por el clima. Evidentemente, el

tamaño de las poblaciones esta controlado a

la vez por factores físicos y biológicos.


432

DEPREDADORES, PRESAS Y

COEVOLUCIÓN

ientras que algunas especies

tienen poblaciones que apenas

varían de tamaño de un año para

otro, otras se caracterizan por las

fluctuaciones irregulares o cíclicas de sus

poblaciones. Elton (1924) demostró que

estas fluctuaciones en poblaciones de

herbívoros pequeños (ratones, liebres,

lemmings) provocaban fluctuaciones

similares en las poblaciones de sus

depredadores, como el zorro ártico. Los

pequeños roedores árticos suelen presentar

ciclos de tres o cuatro años, y lo mismo les

ocurre a sus depredadores. Las liebres, que

son más grandes, suelen tener ciclos de

nueve o diez años, y sus depredadores

también. Ahora sabemos que los ciclos de

los herbívoros determinan los ciclos de los

depredadores, y al revés.

En respuesta a la presión de los

depredadores, las presas suelen desarrollar

ciertas conductas adaptativas (por ejemplo,

buscar refugios) o adquirir mejores

protecciones (caparazones más duros, por

ejemplo), sabor nauseabundo, etc. A su vez,

los depredadores van desarrollando por

selección medios para superar estas

defensas. El resultado es una escalada o <

carrera de armamentos» entre el

depredador y la presa. Muchas plantas han

adquirido todo un arsenal de defensas

químicas, sobre todo alcaloides, que las

hacen poco apetitosas para la mayoría de

los herbívoros, pero siempre existen unos

pocos taxones de herbívoros capaces de

adaptarse a estas defensas químicas.

Cuando una planta adquiere nuevas

sustancias químicas para defenderse de

los herbívoros, y los insectos herbívoros

desarrollan a su vez nuevos mecanismos

de desintoxicación, podemos hablar de

“coevolución” de las especies implicadas.

La coevolución puede también adoptar la

forma de mutualismo o simbiosis. Un

ejemplo bien conocido es la polilla de la

yuca, cuyas larvas destruyen algunas

semillas de yuca para alimentarse,

polinizando a cambio las flores, y

garantizando así el bienestar de sus larvas

y la producción de suficientes semillas

para mantener la población de yuca.

En algunos casos, los depredadores,

sobre todo si se trataba de especies

introducidas en nuevas zonas, han

ejercido un efecto devastador sobre

ciertas especies de presas. Se han dado

incluso casos en los que un predador ha

exterminado por completo a la especie

que le servía de presa, como ocurrió con

la polilla de los cactos (Cactoblastis), que

prácticamente acabó con las poblaciones

de Opzaztia en Queensland (Australia).

Normalmente, siempre sobreviven

algunos individuos, y la población de

presas se recupera después de que han

disminuido la población de depredadores.

Las múltiples interacciones entre

depredadores y presas constituyen uno

de los campos de investigación más

M


433

activos de la ecología, de especial

importancia para el control biológico de

plagas agrícolas.

LA CADENA ALIMENTARIA Y LA

PIRÁMIDE DE NÚMEROS

lton hizo notar que los miembros

de una comunidad forman una

cadena alimentaria, cuyo primer

eslabón son las plantas fotosintéticas; el

siguiente son los herbívoros, el siguiente

los carnívoros, y el último los

descomponedores (microbios y hongos).

A las plantas fotosintéticas se les llama

productores, y consumidores a todos los

demás miembros de la cadena

alimentaria. Los carnívoros, a su vez,

pueden clasificarse según su tamaño; por

lo general, los más grandes no sólo se

alimentan de herbívoros, sino también de

carnívoros pequeños.

Por término medio, el tamaño aumenta a

medida que se asciende en la cadena

alimentaria. Entre los herbívoros hay

miríadas de insectos (y sus larvas),

mientras que los carnívoros suelen ser más

grandes y mucho menos numerosos. Sin

embargo, ejemplos como el elefante y los

grandes ungulados demuestran que también

los herbívoros pueden alcanzar gran

tamaño. De hecho, los herbívoros más

grandes (los elefantes y algunos

dinosaurios) suelen ser mayores que los

carnívoros más grandes que coexisten con

ellos.

Las plantas fotosintéticas aportan, con gran

diferencia, la mayor contribución a la

biomasa de la Tierra; los herbívoros

contribuyen menos, y los carnívoros mucho

menos aún. El número de carnívoros es muy

reducido, en comparación con los herbívoros

que consumen, y esto da lugar a una

«pirámide de números», que refleja el

hecho de que los organismos situados en lo

alto de la cadena alimentaria son

relativamente escasos. Un gato que se

alimente de ratones o una ballena que

consume krill (Euphausia) por millones son

ejemplos de esta reducción del número en

los niveles superiores de la pirámide

alimentaria.

MODO DE VIDA E INVESTIGACIÓN

TAXONÓMICA

odos los estudios comparativos

sobre especies raras, extensión de la

distribución de una especie,

interacciones depredador-presa y otros

muchos campos de investigación sobre

biología de poblaciones se basan en el

conocimiento de las especies taxonómicas

existentes y su modo de vida. Casi todos los

naturalistas tradicionales, en especial lose

botánicos, entomólogos y especialistas en

organismos acuáticos, eran también

taxonomistas. De hecho, sus estudios sobre

el modo de vida de los organismos les

sirvieron de gran ayuda en sus

discriminaciones taxonómicas. Esta dualidad

de especialidades se volvió mucho más rara

después de que la ecología se emancipara

E

T


434

de la historia natural, pero todos los buenos

taxonomistas siguieron siendo buenos

naturalistas9.

Evidentemente, el estudio del modo de vida

de los animales y plantas ha interesado

siempre a los ecólogos. En el caso de las

plantas, la división clásica en anuales y

perennes se basa en un criterio de modo -

de vida, y también la clasifcación en

hierbas, arbustos y árboles se basa en un

criterio ecológico. En el caso de los

animales, casi todos los aspectos de su vida

-longevidad, fecundidad, sedentarismo,

naturaleza del nicho, ciclos estacionales,

frecuencia de reproducción, sistemas de

apareamiento, etc.- influyen en el éxito

reproductivo y en el tamaño de la población

y, por lo tanto, tienen interés para el

biólogo de poblaciones.

Sin embargo, tras varios siglos de afanoso

trabajo por parte de los taxonomistas,

todavía no sabemos con exactitud cuantas

especies existen, y mucho menos sabemos

como vive cada una. Si existen 10 millones

de especies de animales (un cálculo muy

moderado) y se ha descrito un millón y

medio, esto quiere decir que conocemos

aproximadamente un 15 por ciento. Si el

número de especies ascendiera a 30

millones (un cálculo nada desorbitado),

conocemos sólo el 5 por ciento.

Por añadidura, el nivel de conocimientos

que poseemos sobre los diferentes grupos

es muy desigual. Existen unas 9300

especies de aves, y casi todas las adiciones

recientes a dicho número no se han debido

a nuevos descubrimientos, sino al ascenso

de poblaciones aisladas a la categoría de

especie. El número de nuevas especies de

aves descubiertas en los últimos 10 años no

llega al 0.3 por ciento del número total. En

otras palabras, ya se ha descubierto y

descrito por lo menos un 99 por 100 de las

especies de aves. En cambio, en muchos

grupos de insectos, arácnidos e

invertebrados inferiores, el número de

especies conocidas no llega al 10 por 100

del número de especies que existen en

realidad, y lo mismo sucede con los hongos,

los protistas y los procariontes. Los estudios

sobre diversidad de especies en los bosques

tropicales y en ciertos ambientes marinos

son lamentablemente insufcientes. Esta es

una de las razones de que los ecólogos

suscritaban con entusiasmo las peticiones

de apoyo a las investigaciones

taxonómicas.

LA ECOLOGIA DE LAS

COMUNIDADES

finales del siglo XIX, a medida que

la ecología iba creciendo y

«convirtiéndose en una ciencia

independiente nacida de la historia natural

y la geografía vegetal, empezó a

desarrollarse un tipo de ecología

completamente diferente de las ecologías

de los individuos y las poblaciones. El

principal interés de esta nueva “ecología de

las comunidades” o “sinecología” era la

composición y estructura de las

A


435

comunidades formadas por especies

diferentes10..

Los inicios de este modo de contemplar la

naturaleza se pueden encontrar ya en las

obras de Buffon. Pero el verdadero

fundador de la ecología de comunidades fue

Alexander Von Humboldt, con sus análisis

de los tipos de vegetación: tipos de

vegetación creados por climas similares,

independientemente de la relación

taxonómica de las especies componentes.

Entre los tipos de vegetación figuran la

pradera, el bosque templado caducifolio, la

selva lluviosa tropical, la tundra y las

sabanas; y dado que éstos eran los

ejemplos más conspicuos de comunidades,

la sinecología se concentró en el estudio de

comunidades vegetales y tenía un

componente geográfico muy importante.

Una selva tropical, tanto en la zona de

Australia como en la Amazonia, tiene un

aspecto característico; lo mismo ocurre con

los desiertos, independientemente del

continente. En el aspecto taxonómico, como

hizo notar Darwin, las plantas de un tipo

concreto de vegetación -por ejemplo, los

desiertos- no suelen estar emparentadas

con las de otros desiertos, sino más bien

con las plantas de otros tipos de vegetación

del mismo continente. Los ecólogos

vegetales, desde Humboldt en adelante,

pero sobre todo a partir de la segunda

mitad del siglo XIX, han intentado

caracterizar los diversos tipos de vegetación

y sus causas.

El producto más celebre de esta tradición

fue la Ecología de las plantas de Eugene

Warming, a quien algunos han llamado “el

padre de la ecología”. Todos los miembros

de su escuela eran bastante fisicistas en

sus explicaciones, e insistían en la

importancia de la temperatura, el agua, la

luz, el nitrógeno, el fósforo, la sal y otras

sustancias químicas que influyen en la

distribución de los tipos de vegetación. Pero

para Warming, en contraste con lo que

pensaban muchos de sus predecesores, el

principal determinante eran las

precipitaciones, y no la temperatura. Llegó

a esta conclusión gracias a sus

investigaciones en los trópicos. En términos

estrictos, este tipo de ecología acabo

denominándose “ecología geográfica de las

plantas”.

10-En ocasiones, los ecólogos aplican el término

<<población>> a conjuntos de varias especies

en un ecosistema. Pueden referirse a la

<población de plancton>> de un lago, o a la

<población de herbívoros>> de una sabana. En

la mayoría de los casos, este empleo de la

palabra población para designar porciones de un

ecosistema con múltiples especies induce a

equivocos. 11 Hubo un interés similar, aunque menos

intenso, por los animales, que se reflejo en obras

como Tiergeographie auf Okologischer Grundlage

de R. Hesse (1924). A pesar de su título, no era

un tratado de geografía animal que estudiara la

distribución de los animales y las causas de dicha

distribución, sino más bien una ecología animal

basada en factores geográficos. En algunos

aspectos, fue la sucesora de la morfología

ecológica de Semper (1881). Con el tiempo, la

ecología de las comunidades dió origen a la

ecología de los ecosistemas (véase más


436

adelante).

SUCESIÓN Y CLIMAX

principios del siglo XX, el ecólogo

estadounidense Frederic Clements

hizo notar por primera vez que,

después de una perturbación --que puede

ser una erupción volcánica, una fuerte

riada, una tormenta de viento o un incendio

forestal-, se desarrolla una sucesión de

comunidades vegetales. Un campo

abandonado, por ejemplo, será invadido

sucesivamente por plantas herbáceas,

arbustos y árboles, hasta acabar

transformándose en un bosque. Las

especies que necesitan más luz son siempre

los primeros invasores; las que toleran la

sombra aparecen mas adelante en la

sucesión.

Clements y otros ecólogos de su época

creyeron observar una regularidad casi con

carácter de ley en el orden de sucesión,

pero esto no se ha demostrado

suficientemente. Uno de los estudios mejor

documentados sobre la sucesión se llevo a

cabo durante la repoblación de la isla de

Krakatoa, que quedo completamente

arrasada por una erupción volcánica en

1883 (Thornton 1995). En esta y en otras

sucesiones se puede reconocer una

tendencia general, pero los detalles suelen

ser impredecibles. Un prado abandonado de

Nueva Inglaterra puede ser ocupado por

pinos blancos y abedules, otro prado

cercano puede ser invadido por cedros,

cerezos silvestres y arces. En la sucesión

influyen muchos factores: el tipo de suelo,

la exposición al sol y al viento, la

regularidad de las precipitaciones, las

colonizaciones casuales y otros muchos

procesos aleatorios. Uno de los primeros en

estudiar las sucesiones fue el naturalista y

poeta estadounidense Henry David Thoreau

(1993).

La fase final de una sucesión, que Clements

y los primeros ecólogos llamaron climax,

tampoco es predecible ni tiene una

composición uniforme. Incluso en las

comunidades maduras suele haber mucha

sustitución de especies, y en el climax

influyen los mismos factores que influyeron

en la sucesión. No obstante, los ambientes

naturales maduros suelen estar en

equilibrio y cambian relativamente poco con

el tiempo, a menos que cambie el entorno

mismo.

Para Clements, el climax era un

“superorganismo”, una entidad orgánica.

Incluso algunos autores que aceptaban el

concepto de climax rechazaron su

caracterización como superorganismo, que,

efectivamente, es una metáfora equívoca. A

una colonia de hormigas se le puede llamar

superorganismo legítimamente, porque su

sistema de comunicación está tan

organizado que toda la colonia funciona

siempre como un conjunto, adaptándose a

las circunstancias; pero no hay evidencias

de que exista una red similar de

comunicación interactiva en una comunidad

vegetal en estado de climax. Muchos

autores prefieren el término <asociación>,

A


437

para insistir en el carácter ligero de la

interacción.

Aún menos afortunada fue la extensión de

esta manera de pensar para incluir a los

animales, y no sólo a las plantas. De ahí

surgió el “bioma”, una combinación de la

flora y la fauna que coexisten en una zona.

Aunque es cierto que muchos animales

están estrictamente asociados con ciertas

plantas, hablar por ejemplo del “bioma

abeto-alce” induce a confusión, ya que no

existe cohesión interna en su asociación

como la que existe en un organismo. A la

comunidad de abetos no le afecta ni la

presencia ni la ausencia de alces. De hecho,

existen enormes zonas de bosque de

abetos sin alces. La descripción de las

comunidades vegetales como

superorganismos siempre ha tenido

connotaciones algo místicas.

La oposición a las ideas de Clements sobre

ecología vegetal la inició Herbert Gleason

(1926), a quien pronto se unieron otros

ecólogos. Su principal argumento era que la

distribución de una cierta especie estaba

controlada por los requisitos de nicho de

dicha especie y que, por lo tanto, los tipos

de vegetación eran una simple

consecuencia de las ecologías de las

especies individuales de plantas.

ECOSISTEMA

adas las críticas que, por una

razón u otra, recibían los términos

climax, bioma, superorganismo y

otras expresiones técnicas aplicadas a la

asociación de plantas y animales en una

localidad, la palabra ecosistema fue

ganando cada vez más aceptación. Este

término, propuesto por el ecólogo vegetal

inglés A. G. Tansley (1935), designa a todo

el sistema de organismos asociados, junto

con los factores físicos de su entorno.

Algún tiempo después, R. Lindeman (1942)

insistió en la función transformadora de

energía de dicho sistema. Otro ecólogo la

describió acertadamente de la siguiente

forma: “Un ecosistema implica la

circulación, transformación y acumulación

de energía y materia a través del medio

formado por los seres vivos y sus

actividades”. La fotosíntesis, la

descomposición, el herbivorismo, la

depredación, el parasitismo y otras

actividades simbióticas son algunos de los

principales procesos biológicos responsables

del transporte y almacenamiento de

materiales y energía. Así pues, lo que más

le interesa al ecólogo son “las cantidades de

materia y energía que circulan a través de

un ecosistema dado, y la velocidad a la que

lo hacen” (Evans 1956). La principal misión

del Programa Biológico Internacional (IBP)

consistía en obtener estos datos

cuantitativos.

Por desgracia, parece que este enfoque

D


438

fisicista no representó una gran mejora con

respecto a sus predecesores. Aunque el

concepto de ecosistema tuvo mucha

aceptación en los años 50 y 60, debido

sobre todo al entusiasmo de Eugene y

Howard Odum, ya no es el paradigma,

dominante. Los argumentos de Gleason en

contra del climax y el bioma, son también

válidos, en gran medida, contra el

ecosistema. Además, el número de

interacciones es tan grande que resultan

muy difíciles de analizar, incluso con la

ayuda de potentes ordenadores.

Por último, casi todos los ecólogos jóvenes

consideran más interesantes los problemas

ecológicos referentes a las adaptaciones de

conducta y modo de vida que la medición

de constantes físicas. No obstante, se sigue

hablando de ecosistemas para referirse a

asociaciones locales de plantas y animales,

por lo general sin prestar mucha atención a

los aspectos energéticos. Un ecosistema no

posee el carácter unitario e integrado que

cabría esperar de un auténtico sistema.

DIVERSIDAD

ntonces, ¿qué factores controlan el

número de especies que coexisten

en un lugar determinado? La

generalización más obvia que podemos

hacer es que cuanto más severo sea el

entorno, menos especies formarán la

comunidad. En una zona inhospita como un

desierto, o una tundra ártica, habrá muchas

menos especies que en un bosque

subtropical o tropical. Pero esto no es todo.

Evidentemente, también influyen mucho los

factores históricos, como el origen de un

biota a consecuencia de la fusión de dos

biotas anteriormente separados, o las

facilidades para la especiación que presente

una zona (por tener, por ejemplo, muchas

posibles barreras geográficas). Esto puede

explicar que una cierta zona de Malasia

tenga el triple de especies de árboles de

bosque que una zona equivalente en la

selva amazónica.

Dos especies pueden excluirse mutuamente

en una localidad y coexistir pacíficamente

en otra. Competidores potenciales pueden

formar «gremios», cuya composición

específica puede variar de un lugar a otro.

Por ejemplo, en las pequeñas islas situadas

al este de Nueva Guinea se pueden

encontrar una paloma frugivora grande,

otra de tamaño mediano y otra pequeña.

Sin embargo, no se puede predecir que

especies concretas de palomas grandes,

medianas y pequeñas se encontraran en

una cierta, isla, porque esto parece

depender de sucesos fortuitos.

Por muy relativamente estable que parezca

una comunidad, en realidad representa un

equilibrio entre la extinción y una nueva

colonización. Los primeros que

comprendieron esto con claridad fueron los

que estudiaban las poblaciones de las islas,

que llegaron a formularlo matemáticamente

como “ley de la biogeografía de las islas”.

Cuanto más pequeña sea la isla, más rápida

es la sustitución de especies; y a la inversa:

cuanto más lenta sea la sustitución, mayor

E


439

es el porcentaje de especies endémicas.

Cuanto más tiempo sobreviva una

población aislada en una isla, mayor es la

probabilidad de que se transforme en una

especie aparte'3.

MacArthur sostenia en 1955 que cuanto

más diversa sea una comunidad, más

estable es. May (1973) llegó a la conclusión

contraria, y los estudios posteriores no han

logrado conseguir un acuerdo. Lo evidente

es que la composición de una comunidad es

el resultado de una complejisima

interacción de factores históricos, físicos y

bióticos, que en la mayoría de los casos

sólo se puede predecir de manera

aproximada. Los factores que influyen en la

composición, como las características físicas

del ambiente y la presencia de

competidores y enemigos, suelen ser

bastante aparentes; pero la importancia

relativa de estos factores puede estar muy

influida por contingencias históricas.

PALEOECOLOGiA

medida que avanzaba el estudio de

las comunidades fósiles, los

paleontólogos fueron prestando

cada vez más atención a la ecología de los

biotas del pasado. Muchos problemas

ecológicos se manifiestan de manera

especial en los biotas fósiles, aunque las

conclusiones obtenidas en estos estudios

están condicionadas por el problema de la

preservación diferencial. Los organismos de

cuerpo blando sólo fosilizan en condiciones

muy especiales, pero incluso los que poseen

conchas esqueletos presentan considerables

diferencias de preservación. A veces se

encuentran comunidades locales enteras

aparentemente bien preservadas (por

ejemplo, comunidades de arrecife). Las

circunstancias de la sedimentación y

preservación se investigan con los métodos

de la tafonomía.

El campo de mayor interés en la

paleoecología es la extinción completa de

grandes taxones. ¿Qué provocó, por

ejemplo, la extinción de los trilobites, el

taxón de invertebrados dominante en el

Paleozoico? O la de los ammonites, un

grupo casi igualmente dominante en el

Mesozoico? Si la desaparición de uno de

estos grupos coincide con uno de los

grandes períodos de extinción masiva de la

historia de la Tierra, se puede achacar a la

misma causa que la extinción general. Esto

se aplica, por ejemplo, a la extinción de los

dinosaurios, que coincide con el fin del

Cretácico y -en esto existe ya un cierto

consenso- con el impacto del asteroide

Alvarez en Yucatán. La extinción de los

trilobites se atribuye con frecuencia a la

competencia con los moluscos, “más

eficientes funcionalmente”, pero ésta es en

gran medida una inferencia post hoc, ergo

propter hoc.

La vida en la Tierra se originó en el agua,

y una de las principales revoluciones

ecológicas fue la conquista de la tierra

firme, primero por las plantas y después

por los animales. Pero así como los

trilobites y los ammonites fueron

A


440

sustituidos en el agua, también en tierra

tuvieron lugar importantes sustituciones.

Se suele mencionar con frecuencia el

auge de los mamíferos tras la extinción

de los dinosaurios, pero entre las plantas

terrestres tuvo lugar un cambio mucho

más drástico, aunque menos completo. La

vegetación dominante, consistente en

helechos arborescentes, equisetos y

gimnospermas, fue sustituída durante el

Cretácico por las plantas con flores

(angiospermas). Regal (1977) ha

sugerido una explicación verosímil,

basada en la polinización por insectos (en

lugar de por el viento) y en la dispersión

de semillas por aves y mamíferos. Lo más

interesante de esta explicación es que el

cambio no se atribuye a factores

fisiologicos o climáticos, sino a factores

ecológicos.

CONTROVERSIAS EN ECOLOGÍA

ocas controversias ecológicas

importantes se han resuelto de

manera decisiva, si es que se ha

resuelto alguna. ¿Cómo se controla la

densidad de población, la competencia o

la depredación? ¿Qué factores son más

importantes, los dependientes de la

densidad o los que no dependen de ella?

¿Tienen las sucesiones una fase terminal

predecible? ¿Qué grado de rigidez tiene la

< ley> de la exclusión competitiva? En

todas estas controversias existe una

opinión dominante, pero también una

oposición minoritaria. Y a veces se puede

pasar de una a otra con mucha rapidez,

como ocurrió con la cuestión de si los

biotas más diversos son o no los más

estables.

El pluralismo parece ser la respuesta

correcta en muchas controversias ecológicas,

si no en casi todas. Diferentes tipos de

organismos pueden seguir diferentes

normas. En los ambientes acuáticos y en los

terrestres pueden predominar diferentes

factores determinantes. Los factores

dominantes pueden cambiar con la latitud.

Cuando dos autores discrepan acerca de la

solución a un problema ecológico, esto no

significa necesariamente que uno de los dos

este equivocado. Puede tratarse de un caso

de pluralismo.

Otras controversias de la ecología, como

sucede en otros campus de la biología, son

consecuencia de la incapacidad de distinguir

entre casas próximas y causas evolutivas.

La ecología se diferencia de casi todas las

demás disciplinas biológicas en que no

encaja perfectamente en el esquema de

causaciones próximas o evolutivas. Es más:

algunas partes de la ecología, como la

ecología evolutiva, están dominadas por un

intrincado sinergismo de causaciones

próximas y remotas. En el estudio de

fenómenos ecológicos es muy importante

distinguir entre los dos tipos de

causaciones, si se quiere desentrañar las

causas y los efectos.

P


441

Si para encontrar la respuesta a los

problemas evolutivos hay que pensar en

términos de poblaciones, el pensamiento

ecológico no se debe aplicar sólo a

cuestiones de conservacionismo, sino

también a todas nuestras relaciones con el

ambiente, incluyendo todas las cuestiones

económicas relacionadas con la política

forestal, la agricultura, las pesquerías, etc. Y

siempre hay que tener presente que en muy

pocos casos se puede aplicar una receta

simple. Las interacciones ecológicas suelen

generar reacciones en cadena, cuyo

resultado final sólo resulta aparente

después de análisis muy complejos y

detallados. Al parecer, nadie se esperaba

que la destrucción de las colonias de aves

marinas de Novaja Zemlya por materiales

radiactivos provocara un colapso en las

pesquerías de la zona. La introducción de

flora o fauna exótica (como el conejo en

Australia), ya sea deliberada o accidental,

suele tener efectos catastróficos

inesperados. La investigación ecológica no

puede predecir ni evitar todo esto, pero si

una parte; como mínimo, puede mitigar o

invertir los efectos. En ocasiones, un análisis

ecológico oportuno puede impedir actos

concretos, como la construcción de una

presa, que tendrían consecuencias

desastrosas.

La aparición del hombre civilizado ha

influído en casi todas las comunidades

vegetales naturales anteriormente

existentes. Desde los tipos de George

Perkins Marsh y Aldo Leopold, los

naturalistas han explicado las muchas

maneras en que los humanos han

provocado cambios' generalizados en la

vegetación natural. La deforestación de las

montañas de la zona mediterránea, la actual

deforestación de las selvas tropicales y el

forrajeo excesivo (sobre todo, por parte de

las cabras) en muchas zonas subtropicales,

han tenido efectos drásticos y muchas veces

catastróficos sobre el ambiente natural y

sus habitantes humanos. Esto ha sido

denunciado por el movimiento

conservacionista, que ha indicado las

medidas necesarias (principalmente, el

control de poblaciones) para reducir los

futuros daños.

Al igual que cualquier otra especie, la

humana tiene su ecología específica. Los

principales campos de interés para el

ecólogo son cuatro:

1) la dinámica y consecuencias del

crecimiento de la población humana,

2).el empleo de los recursos

3) el impacto de los seres humanos sobre su

entorno

4) las complejas interacciones entre el

crecimiento de la población y el impacto

ambiental. Tal como han indicado a menudo

ecólogos y ecologistas, el problema del

futuro de la humanidades, en último

término, un problema ecológico.


442

ECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE____________________________________

443

¿QUE ORGANISMOS VIVEN en un campo o

en un estanque? ¿Cómo obtienen los

recursos de materia y energía para

permanecer vivos? ¿Cómo interactúan estos

organismos entre sí y con su ambiente físico

y químico? ¿Qué cambios podría

experimentar este campo o estanque a

través del tiempo?

La ecología es la ciencia que intenta

responder a dichas preguntas acerca de

como funciona la naturaleza. En 1869, el

biólogo alemán Ernst Haeckel acuñó el

termino ecología a partir de dos palabras

griegas: oikos, que significa "casa" o "lugar

para vivir ", y logos, que significa "estudio

de".

La ecología es así el estudio de cómo

interactuan los organismos entre si y con su

ambiente no vivo de energía y materia (Fig.

4-1). La palabra clave es interactúa. Los

científicos generalmente realizan este

estudio examinando diferentes

ecosistemas; es decir, comunidades con

grupos de especies diferentes que

interactúan entre sí y con su ambiente no

vivo físico y químico.

Este capítulo considerar para los

principales componentes vivos y no vivos

de los ecosistemas y su interacción. Los

siguientes dos capítulos considerarán los

principales tipos de zonas de vida y

ecosistemas, y los cambios que ocurren

debido a los acontecimientos naturales y

las actividades humanas.


444

4-1 SISTEMAS DE

SUSTENTACIÓN DE LA

VIDA EN LA TIERRA:

UNA VISIÓN GENERAL

A TIERRA: UN PLANETA DINAMICO

Varias importantes partes que

interactúan desempeñan un papel en

el sostenimiento de la vida sobre la Tierra

(Fig. 4-2). Son:

Figura 4-1 La ecología es el estudio de como

los organismos interactúan con otros seres

vivos y no vivos, como la luz solar, el aire,

el agua y el suelo. Este zorro ártico, con su

blanco abrigo de invierno que lo ayuda a

esconderse en la nieve, y otros animales

dependen del sol, el agua, vegetales y

degradadores (principalmente bacterias y

hongos) para su sobrevivencia. Cuando la

nieve se derrite durante el breve verano

ártico, la cubierta o abrigo de piel del zorro

se vuelve café, de modo que puede

mezclarse mejor con su ambiente.

Atmósfera -una delgada envoltura

gaseosa que rodea al planeta (Fig. 4-3).

Cerca de 95% de la masa de aire del

planeta se encuentra en la capa más

interna de la atmósfera, conocida como

tropósfera (o tropósfera), que se extiende

unos 17 km (11 mi) sobre el nivel del

mar. La segunda capa de la atmósfera

que se extiende de 17 a 48 km (11 a 30

mi) sobre la superficie de la Tierra, se

llama estratosfera (o estratósfera).

Hidrósfera (o hidrósfera) -el agua líquida

(océanos, mares, lagos y otros cuerpos

de agua superficial y subterránea), agua

congelada (casquetas polares, témpanos

L


445

de hielo flotantes y hielo en el suelo

conocido como permafrost o de

congelación permanente), y cantidades

pequeñas de vapor de agua en la

atmósfera.

La geosfera (o geósfera) -formada por el

núcleo, el manto y la corteza (que

contiene el suelo y las rocas). Los

combustibles fósiles y los minerales que

usamos, se encuentran en la corteza en el

manto superior de la Tierra, conocidos

como litosfera (o litósfera). Esta consta

de varias placas gigantescas que han

estado moviéndose muy lentamente

durante cientos de millones de años. La

biosfera (o biósfera) -todo el dominio

donde se encuentra la vida. Consta de

partes de la atmósfera (la tropósfera), la

hidrósfera (principalmente el agua

superficial y subterránea) y la litosfera

(principalmente el suelo y las rocas

superficiales y los sedimentos en el fondo

de mares y océanos y otras masas de

aguas donde se encuentra la vida. La

biosfera es una zona de vida

relativamente delgada, de 20 km (12 mi),

que se extiende desde el lecho mas

profundo de los océanos hasta la cúspide

de las montañas más altas.

Hablamos de la Tierra como un planeta

dinámico, porque estas regiones o esferas

principales del planeta experimentan

cambios a corto y largo plazo, en respuesta

a las cambiantes condiciones ambientales

causadas por los procesos naturales y por

nuestras actividades.

El conjunto de organismos vivos de la

Tierra (existentes en la biosfera) que

interactúian entre si y con su ambiente no

vivo (energía y materia) en todo el mundo,

se llama ecosfera (o ecósfera).* Si la Tierra

fuera como una manzana, la ecosfera no

sería mas gruesa que su cáscara, existiendo

entre el calor de materia fundida del

interior de la Tierra y el frío sin vida del

espacio sideral. La meta de la ecología es

aprender como funciona esta delgada piel

terrena de aire, agua, suelo y organismos,

y como se sustenta a sí misma.

FLUJO DE ENERGIA Y

CICLAMIENTO DE MATERIA

a vida en la Tierra depende en gran

parte de dos procesos fundamentales

(Fig. 4-4):

* Muchas fuentes usan el término biosfera

de este modo. El autor emplea el término

biosfera para indicar dónde se encuentra la

vida de la Tierra, y el término ecosfera para

representar la interacción de la bioslera

(vida) con la energía y la materia en el

ambiente no vivo circundante.

L


446

Figura 4-3 La atmósfera de la Tierra. Cerca

de 95% de la masa de aire del planeta

circula en la troposfera, donde las

temperaturas disminuyen rápidamente con

la altitud. Casi 99% del volumen de aire

limpio y seco en la troposfera consta de dos

gases: nitrógeno (78%) y oxígeno (21 %).

El volumen restante del aire troposférico

tiene un poco menos de 1 % de argón y

aproximadamente 0.35% de dióxido de

carbono. El aire de la troposfera tambien

contiene vapor de agua en cantidades que

varian de 0.01 % en volumen en los polos

helados, a 5% en los trópicos húmedos. La

mayor parte de la radiación ultravioleta de

Sol es absorbida por pequeñas cantidades

de ozono gaseoso (0) en la estratosfera,

donde las temperaturas ascienden al

aumentar la altitud. La mayoría de este

ozono se encuentra en lo que se llama la

capa de ozono, entre 17 y 26 km (11 y 16

mi) sobre el nivel del mar. Esta acción

filtrante por la delgada gasa de ozono en la

estratosfera, nos protege contra un

aumento de quemaduras por el sol,

incidencia en cáncer de la piel, cáncer

ocular y cataratas oftálmicas. Esta pantalla

solar planetaria también evita daños a

algunos vegetales y organismos acuáticos.

(Utilizado con permiso de Cecie Starr,

Biology: Concepts and Applications,

Belmont, Calif.: Wadsworth, 1991.)


447

Figura 4-4 La vida sobre la Tierra depende

del ciclamiento de elementos críticos (líneas

de trazo continuo alrededor de los círculos)

en un sentido de la energía y el flujo solar a

través de la ecosfera (líneas de trazo

punteado). Esta visión general

enormemente simplificada, muestra sólo

unos pocos de los muchos elementos que

se reciclan.

o en un sentido de energía de alta calidad

proveniente del Sol, a través de materia y

cosas vivas sobre o cerca de la superficie

de la tierra, luego en el entorno ambiental

(principalmente como calor de baja calidad

disperso, aire o moléculas de agua a baja

temperatura eventualmente en el espacio

como radiación infrarroja.

Movimiento de materia requerido por los

organismos vivos a través de partes de la

ecosfera.


448

SOL: FUENTE DE ENERGÍA PARA

LA VIDA

nergía que sostiene la vida en la

Tierra cobra y calienta la Tierra y

suministra la caída por las plantas

verdes y algunas para sintetizar los

compuestos que sirven como alimento para

casi todos -organismos. La energía solar

también activa de formas clave de materia,

y dirige clima y la temperie (o tiempo

atmosférico) constribuyen el calor y agua

pura sobre la terrestre.

Una gigantesca bola de fuego compuesta de

los gases hidrogeno (72%) y helio (28%).

Las temperaturas y presiones en su núcleo

interno son suficientemente altas para que

los núcleos de hidrógeno que se encuentran

allí experimenten fusión nuclear para

formar núcleos de helio (Fig. 3-12), y

liberen constantemente cantidades enormes

de energía radiante.

Este gigantesco y lejano reactor de fusión

nuclear irradia energía en el espacio según

un espectro de radiación electromagnética

(Fig. 3-4). Estas formas de energía radiante

viajan hacia el exterior en todas direcciones

a través del espacio, y recorren la distancia

de 150 millones de kilómetros (93 millones

de millas) hacia la Tierra en unos 8

minutos.

La Tierra, un minúsculo objetivo en la

vastedad del espacio, recibe sólo cerca de

un mil millonésimo de la energía total que

emite el Sol. Cuando tal espectro de

energía electromagnética llega a nuestro

planeta, gran parte de ella es reflejada o

absorbida por sustancias químicas en

partes de la atmósfera. Esto evita que la

mayoría de los nocivos rayos cósmicos de

alta energía, los rayos gama, los rayos X y

la radiación ionizante ultravioleta, lleguen

hasta la superficie terrestre. La energía

radiante que alcanza la troposfera esta

principalmente en forma de cantidades

burdamente iguales de luz (radiación

visible) y de radiación infrarroja (que la

mayoría de los organismos experimentan

como calor), más una cantidad pequeña de

radiación ultravioleta no absorbida por

moléculas de ozono en la estratosfera.

Del término temperie para designar el

estado único (en inglés, weather) evita la

confusión frecuente "tiempo" (concepto

meteorológico) y físico referente al instante

y la duración. [F.P.I

Cerca de 34% de la energía solar que llega

a la troposfera, es reflejada

inmediatamente al espacio por las nubes,

sustancias químicas y polvo, y por la

superficie terrestre de tierra y agua (Fig. 4-

5). La mayor parte del 66% restante,

calienta la troposfera y la tierra o suelo,

evapora agua y la cicla a través de la

ecosfera, y genera los vientos. Una fracción

minúscula (0.023 %) es capturada,

principalmente por las plantas verdes y por

algunas bacterias, y utilizada en los

procesos de fotosíntesis para producir los

E


449

compuestos orgánicos con los que muchas

plantas y organismos se alimentan para

sobrevivir.

La mayor parte del 66% de la radiación

solar no reflejada, se degrada en radiación

infrarroja de baja calidad (que

experimentamos como calor) cuando

interactúa con la Tierra (Fig. 4-5). La

intensidad a la que fluye el calor a través

de la troposfera y eventualmente hacia el

espacio es afectada por la presencia de

gases atrapantes de calor, como vapor de

agua, dióxido de carbono, metano, óxido

nitroso y ozono, en la troposfera.

Las actividades humanas están agregando a

la troposfera grandes cantidades de dióxido

de carbono y varios otros gases que

atrapan calor. Los científicos advierten que

esto podría aumentar el efecto de

invernadero natural de la Tierra. Los

modelos en computadora de los sistemas

climáticos de la Tierra, indican que tal

efecto alteraría los patrones de los climas,

alteraría los esquemas de crecimiento de

los recursos alimentarios y los hábitats de

la vida silvestre y, posiblemente, elevaría

los niveles medios del mar en las costas.

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

ualquier elemento que un

organismo necesite para vivir,

crecer y reproducirse se llama

nutrimento o nutriente. Cerca de 40

elementos son esenciales para los

organismos, aunque el número y tipos de

estos elementos. Pueden variar con los

distintos organismos. En general, tales

nutrientes se encuentran en diversos

compuestos.

Los elementos requeridos por los

organismos en grandes cantidades se

denominan macronutrientes. Son ejemplos:

el carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno,

fósforo, azufre, calcio, magnesio y potasio.

Estos elementos y sus compuestos

constituyen el 97% de la masa del cuerpo

humano, y más del 95% de la masa de

todos los organismos. Los 30 o más

elementos requeridos por los organismos

en cantidades pequeñas, o trazas, se

llaman micronutrientes. Son ejemplos: el

hierro, cobre, zinc, cloro y yodo.

La mayor parte de las sustancias químicas

de la Tierra no ocurren en formas útiles

para los organismos que viven en el

planeta. Afortunadamente, los elementos y

sus compuestos necesarios como nutrientes

para la vida sobre la Tierra, son ciclados

continuamente en vías complejas a través

de las partes vivas y no vivas de la

ecosfera, y convertidas en formas útiles por

una combinación de procesos biológicos,

geológicos y químicos.

Este ciclamiento de los nutrientes desde el

ambiente no vivo (depósitos en la

atmósfera, la hidrosfera y la corteza de la

Tierra) hasta los organismos vivos, y de

regreso al ambiente no vivo, tiene lugar en

los ciclos biogeoquímicos [literalmente, de

C


450

la vida (bio) en la tierra (geo)]. Estos ciclos,

activados directa o indirectamente por la

energía que proviene del Sol, incluyen los

del carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo,

azufre y del agua (hidrológicos) (Fig. 4-4).

De este modo, una sustancia química puede

ser parte de un organismo en un momento

y parte del ambiente del organismo en otro

momento. Por ejemplo, una de las

moléculas de oxígeno que usted acaba de

inhalar, puede ser una inhalada

anteriormente por usted, su abuela o el rey

Tut, hace miles de años, o por un

dinosaurio hace millones de años. En forma

semejante, alguno de los átomos de

carbono de la piel que cubre su mano

derecha puede haber sido parte de la hoja

de una planta, la piel de un dinosaurio o de

una capa de roca caliza.

4-2 LOS ECOSISTEMAS: TIPOS Y

COMPONENTES

EL DOMINIO DE LA ECOLOGÍA

a ecología esta relacionada en primer

lugar con las interacciones entre

cinco de los niveles de organización

de la materia mostrados en la Figura 3-1:

organismos, poblaciones, comunidades,

ecosistemas y la ecosfera. Un organismo es

cualquier forma de vida. Todos los

organismos se clasifican en especies que

constituyen la biodiversidad del planeta

(véase Nota Ilustrativa de la pág.11. Los

biólogos han clasificado solamente 1.5

millones de los 40 a 80 millones estimados

de especies existentes.

La unidad viva más pequeña de un

organismo es la célula. Todas las células

están encerradas en una membrana

externa. Cada célula contiene material

genético en forma de DNA (ácido

desoxirribonucleico, o ADN) y otros

componentes que efectúan funciones

especializadas necesarias para la vida.

Organismos como las bacterias constan de

una sola célula, pero la mayoría de los

organismos son multicelulares.

Las células se clasifican como eucarióticas o

procarióticas, sobre la base de su

estructura interna. Todas las células,

excepto las bacterias, son eucarióticas.

Tienen un núcleo, una región de material

genético rodeada por una membrana (que

contiene el protoplasma). Las membranas

encierran también varias otras partes de

una célula eucariótica. Se dice que las

células bacterianas son procarióticas porque

no tienen un núcleo bien definido. Otras

partes internas no están encerradas por

membranas.

ESTRATEGIA DE SOBREVIVENCIA DE

LAS PLANTAS

a tierra contiene una variedad de

vegetales o plantas con estructuras

que acentúan su sobrevivencia y

L

L


451

creciemiento bajo varias condiciones

ambiéntales.Tres tipos principales de

vegetales terrestres son los árboles,

arbustos y pasto.

Algunas plantas tienen grandes hojas que

capturan la luz solar en bosques densos o

evaporan agua en áreas con humadas

abundante.otras poseen hojas pequeñas,

agujas o tallos delgados recubiertos de

materia cèreo, a prueba de agua, para

minimizar la prueba de líquidos por

evaporación en áreas donde la humedad es

limitada.

Algunas plantas son de hojas perennes(o

siempre verdes ,que retienen algunas de

sus hojas o agujas durante todo el año .Son

ejemplo:los helechos, arboles altos de

hojas anchas que proliferan en los bosques

lluviosos calidos y húmedos, y árboles

provistos de conos(confieras)como abetos

pinabetes,piceas,pinos , pinos gigantes y

secoyas (secoias)Las hojas o agujas de

estas plantas confieras las capacitan para

efectuar la fotosíntesis durante todo el año

en los climas tropicales,càlidos o

aprovechar al máximo una estación para

crecimiento breve en climas fríos.

Perder agua por evaporación a través de las

hojas es una desventaja durante la estación

seca del año o en una sequía Durante las

épocas de frió, las plantas con hojas o

agujas pueden perder grandes cantidades

de calor, haciéndolas más susceptibles al

frio.Las plantas de hojas caducas o

deciduas, como el roble o el arce

(maple),sobreviven durante las estaciones

secas o frías por desprendimiento o caída

de sus hojas.

Las plantas carnosas, como los cactos del

desierto sobreviven en los climas secos por

no tener hojas, reduciendo así la perdida de

la escasa agua.Almacenan este liquido y

utilizan luz solar para producir el alimento

que necesitan, el grueso tejido carnosos de

sus tallos y ramas verdes.

Las plantas tienen diferentes sistemas de

raíces para anclarse al suelo y suministrar

agua y nutrientes de suelo en áreas con

condiciones climáticas diferentes. Algunas

plantas, como los pastos y la mayoría de

los cactus, tienen raíces bastante someras,

con múltiples ramas que se esparcen para

asirlas al suelo y absorber rápidamente el

agua donde la lluvia es poco frecuente.

Otras plantas, como el diente de león, el

roble o encino, el nogal y el mezquite,

poseen raíces profundas que los fijan al

suelo y adquieren humedad subterránea de

la profundidad. Algunas plantas tienen una

combinación de raíces someras y

profundas.

Otras plantas de tierra sobreviven sin tener

raíces que se extiendan en el suelo. Estas

plantas, llamadas epifitas, utilizan sus

raíces para fijarse a ramas altas de los

árboles, especialmente en los bosques

tropicales (Fig. 4-8). Estas plantas tienen

semillas pequeñas que son llevadas a las

ramas de los árboles por las aves y otros

animales, o por el viento. Comprenden los


452

musgos, helechos, líquenes y plantas

floridas. Estas últimas, a veces llamadas,

“plantas aéreas”, incluyen diversas

orquídeas, cactos y bromeliáceas apiñadas

o con forma de piña.

Las plantas acuáticas también están

adaptadas a variadas condiciones

ambientales. Algunas viven en el agua

dulce (lirios acuáticos) y otras en agua

salada (algas) Algunas otras más emergen

de la superficie del agua (juncos

espadana), mientras que las que viven bajo

el agua (algas marinas). Ciertas plantas

acuáticas que se hallan cerca de las playas,

tienen hojas, tallo y raíz, pero otras carecen

de esta última y flotan a la deriva en la

superficie del agua (jacintos acuáticos y

algas rojas, pardas y verdes). Algunas

plantas mantienen su posición en el agua

que fluye rápidamente, fijándose a

superficies como el fondo de las corrientes

o sobre piedras o rocas (musgos).

Figura 4-7 Estos cactos saguaros (o

pitahayos) de Arizona son plantas verdes

carnosas que almacenan agua y producen

alimento en el tejido carnoso de sus tallos y

ramas. Reducen la pérdida de agua en el

caliente clima del desierto, por carecer de

hojas y tener poros (estomas) que sólo

abren por la noche. Sus espinas ayudan a

alejar a los depredadores


453

Figure 4.8 La epifita orquídea blanca que

crece en la horqueta u horcadura de un

árbol en este bosque topical de América

Latina, sobrevive utilizando sus raíces para

fijarse al árbol más que al suelo. Las

epifitas usan su follaje y sistemas de raíces

para obtener agua del aire húmedo y las

gotas que caen y atrapan, nutrientes de la

materia orgánica que cae del dosel

densamente poblado e hojas que se halla

arriba. Las epifitas proporacionan muchos

sitios para que se oculten y apareen

comunidades enteras de animales

pequeños--ranas, aves, roedores,

serpientes e insectos,- algunos de los

cuales viven toda su vida en estos jardines

aéreos. En esta interacción entre las

epifitas y su árbol hospedador, aquellas

tienen acceso al agua y otros nutrientes, y

el árbol aparentemente no es dañado.

Figura 4-9 Este pavo real con su adorno de

cortejo desplegado es un vertebrado porque

tiene columna vertebral. La vistosa cola

sirve también para asustar a los

depredadores.

Figura 4.10 Esta estrella de mar de color

azul cobalto que se encontró en una barrera

de arrecifes coralinos en Indonesia, carece

de columna vertebral y se clasifica como

invertebrado. Otros invertebrados son los


454

insectos, cangrejos, medusas, esponjas y

moluscos.

En este libro los organismos de la Tierra se

clasifican en cinco reinos principales:

• Las bacterias, que son organismos

unicelulares procarióticos. Muchas son

degradadoras, que obtienen los

nutrientes que necesitan degradando

o descomponiendo los compuestos

orgánicos complejos en los tejidos de

los organismos vivos o muertos, en

compuestos inorgánicos nutrientes.

Otras, como las cianobacterias

(llamadas anteriormente algas

verdiazules), usan la luz solar para

combinar sustancias químicas

inorgánicas a fin de producir los

compuestos orgánicos nutrientes que

necesitan (fotosíntesis). Algunas

combinan sustancias químicas

inorgánicas sin la presencia de luz,

para producir los nutrientes orgánicos

que requieren (quimiosíntesis).

• Los protistas son organismos

eucarioticos, en su mayoría

unicelulares, como las diatomeas,

amibas, algunas algas (pardidoradas y

verdiamarillas), protozoarios y mohos.

Algunas protistas producen sus

propios nutrientes orginicos mediante

la fotosíntesis. Otros son

degradadores y algunos se alimentan

de bacterias, otros protistas, o de

células de organismos multicelulares.

• Los hongos son organismos

eucarioticos, en su mayoría

multicelulares, como las setas, mohos

y levaduras. Son degradadores que

adquieren sus nutrientes secretando

las enzimas que descomponen o

degradan materia orgánica de los

tejidos de otros organismos vivos o

muertos. Luego, absorben los

nutrientes que resultan.

• Los vegetales (o plantas) son

organismos eucarioticos en su

mayoría multicelulares, como las algas

(rojas, azules y verdes), musgos,

helechos, flores, cactos, pastos,

frijoles, trigo, arroz y árboles (véase

Nota Ilustrativa en la pág. 92). Estos

organismos utilizan la fotosíntesis

para producir nutrientes para si

mismos y para otros organismos que

se alimentan con ellos. El agua y otros

nutrientes inorgánicos son obtenidos

del suelo por los vegetales de tierra, y

del agua, por los vegetales acuáticos.

• Los animales son organismos

eucarióticos multicelulares, como

esponjas, medusas, artrópodos

(insectos, camarones, langostas),

moluscos (caracoles, almejas, ostras,

pulpos), peces, anfibios (ranas,

sapos, salamandras), reptiles

(tortugas, lagartijas;.lagartos,

cocodrilos, serpientes), aves y

mamíferos (canguros, murciélagos,


455

gatos, conejos, elefantes, ballenas,

marsopas, monos, simios, humanos).

Adquieren sus nutrientes orgánicos

alimentándose de plantas

(herbívoros), otros animales

(carnívoros) o de ambos (omnívoros).

Algunos animales, llamados

vertebrados, tienen columna vertebral

(Fig. 4-9); en tanto que otros,

llamados invertebrados, carecen de

ella (Fig. 4-10). Algunos son de

sangre fría (invertebrados, peces,

anfibios y reptiles) y otros, de sangre

caliente (aves y mamíferos).

Una población es un grupo de individuos de

la misma especie, que ocupa un área dada

al mismo tiempo (Fig. 4-11). El lugar donde

una población (o un organismo) vive, es su

hábitat. Son ejemplos de poblaciones los

peces rueda de un estanque, las ardillas

grises de un bosque, la gente que habita en

un país, o la que lo hace en el mundo.

Las poblaciones de todas las especies que

ocupan un lugar particular constituyen lo

que se llama comunidad, o comunidad

biológica. Lo que constituye una comunidad

depende del tamaño del sitio que se desea

enfocar. Por ejemplo, podríamos estudiar

todo un bosque, una parte o claro del

bosque o un sólo árbol o tronco como

comunidad.

Un ecosistema es una comunidad de

especies diferentes que interactúan entre

si, y con los factores químicos y físicos

que constituyen su ambiente no vivo. Un

ecosistema es una red siempre cambiante

(dinámica) de interacciones biológicas,

químicas y físicas que sustentan una

comunidad, y le permiten responder a

cambios en las condiciones ambientales.

Como el de una comunidad, el tamaño de

un ecosistema es arbitrario y se define en

términos de lo que desea estudiarse en

tal sistema. Todos los ecosistemas de la

Tierra constituyen en conjunto la ecosfera

(o ecosfera).

Grandes áreas de la superficie de la Tierra

(terrestres) tienen el mismo clima general,

es decir, las condiciones medias de la

temperie de una zona en un tiempo

prolongado. El clima general de una región

es el factor primario que determina los

tipos y abundancia de la vida,

especialmente los vegetales, que se

encuentran en un área de tierra particular.

Los biólogos han dividido la porción

terrestre de la biosfera en biomas, regiones

ecológicas de gran extensión habitadas por

ciertos tipos de vida, especialmente

vegetación (Fig. 4-12).* Ejemplos de estas

zonas de vegetación a gran escala son los

bosques, desiertos y praderas.

Cada bioma consta de gran número de

ecosistemas cuyas comunidades se han

adaptado a diferencias pequeñas en el

clima, suelo y otros factores ambientales

dentro del bioma. Las porciones marina y

de agua dulce de la biosfera también se

pueden dividir en zonas de vida, cada una


456

constituida por numerosos ecosistemas. Los

principales ecosistemas y zonas de vida

terrestres y acuáticos, se describen con

más detalle en el Capitulo 5.

COMPONENTES ABIOTICOS DE LOS

ECOSISTEMAS

os ecosistemas consisten en diversos

.componentes no vivos (abioticos) y

vivos (bióticos). Las Figuras 4-13 y

4-14 son diagramas grandemente

simplificados que muestran unos pocos de

los componentes de los ecosistemas en un

estanque de agua dulce y en un campo.

Los componentes no vivos o abióticos, de

un ecosistema incluyen varios factores

físicos y químicos. Los factores físicos que

tienen el efecto mayor sobre los

ecosistemas son:

• luz solar y sombra

• temperatura media y oscilación de la

temperatura

• precipitación media y su distribución

a través del año

• viento

• latitud (distancia angular desde el

ecuador)

• altitud (distancia vertical sobre el

nivel del mar)

• naturaleza del suelo (para

ecosistemas terrestres)

• incendio (para ecosistemas

terrestres)

• corrientes de agua (en los sistemas

acuáticos)

• cantidad de material sólido suspenso

(para los ecosistemas acuáticos)

Los factores químicos que tienen el mayor

efecto sobre los ecosistemas son:

• nivel de agua y aire en el suelo

• nivel de nutrientes vegetales

disueltos en la humedad del suelo en

los ecosistemas terrestres, y en el

agua, en los ecosistemas acuáticos

• nivel de sustancias tóxicas naturales

o artificiales disueltas en la humedad

del suelo en los ecosistemas

acuáticos

• salinidad y agua para los

ecosistemas acuáticos

• nivel de oxígeno disuelto en los

ecosistemas acuáticos

L


457

Figura 4.11 Población de mariposas

monarca en hibernación durante el invierno

en el estado de Michoacán, México. Cada

otoño, las monarcas de las costas este y

oeste de Estados Unidos vuelan al sur para

pasar el invierno. Las del litoral oeste

hibernan en pocos lugares a lo largo de la

costa del sur de California, estando

amenazados muchos de estos hábitats por

las ciudades en expansión. Las de la costa

este migran a las laderas de las montañas

volcánicas cercanas a la ciudad de México,

que han sido designadas reservas

ecológicas por el gobierno mexicano. Antes

de que lleguen al estado adulto, las orugas

de esta especie comen algodoncillo, que

contiene sustancias químicas que

envenenan algunos de los depredadores del

mismo, pero no a as orugas de monarca.

Estos venenos se incorporan al cuerpo de

las orugas y, después de la metamorfosis,

la mariposa monarca adulta es de un gusto

desagradable y venenosa para algunos de

sus depredadores. Los brillantes colores de

esta mariposa hacen que tales

depredadores se mantengan lejos. Otras

especies de mariposa, como el virrey,

quedan protegidas por su parecido con la

monarca. Este artificio protector se

denomina mimetismo.

Figura 4-12 Transición gradual de un bioma

principal a otro, a lo largo del paralelo 39

que atraviesa Estados Unidos. Estas

transiciones son causadas en primer lugar

por cambios en el clima, que se deben

principalmente a diferencias en la

temperatura y precipitación medias.


458

COMPONENTES BIOTICOS DE LOS

ECOSISTEMAS

os organismos que constituyen los

componentes vivos o bióticos de un

ecosistema, generalmente se

clasifican como productores y

consumidores, con base en la manera en

que obtienen la comida o los nutrientes

orgánicos que necesitan para sobrevivir

(Fig. 4-13 y 414):

Los productores -llamados a veces

autótrofos (autoalimentantes)- son

organismos que pueden elaborar los

compuestos orgánicos que necesitan como

nutrientes, a partir de compuestos

inorgánicos simples obtenidos de su

ambiente. En la mayoría de los ecosistemas

terrestres, las plantas, verdes son los

productores. En los ecosistemas acuáticos,

la mayoría de los productores forman parte

del fitoplancton, que consta de varias

especies de bacterias de protistas flotantes

a la deriva. Sólo los productores elaboran

su propio alimento. Todos los demás

organismos son consumidores y viven,

directa o indirectamente, de la comida

proporcionada por los productores.

La mayoría de los productores obtienen los

nutrientes orgánicos que necesitan

mediante la fotosíntesis. En este

complicado proceso, los productores

absorben energía del Sol y la usan para

combinar el dióxido de carbono (que los

productores terrestres obtienen de la

atmósfera y los productores acuáticos

extraen del agua) con el agua (que

obtienen del suelo o el agua que los rodea)

para formar carbohidratos (como la

glucosa) y otros compuestos orgánicos

nutrimentales. El gas oxígeno es eliminado

como un subproducto de la fotosíntesis.

Aunque cientos de cambios químicos tienen

lugar en secuencia durante la fotosíntesis,

el cambio químico neto total puede ser

resumido como sigue:

dióxido de carbono + agua + energía solar

-3 glucosa + oxígeno

6C02 + 6H20 + energía solar -3 COH1206 +

602

En esencia, este complejo proceso convierte

la energía radiante del Sol en la energía

química almacenada en los enlaces

químicos que mantienen unidos la glucosa y

otros compuestos orgánicos nutrientes. Los

productores fijan otros nutrimentos, que

incluyen nitrógeno y fósforo, de los

compuestos disueltos en el agua que

obtienen de su ambiente.

Algunos organismos productores,

principalmente bacterial especializadas,

pueden extraer compuestos inorgánicos de

su ambiente y convertirlos en

L


459

Figura 4-13 Algunos componentes

principales de un ecosistema en un

estanque de agua dulce.

Figura 4-14 algunos componetes principales

de un ecosistema en un campo

compuestos orgánicos nutrientes sin la

presencia de la luz solar. Este proceso se

llama quimiosíntesis. Por ejemplo, en el

ambiente oscuro, como "boca de lobo”:

alrededor de las salidas hidrotérmicas en

algunas partes del océano profundo, las

bacterias productoras especializadas

efectúan la quimiosíntesis convirtiendo el

sulfuro de hidrógeno en nutrientes

orgánicos utilizados por las bacterias y los

organismos que se alimentan con ellas.

Todos los otros organismos de los

ecosistemas son consumidores o

heterótrofos (hetero alimentantes), que no

pueden sintetizar los nutrientes orgánicos

que necesitan y que obtienen sus

nutrimentos orgánicos alimentándose con

los tejidos de los productores o de otros

consumidores. Hay varias clases de

consumidores, dependiendo de sus fuentes

alimenticias:

• Los consumidores primarios

(herbívoros) se alimentan

directamente de los vegetales o de

otros productores.

• Los consumidores secundarios

(carnívoros) se alimentan sólo de los

consumidores primarios. La mayoría

de los consumidores secundarios son

animales, pero algunos son plantas,


460

como la llamada Venus atrapadora de

moscas, que captura y digiere

insectos.

• Los consumidores terciarios o los de

mayor nivel (carnívoros) sólo se

alimentan de animales que devoran

otros animales.

• Los omnívoros (comedores de todo)

pueden consumir vegetales y

animales. Son ejemplos: los cerdos,

ratas, zorras, cucarachas y humanos.

• Los detritívoros (degradadores y

comedores de detritos) viven de los

detritos, partes de organismos

muertos y fragmentos desprendidos y

desechos de los organismos vivos

(Fig. 4-15). Los degradadores

digieren los detritos degradando o

descomponiendo las moléculas

orgánicas complejas de estos

materiales, en compuestos

inorgánicos más simples, y

absorbiendo los nutrientes solubles.

Los degradadores son diversas

bacterias y hongos (en su mayoría

setas) (Fig. 4-16). Las bacterias y los

hongos degradadores, a su vez son

fuente importante de alimento para

organismos como los gusanos e

insectos que viven en el suelo y el

agua. Los comedores de detritos,

como los cangrejos, hormigas

carpinteras, termitas y lombrices de

tierra, extraen los nutrientes de

partículas parcialmente

descompuestas de materia orgánica.

La energía química almacenada en la

glucosa y otros compuestos orgánicos

nutrientes es utilizada por los productores y

consumidores para realizar sus procesos

vitales. Esta energía es liberada por el

proceso de respiración aeróbica, en la que

los organismos aeróbicos utilizan el oxígeno

producido en sus células o transferido a

estas desde su ambiente para descomponer

o degradar la glucosa y los compuestos

orgánicos nutrientes que sintetizan

(productores) o comen (consumidores), en

dióxido de carbono y agua. Los cientos de

cambios químicos que tienen lugar en

sucesión durante este complejo proceso, se

pueden resumir en el siguiente cambio

químico neto total:

glucosa + oxígeno -4 dióxido de carbono +

agua + energía

C6H1206+602 - 6CO2 + 6H20 + energía

La respiración aeróbica (que no es igual al

proceso que llamamos simplemente

respiración) es un proceso de oxidación (o

combustión) lento en el que se utiliza

oxígeno para liberar la energía almacenada

en los enlaces químicos de los

carbohidratos y otros compuestos orgánicos

nutrientes. Aunque difieren los pasos

detallados del complejo proceso de la

fotosíntesis y la respiración aeróbica, el


461

cambio químico neto en la respiración

aeróbica es el opuesto del de la fotosíntesis.

La sobrevivencia de cualquier organismo

individual depende del flujo de materia y

del flujo de energía a través de su cuerpo.

Sin embargo, la comunidad de los

organismos en un ecosistema sobrevive en

primer lugar por una combinación del

reciclamiento de materia y el flujo de

energía en un sentido (Fig. 4-17).

Si no hubiera muerte en los ecosistemas,

podría no haber vida, pues todos los

organismos, en una forma o en otra, viven

a costa de la muerte de los organismos. Los

ecosistemas se sustentan por este

ciclamiento constante de vida y muerte.

La Figura 4-17 muestra que los

degradadores son responsables de

completar el ciclo de vida y muerte,

degradando en nutrientes inorgánicos los

compuestos orgánicos de los detritos, que

pueden ser utilizados por los productores.

Sin los degradadores, el mundo entero

pronto estaría "metido hasta las rodillas" en

una gruesa capa vegetal, con cuerpos de

animales muertos, desechos animales y

basura. La Figura 4-17 también indica que

la ecosfera y sus ecosistemas sólo

necesitan que existan productores y

degradadores. Esto significa que nosotros y

todos los demás consumidores, a excepción

de los degradadores, somos una parte

innecesaria de la ecosfera.

INTERVALOS 0 MARGENES DE

TOLERANCIA DE LAS ESPECIES

ANTE LOS FACTORES ABIOTICOS

l motivo de que los organismos no

se dispersen por todas partes, es

que las poblaciones de especies

tienen un intervalo de tolerancia particular

ante las variaciones de los factores

químicos y físicos, como la temperatura, en

su ambiente (Fig. 4-18). Los organismos

individuales dentro de una gran población

de especies, pueden tener intervalos

Figura 4-15 Algunos detritivoros (o

comedores de detritos) consumen

directamente fragmentos de este tronco. El

E


462

pájaro carpintero mostrado en este

diagrama no es un detritivoro. En su

búsqueda de insectos, pica y extrae

fragmentos de materia orgánica que son

comidos por los detritivoros. Otros

detritivoros, llamados degradadores

(principalmente hongos y bacterias),

digieren y descomponen sustancias

químicas orgánicas complejas en

fragmentos del tronco, en nutrientes

químicos inorgánicos más simples, y

absorben los nutrientes solubles. Si estas

sustancias químicas inorgánicas no son

deslavadas o retiradas del sistema de otra

manera, pueden utilizarse otra vez como

nutrientes por los productores.

Figura 4-16 dos tipos de de gradadores son

los hongos de repisa y las setas boletus

iuridus .


463

Figura 4-18 Intérvalo o margen de

tolerancia para una población de

organismos de la misma especie ante un

factor ambiental abiótico en este caso, la

temperatura.

cerca más de su límite de tolerancia.

Súbitamente, sin ninguna señal de

advertencia, el siguiente cambio pequeño

desenlaza un efecto de umbral, una

reacción nociva o incluso fatal, cuando el

límite de tolerancia es excedido -como

agregar la delgada paja que rompería la

espalda de un camello ya sobrecargado. La

alimentación, a diferencia de la adaptación

evolutiva, no puede ser transmitida a la

siguiente generación.

El efecto de umbral explica parcialmente

por que muchos problemas ambientales

parecen originarse de súibito aún cuando se

han estado constituyendo durante un

tiempo largo. Por ejemplo, una o mas

especies de árboles de ciertos bosques

empiezan a morir en gran número, después

de una exposición prolongada a numerosos

contaminantes del aire. Generalmente se

advierte el problema sólo cuando muere

todo el bosque como esta ocurriendo en

partes de Europa y Norteamerica. Para tal

efecto estamos a 10 o 20 años demasiado

tarde para evitar el daño. El efecto de

umbral también explica por que hay que

enfatizar los plantamientos de entrada para

impedir que los umbrales de contaminación

sean excedidos.

FACTORES LIMITANTES EN LOS

ECOSISTEMAS

tro principio ecológico relacionado

con la ley de la tolerancia es el

principio del factor limitante:

Demasiado o muy poco de cualquier factor

abiótico, puede limitar o impedir el

crecimiento de una población de una

determinada especie en un ecosistema, aún

si todos los otros factores están en o cerca

del intervalo o margen de tolerancia de la

especie. Un sólo factor hallado que limite el

crecimiento de una especie en un

ecosistema, se llama factor limitante.

Ejemplos de factores limitantes en los

biomas y ecosistemas terrestres son la

O


464

temperatura, el agua, la luz y los nutrientes

del suelo. Por ejemplo, suponga que un

agricultor siembra maíz en un campo donde

el suelo tiene demasiado fósforo. Aún si las

necesidades de agua, nitrógeno, potasio y

otros nutrientes de esa graminea son

satisfechas, el maíz dejará de crecer

cuando haya usado todo el fósforo

disponible. En este caso, la disponibilidad

del fósforo es el factor limitante que

determina cuanto el maíz crecerá en el

campo. El crecimiento también puede ser

limitado por la presencia en demasía de un

factor abiótico particular. Por ejemplo, las

plantas pueden ser arruinadas por

demasiada agua o por demasiados

fertilizantes.

En los ecosistemas acuáticos, la salinidad

(las cantidades de varias sales disueltas en

un volumen dado de agua) es un factor

limitante. Determina las especies

encontradas en ecosistemas marinos, como

los mares y en ecosistemas de agua dulce

como ríos y lagos. Los ecosistemas

acuáticos también pueden ser divididos en

capas o zonas de vida de la superficie, de

en medio o del fondo. Tres factores

limitantes de importancia que determinan

los números y tipos de organismos

encontrados en estas diferentes capas son

temperatura, luz solar y contenido de

oxígeno disuelto (la cantidad de gas

oxígeno disuelto en un volumen dado de

agua a una temperatura y presión

particulares).

4-3 EL FLUJO DE ENERGÍA EN LOS

ECOSISTEMAS

CADENAS Y REDES ALIMENTARIAS

o ocurre desperdicio alguno en el

funcionamiento de los ecosistemas

naturales. Todos los organismos,

muertos o vivos, son fuentes potenciales de

alimento para otros organismos. Una oruga

devora una hoja, un petirrojo se come a la

oruga y un halcón hace lo mismo con el

petirrojo. Cuando la planta, la oruga, el

petirrojo y el halcón mueren, son a su vez

consumidos por los degradadores.

La secuencia general de quien come,

descompone o degrada en un ecosistema,

se llama cadena alimentaría (Fig. 4-19).

Estas relaciones muestran como se

transfiere energía de un organismo a otro,

cuando fluye a través de un ecosistema.

Los ecólogos asignan todo organismo en un

ecosistema a un nivel trófico o de

alimentación (del griego trophos, sustento),

dependiendo de si es un productor o un

consumidor, y de lo que come o

descompone (Fig. 4-19). Los productores

pertenecen al primer nivel trófico; los

consumidores primarios, si se alimentan de

productores vivos o muertos, pertenecen al

segundo nivel trofico; los consumidores

secundarios (comedores de carne) son

asignados al tercer nivel trofico, y así

sucesivamente. Una clase especial de

consumidores detritivoros, obtiene energía

N


465

y materiales de los detritos acumulados de

todos los niveles troficos.

Es difícil encontrar en los ecosistemas,

cadenas alimentarias simples como la

mostrada en la Figura 4-19. La mayoría de

los consumidores se alimentan de dos o

más tipos de organismos y, a su vez, son

alimento de varios tipos de organismos.

Algunos animales se alimentan a varios

niveles troficos. Esto significa que los

organismos en la mayoría de los

ecosistemas están involucrados en una red

compleja de muchas relaciones alimentarías

unidas entre si, y que se llama red

alimentaría. Una red de esta clase

simplificada en la Antártida se presenta en

el diagrama de la Figura 4-20. Se pueden

asignar niveles troficos en las redes

alimentarias, como en las cadenas de tal

tipo.

Figura 419 Una cadena alimenticia. Las

flechas muestran como la energía química

de los alimentos fluye a través de diversos

niveles troficos, siendo degradada la mayor

parte de la energía química de alta calidad

a calor de baja calidad, segun la segunda

ley de la energía.


466

Figura 4-20 red alimentaria en la antártida,

muy simplificada existen muchos más

participantes, incluyendo un conjunto de

organismos degradadores.

PIRAMIDES DE FLUJO DE ENERGIA

a biomasa es la materia orgánica

producida por los vegetales y otros

productores fotosintéticos. Grandes

cantidades de energía química de alta

calidad son almacenadas en los enlaces

químicos que unen los compuestos

orgánicos en la biomasa. Este potencial de

energía puede ser liberado, cuando dicha

materia orgánica es degradada por la

respiración aeróbica de las células de los

organismos. En una cadena o red

alimentaria, la biomasa es transferida de un

nivel trofico a otro.

Una cadena o una red alimentaría empieza

transfiriendo a los consumidores primarios

algo de la biomasa creada por los

productores. Antes de ser transferida, parte

de esta biomasa es degrada y utilizada por

los productores, con alguna energía

liberada como calor al ambiente. Esto

significa que la cantidad de energía de alta

calidad disponible para los consumidores

primarios, es menor que la disponible de los

productores. También, parte de la biomasa

disponible para los organismos en el

siguiente nivel trofico no es comida,

digerida o absorbida.

Una pérdida adicional de energía de alta

calidad de la biomasa ocurre en cada nivel

L


467

trofico sucesivo. Esta reducción en la

energía de alta calidad disponible para los

organismos en cada nivel trofico sucesivo

de una cadena o red alimentaria, es

principalmente el resultado del inevitable

impuesto de la calidad de la energía

aplicado por la segunda ley de la energía.

El porcentaje de energía de alta calidad

disponible, transferido de un nivel trofico a

otro, varía de 5% a 20%, dependiendo de

los tipos de especies involucrados y el

ecosistema en el que tiene lugar la

transferencia. El diagrama piramidal de la

Figura 4-21 ilustra esta pérdida de la

energía de alta calidad utilizable en cada

paso en una cadena alimentaria simple,

suponiendo un 10% de pérdida de la

energía utilizable con cada transferencia de

un nivel trofico a otro. La piramide del flujo

de energía de la Figura 421, muestra que

cuanto mas grande es el número de niveles

tróficos o pasos en una cadena o una red

alimentarias, tanto mayor es la perdida

acumulativa de energía de alta calidad

utilizable.

La pirámide del flujo de energía explica por

que una población mayor de humanos

puede ser sustentada si la gente come a

niveles tróficos inferiores consumiendo

granos directamente (por ejemplo, arroz ->

humano), en vez de comer animales que se

alimentan con granos (grano -> res ->

humano).

LAS PIRAMIDES NUMERICAS Y LA

BIOMASA

odemos colectar muestras de

organismos en los ecosistemas y

contar el número de cada tipo

encontrado en cada nivel trofico. Luego,

esta información puede ser utilizada para

construir las piramides de números de los

ecosistemas (Fig. 4-22). Por ejemplo, un

millón de fitoplancton en un estanque

pequeño

Figura 4-21 Piramide generalizada del flujo

de energía, que indica la disminución en la

energía de alta calidad utilizable en cada

nivel trofico sucesivo de una cadena o una

red alimentarias. En este diagrama se

supone que hay un 10% de pérdida de la

energía utilizable en cada transferencia de

un nivel trofico a otro. En la naturaleza,

dichas pérdidas varian de 5% a 20%

P


468

Figura 4-22 Piramides generalizadas de

números en los ecosistemas. Las pirámides

numéricas para una pradera y muchos

otros ecosistemas disminuyen de tamaño

desde el nivel del productor, hasta los

niveles troficos superiores (izq.). Sin

embargo, para algunos ecosistemas, las

piramides de números tienen formas

distintas y pueden asumir una forma

invertida (der.). Por ejemplo, un bosque de

pinos gigantes tiene un número pequeño de

productores grandes (árboles), que

sustentan un número mayor de

consumidores primarios pequeños

(insectos), los cuales se alimentan en los

árboles.

puede sustentar 10 000 zooplancton, que a

su vez pueden sustentar 100 percas, que

podrían alimentar a una persona durante un

mes más o menos.

Cada nivel trófico de una cadena o una red

alimentaría contiene una cierta cantidad de

biomasa, el peso en seco de toda la materia

orgánica contenida en sus organismos. Esto

puede ser estimado cosechando en franjas

seleccionadas al azar de zonas estrechas de

un ecosistema. Luego, los organismos de

las muestras se clasifican según los niveles

tróficos conocidos, se secan y pesan. A

continuación, estos datos son graficados en

una pirámide de biomasa para el

ecosistema (Fig. 4-23).


469

PRODUCTIVIDAD DE LOS

PRODUCTORES

a tasa o intensidad a la que los

productores de un ecosistema

capturan y almacenan una cantidad

dada de energía química como biomasa, en

un intérvalo de tiempo dado, se llama

productividad primaria. La cantidad real de

energía depende del equilibrio entre la

intensidad a la que la biomasa es producida

por los productores de un ecosistema, y la

intensidad a la que los productores usan

algo de esta biomasa (generalmente por

respiración aeróbica) para permanecer

vivos. La diferencia en estas dos

intensidades o tasas es la productividad

primaria neta de un ecosistema.

productividad

= primaria

neta

intensidad a

la que los

productores

producen la

energía

química

almacenada

en la

biomasa a

través de la

fotosíntesis.

Intensidad

a la que los

productores

usan la

energía

química

almacenada

en su

biomasa a

través de la

respiración

aeróbica.

La productividad primaria neta,

generalmente se evalúa como la energía

que sale de un área especificada de

productores durante un cierto período o

intervalo de tiempo (Fig. 4-24 y 4-25).

La productividad primaria neta se puede

considerar como la fuente básica o "

ingreso" de los consumidores en un

ecosistema. Los ecólogos han estimado el

promedio de la producción primaria neta

por metro cuadrado de productores, para

los principales ecosistemas terrestres y

acuáticos. La Figura 4-24 muestra que los

ecosistemas con el promedio más alto de

productividad primaria neta son los

estuarios, pantanos, marismas y bosque

tropical lluvioso; los más bajos son la

tundra (pastizales árticos), el mar abierto y

el desierto.

Figura 4-23 Pirámides generalizadas de

biomasa en ecosistemas. El tamaño de cada

elemento representa el peso en seco por

metro cuadrado de todos los organismos en

ese nivel trófico. Para la mayoría de los

ecosistemas terrestres, la biomasa total en

L


470

cada nivel trófico sucesivo de una cadena o

red alimentaria, generalmente disminuye.

Esto produce una pirámide de biomasa con

una gran base de productores, coronada

por una serie de niveles troficos de

consumidores cada vez más pequeños

(izq.). En los ecosistemas acuáticos, la

pirámide de biomasa puede estar invertida,

siendo la biomasa de los consumidores

mayor que la de los productores (der.). En

los ecosistemas acuáticos, los productores

son el fitoplancton microscópico que crece y

se reproduce rápidamente, y no plantas

grandes que crecen y se reproducen con

lentitud.

Figura 4-24 Promedio anual estimado de la

productividad neta de los productores por

unidad de área en los principales tipos de

zonas de vida y ecosistemas. Los valores se

dan en kilocalorías de energía producida por

metro cuadrado y por año.

Figura 4-25 Productividad primaria neta

total estimada anual del mundo, de los

productores en los principales tipos de

zonas de vida y ecosistemas. Los valores se

dan en miles de millones de kilocalorías de

energía producida por año.

Se podría concluir que deberíamos talar los

bosques tropicales para hacer cultivos y

cosechar plantas que crezcan en los

estuarios, pantanos y marismas, para

ayudar a alimentar la población humana en


471

crecimiento. Esa conclusión sería

incorrecta. Una razón es que las plantas -

principalmente pastos- en los estuarios,

pantanos y marismas no pueden ser

alimento para los humanos, aunque son

extremadamente importantes como fuentes

de sustento y áreas de desove para peces,

camarones y otras formas de vida acuática

que proporcionan proteínas para nosotros y

otros consumidores. Por tanto, deberíamos

proteger y no cosechar o destruir estas

plantas: En los bosques tropicales, la

mayoría de los nutrientes son almacenados

en los árboles y otra vegetación, más que

en el suelo. Cuando los árboles

Figura 4-26 Modelo generalizado del ciclo

de nutrientes en un ecosistema maduro.

Los nutrientes se mueven desde el

ambiente a través de los organismos, y

regresan al ambiente en los ciclos

biogeoquímicos. Algunos nutrientes se

pierden en los ecosistemas maduros, pero

la mayoría son reciclados. Los sistemas más

jóvenes, en desarrollo, obtienen muchos de

ellos en otros ecosistemas. (Utilizado con

permiso de Cecie Starr, Biology: Concepts

and Applications, Belmont, Calif.:

Wadsworth, 1991.)

son talados, los bajos niveles de nutrientes

en el suelo expuesto se agotan rápidamente

por las lluvias frecuentes y los cultivos

desarrollados. Por tanto, los alimentos sólo

pueden cultivarse por un tiempo corto sin

enormes y caras cantidades de fertilizantes

comerciales. De modo que deberíamos

proteger, y no talar, estos bosques.

La Figura 4-25 muestra la productividad

primaria neta total del mundo de

productores por año, para los tipos

principales de ecosistemas. Se estima que

59% de la productividad primaria neta

anual en el planeta tiene lugar en tierra, y

el 41 % restante en los mares y otros

sistemas acuáticos. Como su área total es

pequeña, los estuarios están abajo en la

lista. Por otra parte, debido a que un 71 %

de la superficie del mundo esta cubierta por

los mares y océanos, los ecosistemas de

mar abierto del mundo encabezan la lista.

Esto puede ser engañoso. La productividad

primaria neta del mundo es alta para los


472

mares y océanos porque cubren gran parte

del globo, no porque tengan una alta

productividad media por metro cuadrado de

productores por año. También, cosechar

algas marinas ampliamente dispersas en el

océano, requiere cantidades enormes de

energía -mas que la energía química

disponible del alimento que seria

cosechado.

Ya estamos consumiendo, desviando y

malgastando cerca de 27% de la

productividad primaria neta potencial del

mundo, y un 40 % de la producida en

tierra. ¿Qué pasará si duplicamos la

población humana dentro de los siguientes

40 años?

4-4 CICLAMIENTO DE LA MATERIA

EN LOS ECOSISTEMAS

CICLOS BIOGEOQUIMICOS

os nutrientes, las sustancias

químicas esenciales para la vida:;son

ciclados en la ecosfera (Fig. 4-4) y

en los ecosistemas maduros en los ciclos

biogeoquímicos (Fig. 4-26). En estos ciclos,

los nutrientes se mueven desde el

ambiente, a través de los organismos, y de

regreso al medio. Todos son dirigidos,

directa o indirectamente, por la energía del

Sol y por la gravedad.

Hay tres tipos de ciclos biogeoquímicos

interconectados. En los ciclos gaseosos, los

nutrientes circulan principalmente entre la

atmósfera (agua) y los organismos vivos.

En la mayoría de estos ciclos, los elementos

son reciclados rápidamente, con frecuencia

en horas o días. Los principales ciclos

gaseosos son los del carbono, oxígeno y

nitrógeno.

En los ciclos sedimentarios, los nutrientes

circulan principalmente entre la corteza

terrestre (suelo, rocas y sedimentos sobre

la tierra y sobre el fondo marino), la

hidrosfera y los organismos vivos. Los

elementos en estos ciclos, generalmente

son reciclados mucho

Figura 4-27 Diagrama simplificado de una

porción gaseosa del ciclo del carbono, que

muestra el ciclamiento de energía y el flujo

energético en un sentido, a través del

L


473

proceso de la fotosíntesis y la respiración

aeróbica. La fotosíntesis absorbe dioxido de

carbono y libera oxígeno, y la respiración

aeróbica toma oxígeno y libera dioxido de

carbono. Este movimiento cíclico de materia

a través de los ecosistemas y la ecosfera es

también una parte importante de los ciclos

del oxigeno y el hidrógeno.

más lentamente que los de los ciclos

atmosféricos, porque los elementos son

retenidos en las rocas sedimentarias

durante largo tiempo, con frecuencia de

miles a millones de años, y no tienen una

fase gaseosa. El fósforo y el azufre son dos

de los 36 elementos reciclados de esta

manera. En el ciclo hidrológico, el agua

circula entre el océano, el aire, la tierra y

los organismos vivos. Este ciclo también

distribuye el calor solar sobre la superficie

del planeta.

CICLO DEL CARBONO

l carbono es el elemento básico de

carbohidratos, grasas, proteínas,

ácidos nucleicos (como el DNA y

RNA) y otros compuestos orgánicos

necesarios para la vida. El ciclo del carbono

se basa en el gas dióxido de carbono, que

constituye sólo el 0.03 % en volumen de la

troposfera, y también esta disuelto en el

agua.

Los productores absorben el dióxido de

carbono de la atmósfera (productores

terrestres) o del agua (productores

acuáticos), y usan la fotosíntesis para

convertir el carbono del CO2, en carbono de

compuestos orgánicos como la glucosa.

Luego las células de los productores que

consumen oxígeno y de los consumidores

efectúan la respiración aeróbica, que

descompone o degrada la glucosa y otros

compuestos orgánicos complejos, y

convierte el carbono de nuevo a dióxido de

carbono en la atmósfera o agua, para

reutilización por los productores. La

fotosíntesis tiene lugar durante el día,

cuando esta disponible la luz solar. La

respiración aeróbica se efectúa durante el

día y la noche.

Este enlace entre la fotosíntesis en los

productores y la respiración aeróbica en los

productores y los consumidores, hace

circular el carbono en la ecosfera y es una

parte importante del ciclo mundial del

carbono (Fig. 4-27). El oxígeno y el

hidrógeno, los otros elementos de la

glucosa y otros nutrientes orgánicos, se

ciclan casi al ritmo del carbono. Cada año,

cerca de la mitad del carbono que entra a la

atmósfera (como CO2) es tomado por los

productores, los mares y océanos (como

biomasa).

La Figura 4-28 muestra otras partes del

ciclo mundial del carbono en los

ecosistemas terrestres y los marinos.

Revela que parte del carbono de la Tierra es

retenido en sus profundidades durante

períodos largos en los combustibles fósiles -

principalmente carbón, petróleo y gas

natural- hasta que es liberado a la

E


474

atmósfera como dióxido de carbono cuando

los combustibles fósiles son extraídos y

quemados. El dióxido de carbono también

es emitido a la atmósfera por la respiración

aeróbica y las erupciones volcánicas, que

liberan carbono de las rocas profundas de la

corteza terrestre.

El gas dióxido de carbono es rápidamente

soluble en agua. Algo de este CO2 disuelto,

permanece en el mar, y parte es removido

por los productores fotosintetizantes.

Cuanto más caliente este el agua, mayor es

la cantidad de los gases dióxido de carbono

y oxígeno disueltos que regresan a la

atmósfera.

En los ecosistemas marinos, algunos

organismos toman moléculas disueltas de

CO2 o iones carbonato (CO32 -) del agua del

océano y forman carbonato de calcio

ligeramente soluble (CaCO3) para elaborar

conchas, rocas y el esqueleto de los

organismos marinos, desde minúsculos

protozoarios hasta corales. Cuando los

organismos aconchados mueren, partículas

finas de sus conchas y huesos caen

lentamente a las profundidades del océano,

y son enterradas durante eones (o tiempos

muy largos) en los sedimentos del fondo

(Fig. 4-28).

El carbono en estos sedimentos profundos

del océano reingresa al ciclo muy

lentamente, cuando parte de los

sedimentos se disuelvan y formen el

dióxido de carbono disuelto que puede

entrar a la atmósfera. Los acontecimientos

geológicos a largo plazo también pueden

llevar los sedimentos del fondo a la

superficie, exponiendo el carbonato de las

rocas al ataque químico y a la conversión al

CO2 gaseoso.

Especialmente desde 1950, cuando la

población del mundo y el uso de recursos

ha aumentado rápidamente, hemos

intervenido en el ciclo del carbono

principalmente en dos maneras:

• Eliminación de bosques y otras

vegetaciones sin replantación

suficiente, lo que deja menos

vegetación para absorber CO2.

• Utilización de combustibles fósiles

que contienen carbono y

combustión de madera más rápido

de lo que puede volver a

reproducirse (Fig. 428). Esto

produce CO2 que fluye a la

atmósfera. Algunos científicos

proyectan que este dióxido de

carbono, junto con otras sustancias

químicas que se están adicionando

a la atmósfera, podrían intensificar

el efecto de invernadero natural de

la Tierra, alterar la producción

mundial de alimentos y Los hábitats

de la vida silvestre.

CICLO DEL NITROGENO

os organismos requieren nitrógeno

en varias formas químicas para

sintetizar proteínas, ácidos nucleicos L


475

(como DNA y RNA) y otros compuestos

orgánicos que contienen nitrógeno. El

depósito (o reservorio) de nitrógeno más

grande de la Tierra es la troposfera, ya que

un 78 % de su volumen es de este gas (N).

Sin embargo, esta forma abundante de

nitrógeno, no puede ser utilizada

directamente como nutriente por los

vegetales o animales multicelulares. Por

fortuna, el gas nitrógeno es convertido en

compuestos iónicos solubles en agua que

contienen iones nitrato (NO3) e iones

amonio (NH,,'), que son tomados por las

raíces de las plantas como parte del ciclo

del nitrógeno. Este ciclo se muestra en

forma simplificada en la Figura 4-29.

La conversión del nitrógeno atmosférico en

otras formas químicas útiles para las

plantas, se llama fijación del nitrógeno. Es

efectuada principalmente por ciertos tipos

de bacterias (en especial, cianobacterias)

en el suelo y agua, y por las bacterias

rhizobium que viven en pequeños

engrosamientos, llamados nódulos, sobre

las raíces de la alfalfa, trebol, chicharo,

frijol y otras plantas leguminosas (Fig. 4-

30). La iluminación también tiene un papel

en la fijación del nitrógeno, convirtiendo los

gases nitrógeno y oxígeno de la atmósfera

en óxido nítrico (NO). Parte de este gas se

combina con el oxígeno de la atmósfera

para formar dióxido de nitrógeno (NO).

Estos gases reaccionan con el vapor de

agua de la atmósfera y son convertidos en

iones nitrato, que vuelven a la Tierra como

ácido nítrico (HNO3) disuelto en la

precipitación, y como partículas sólidas de

nitratos.

Los vegetales convierten los iones

inorgánicos nitrato y amonio obtenidos del

agua del suelo, en proteínas, DNA y otros

compuestos orgánicos grandes, que

contienen nitrógeno, y que las plantas

necesitan. Los animales obtienen sus

nutrientes que contienen nitrógeno

comiendo vegetales u otros animales que

comen plantas.

Después de que el nitrógeno ha realizado

su función en los organismos vivos,

ejércitos de bacterias degradadoras

especializadas convierten los compuestos

orgánicos que contienen nitrógeno, o que

se encuentran en los desechos, partículas

desprendidas y cuerpos de organismos

muertos, en compuestos inorgánicos más

simples, como el gas amoniaco (NH3) y

sales solubles en agua que contienen iones

amonio(NH4'). Luego, otros grupos

especializados de bacterias convierten estas

formas inorgánicas de nitrógeno en iones

nitrito (NO2) y nitrato N03) en el suelo y

después en el gas nitrógeno, que es

liberado a la atmósfera para empezar el

ciclo otra vez.

A pesar de este ciclamiento del nitrogeno,

suele escasear el del suelo, necesario para

las plantas. El hecho de que los iones

amonio, nitrato y nitrito son solubles en

agua significa que pueden ser tomados por

raíces de los vegetales, pero también


476

significa que pueden infiltrarse

profundamente en el suelo. También, parte

de este nitrógeno del suelo es convertido en

N2 gaseoso por las bacterias. También algo

se transfiere de un ecosistema a otro por la

erosión causada por el viento o agua

corriente. Además, los cultivos toman

nitrógeno del suelo, que se pierde cuando

se cosechan aquellos.

El nitrógeno también es escaso cerca de las

aguas superficiales del océano abierto y los

Lagos profundos, porque la mayoría de el

se halla en los sedimentos del fondo. Esto

explica por que la más alta productividad

primaria neta por área de productores en

los océanos está en los estuarios someros,

donde el nitrógeno y otros nutrientes del

fondo están disponibles fácilmente (Fig. 4-

24) o donde las corrientes oceánicas

arrastran los nutrientes desde el fondo.

Los humanos intervenimos en el ciclo del

nitrógeno en varias maneras:

La emisión de grandes cantidades

de óxido nítrico a la atmósfera

cuando se quema madera o

cualquier combustible. La mayoría

de este (NO) se produce cuando

moléculas de nitrógeno y oxígeno

del aire se combinan a las altas

temperaturas involucradas cuando

los combustibles son quemados en

el aire. Entonces, el óxido nítrico se

combina con el gas oxígeno de la

atmósfera para formar el gas

dióxido de nitrógeno (NO2), que

puede reaccionar con el vapor de

agua de la atmósfera para formar

ácido nítrico (HNO3). Este ácido es

un componente de la lluvia ácida,

que está dañando árboles y

matando peces en partes del

mundo.

La emisión del gas óxido nitroso

(N20) atrapa calor de la atmósfera

por la acción de ciertas bacterias

sobre los fertilizantes inorgánicos

comerciales y desechos del ganado.

La extracción minera de depósitos

de compuestos que contienen iones

nitrato y iones amonio para su uso

como fertilizantes inorgánicos

comerciales.

Agotamiento de los iones nitrato y

amonio del suelo por la cosecha de

cultivos ricos en nitrógeno.

Adición de exceso de iones nitrato y

amonio a los ecosistemas acuáticos

en los desagües con desechos

animales de sitios donde se

alimenta el ganado, escurrimientos

de nitrato de fertilizantes en tierras

de cultivo, y descarga de aguas

negras municipales tratadas y no

tratadas. Este suministro excesivo

de nutrientes vegetales estimula el

crecimiento rápido de algas y otros

vegetales acuáticos. La degradación

de las algas muertas por

degradadores aeróbicos agota el


477

agua del gas oxígeno disuelto,

matando así gran número de peces.

Figura 4-28 Diagrama simplificado del ciclo

mundial del carbono gaseoso. La porción

izquierda muestra el movimiento del

carbono a través de los ecosistemas

marinos, y la porción derecha su

movimiento a través de los ecosistemas

terrestres. (Utilizado con permiso de Cecie

Starr, Biology: Concepts and Applications,

Belmont, Calif.: Wadsworth, 1991.)

CICLO DEL FOSFORO

l fósforo, principalmente en forma

de ciertos tipos de iones fosfato

(PO43y HP04

2-), es un nutriente

esencial para vegetales y animales. Es una

parte de las moléculas de DNA, que llevan

la información genética; moléculas de ATP y

ADP, que almacenan energía química para

el uso de los organismos en la respiración

celular; ciertas grasas de las membranas

que envuelven las celulas animales y

E


478

vegetales, y los huesos y dientes de los

animales.

Diversas formas de fósforo son cicladas

principalmente a través del agua, la corteza

de la Tierra y los organismos vivos por el

ciclo del fósforo sedimentario, mostrado en

forma simplificada en la Figura 4-31. En

este ciclo, el fósforo se mueve lentamente

desde los depósitos de fosfato en tierra y

los sedimentos de los mares someros a los

organismos vivos, y luego de regreso a

tierra y al océano. Las bacterias son menos

importantes en el ciclo del fósforo que en el

del nitrógeno.

El fósforo liberado por la degradación lenta,

o intemperismo, de los depósitos de fosfato

en las rocas, es disuelto en el agua del

suelo y tomado por las raíces vegetales. El

viento también puede transportar partículas

a grandes distancias. La mayoría de los

suelos contienen sólo cantidades pequeñas

de fósforo porque los fosfatos son

ligeramente solubles en agua y se

encuentran en pocas clases de rocas. Por

tanto, el fósforo es el factor limitante para

el crecimiento de plantas en muchos suelos

y ecosistemas acuáticos.

Los animales obtienen su fósforo comiendo

productores o animales que han ingerido

productores. Los desechos animales y los

productos de descomposición de los

animales y productores muertos, devuelven

mucho de este fósforo al suelo, a corrientes

fluviales y eventualmente al fondo del

océano, como depósitos de roca con

fosfatos ligeramente solubles.

Algo de fosfatos es devuelto a la tierra

como guano -el abono- rico en fosfato

producido por aves comedoras de peces,

como los pelícanos, plangas y cormoranes.

Aunque este retorno es pequeño,

comparado con las cantidades mucho más

grandes del fosfato transferido de la tierra a

los mares cada ano por los procesos

naturales y las actividades humanas.

En el transcurso de millones de años, los

procesos geológicos pueden levantar y

exponer el fondo


479

Figura 4.29 Diagrama simplificado del ciclo

gaseoso del nitrógeno. (Utilizado con

permiso de Carolina Biological Supply

Company.)

Figura 4-30 Las plantas de la familia de las

leguminosas tienen nódulos en las raíces

donde las bacterias rhizobium fijan el

nitrógeno convirtiéndo el de la atmósfera

(N2) en amoniaco (NH), que en el agua del

suelo forma iones amonio (NH4') que son

tomados por las raíces de las plantas. La

interacción mutua entre estas plantas y

bacterias beneficia a ambas especies. Las

bacterias capturan nitrógeno atmosférico y

lo convierten en una forma utilizable por las

plantas; las leguminosas proporcionan

azúcar a las bacterias.

del mar. Entonces el intemperismo libera

fósforo lentamente de las rocas expuestas y

permite que el ciclo empiece otra vez.

Los humanos intervienen en el ciclo del

fósforo principalmente en dos maneras:

• Extrayendo por minería grandes

cantidades de rocas que contienen

fosfatos (Fig. 4-32) para producir

fertilizantes inorgánicos comerciales y

compuestos detergentes.


480

• Añadiendo exceso de Tones fosfato- a

los ecosistemas acuáticos en el

escurrimiento de desechos animales

desde terrenos donde se alimenta

ganado, el de fertilizantes fosfatados

comerciales desde las tierras de

cultivo, y la descarga de aguas

negras municipales tratadas o no.

Como con los iones nitrato y amonio,

un suministro excesivo de este

nutriente causa un crecimiento

explosivo de cianobacterias, algas y

diversas plantas acuáticas que alteran

la vida de los ecosistemas acuáticos.

CICLO DEL AZUFRE

l azufre se transforma en diversos

compuestos y circula a través de la

ecosfera en el ciclo del azufre,

principalmente sedimentario

Figura 4-31 diagrama simplificado de ciclo

del fósforo sedimentario. (utilizado con

permiso de Cecie Starr, biology: The Unity

and diversity of life, 5º.ed., belmont,

calif.:wadsworth, 1989

(Fig. 4-33). Entra en la atmósfera desde

fuentes naturales como:

• sulfuro de hidrógeno (H2S), gas

incoloro y altamente venenoso con

olor a huevos podridos, desde

E


481

volcanes activos y la descomposición

de la materia orgánica en pantanos,

ciénagas y llanuras cubiertas por las

mareas, causada por degradadores

aeróbicos

• dióxido de azufre (SO2), gas incoloro

y sofocante proveniente de volcanes

activos

• partículas de sulfatos (SO42 ), como el

sulfato de amonio de la aspersión

marina

Cerca de un tercio de todos los compuestos

de azufre y 99% del dióxido de azufre que

llegan a la atmósfera desde todas las

fuentes, provienen de las actividades

humanas. La combustión de carbón y

petróleo que contienen azufre, destinada a

producir energía eléctrica, representa cerca

de dos tercios de la emisión, por humanos

de dióxido de azufre a la atmósfera. El

tercio restante proviene de procesos

industriales como la refinería del petróleo y

la conversión (por fundición) de

compuestos azufrosos de minerales

metilicos en metales libres como el cobre,

plomo y zinc.

En la atmósfera, el dióxido de azufre

reacciona con oxígeno para producir

tiróxido de azufre (SO), el cual reacciona

con vapor de agua para producir

minúsculas gotas de ácido sulfúrico

(H2SO4). También reacciona con otras

sustancias químicas de la atmósfera para

originar partículas pequeñas de sulfatos.

Estas gotículas de ácido sulfúrico y

partículas de sulfato caen a la Tierra como

componentes de la lluvia ácida, que daña

los árboles y la vida acuática.

CICLO HIDROLÓGICO

l ciclo hidrolóico o ciclo del agua,

que colecta, purifica y distribuye el

abasto fijo del agua de la Tierra, se

muestra simplificado en la Figura 4-34. El

ciclo hidrológico esta enlazado con los otros

ciclos biogeoquímicos, porque el agua es un

medio importante para el movimiento de

los nutrientes dentro y fuera de los

ecosistemas.

La energía solar y la gravedad convierten

continuamente el agua de un estado físico a

otro, y la desplazan entre el océano, el aire,

la tierra y los organismos vivos. Los

procesos principales en este reciclamiento y

ciclo purificador del agua, son la

evaporación (conversión del agua en vapor

acuoso), condensación (conversión del

vapor de agua en gotículas de agua

líquida), transpiración (proceso en el cual el

agua es absorbida por los sistemas de

raíces de las plantas y pasa a través de los

poros (estomas)

E


482

Figura 4-32 minería superficial de rocas que

contiene fosfato en Illinos.debido a que el

fósforo es reciclado lentemente en la tierra,

es probable que sea el principal nutriente a

plazo corto para uso como fertilizante

comercial para cultivar más alimento

destinado a la población del mundo que

aumenta rápidamente.


483


del azufre principalmente sedimentario.

Este ciclo tiene también una fase gaseosa

más corta y menos pronunciada.

de sus hojas u otras partes, para

evaporarse luego en la atmósfera,

precipitación (rocío, lluvia, aguanieve,

granizo, nieve) y escurrimiento de regreso

al mar para empezar el ciclo de nuevo.

La energía solar incidente evapora el agua

de los mares y océanos, corrientes

fluviales, lagos, suelo y vegetación, hacia la

atmósfera. Los vientos y masas de aire

transportan este vapor acuoso sobre varias

partes de la superficie terrestre. La

disminución de la temperatura en partes de

la atmósfera hacen que el vapor de agua se

condense y forme gotículas de agua que se

aglomeran como nubes o niebla.


484


hidrológico.

Eventualmente, tales gotículas se combinan

y llegan a ser lo suficientemente pesadas

para caer a la tierra y a masas de agua,

como precipitación.

Parte del agua dulce que regresa a la

superficie de la Tierra como precipitación

atmosférica queda detenida en los

glaciares. Gran parte de ella se colecta en

charcos y arroyos, y es descargada en lagos

y en ríos, que llevan el agua de regreso a

los mares, completando el ciclo. Este

escurrimiento de agua superficial desde la

tierra reabastece corrientes y lagos, y

también causa erosión .del suelo, lo cual

impulsa a varias sustancias químicas a

través de porciones de otros ciclos

biogeoquímicos.

Una gran parte del agua que regresa a la

tierra penetra o se infiltra en las capas

superficiales del suelo, y parte se resume

en el terreno. Allí, es almacenada como

agua freática o subterránea en los poros y

grietas de las rocas. Esta agua, como el

agua superficial, fluye cuesta abajo y se

vierte en corrientes y lagos, o aflora en

manantiales. Eventualmente, dicha agua,

como el agua de superficies, se evapora o

llega al mar para iniciar el ciclo de nuevo.

La intensidad media de circulación del agua

subterránea en el ciclo hidrológico es

extremadamente lenta (en cientos de

años), comparada con la de la superficie

(10 a 120 días) y la de la atmósfera (10 a

12 días).

En algunos casos, los nutrientes son

transportados cuando se disuelven en el

agua corriente. En otros casos, los

compuestos nutrientes ligeramente solubles

o insolubles del suelo o del fondo del mar,

son desplazados de un lugar a otro por el

flujo de agua.

Los humanos intervenimos en el ciclo del

agua de dos maneras principales:

• Retirando grandes cantidades de

agua dulce de las corrientes, lagos y

acuíferos. En áreas densamente

pobladas o irrigadas, los retiros han

conducido al agotamiento del agua

freática, o a la intrusión de agua

salada del océano en los cúmulos de

dicha agua.


485

• Talando vegetación en la tierra para

abrir campos a la agricultura,

minería, caminos, sitios para

estacionamiento de vehículos,

construcción y otras actividades. Esto

reduce la infiltración que recarga las

reservas subterráneas, aumenta el

riesgo de inundaciones y acentúa la

intensidad del escurrimiento en la

superficie, lo cual aumenta la erosión

del suelo y los deslaves o derrumbes

de tierra.

4-5 FUNCIONES E INTERACCIONES

DE LAS ESPECIES EN LOS

ECOSISTEMAS

TIPOS DE ESPECIES ENCONTRADAS

EN ECOSISTEMAS

i observa varios ecosistemas,

encontrará que pueden tener cuatro

tipos de especies:

Especies nativas, que normalmente

viven y proliferan en un ecosistema

particular.

Especies inmigrantes (o ajenas),

que migran hacia un ecosistema, o

que son introducidas deliberada o

accidentalmente en un ecosistema

por los humanos. Algunas de estas

especies son benéficas, mientras

que otras pueden enfrentarse y

eliminar a muchas especies nativas.

Especies indicadoras, que sirven

como advertencias tempranas de

que una comunidad o un

ecosistema está siendo degradado.

Por ejemplo, la declinación presente

de aves canoras migratorias de

Norteamérica que se alimentan de

insectos, indica una pérdida del

hábitat en sus hogares de verano

en América del Norte y en sus

hogares de invierno en los bosques

tropicales, que están

desapareciendo rápidamente, en

América Latina y en las Antillas o

islas del Caribe. Algunas especies

indicadoras, como el pelicano pardo

o café (Fig. 2-8) y el aguila calva

americana (Fig. 2-10), se alimentan

en niveles tróficos altos de las

cadenas y redes alimentarias. Esto

las hace vulnerables a niveles altos

de sustancias químicas tóxicas

solubles en grasa, como el DDT,

cuyas concentraciones aumentan en

los tejidos de los organismos en

cada nivel trófico sucesivo. Algunas

especies de ranas, sapos,

salamandras y otros anfibios que

viven parte de su vida en el agua, y

parte en tierra, pueden servir como

especies indicadoras (véase Nota

Ilustrativa en la pág. 117).

Especies clave, que desempeñan

funciones que afectan a muchos

otros organismos en un ecosistema.

La pérdida de una especie clave

puede conducir a una caída brusca

S


486

de la población, y a la extinción de

otras especies que dependen de ella

para ciertos servicios. Un ejemplo

es el lagarto (véase Estudio de un

Caso, en la pág. 118). Otros son las

tortugas de Florida y otros estados

del sur de EU, las nutrias de mar en

la costa occidental de Estados

Unidos desde California hasta

Washington, y diversas especies de

murciélagos que polinizan las flores

y dispersan las semillas de las

plantas en los bosques tropicales.

NICHO

l nicho ecológico de una especie es

su modo total de vida o su función

en un ecosistema. Incluye todas las

condiciones físicas, químicas y biológicas

que una especie necesita para vivir y

reproducirse en un ecosistema. Los factores

físicos y químicos que determinan el nicho

de una especie comprenden la cantidad de

luz, dióxido de carbono, agua, oxígeno y

otros nutrientes que necesita, y los

márgenes de temperatura, acidez, salinidad

y otros factores que puede tolerar (Fig. 4-

18). Los factores biológicos incluyen los

tipos de alimento que necesita, los lugares

donde encuentra alimento, las

enfermedades que tiende a contraer, los

depredadores que se alimentan de él, y los

competidores que rivalizan por los mismos

recursos limitados que necesita.

Las especies pueden ser clasificadas como

especialistas o generalistas, de acuerdo con

sus nichos. Algunas especies especialistas

poseen nichos estrechos. Pueden vivir sólo

en un tipo de hábitat, tolerar sólo un

reducido margen de climas y otras

condiciones ambientales, o usar únicamente

uno o pocos tipos de alimentos.

Son ejemplos de especialistas las

salamandras tigre, que sólo pueden

cruzarse en estanques carentes de peces

para evitar que sus larvas sean ingeridas, y

los pájaros carpinteros con franjas rojas,

que construyen sus cavidades para anidar,

principalmente en pinos de hoja larga que

deben tener por lo menos 75 años de edad.

Otra especie altamente especializada es el

panda gigante, que obtiene 99% de su

alimento consumiendo plantas de bambú.

La destrucción de varias especies de bambú

en regiones de China, donde se encuentra

el panda, ha conducido a esta especie

animal casi a la extinción.

En un bosque tropical lluvioso, un conjunto

increíblemente diverso de especies

sobrevive ocupando una diversidad de

nichos ecológicos especializados en

distintas capas de la vegetación forestal

(Fig. 4-37). La tala ampliamente extendida

y la degradación de tales bosques, está

sentenciando a la extinción a millones de

especies especializadas. La Figura 4-38

muestra los diversos nichos de alimentación

de diferentes especies de aves en un

terreno pantanoso.

Otras especies, llamadas generalistas,

E


487

tienen un nicho amplio. Pueden vivir en

muchos lugares diferentes, ingerir gran

variedad de alimentos y tolerar una gama

amplia de condiciones ambientales. Son

ejemplos de especies generalistas las

moscas, cucarachas, ratones, ratas, el

venado cola blanca y los seres humanos.

¿Es mejor ser una especie generalista que

una especialista? Esto depende. Cuando los

ambientes tienen condiciones

sensiblemente constantes, como en un

bosque tropical lluvioso, los especialistas

poseen una ventaja porque tienen pocos

competidores (Fig. 4-37 y 4-38). Pero

cuando los ambientes cambian

rápidamente, el adaptable generalista,

igualmente está mejor adaptado que el

inadaptable especialista.

LAS PRINCIPALES FORMAS EN QUE

INTERACTUAN LAS ESPECIES

uando dos especies cualesquiera en

un ecosistema tienen actividades o

requerimientos en común, pueden

interactuar en cierto grado. Dos especies

cualesquiera pueden interactuar en formas

que es posible beneficien, dañen o no

afecten a una o a ambas especies. Si no

interactúan su relación

Figura 4-35 Las poblaciones de sapos

dorados han decaído notablemente en años

recientes, incluso en Áreas protegidas de

bosque tropical como la Reserva Forestal

Monteverde Cloud, en las montanas de

Costa Rica. La hembra de esta especie es

multicolor. El deslumbrador color

anaranjado zanahoria a rojo del macho,

ayuda a atraer la pareja. Esta fotografía

muestra una pareja de estos animales en

apareamiento. Los sapos dorados tienen

glándulas que excretan un veneno que

mata algunos de sus depredadores. Los

científicos creen que la extinción

grandemente aumentada y la declinación

poblacional de cientos de especies de sapos

y otros anfibios en muchas partes del

mundo, indican un deterioro ambiental

producido por las actividades humanas.

C


488

Los anfibios aparecieron por primera vez en

la tierra hace unos 350 millones de años.

Los registros fósiles indican que las ranas y

sapos los más viejos de los anfibios de hoy,

vivieron hace 150 millones de años. Esta

perduración de largo plazo es testimonio de

la adaptabilidad de estos organismos a los

cambios en las condiciones ambientales.

Sin embargo, recientemente centenares de

las 5 100 especies de anfibios estimadas en

el mundo, han estado desapareciendo o

experimentando caídas bruscas en sus

poblaciones en una variedad de hábitats en

por lo menos 16 países (Fig. 4-35). La

desaparición y declinación ha estado

ocurriendo aún en reservas de vida

silvestre y parques con protección. Los

científicos no han identificado una sola

razón para esta declinación, pero creen que

las numerosas causas resultan

principalmente de la degradación ambiental

causada por los humanos.

El hecho de que los anfibios vivan parte de

su vida en el agua y parte en tierra,

significa que están expuestos a

contaminantes en el agua, suelo y aire. Su

piel suave y permeable, les permite

absorber el oxígeno del agua, pero también

las hace extremadamente sensibles a los

contaminantes contenidos en tal líquido.

Algunos científicos consideran que la piel de

los anfibios también los hace susceptibles al

daño por los pequeños aumentos de

radioación utravioleta causados por el

aglomeramiento del hozo en la estratosfera

su dieta de insectos les garantiza comida

abundante; pero también significa que

ingieren insecticidas.

Además de la contaminación, son posibles

causas, de la declinación de los anfibios la

perdida de hábitats, como bosques que han

sido talados y el desecamiento o drenado

de tierras húmedas y estanques, para

obtener más tierras de cultivo y construir

grandes centros comerciales y desarrollo

habitacionales. En asia, donde las ancas de

ranas son alimento muy apreciado la

sobrecabeza puede tener una parte en la

declinación de muchas especies de ranas

A los científicos preocupa la desaparición y

declinación de muchos anfibios por dos

razones. Primera, señalan que la salud

ambiental del mundo es pobre y se

deteriora rápidamente. Segunda, los

anfibios que exceden en el número y comen

más insectos que las aves tienen un papel

importante en los ecosistemas del mundo

es neutra. Los tipos principales de

interacciones de las especies son

competición, depredación, parasitismo,

mutualismo y comensalismo

interespecíficos. En el mutualismo y

comensalismo, ninguna de las especies es

dañada por la interacción. Tres de estas

interactiones -parasitismo, mutualismo y

comensalismo- son relaciones simbióticas,

en las que dos tipos de organismos viven

juntos en una asociación íntima, en la cual


489

los miembros de una o de ambas especies

se benefician de la misma.

COMPETENCIA ENTRE ESPECIES

POR RECURSOS LIMITADOS.

ientras los recursos utilizados

comúnmente son abundantes,

diferentes especies pueden

compartirlos. Esto permite a cada una estar

más cerca de ocupar su nicho fundamental:

el margen o gama potencial total de los

factores físicos, químicos y biológicos que

podría usar, si no hubiese competición con

otras especies.

En la mayoría de los ecosistemas, cada

especie enfrenta la competición con una o

más especies por

La gente tiende a dividir los vegetales y

animales, en especies "buenas” y “malas” y

a suponer que tenemos el deber de eliminar

a los villanos, o usarlos para satisfacer

nuestras necesidades y deseos. Una especie

que se ha llevado cerca de la extinción en

muchos de sus hábitats de marisma y

pantano, es el lagarto americano (Fig. 4-

36).

Los lagartos no tienen depredadores

naturales,-excepto los humanos. En cierto

tiempo, los cazadores mataron grandes

números de estos animales por su carne

exótica y su suave piel del vientre, utilizada

para hacer zapatos, cinturones y otros

objetos. Entre 1950 y 1960, los cazadores

eliminaron el 90% de los lagartos de

Luisiana. La población de lagartos de los

terrenos pantanosos de Florida, también

fue amenazada.

La gente que dice "¿Y eso que?", esta

pasando por alto el papel clave que el

lagarto desempeña en los ecosistemas de

tierras húmedas subtropicales, como los

terrenos pantanosos. Los lagartos cavan

depresiones profundas, o "guaridas de

lagartos", que colectan agua dulce durante

las temporadas secas. Estos agujeros son

refugios para la vida acuática y suministran

agua dulce y comida a las aves y otros

animales. Los grandes montículos de

anidamiento de los lagartos también sirven

para aves, como garzas y airones. Cuando

los lagartos se mueven de sus agujeros a

los montículos de de anidamiento ayudan a

mantener abiertos los caminos. También

devoran grandes cantidades de lucio, un

pez que hace presa en otros peces. Esto

significa que tales reptiles ayudan a

mantener las poblaciones de peces que se

usan para la pesca deportiva, como la

lobina y la brema. En 1967, el gobierno de

Estados Unidos colocó al lagarto americano

en la lista de especies en peligro. Con un

promedio de 40 huevos por nido y

protegido contra los cazadores, hacia 1975

la población de lagartos había

experimentado una fuerte recuperación en

muchas regiones demasiado fuerte de

acuerdo con algunas personas que

encontraron lagartos en sus patios traseros

M


490

y pisinas o albercas.

El problema es que la poblaciones de

humanos y de lagartos están, aumentando

rápidamente y los humanos se estan

apoderando de los hábitats naturales del

lagarto la dieta fundamental de los lagartos

incluye: caracoles, manzanas, peces

enfermos, patos y tortugas, pero una

mascota o una persona que cae o nada en

un canal, un estanque o algunas otras

áreas donde vive el lagarto, esta expuesta

a ser atacada

En 1977, el Servicio de Pesca y Vida

Silvestre de Estados Unidos reclasificó al

lagarto americano de en peligro a

amenazado en Florida, Luisiana y Texas,

donde vive el 90% de estos animales. En

1987, tal reclasificación se extendió a otros

siete estados.

Como una especie amenazada, - los

lagartos todavía tienen protección contra

una caza excesiva pero la caza limitada se

permite en algunas áreas para evitar que la

población crezca demasiado.

Florida con al menos 1 millón de lagartos o

cocodrilos, permite 7000 muertos por año.

La recuperación del lagarto americano es

un éxito importante en la actividad de

conservación en la vida silvestre.

Figura 4-36 El lagarto o cocodrilo

americano es una especie clave en los

pantanos y marismas que son sus hábitats

en el sureste de Estados Unidos. En 1967,

fue clasificado como especie en peligro en

ese país. Tal protección permitió a esa

población animal recuperarse, hasta el

punto en que su estado ha cambiado de en

peligro a amenazada. Debido a su gruesa

piel, velocidad de nado en el agua y sus

poderosas mandíbulas, esta especie no

tiene depredadores naturales, excepto los

humanos.

uno o mas de los recursos limitados que

necesita (como alimento, luz solar, agua,

suelo, nutrientes o espacio). Debido a dicha

competición interespecífica, partes de los

nichos fundamentales de especies distintas

se sobreponen significativamente. Sin

embargo, algunos experimentos han

demostrado que dos especies no pueden

ocupar exactamente el mismo nicho

fundamental por tiempo indefinido en un

hábitat donde no hay suficiente de un

recurso para satisfacer las necesidades de


491

ambas especies. Esto se llama principio de

exclusión competitiva.

Cuando los nichos fundamentales de dos

especies competidoras se traslapan, una

especie puede ocupar más de su nicho

fundamental que la otra, por la producción

de más elementos jóvenes, que obtienen

más alimento o energía solar,

defendiéndose mejor así, o limitando o

evitando que la otra especie emplee un

recurso. Esto puede causar que una especie

sea eliminada de un área, o forzar a una

especie animal a emigrar a otra.

Otro modo en que se reduce el grado de

traslape fundamental, es por la repartición

de los recursos,

Figura 437 Estratificación de nichos de

plantas y animales especializados en

diversas capas de un bosque tropical

lluvioso. Estos nichos especializados

permiten a las especies evitar o hacer

mínima la competición por los recursos con

otras, y conducir a la coexistencia de una

gran diversidad de especies. Esta

especialización de nicho ha sido promovida

por la adaptación de los vegetates a los

diferentes niveles disponibles de claridad o

luz en las capas del bosque, y cientos de

miles de años de adaptación y evolución en

un clima sensiblemente constante.

proceso para dividir estos de manera que


492

las especies con requerimientos semejantes

usen los escasos recursos; en tiempos,

formas o lugares distintos. En efecto,

"comparten la riqueza" con cada especie

competidora que ocupa un nicho

especializado,"que sólo es una parte de su

nicho fundamental.

Por ejemplo, los halcones y los búhos se

alimentan con presas semejantes; los

halcones cazan durante el día y los búhos

por la noche. Donde se encuentran juntos

leones y leopardos, los primeros toman

principalmente animales grandes como

presas, y los leopardos, animales menores.

Diferentes especies de aves, como el

cerrojillo de los bosques de Nueva

Inglaterra, evitan la competición por el

alimento cazando insectos en diferentes

partes de los mismos árboles coniferos.

DEPREDACION Y PARASITISMO:

INTERACCIONES CONSUMIDOR-

VICTIMA

a forma mas obvia de interacción de

las especies en las cadenas y redes

alimentarias es la depredación. Un

organismo de una especie, denominado

depredador, se alimenta de partes o de

todo un organismo de otra especie, la

presa, pero no vive en o sobre esta. Juntos,

los dos tipos de organismos involucrados,

como leones y cebras, se dice que tienen

una relación depredador-presa. Definidas

ampliamente, las relaciones mencionadas

incluyen interacciones carnívoro-presa,

herbívoro-planta, parásito-hospedador En

las Figuras 4-13, 4-14, 4-19 y 4-20, se

muestran ejemplos de depredadores y sus

presas.

* (N. de R.) Aunque suele llamarse

"huesped" (en biología) al animal o planta

en que vive o se hospeda un parásito,

conviene utilizar el término hospedador

(que equivale al del ingles, host) para este

caso. Ello evita la confusión con el uso

común de huésped como la persona o

entidad hospedada, y no como la que

hospeda o da alojamiento. f F.P.]

Algunas especies depredadoras cazan y

matan presas vivas. Otras, llamadas

L


493

devoradoras de carroña, comen organismos

muertos que fueron matados por otros

organismos, o murieron naturalmente. Los

buitres, moscas y cuervos son ejemplos de

devoradores de carroña. Los tiburones son

de los depredadores más importantes

existentes en los mares y océanos del

mundo (véase Estudio de un Caso en la

pág. 122).

Las especies de presa tienen diversos

mecanismos protectores. De otra manera,

serán capturadas y comidas fácilmente.

Algunas pueden correr, nadar o volar

rápidamente, y otras tienen la vista o el

sentido del olfato altamente desarrollados,

lo que las alerta de la presencia de un

depredador. Algunas poseen piel gruesa o

muy dura (el lagarto, Fig. 4-36), concha

(las tortugas) o corteza (la secoya gigante,

Fig. 4-6), y otras están provistas de espinas

(el puerco espín) o los cactos (Fig. 4-7).

Todavía otras tienen coloración protectiva

(la planta piedra que parece una roca gris),

o la aptitud de cambiar de color (el

camaleón), de modo que puedan

esconderse entremezclándose con su

ambiente. Algunas especies de presa o

depredadas* secretan sustancias químicas

de mal olor (el zorrillo y hierbas fétidas),

saben mal a sus depredadores (ranúnculo),

irritan (escarabajos bombarderos), o

envenenan (ranas flecha envenenada y

sapos dorados, Fig. 4-35). Los brillantes

colores de algunas depredadas avisan a los

depredadores que son un manjar nocivo

(como la mariposa monarca, Fig. 4-11, y el

sapo dorado). Ciertas presas intentan alejar

o intimidar a sus depredadores

esponjándose ampliamente, extendiendo

súbitamente parte de su plumaje (pavo

real, Fig. 4-9), pareciéndose (mimetismo) a

especies venenosas (la mariposa virrey;

que se asemejan a la venenosa, mariposa

monarca, Fig. 4-11), o bien a depredadores

de alguna especie de presa (oruga

serpiente). Otras depredadas obtienen

protección viviendo en grandes grupos

(cardúmenes o agrupamientos de peces,

manadas de antelopes).

Los depredadores también tienen una

variedad de métodos que les ayudan a

capturar presas. Algunos carnívoros, como

el chita, capturan su presa por ser capaces

de correr muy rápido, y otros tienen una

mirada penetrante que inmoviliza (águila

calva americana, Fig. 2-10). Otros

carnívoros cooperan en la captura de su

presa cazando en grupos, como lo hacen las

hienas manchadas, leones africanos, lobos,

chacales y perros de caza. Como las

especies de presa, algunos depredadores

usan camuflaje para esconderse y esperar

presas que no sospechan, o mezclarse en

su ambiente (lobo ártico, Fig. 4-1). Muchos

depredadores atacan presas que son

jóvenes, viejas,

(N. de R.) Este término puede usarse

como sinónimo de presa y en oposición a

depredador. Se complementa así la

terminología: depredación (predación),

depredador (predator) y depredado o

depredada (prey). [F.P.1


494

Figura 4-39 Este tiburón azul y otros tipos

de tiburones son depredadores clave en los

océanos del mundo. Este es uno de un

número pequeño de especies de tiburón

que ocasionalmente ataca a los nadadores.

Estos peces intimidantes prefieren el agua

profunda, y son una amenaza sólo para las

personas que nadan desde botes o lanchas

en aguas profundas.

Los tiburones han vivido en los mares y.

océanos durante 450 millones de años,

mucho antes de que aparecieran los

dinosaurios. Ahora hay unas 360 especies

de tiburones, cuyo tamaño,

comportamiento y otras características

difieren ampliamente (fig. 4-39).

Los tiburones varían en tamaño desde 0.1

m (6 pulg) de largo, el tiburón perro enano,

hasta 18m (60 pies), tiburón ballena: el pez

más grande del mundo. El tiburón ballena,

como otras dos especies grandes de tiburón

-el cetorrino y el megaboca- son

inofensivos para la gente, porque se

alimentan de diatomeas microscópicas,

vegetales y animales acuáticos pequeños,

como el zooplancton y el camarón.

Los tiburones tienen órganos sensoriales

extremadamente sensitivos. Algunos

tiburones pueden detectar el olor de peces

en descomposición o de sangre, aún cuando

este diluído a sólo 1 parte por millón de

partes de agua de mar. Probablemente

pueden oír sonidos que se originan a 3 km

(2 mi) de distancia, y apreciar la dirección

desde la cual vienen los sonidos bajo el

agua. También sienten impulsos eléctricos

débiles radiados por los músculos y

corazones de los peces, haciendo difícil para

sorpresa escapar a la detección:

Los tiburones son depredadores clave en

los mares y océanos del mundo, que

ayudan a controlar el número, Los Otros

depredadores marinos llamados tiburones,

los océanos están atestados de peces

muertos y con descomposición y carentes

de muchos sanos, con los que contamos

para comer. Recientemente, la pesca

comercial del tiburón; muy acrecentada en

el Golfo de México, ha reducido

abruptamente las poblaciones de algunas

especies de tiburones. Un resultado es un

aumento en los bañistas que sufren

lesiones al pisar sobre mantarrayas en la

arena, y que algunos tiburones comían.


495

Cada año, se capturan y matan 100

millones de tiburones, principalmente para

alimento y por sus aletas. Las aletas de

tiburón secas, que se venden a 117 dólares

por kilogramo (53 dólares por libra) en los

mercados de Asia, sirven para hacer "sopa

de aleta de tiburón", que se vende hasta en

50 dólares un tazón en los restaurantes

carol de Hong Kong. Otros tiburones son

vulnerables a ala sobre pesca; porque la

mayoría de la especies necesita 10 a 15

años para empezar a reproducirse, y sólo

producen pocos, desde nacientes.

Influenciada por el cinema y las novelas

populares, la mayoría de las personas ve

los tiburones como monstruos que

devorangente. Esto se halla lejos de la

verdad. Cada año, unos cuantos tipos de

tiburón, principalmente los llamados blanco

grande, tigre, gris de arrecifes, azul y punta

blanca oceánico, hieren a unas 100

personas en todo el mundo, matan a unas

25. La mayoría de los ataques son por los

grandes tiburones blancos, que con

frecuencia se alimentan de alcones marinos

y otros mamíferos de mar, y algunas veces

confunden a los nadadores humanos con su

presa normal, especialmente si están

usando trajes negros húmedos. En un año

típico, sólo 10 o 12 ataques, de tiburón

ocurren en aguas de estados unidos (la

mayoría en la Florida y el sur de California),

siendo fatales uno de estos dos ataques.

Si usted es un paseante típico del mar sus

posibilidades de ser muerto por un tiburón

en un ataque no provocado son

aproximadamente 1 en 100 millones. Es

más probable que sea muerto por un cerdo

que por un tiburón, y miles de veces más

probable que fallezca al conducir un

automóvil

Los tiburones ayudan a salvar vidas

humanos. Además de proporcionar alimento

a las personas, ayudan a aprender como

luchar contra el cáncer, bacterias y virus.

Los tiburones son muy saludables y tienen

procesos de envejecimiento semejantes a

los nuestros. Su sistema inmunológico

altamente, efectivo, permite a las heridas

sanar rápidamente si llegar a infectarse y

su sangre está siendo estudiada en relación

con la investigación sobre el sida. Se esta

utilizando una sustancia química extraída

del cartilago, como piel artificial para

víctimas de quemaduras.

Los tiburones se encuentran entre los pocos

animales en el mundo que case nunca

padecen de cancer o cataratas en los ojos:

es importante saber que puede, ayudarnos

a mejorar la salud humana. Las sustancias

químicas extraídas del cartílago del tiburón

han aniquilado células cancerosas en

animales de laboratorio, investigación que

algún día podría ayudar a prolongar nuestra

vida o la de un ser querido.

Los tiburones son necesarios en los

ecosistemas oceánicos del mundo. Aunque

no nos necesitan, nosotros si los


496

necesitamos a ellos. Somos mucho más

peligrosos para los tiburones, que ellos para

nosotros. Por cada tiburón que muerde a

una persona, los humanos matan 1 millón

de tiburones.

Figura 4-40 Parasitismo. Las lampreas

marinas son parásitos que usan su boca

como ventosa para adherirse a los lados de

los peces que son sus presas. Luego hacen

un agujero en el pez con sus dientes y se

alimentan con su sangre.

Figura 441 Mutualismo. Estos

espulgabueyes se estan alimentando de las

garrapatas que infestan este rinoceronte

negro, especie en peligro de Kenya, África.

El rinoceronte se beneficia porque estos

parásitos son retirados de su cuerpo, y las

aves se benefician por tener una fuente

segura de alimento. Sólo quedan unos 3

500 rinocerontes negros en África. Estas y

otras especies de rinocerontes enfrentan la

extinción porque son muertos ilegalmente

por sus cuerpos, que se pueden vender

hasta en 44 000 dólares el kilogramo (20

000 dólares la libra), y debido a la pérdida

del hábitat. Los conservacionistas privados

y del gobierno están tratando de proteger

los rinocerontes contra la caza ilegal en

vedado, creando santuarios y haciendas

privadas, cercados o fuertemente vigilados,

relocalizando algunos animales en áreas

protegidas, y propiciando el apareo de

poblaciones cautivas de todas las especies.

Estos esfuerzos han conducido a un lento


497

aumento en el número en las áreas

protegidas y en cautividad, pero es una

lucha cara y cuesta arriba. Los funcionarios

de la vida silvestre también están cortando

y quemando los cuernos de los rinocerontes

sobrevivientes, para proteger a los

animales contra su caza.

Figura 4-38 Nichos de alimentación

especializados de diversas especies de aves

en un terreno húmedo. Esto permite

compartir recursos limitados.

débiles, enfermas, invalidas o, en algunos

casos, que se hallan incapacitadas. Esta

supresión natural de individuos enfermos y

débiles también beneficia a la especie

depredada, evitando la diseminación de una

enfermedad, y dejando a los individuos mas

fuertes y saludables para el apareamiento.

Otros depredadores, como los humanos,

han inventado armas y trampas para

capturar presas.

Otro tipo de interacción depredador-presa

es el parasitismo. Un parásito es un

consumidor que se alimenta de otro

organismo vivo, hospedado (o su huesped)

viviendo sobre o en el organismo

hospedante por toda o la mayor parte de la

vida del mismo. El parasitismo es una

forma especial de depredación en la que el

depredador (parásito) es mucho menor que

su presa (hospedador) y vive sobre o en su

presa viva. El parásito se nutre del

hospedador, al que debilita gradualmente.

Esto puede o no matar a este último. Las

tenias, organismos que causan

enfermedades (patógenos) y otros

parásitos, viven dentro de sus

hospedadores. Los piojos, garrapatas,

mosquitos, muerlago y lampreas (Fig. 4-40)

se adhieren al exterior de sus

hospedadores.

Algunos parásitos pueden moverse de un

hospedador a otro, como hacen las pulgas

de los perros. Otros pueden pasar su vida

adulta adheridos o insertados en un sólo


498

organismo hospedante. Son ejemplos: el

muerdago, que se alimenta y vive en las

ramas de los robles, y las tenias o

solitarias, que se hospedan y alimentan en

los intestinos de los humanos y otros

animales.

MUTUALISMO Y COMENSALISMO

l mutualismo es un tipo de

interacción de especies en el que,

generalmente, dos especies

participantes se benefician en común. La

abeja y ciertas flores tienen una relación

mutualista. La abeja se alimenta del néctar

de las flores y en el proceso recoge el polen

y fecunda (o poliniza) las flores femeninas

cuando se introduce en ellas. Otros

ejemplos son las relaciones mutualistas

entre rinocerontes y espulgabueyes (Fig. 4-

11), y entre las plantas leguminosas y las

bacterias rhizobium que viven en nódulos

sobre las raíces de estas plantas (Fig. 4-

30).

Otra relación mutualista tiene lugar entre

las secoyas gigantes (Fig. 4-6) y una

especie de hongo que infecta sus raíces. Las

raíces de estos grandes árboles masivos,

generalmente sólo tienen 0.9 a 1.8 (3 a 6

pies) de profundidad, y se extienden hacia

afuera solo unos 15 m (50 pies). ¿Cómo

puede dicho sistema de raóces somero y

relativamente pequeño, absorber agua y

nutrientes bastantes para soportar su

crecimiento? La respuesta está en el hongo

diminuto que infecta las raíces de la secoya

y hace penetrar miles de millones de finas

extensiones capilares dentro del suelo

alrededor de las raíces de una secoya. El

hongo obtiene la nutrición que necesita del

árbol, y a su vez ayuda a este a absorber

mucho más.

E


los seres vivos y su ambiente ecologia 21

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