Estudios Ambientales

Trabajo 3

1. MariaNella Orta

2. Marleny Tubiñez

3. Johanna Ayala

4. Germán Orta

5. Juan Vicente Mijares

Sistemas Biológicos

La naturaleza se organiza en sistemas con muchos componentes que están relacionados de muchas maneras, en ocasiones de forma no lineal. De la misma manera, las poblaciones biológicas no están aisladas, sino que interactúan unas con otras y con su medio de formas a veces muy complicadas. Esta aseveración tiene algunas consecuencias relevantes, no muy obvias.

1) Por ejemplo, de ella se desprende que para comprender un sistema biológico, se deben estudiar de manera simultánea los principales factores que intervienen en él, no considerar por separado uno o dos de ellos. Esto no pretende desmeritar el estudio de las partes de un sistema biológico (con este modo de estudiar a la naturaleza se han desarrollado muchos avances en el conocimiento científico). En ocasiones descomponer un problema en partes es la única manera de resolverlo. Sin embargo, tampoco se sugiere que estos sistemas no se puedan conocer por lo complicados que son. Lo que se trata de dejar claro es que siempre se debe de considerar a todo el sistema cuando se estudian sus partes; la comprensión de los procesos biológicos surge al contrastar los conocimientos particulares con sus contextos generales.

2) Los sistemas biológicos son jerárquicos. Esto quiere decir que algunos sistemas están "inmersos" en otros sistemas mayores, que a su vez están "dentro" de otros mayores aún. Este concepto se puede representar como si la población de una especie estuviera "inmersa" dentro de un conjunto mayor de poblaciones de otras especies (que comparten todas una misma región). Al decir inmerso se deben precisar dos cosas: primero, que la población (o sistema biológico) mantiene su identidad y se puede diferenciar sin demasiados problemas de su entorno; segundo, que está influenciado por las poblaciones vecinas (los cambios de tamaño de la población están principalmente originados por factores externos a ella).

3) Las fronteras de los sistemas biológicos son difusas, no siempre se puede saber donde acaba exactamente un sistema o proceso y empieza otro. Es una consecuencia de que haya muchas interacciones en sistemas jerárquicos.

4) Algunas de las características de los sistemas biológicos dependen del sitio y la temporada del año en las que se evalúen. Un ejemplo muy claro lo constituyen las selvas secas, que tienen características muy contrastantes si se estudian en temporada de lluvias o en secas. Pero al mismo tiempo los sistemas biológicos mantienen su "identidad" cuando se les perturba. Los sistemas biológicos "se regeneran", tienen estabilidad y resilencia. Son constantes en el tiempo y el espacio.

De estas propiedades se puede desprender que el estudio de los sistemas biológicos es una tarea difícil, porque los objetos de estudio cambian y permanecen constantes, se delimitan claramente y poseen fronteras difusas, todo simultáneamente.

Biosfera

La biosfera es la parte de la corteza terrestre en la cual se desarrolla o es posible la vida, es decir, desde determinada altura de la atmósfera hasta el fondo de los océanos.

Este espacio vital abarca unas zonas llamadas biociclos: el biociclo del agua salada (mares y océanos), biociclo del agua dulce (ríos y lagos), y biociclo terrestre (suelo y el aire en contacto con él).

¿Quien introdujo el término biosfera...?

La noción de biosfera, o dominio poblado por los seres vivos en la Tierra, fue introducida por Lamarck y desarrollada por el geólogo austriaco Edward Suess, en 1873. Pero su estudio sistemático desde el punto de vista geoquímico no adquirió la debida difusión hasta 1929, con motivo de la edición francesa de la obra del académico ruso Vladimir I. Vernadski, La biosphere (Librairie Félix Alcan, París), traducción de la publicada en su lengua original en 1924. Se reúnen en este libro una serie de artículos de síntesis, a su vez resumen de las investigaciones originales del autor y de su escuela, publicados en la Revue generale des Sciences de París y en el Boletín de la Academia de Ciencias de Leningrado, formando un conjunto de doctrina con personalidad propia.

Según Vernadski, la materia viva está distribuida sobre la superficie terrestre, formando una capa o envoltura más o menos uniforme, aunque bastante continua, y relativamente delgada para poder concentrar y aprovechar la energía química libre procedente del Sol. Esta envoltura constituye la biosfera.

Todo el planeta está envuelto en la atmósfera, una capa gaseosa que se extiende hasta unos 300 km. de altura.

¿Que comprende la biosfera y hasta donde abarca la vida...?

La biosfera comprende (aproximadamente) la hidrosfera, la zona más superficial de la litosfera y la parte inferior de la troposfera, es decir, abarca desde unos 50 km. de altitud en la atmósfera, hasta los fondos de los océanos más profundos. En la biosfera la vida depende de la circulación de nutrientes esenciales, calor y energía solar.

La Tierra que alberga la biosfera tiene 20.000 km2 de diámetro, y es de superficie irregular. El máximo desnivel es de 20 km., existente entre el monte Everest (8.848 m.) el más alto del planeta, y la fosa marina de las Marianas superior a 11.000 m. de profundidad. En su mayoría está recubierta de agua salada, y tan sólo una cuarta parte de su superficie queda por encima del nivel de las aguas.

Todo el planeta está envuelto por una capa gaseosa, la atmósfera, que se extiende hasta unos 300 km. de altura, aunque sólo hasta la estratosfera (50 km. de altura) se mantiene la influencia sobre los seres vivos. Los fenómenos meteorológicos tienen lugar en su mayoría en la troposfera (10 km. de altura).

La biosfera, o zona donde se desarrolla la vida, consta de troposfera, hidrosfera y la parte más externa de la corteza terrestre.

El medio en que se desarrolla la vida, la biosfera, consta pues de troposfera, hidrosfera (mares, océanos y aguas continentales), y la parte más externa de la corteza terrestre (litosfera). En la biosfera existe vida en todas la áreas emergidas, y hasta unos pocos metros de profundidad del suelo.

En el mar, la mayor parte de los organismos acuáticos se concentran en profundidades inferiores a 200 m., pero es evidente que la vida se extiende incluso hasta las grandes fosas marinas, como resulta de la observación de peces y moluscos a 6.000 m. de profundidad, y cuyas investigaciones no rebasan esa distancia por las dificultades tecnológicas para superarla, y que probablemente desvelaría que la vida no se limita a profundidades inferiores a las observadas.

Reinos Funcionales

Desde la época de Aristóteles, la clasificación de los organismos vivos fue en reinos: animal y vegetal. Pero con la aparición del microscopio y en el año 1.866, Ernst Haeckel incluye el reino Protistas con los organismos microscópicos unicelulares.

Más tarde, en 1.969, R. Whittaker, propone una clasificación en cinco reinos, en la que queda incorporada la distinción procariota-eucariota, puesto que esta distinción se considera actualmente, mucho más importante que la de vegetal-animal del sistema tradicional. Así quedan patentes las importantes diferencias entre las algas verde-azuladas (cianofíceas) y las bacterias, ambas con organización celular sin núcleo patente (procariotas) y todos los demás organismos que tienen un núcleo rodeado por membrana (eucariotas). Incluyendo los procariotas en el reino Monera y los eucariotas en los cuatro restantes reinos.

Sistema de Clasificación de  Whitakker (1969)

A partir de esta clasificación ha surgido otra más aceptada, la de Margulis-Schwartz (1.985) con cinco reinos también. Es más filogenética y tiene la ventaja de hacer grupos más homogéneos. Cambia el reino protistas por de PROTOCTISTAS, en el que incluye a protozoos, todas las algas (excepto cianofíceas) y a los hongos inferiores.

4.- Características principales de los animales

Capacidad de reproducción: tanto sexual como asexualmente, aunque la sexual se haya mostrado mejor pues al dar mayor posibilidad de diversidad, la capacidad protectora es mayor. También la asexual con las mutaciones puede diversificar.

Capacidad de adaptación: la anterior característica posibilita la adaptación ante el cambio de situación ambiente, e incluso en cierta medida hasta individualmente.

Irritabilidad: capacidad de sentir y responder de una forma adaptativa a estímulos externos. Característica que ha ido en aumento en términos filogenéticos.

Motilidad: capacidad de movimiento.

Metabolismo: intercambio de productos y energía.

Respiración: con lo que conlleva de obtención de energía del exterior.

Excreción: eliminación de productos nocivos del catabolismo.

Teniendo como base estas características comunes a todos los organismos vivos, se puede hacer una distinción entre las de los animales y las de los vegetales según el siguiente cuadro:

VEGETAL ANIMAL

NUTRICIÓN Autótrofa, por medio de la fotosíntesis. Heterótrofa, debiendo incorporar al organismo sustancias nutritivas de tipo orgánico.

CRECIMIENTO Ilimitado. Limitado.

PARED CELULAR Constituida por celulosa: cadena larga de glucosas, rígida e inerte. Carecen de celulosa y por tanto de pared celular.

SISTEMA NERVIOSO No existe. Incorporado en la mayoría.

MOTILIDAD Salvo por movimientos autóctonos, no la tienen. Gran desarrollo en la mayoría.

RESERVAS NUTRITIVAS Constituidas fundamentalmente por almidón. Constituidas fundamentalmente por glucógeno.

PRODUCTOS DE DESECHO Oxígeno en la fotosíntesis y CO2 en el metabolismo. No hay necesidad de órganos de excreción por no tener desechos nitrogenados. Fundamentalmente CO2 y desechos nitrogenados, de ahí la necesidad de órganos de excreción

Productividad

La productividad es la velocidad de almacenamiento de la energía en el ecosistema y puede subdivirse en primaria y secundaria.

Productividad primaria

Se refiere a la velocidad a que la energía es almacenada por efecto de la actividad fotosintética; este almacenamiento se lleva a cabo en forma de materiales orgánicos susceptibles de ser utilizados como el almidón, la sacarosa y la glucosa que están presentes en hojas, raíces, tallos y frutos de los vegetales.

Productividad secundaria

Es la velocidad de almacenamiento de la energía en el nivel de los consumidores y desintegradores; este almacenamiento ocurre en el nivel de la biomasa que constituye el cuerpo de estos organismos.

Del total de la productividad primaria en los vegetales, una parte de la energía se consume en la respiración; la otra se utiliza en el crecimiento y la reproducción, posteriormente es transferida a los consumidores.

Cuando se dice que un ecosistema es muy productivo, se está haciendo referencia a un espacio en el cual hay una gran densidad de plantas y animales que captan, transforman y almacenan energía. Tal es el caso de muchas de las zonas tropicales y subtropicales de México; en contraste, en un desierto hay muy pocos animales y vegetales que pueden almacenar la energía proveniente del sol y, por lo mismo, estos lugares son considerados como zonas de poca productividad.

Finalmente, es necesario mencionar que así como la productividad depende de la velocidad a la que las plantas y los animales puedan almacenar energía, también está directamente relacionada con los principales factores del medio, los cuales delimitan la presencia y densidad de tales organismos; estos factores son la radiación solar, agua, nutrientes, temperatura, suelo y, en el caso de la productividad primaria, la superficie foliar que queda expuesta al sol y puede fotosintetizar eficazmente.

Fotosíntesis

La fotosíntesis de las plantas verdes es el proceso fundamental mediante el cual la energía solar es transformada en materia orgánica, que mantiene todas las formas de vida sobre la Tierra. La fotosíntesis se realiza en dos fases o etapas: la reacción lumínica, y la reacción en la oscuridad. La reacción lumínica actúa en presencia de luz con independencia de la temperatura reinante (siempre que ésta no sobrepase determinados límites). Por su parte, la reacción en la oscuridad tiene lugar con independencia de la luz pero no de la temperatura, aunque ésta última debe mantenerse igualmente dentro de unos límites para que sea efectiva.

Flujo de energía

La energía es la capacidad de realizar un trabajo y el comportamiento de la misma la describen las leyes de la termodinámica, que son dos:

· La primera ley dice que la energía puede transformarse de una clase en otra, pero no puede destruirse. Por ejemplo, la energía de la luz se transforma en materia orgánica (leña), que a su vez se transforma en calor (fuego) y luz; el calor se puede transformar en energía de¡ movimiento (máquinas a vapor); ésta en luz (dinamo que produce electricidad), y así sucesivamente.

· La segunda ley dice que al pasar de una forma de energía a otra (energía mecánica a química a calor y viceversa) hay pérdida de energía en forma de calor. Cualquier cambio de una forma de energía a otra produce pérdidas por calor. De esto se deduce que un ecosistema no puede ser autoabastecido de energía en el corto plazo y que todos los procesos naturales son irreversibles en cuanto al flujo de energía, es decir, el flujo de energía sigue una sola dirección.

De la energía solar que llega a la superficie de un ecosistema se aprovecha sólo un 1 % aproximadamente, porque las pérdidas son considerables hasta llegar a la producción primaria. En efecto, sólo el 45% de la luz disponible es absorbible por los orgánulos fotosintéticos; una parte de la radiación potencial es reflejada; otra parte es transmitida por los órganos vegetales, 0 sea, que pasa por ellos, y la energía absorbida es transformada en calor.

En el mismo ecosistema hay pérdida de energía, porque cerca de la mitad de la producción primaria bruta es gastada por los productores en su metabolismo y se pierde como calor, y sólo la otra mitad está disponible para los consumidores como alimento (carbohidratos, celulosa, lignina, grasas, proteínas, etc.).

En la cadena trófica, al pasar de un eslabón a otro, hay más pérdida de energía a través de la respiración y los procesos metabólicos de los individuos, porque el mantener vivo un organismo implica gastar, en forma de calor, parte de la energía captada; las sustancias no digeribles, que son excretadas o regurgitadas y descompuestas por los detritívoros; y la muerte de individuos, que ocasiona pérdidas, pero la energía es devuelta, en parte, por los desintegradores.

Sin la energía solar no seria posible la vida, y el día en que el Sol cese de producir energía, también se acabará la vida en nuestro planeta indefectiblemente, al menos en forma generalizada. Naturalmente esto sucederá dentro de unos 7000 millones de años.

Autoecología

La autoecología es la parte de la ecología que estudia las relaciones recíprocas de las especies individuales con su entorno, es decir, con el resto de los organismos y el medio.

Ecosistema

El termino ecosistema fue introducido por el ecólogo inglés Arthur George Tansley en 1935, quien lo define como la unidad fundamental ecológica, constituida por la interrelación de una biocenosis y un biotopo. Es decir, un ecosistema está constituido por un medio físico (el biotopo, hábitat o ambiente), sus pobladores (la biocenosis o conjunto de seres vivos de distintas especies o población) y las interrelaciones entre ambos, todos ellos formando una unidad en equilibrio dinámico.

Relaciones Biota - biotopo

El biotopo puede ser considerado según su naturaleza en superficie o en volumen; así, se reconoce un edafotopo como referido al sustrato, un climátopo en cuanto a las características climáticas, y un hidrótopo considerando los factores hidrográficos. En cuanto a su extensión, puede ser tan amplio como el mar, en el que viven comunidades animales, vegetales y microorganismos; o tan reducido como un pequeño lago, un arrecife de coral, o los diferentes desniveles de un río, en los cuales existen residencias ecológicas con distintas comunidades animales y vegetales.

Se le llama Biota al conjunto de especies naturales. La biota es el elemento básico para mantener los procesos evolutivos y ecológicos que definen el planeta.

Reflexiones del equipo

El mundo requiere de una serie de cambios constantes. La aparición de nuevas tecnologías, ideas y visiones del mundo, muy diferentes de aquellas que tan sólo hace unos años preponderaban, hace necesario que constantemente nos veamos en la necesidad de revisar nuestros puntos de vista, nuestra organización social, etcétera.

Enfrentamos en los inicios del tercer milenio de nuestra era una situación en la que la tecnología, la ciencia y la política se han convertido en fuerzas tan preponderantes como lo fueron las religiones unos mil años atrás, y como las religiones, puede ser utilizadas para hacer el bien o el mal.

Las consecuencias buenas y malas de esto las podemos ver todos los días en términos de las contradicciones que vemos en nuestro mundo, pero nuestra visión de estos problemas es parcial y estática en el tiempo, mientras que los procesos de evolución son continuos y dinámicos.

El grave inconveniente de esta forma de ver las cosas es que no nos permite entender los cambios que van sucediendo, uno tras otro, y que determinan el destino de muchas cuestiones importantes, generalmente de largo plazo,  irreversibles, como en el caso de las cuestiones ambientales.

Es decir, frente a las cuestiones de nuestro mundo, como el bienestar económico versus la pobreza, la industrialización versus la ecología, etc. adoptamos una visión casi fotográfica, mientras que para interpretar lo que sucede deberíamos entender que estamos frente a una película.

Reflexiones

1.- Las Teorías de Caos y de Complejidad en Cirugía

http://www.encolombia.com/cirugia15300_teorias.htm

Presenta como en el transcurso en el curso de los últimos años, de una nueva ciencia: la física de los procesos de no equilibrio, de la dinámica de los sistemas dinámicos inestables, y al surgimiento de conceptos nuevos donde presenta en su libro la transformación de las leyes de la física y, por ende, de toda nuestra descripción de la naturaleza, basado en la noción del caos, término que hoy se utiliza para designar comportamiento no periódico, el cual se refiere a un restringido grupo de fenómenos que suceden de manera predeciblemente impredecible, de fluctuación e inestabilidad muy sensibles a las condiciones iniciales, de comportamiento no periódico y de recurrencia de ciertos patrones a diferentes escalas espaciales y temporales dando introducción a lo que son sistemas biológicos

2.-Definición de información

http://www.eumed.net/flechas/informa-define.htm

Muestra las definiciones de la información, el cual que se usa con significados muy diferentes, considerando no solo definiciones restrictivas, sino también incluyendo a los sistemas físicos y sistemas biológicos intercambiándose señales sin intervención de cerebros, considerando que los sistemas biológicos tienen otro tipo de información diferente, la información genética, en comparación con los sistemas físicos y quánticos. Esa información genética es capaz de acumular energía en forma de productos bioquímicos. Los individuos vivos, animales y plantas, son subsistemas que se transmiten entre sí, además de la información física, información genética

3.- Ecosistema

http://www.lablaa.org/ayudadetareas/biologia/biolo49.htm

Ecosistema

Presenta diferentes definiciones de ecosistema, como todo el sistema (en el sentido físico) incluyendo no solamente complejos organismos, sino también el complejo total de los factores físicos que forman lo que llamamos el medio del bioma. Nos muestra ejemplos de nuestro planeta en una gran diversidad de ecosistemas, algunos de ellos son: Manglares, Bosques secos y muy secos, Páramos, Humedal, y la alta intervención del hombre ha acelerado su deterioro.

Infografia

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Última Actualización 21/02/2005