Elementos del medio ambiente por Cristina Andrade Guevara Flujos de materia y energía La importancia de mantener el equilibrio en la biósfera, radica en el hecho de que todos los organismos vivos que forman parte de cierto ecosistema, se relacionan a través de las cadenas o redes tróficas en donde se lleva a cabo un flujo de materia y energía. Lo anterior quiere decir que, por ejemplo, cuando algunos organismos toman de otros la materia y la energía que está contenida en sus moléculas orgánicas, se comienza a producir una circulación de ambos. Figura 1. Ciclocarbo (Regalafar, 2007) Una aplicación de estos flujos serían las cadenas alimenticias, ya que todos los organismos utilizan la energía que obtienen de sus alimentos. Es así que se va transmitiendo materia de un nivel a otro. Es importante mencionar que la energía cuando pasa de un organismo a otro, se va perdiendo ya que hay manifestaciones al exterior en forma de calor, por lo que se dice que es un sistema abierto. El flujo de materia es cerrado ya que entra al sistema de los organismos, en donde es retenido por un tiempo y finalmente se vuelve a reintegrar al medio. Dentro de estos flujos se tienen los ciclos biogeoquímicos. En ellos, los elementos químicos circulan a través del aire, el agua y el suelo, mediante los sistemas vivos, pero con movimientos cíclicos. A las moléculas que forman parte de los organismos vivos se les conoce como biomoléculas y a los elementos químicos que los seres vivos necesitan como parte fundamental de sus procesos, se les conoce como bioelementos. 1
Y entonces: Qué relación existe entre los elementos y moléculas químicas presentes en los seres vivos y los ciclos biogeoquímicos? Figura 2. Figure Thinking With Question Mark Stock Image (Master isolated images & freedigitalphotos, 2013) La respuesta es sencilla porque dichos ciclos permiten que se tengan disponibles los elementos que posteriormente se transformen y recirculen a través de la atmósfera, hidrosfera y litósfera. Por lo anterior, los ciclos no se presentan de manera aislada sino que tienen una estrecha relación con la biósfera. En la figura 1 se presenta la clasificación de los ciclos. Figura 1. Ciclos biogeoquímicos. 2
Dentro del esquema de la biósfera, los problemas ambientales han afectado de manera significativa estos ciclos y por consiguiente, a la biodiversidad. Factores ambientales Ahora bien, siempre se ha relacionado el medio ambiente, la alimentación y la actividad física del ser humano con el crecimiento que éste llega a tener. Lo anterior sucede en todos los seres vivos, ya que al ser expuestos tanto a factores físicos como químicos del medio ambiente, éstos influyen en su crecimiento y expansión. Se ha considerado que el medio ambiente está formado principalmente por dos tipos de factores: Medio ambiente! Factores bióticos! Factores abióticos! Figura 2. Medio ambiente. Factores abióticos Los factores abióticos son los factores inertes del medio ambiente de tipo no biológico y se pueden clasificar en dos categorías (Calixto, Herrera y Hernández, 2008): a) Los que ejercen efectos físicos. b) Los que presentan efectos químicos. Podríamos resumir que los factores abióticos los consideramos como la interacción entre los seres vivos, el medio ambiente y su crecimiento. 3
Ejemplo de factores abióticos: Entre otros: Luz solar Latitud Altitud Temperatura Agua Figura 3. Pakkanen (User:Mysid, 2007). Factores bióticos Por otro lado, se tienen los factores bióticos, los cuales son considerados aquellos organismos con vida y su relación entre sí en el medio ambiente en el que se desarrollan, es decir, son todos los seres vivos que comparten un ambiente, desde un microorganismo hasta un mamífero de dimensiones enormes. De acuerdo a Jiménez (2007), algunas de las relaciones entre los seres vivos dentro de estos factores bióticos son: Para resumir: a. Factores demográficos b. Factores etológicos c. Parasitismo d. Comensalismo e. Simbiosis 4
Se considera que tanto factores bióticos como abióticos influyen de manera positiva o negativa en el crecimiento, desarrollo y supervivencia de un organismo en un ambiente dado. Es importante que conozcas factores bióticos y abióticos, así como los correspondientes a cada uno de ellos. Niveles de organización Para entrar a la parte en la que se organizan los seres vivos dentro de la biósfera, o un ecosistema determinado para realizar estudios ecológicos y ver qué factores pueden determinar condiciones óptimas de desarrollo o bien de fragilidad y mortandad, se ha determinado utilizar distintos niveles de organización a fin de manejar a los seres vivos. Primero se hablará de la población que es un conjunto de individuos de la misma especie que comparten un área semejante y que al reproducirse, generan descendencia fértil. Tienen rasgos morfológicos, fisiológicos y de conducta similares (Jiménez, 2007). Dentro de las poblaciones se tienen características específicas como grupo y no particulares de cada individuo, por lo que algunas de ellas son: natalidad, mortalidad, densidad de población, distribución de la población, adaptabilidad y capacidad reproductiva. Ascendiendo en el nivel de organización se continúa con la comunidad que es un conjunto de dos o más poblaciones de especies que ocupan una determinada zona o área. Es importante mencionar que solamente los seres vivos forman parte de la comunidad, pero no los factores abióticos (Jiménez, 2007). De lo anterior podemos expresar que las comunidades biológicas (seres vivos) que se desarrollen e interactúen en un ambiente físico se conocen con el nombre de ecosistema. Al continuar ascendiendo en el nivel de organización se tiene a los biomas que son propiamente el conjunto de ecosistemas, es decir, son zonas extensas donde cohabitan comunidades de flora, fauna y clima (Jiménez, 2007). 5
Factores limitantes En los ecosistemas se encuentran muchos factores abióticos, donde el flujo de ellos es controlado por factores externos. Las poblaciones son ajenas a estos factores externos y no los pueden aumentar ni disminuir y como ejemplo se tiene que un cocodrilo no puede hacer nada para que llueva más o menos. Ahora bien, si dentro del ecosistema existen poblaciones de diferentes especies, cómo es posible que una especie pueda tener una supervivencia mayor que la otra? Esto se debe a los factores limitantes. Figura 3. Factores limitantes. Por ejemplo: Entre varias especies de árboles que se encuentran en un bosque, alcanzarán con mayor facilidad la luz solar aquellas que tengan una mayor altura. Figura 4. Alsea2 (10025383353) (Bureau of Land Management, 2013). La competencia entonces refiere al hecho de poder conseguir fácilmente un recurso común entre dos poblaciones o más dentro de una misma área. 6
Figura 5. green heron predation sequence (bird flew, 2010). Con respecto a la depredación, también hay interacción entre dos poblaciones, pero en este caso, una de ellas se ve atacada por la otra para proveerse de alimentación. En la depredación se habla de depredadores y presas y se establece una relación directa y proporcional, por lo que ocasiona un equilibrio dinámico ya que ambas partes se regulan a sí mismas. Es decir, si hay pocas presas, también hay pocos depredadores, pero si aumentan las presas, también lo hacen los depredadores. Referencias Calixto, R., Herrera, L., y Hernández, V. D. (2008). Ecología y Medio Ambiente. México, D. F.: CENGAGE Learning. Jiménez, L. F. (Coord.). (2007). Conocimientos fundamentales de Biología. Vol. I. México, D.F.: Pearson Educación. Referencias de las imágenes Bird flew (2010). green heron predation sequence. Recuperada de https://www.flickr.com/photos/birdflew/4710718584. (Imagen bajo licencia de Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0) acuerdo a: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/). Bureau of Land Management (2013). Alsea2 (10025383353). Recuperada de http://commons.wikimedia.org/wiki/file:alsea2_(10025383353).jpg (Imagen bajo licencia de Creative Commons Attribution 2.0 Genericde acuerdo a: http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.en). Gene Feldman, Jim Tucker, NASA (2007). User:Mysid. Recuperada de http://commons.wikimedia.org/wiki/file:pakkanen.jpg (Imagen bajo licencia de dominio público de acuerdo a: http://en.wikipedia.org/wiki/public_domain). Master isolated images & freedigitalphotos,(2013). Figure Thinking With Question Mark Stock Image. Recuperada de http://www.freedigitalphotos.net/images/figure-thinking-with-question-mark-photop169694 (Imagen publicada bajo licencia Royalty Free, de acuerdo a: http://www.freedigitalphotos.net/images/terms.php). Regalafar (2007). Ciclocarbo. Recuperada de http://commons.wikimedia.org/wiki/file:ciclocarbo.png (Imagen bajo licencia de dominio público de acuerdo a: http://en.wikipedia.org/wiki/public_domain). 7