El término "ecología" es una palabra compuesta por "oikos" (hogar, sitio) y "logos" (estudio) de modo que su propio nombre implica la noción de hogar de las especies vivas, en su interacción con el resto de la tierra.
La ecología, necesariamente, debe estudiar las relaciones entre organismos vivos y el ambiente que los rodea, deber que se desprende de la propiedad de los seres vivos como sistemas abiertos. Así, la ecología incluye tanto el ámbito "biótico" (vivo) como el "abiótico" (sin vida, elementos y factores físicos y químicos). Las interacciones entre las fracciones biótica y abiótica constituye un ecosistema. Se puede hablar del sistema ecológico terráqueo tanto como de sistemas ecológicos independientes entre sí.
Un ecosistema suele ser más bien grande (un bosque y sus alrededores; la selva tropical; un lago y sus alrededores; el sistema andino de alta montaña; etc.) y su estudio suele requerir subdividirlo en fracciones que se puedan estudiar y caracterizar por separado para una síntesis posterior, que constituirá el análisis del ecosistema.
Los ecosistemas, aparte de ser grandes, tienen fronteras
más bien difusas y, ciertamente, no obedecen a las reglas fronterizas
de las leyes humanas. La clave de una buena definición de un ecosistema
radica en que los flujos materiales de entrada y de salida sean despreciablemente
pequeños respecto de los flujos de materiales dentro del ecosistema.
Dentro de un ecosistema, unas especies dependen de otras, considerando ciclos desde los microorganismos hasta los mamíferos, pasando por plantas y cualquier otro componente biótico. Esta dependencia es notablemente dinámica y recibe una gran influencia del clima del ecosistema en cuestión.
Toda la actividad biológica del planeta descansa sobre la capacidad de los fotosintetizadores para producir enlaces en moléculas orgánicas a partir de luz solar. La figura 5.2.1 muestra como las moléculas compuestas de especies "A" expresan en la forma de enlaces químicos la energía solar que capturan y cómo estos enlaces químicos son posteriormente utilizados para extraer energía por aquellas formas de vida que engullen a estos fotosintetizadores.
Por otra parte, el sol es una fuente permanente de energía
pero, como está muy distante de la tierra, sólo una parte
de cincuenta millones llega al planeta. Aún así, el flujo
(como flux) de energía solar (energía radiante que cruza
una unidad de área en cada unidad de tiempo) llega a 1,4 KJ/m2/seg
(KJ significa kilo Joules), equivalente a una energía de 1,5·1018
KWHr.
6 CO2 + 12 H2O + 2.800 KJ à
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
mediante la acción de la clorofila.
Un organismo capas de utilizar energía radiante
para su desarrollo, desde la óptica de la energía en ecosistemas,
es un
|
Productor primario |
Nombre que refleja la importancia que tienen en los ecosistemas los organismos fotoautotróficos.
No toda la radiación solar, naturalmente, es capturada para la síntesis de orgánicos, por un simple problema de eficiencia termodinámica pero también por la necesaria utilización de energía para los procesos de transporte, en el caso de las plantas (las raíces toman sales disueltas que son bombeadas hacia las hojas, en contra de la gravedad y, luego, al evaporar el agua se logra concentrar las sales).
Las plantaciones de choclos estudiadas en cierto detalle,
mostraron que un 1,6% de la energía radiante se incorporó
como carbohidratos (edibles por las personas), mientras que la transpiración
consumió un 23,4% y la biomasa (tallos, raíces, hojas, etc.)
representó un 76,6%. Estos estudios de flujos energéticos
son útiles tanto para la optimización de cultivos como para
el diseño de políticas alimenticias. Se han realizado estimaciones
de producción primaria de ecosistemas globales que permitieron estimar
la producción primaria del planeta en su totalidad, según
se ha sintetizado en la tabla 5.2.1.
| Tabla 5.2.1: Resumen de la producción primaria mundial por ecpsistema | ||||
| Tipo de Ecosistema |
106 Km2 |
g/m2/año |
|
106 ton/año |
| Selva tropical |
|
|
|
|
| Bosque templado |
|
|
|
|
| Bosque boreal |
|
|
|
|
| Tierra maderera |
|
|
|
|
| Sabana |
|
|
|
|
| Pastisales |
|
|
|
|
| Tundra alpina |
|
|
|
|
| Desiertos (semi) |
|
|
|
|
| Cultivo agrícola |
|
|
|
|
| Pantanos |
|
|
|
|
| Lagos y ríos |
|
|
|
|
| Total Continental |
|
|
|
|
| Océano abierto |
|
|
|
|
| Playas |
|
|
|
|
| Lecho (algas, estuarios) |
|
|
|
|
| Total Marino |
|
|
|
|
| TOTAL MUNDO |
|
|
|
|
Los resultados del análisis de la capacidad planetaria de producción primaria lleva a alguna conclusiones importantes y, tal ves, sorprendentes:
Pero, el consumo metabólico fue de 970 KJ/m2/año, para el propio sostén de los productores primarios (respiración, reproducción, etc).
Se midió, a continuación, que el consumo por herbívoros fue de 630 KJ/m2/año y que el consumo metabólico de los herbívoros fue de 125 KJ/m2/año (los herbívoros caminan mucho para consumir vegetales).
Por otra parte, al final de la secuencia de flujo energético, se observó que el consumo de carnívoros (que consumen herbívoros) conforma un total de 125 KJ/m2/año.
Se establecen, de esta manera, las cadenas alimenticias, con niveles tróficos que se conectan en serie pues en este análisis no se considera la participación de microorganismos que reciclan energía y materiales. La cadena aquí caracterizada sería constituida por productores primarios hasta carnívoros, pasando por lo herbívoros:
Autótrofo ---> Herbívoro ---> Carnívoro
los que forman CADENAS ALIMENTICIAS en las que se observa que
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
De este caso se puede decir que
Una de las lecciones más importantes de la actividad
humana asociada a la regulación de pestes, mediante sustancias producidas
industrialmente, la constituye el caso del DDT. En particular, el DDT (un
organoclorado) no es biodegradable. Las sustancias NO biodegradables que
ingresan a la cadena alimenticia pueden ser biomagnificadas en cada nivel
trófico ascendente, p.e., la biomagnificación de los Pesticidas,
como se deduce de la Tabla 5.5.1:
| Tabla 5.5.1: Acumulación de DDT en la cadena alimenticia en un lago de California | ||
| Agente |
|
|
| Agua |
|
|
| Plankton |
|
|
| Mino (pez) |
|
|
| Pejerrey |
|
|
| Carpa (pez) |
|
|
| Gaviota |
|
|
| Pato |
|
|
El DDT llega a los lagos por drenaje desde tierras agrícolas, por acarreo aéreo de sprays o por intentos directos de aniquilar mosquitos en el lago.
Se observó una caída rapidísima de muchas especies de aves (los hidrocarbonos clorinados interfieren el metabolismo del calcio... los huevos fueron demasiado frágiles)
Desde un punto de vista regulatorio ambiental, la especie
humana, como seres vivos, ocupamos un nivel trófico determinado
y el problema que enfrentamos es que
|
Los Humanos Estamos en uno de los más altos niveles tróficos de la pirámide alimenticia |
Organismo Béntico: planta o animal que vive cerca de (o en) el fondo de lagos, ríos, esteros u océanos.
El Epilimnio es la parte superior de las aguas de un lago (aguas quietas)
La Zona Eufótica es la que recibe suficiente luz como para que se pueda realizar la fotosíntesis
El Hipolimnio es la sección profunda, donde la temperatura del agua no cambia a lo largo del año
Plankton: Organismo flotante (nadador libre). El Fitoplankton comprende especies de plantas y algas, el Zooplankton comprende animales (pequeños) como crustáceos, filtradores y protozoos.
El Metalimnio es la región a media profundidad donde se producen los gradientes de temperatura y de oxígeno disuelto.
Un ecosistema definido por "un lago" es conceptualmente pobre puesto que ingresan muchos materiales por aguas de infiltración y por lluvias, además de animales que se acercan y retiran de la orilla para beber o cazar peces. Los ecosistemas, para ofrecer balances energéticos significativos, deben ser lo suficientemente grandes como para que el orden de magnitud de los flujos energéticos internos excedan las entradas y salidas de energía y materiales. Una mejor definición consiste en definirse el lago y sus drenajes (conceptualmente, un estanque), además de una banda importante de tierra a su alrededor.
El plancton se desarrolla sólo en aguas tranquilas, como un lago o una represa. Las aguas de alta turbulencia (río) no permiten su desarrollo. El fitoplankton y el zooplankton se diferencian claramente. El fitoplankton está dominado, mayoritariamente, por las algas verdes, unicelulares.
En condiciones particulares, pueden producirse los Florecimientos de Algas, consistentes en un predominio de algas azul-verdes, también llamadas cianobacterias. El florecimiento algal presenta problemas de olor, sabor y color. Además, impide la operación adecuada de las plantas de tratamiento de agua potable. Se puede llegar al orden de las 8*106 algas/mL.
LUZ
La penetración de la luz depende, naturalmente, de la turbiedad del agua. En aguas prístinas se observa un 1% de la radiación incidente en la superficie, a una profundidad de 45 m. En aguas contaminadas, aun sin florecimiento algal, se obtiene el 1% a tan sólo 4 m. La penetración de luz se suele medir en una escala logarítmica.
Temperatura
La temperatura favorece a unas u otras formas de vida pero, para una misma especie, regula el número de seres de esa especie que pueden sobrevivir y la velocidad de replicación de los seres.
La productividad primaria de un lago depende directamente de la estratificación térmica a que esté sujeto y del grado de agitación convectiva que se establezca.
EUTROFICACION
Eutroficado= Rico en Nutrientes (eu= buen, buena trophos= alimento, alimentación).
La eutroficación es un proceso natural de permanente incremento en la concentración de nutrientes de un lago (o cauce). El proceso natural llega a niveles notablemente excesivos en muchos años; luego los nutrientes disminuyen bajo la acción de especies que consumen el exceso y, al quedar sin nutrientes, mueren y el lago vuelve a su estado típico.
La eutroficación cultural, en cambio, puede acelerar enormemente el proceso natural, desde cientos de años a unos pocos meses. Puede deberse a aguas servidas o descargas industriales ricas en fosfatos o especies de nitrógeno orgánico, sean ellas arrastradas por la lluvia, lixiviadas o descargadas especialmente.
Los efectos más inmediatos de la eutroficación son el crecimiento excesivo de vegetación en las orillas y en la región baja, la sobre producción de algas (verdes), el florecimiento algal (azul-verdes o cianobacterias), olores, colores, sabores, ausencia de peces del agua dulce fría y todo el resto de los fenómenos ligados a estos como consecuencia del cambio de características de los productores primarios. El violento crecimiento de algas implica una alta turbiedad, que impide el paso de luz a las capas más profundas. La agitación (viento) de las aguas lleva algas a las tierras de playa; estas mueren y se pudren, aumentando los olores y los fangos resbalosos.
Se habla de lago eutrófico o eutroficado
Un lago pobre en nutrientes se dice oligotrófico
Un lago con un nivel razonable de nutrientes se dice mesotrófico
Los problemas de la eutroficación cultural:
La reducción de descargas eutroficantes permite una regresión bastante rápida de los efectos (lago Eire)
CONTROL DE LA EUTROFICACION
El control se ejerce sobre los fosfatos y las sales de nitrógeno (orgánicas o no).
Las opciones de manejo dependen de si las fuentes son puntuales o no.
Fuentes puntuales:
La ecología permite, como se ha expuesto, comprender
grandes procesos planetarios, en forma cuantitativa tanto como cualitativa.
Sin embargo, no puede aclarar cómo la humanidad, que es un componente
de los ecosistemas, pudo relacionarse de la forma que lo hizo con la naturaleza...
este es un ámbito más bien relacionado con la filosofía.
La forma en que la humanidad se piense a si misma en relación con
la naturaleza permite comprender los aspectos regulatorios ambientales
y, además, predecir los aspectos regulatorios futuros.
Es útil revisar las diversas formas en que la humanidad se ha posicionado en relación con la Tierra y la naturaleza. Una obra de gran interés para quienes deseen profundizar estos aspectos, es el libro GAIA, la Tierra Inteligente.
En el Egipto antiguo se veneraba, entre otros, a Isis, diosa de la Tierra, quien -de acuerdo a las inscripciones recientemente descifradas- proclamaba:
"Soy la Naturaleza, la Madre universal, señora de todos los elementos, hija primordial del tiempo, soberana de todas las cosas espirituales, reina de los muertos, reina también de los inmortales, la única manifestación de todos los dioses y diosas que son..."
La teoría de la creación incluía un embrión de la Tierra, llamado bnnt, que flotaba en las aguas prístinas, que generó un túmulo (cerro) de donde nacieron los primeros seres vivos. En ese túmulo se construyó un templo, poseedor de vida propia.
Cultivaron también la alquimia, a la que denominaban Tierra negra.
Para el Judaísmo, en el Zohar (Libro del Esplendor), se declara:
"Porque no hay ningún miembro en el cuerpo humano que no tenga su equivalente en el mundo en conjunto. Porque del mismo modo que el cuerpo del hombre consiste en miembros y partes de varias categorías... que reaccionan unos a otros para formar un solo organismo, también el mundo en general consiste en una jerarquía de cosas creadas, que cuando actúan y reaccionan de manera apropiada unas a otras forman literalmente un sólo cuerpo orgánico."
Además, la Tierra creció desde su centro: el Monte Sión, en Jerusalén:
"El Ser Santo creó el mundo como embrión. Del mismo modo que el embrión avanza a partir del ombligo, así empezó Dios a crear el mundo desde su ombligo hacia afuera, y desde allí se extendió en diferentes direcciones"
Durante el desarrollo filosófico en Creta (1400 a.de C.), creían en una poderosa deidad femenina, Gea o Gaia.
Homero (850 a. de C.), en el himno XXX plantea:
"La Tierra es la Madre de todo, el más anciano de todos los seres".
Aun más, en la obra Teogonía de Hesíodo encontramos: "Ante todo nació el caos y luego Gaia, la del amplio seno, firme seno de todas las cosas para siempre."
La Tierra era a la vez útero y tumba de la Humanidad. Con ello se capturaba la observación empírica de que todo lo vivo, al morir, llega a la Tierra y ésta la recircula hacia nuevas formas de vida.
Los filósofos griegos (siglo VI a. de C.) tuvieron un profundo impacto sobre la filosofía moderna. Sin embargo, su concepción de la relación hombre-tierra no sobrevivió exactamente y sólo recientemente la ciencia oficial rescata algunas de sus concepciones. Por ejemplo, para Tales (pre-socrático) "el mundo y la vida se penetran mutuamente, muchas de las partes del mundo que parecen inanimadas son, en realidad, animadas"
Según Hipócrates (460 a.de C.): "hay una corriente común, una respiración común, todas las cosas se encuentran en simpatía. El conjunto del organismo y cada una de sus partes funcionan en conjunción con el mismo propósito".
Pitágoras (500 a.de C.) postula una "tierra como un ser íntegro, inteligente y vivo" (reciclaje vital, transmigración de las almas: reitera idea de la tierra como el vehículo de perpetuación de la vida).
Platón, un siglo más tarde, en el Timéo, proclama que la Tierra misma anima toda la vida del planeta, por medio de una inteligencia cósmica. El mundo es "ese ser vivo del cual todos los demás seres vivos son individual y genéricamente porciones".
El mismo Platón, en su conocida obra La República plantea que: "La Tierra siendo tu madre te parió. Ahora, como si tu tierra fuera tu madre y tu nodriza deberías pensar en ella".
Teofrasto (300 a.de C.), plantea que hay un entorno óptimo para cada organismo vivo, un oikos topos, que proporciona la combinación de nutrimiento, seguridad y bienestar más beneficiosa para la supervivencia. Oikos es la raíz del término ecología (logos: estudio), el estudio de las interacciones armónicas entre organismo y entorno.
Los romanos heredaron de los griegos un profundo respeto por la Tierra. Cicerón proclamó: "El mundo es un ser inteligente y, de hecho, también un ser sabio."
El onfalos (ombligo del mundo) estaba situado en el templo de Vesta, en el Foro romano.
En la era moderna, se concibe que vivimos en una interface formada por la era industrial y la era informática. Las actividades industriales se iniciaron dentro de este contexto de muy diversas creencias que apuntaban a una tierra viva. Los indígenas eran forzados a trabajar, por ejemplo, en actividades mineras, asunto que les planteaba graves contradicciones ideológicas y religiosas.
Por ejemplo, un indio americano explicó en los siguientes términos por qué le repugnaba la minería:
"¿Me piden que excave en busca de piedras? ¿Debo excavar debajo de la piel de mi madre en busca de sus huesos? Entonces, cuando muera no podré entrar en su cuerpo para nacer otra vez."
Hasta el siglo XV la apertura de una nueva mina iba acompañada de ceremonias religiosas en las cuales los mineros ayunaban, rezaban y cumplían ritos, solicitando simbólicamente a la Tierra permiso para extraer sus tesoros, al igual que se realizaban ritos para solicitar a los dioses una buena cacería.
La filosofía de una tierra que forma parte de la vida, tampoco es ajena a nuestra nación. Los Mapuches (gente de la tierra) se subdividen en Picunches (del Norte), Araucanos y Pehuenches (hombres del pehuén o araucaria). Como su nombre lo indica, se consideran a si mismos parte de la Tierra. La Tierra es para ellos una poderosa deidad.
Una de las ceremonias centrales es el Guillatún; ceremonia anual donde solicitan a la Tierra que les brinde buenas cosechas. El hombre se sitúa debajo de la Tierra, reconociendo la superioridad de esta.
Para los Pehuenches, el árbol que les da el nombre, el pehuén o araucaria, es sagrado y debe ser venerado. Es interesante destacar que la araucaria es un árbol complejo, de reproducción sexuada (cada árbol tiene un género determinado).
En contradicción con todo lo revisado anteriormente, nuestros tiempos, la Era o Civilización cristiana occidental, tiene una visión que resultó muy útil a la era industrial.
En el Génesis se especifica que Jehová instruyó a Adán y Eva en términos de:
"(versículo 28.) Sean fecundos y multiplíquense. Llenen la tierra y sométanla, manden a los peces del mar, a las aves del cielo y a cuanto animal viva sobre la tierra.
(versículo 29.) Yo les entrego para que ustedes se alimenten toda clase de hierbas, de semilla y toda clase de árboles frutales. A los animales salvajes, a las aves de los cielos y a cuanto ser viviente se mueve en la tierra, les doy para que coman pasto verde."
i.e., la actitud hacia la tierra, en términos históricos, ha ido cambiando según lo registra el recuento de las deidades y creencias a lo largo del camino.
Sin embargo, nuestra interpretación actual de la fenomenología, basada en los más cautos enfoques científicos, vuelve a acercarse a la noción de una tierra que, si bien puede no estar viva de acuerdo a la definición de vida que se adopte, se interrelaciona profunda e indisolublemente con todo los vivo, no sólo la especie humana. Así, es muy posible que la filosofía que emane de la era ambiental contenga aspectos rescatados desde las filosofías más antiguas.
Desde el punto de vista del diseño de procesos para la era ambiental, es pertinente la participación de microbiólogos, zoologos, ecologistas, ingenieros, y otras especialidades científicas y técnicas pero también lo es la incorporación de aspectos filosóficos que permitan prever el futuro.
