ECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE

Introduccón...

Bienvenidos al Curso de Ecología y Medio Ambiente que ofrece por internet el Departamento de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia dentro del Programa Universidad Virtual.

Estamos presentando un curso en línea que pueda ser estudiado en forma autónoma por cada uno de nuestros lectores. Esta modalidad permite estudiar en el tiempo y en el auditorio escogido libremente por el alumno. El ritmo, la velocidad y los énfasis son determinados por el lector.

Para los estudiantes de la Universidad Nacional se ofrecen adicionalmente AYUDAS PEDAGÓGICAS y EXÁMENES a través de nuestras bases de datos.El acceso a ellas se hace mediante un nombre de usuario y contraseña. Cualquier duda o sugerencia favor comunicarse por correo electrónico con Mary Ruth García a:

mrgarciac@unal.edu.co

HISTORIA DE LA ECOLOGÍA Y EL PENSAMIENTO AMBIENTALISTA

Durante milenios, protegerse de los elementos naturales, defenderse de sus predadores y, posteriormente, dominar la naturaleza, constituyó una obsesión para el hombre. Esta larga epopeya se culmina hacia mediados del siglo pasado con la revolución industrial, en la que la confianza profunda en la tecnología, da seguridad al hombre de su capacidad de dominio del medio natural.

A lo largo de este periodo de tiempo el hombre ha modificado su entorno y condicionado como consecuencia de sus actividades su futuro, y ha debido adaptarse al medio transformado.

El humo de las fábricas, el ruido y el ajetreo fabril consecuencia de la revolución industrial, fue signo de orgullo y de progreso. Así comenzó el hombre su aventura tecnológica, sin darse cuenta que con ella llevaba también una serie de aspectos negativos cuyo alcance no podía entonces adivinar.

Pero esta equivocada imagen del progreso fue bien pronto puesta en evidencia. En las grandes concentraciones urbanas e industriales de los países más desarrollados se manifiesta por primera vez la preocupación por el medio ambiente y posteriormente por la calidad de vida.

El origen de esta nueva preocupación hay que buscarlo en el deterioro del medio ambiente producido por la influencia negativa de un desarrollo planteado, fundamentalmente, bajo ópticas de carácter económico, en el que se persigue el logro de elevadas tasas de crecimiento económico, sin tener en cuenta los costos sociales, ni pretender paralelamente el mejoramiento cualitativo de las condiciones de vida.

Poco a poco el tema del medio ambiente se fue perfilando y enriqueciendo intelectualmente de tal forma que a principios de los años setenta era ya un complejo de temas científicos, sociales, ecológicos, políticos y económicos.

El rasgo más característico del medio ambiente es su amplitud. Debido a que los elementos que componen el medio ambiente están íntimamente interrelacionados entre sí. No se pueden separar los temas de naturaleza de los urbanos. La contaminación se transfiere de unos

elementos naturales a otros.

La definición propuesta por el Comité Internacional de la Lengua Francesa parece ser la que mejor define el medio ambiente como:

"El conjunto de elementos físicos, químicos, biológicos y de factores sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, a corto o a largo plazo, sobre los seres vivos y las actividades humanas".

A pesar de las ideas ecológicas que aparecen en los escritos de los antiguos filósofos griegos, fue hasta principios del último siglo que la ecología se consideró una ciencia por derecho propio. Se aceptó como una rama de las ciencias biológicas debido a que se desarrolló dentro de la historia natural. A menudo se le denomina biología ambiental.

Calidad de Vida

Una vez que el hombre ha conseguido cubrir sus necesidades mínimas vitales, es decir sus mínimos biológicos, empieza a pensar en otras necesidades que también son fundamentales, pero no tan urgentes, como son la salud, la calidad de su entorno, el tiempo y los espacios para el ocio, la diversión, etc. El disponer con suficiencia de todos estos elementos y en la calidad adecuada, es necesario para poder disfrutar de un aceptable nivel de calidad de vida

Para los países menos favorecidos la preocupación fundamental es el desarrollo económico, sin preocuparse en principio de la calidad de vida, ni por la calidad del medio físico, puesto que el objetivo fundamental es cubrir las necesidades básicas de orden material y se refieren a disponer de comida suficiente, viviendas adecuadas, asistencia médica, vestidos, calzados, etc.

El concepto de calidad de vida es una visión sociológica que ha sido aceptada por la mayor parte de países, debido a la toma de conciencia de los deterioros producidos por el desarrollo económico poco controlado, entre los que se destacan los ocasionados al medio ambiente.

El problema más grave que se presenta en la civilización moderna es que ha sido construida sin el conocimiento de las leyes que rigen el medio natural y sin tener en cuenta la naturaleza del ser humano.

El medio ambiente es el escenario en que el hombre desarrolla sus actividades y está compuesto por los elementos naturales y por aquellos aportados por el hombre a lo largo de la historia, como son los factores de carácter social, político, industrial y urbano. Es además la fuente de los recursos naturales aire, agua, suelo, flora, y fauna.A todo ello habría que añadir también los aspectos cualitativos de este conjunto de elementos, pues su calidad es esencial para el desarrollo de los seres vivos. El medio y su estado es un condicionante para el adecuado desarrollo e incluso para la supervivencia de todos los seres vivos.

Influencia del hombre sobre la biosfera

La degradación de la biosfera por la acción antropogenia se remonta casi a la aparición del hombre sobre la tierra. El hombre primitivo vivía en perfecta armonía con el medio, siguiendo reglas ecológicas de comportamiento. El hombre primitivo era parte integrante de los ecosistemas, como uno de los múltiples elementos que componen la biocenosis, incorporado como las otras especies, a los ciclos de la materia y a los flujos de energía de la biosfera.

El descubrimiento del fuego por los cazadores paleolíticos se constituyo en el primer descubrimiento tecnológico de la humanidad, se utilizó para acorralar especies de caza y hoy se disponen de pruebas de que la cubierta vegetal de Europa fue arrasada por ellos. Esta acción del fuego, junto con otras actividades humanas, ha originado la extensión de las sabanas y han modificado sensiblemente la composición de la fauna de vertebrados en diversas regiones del globo.

El impacto del hombre sobre la biosfera se incrementa con la aparición de la agricultura, la segunda revolución tecnológica de la humanidad. El desarrollo de la agricultura permitió un crecimiento demográfico sin precedentes y ha condicionado todas las estructuras sociales que le sucedieron. Las ciudades son una consecuencia de la revolución agrícola.

El desarrollo de la agricultura se considera la primera perturbación de la biosfera causada por el hombre. Los biomas naturales fueron sustituidos por pastizales, plantaciones forestales y cultivos. Se reemplazó la diversidad de las comunidades vegetales naturales por un pequeño número de especies de cultivo, más convenientes para la alimentación humana, se realizó una deforestación masiva, se arruinaron inmersos territorios al degradar el suelo y se comenzó la desertificación hoy claramente apreciable. En Africa del norte se pierden alrededor de 100.000 ha debido al avance del desierto; debido a que no se supo mantener el adecuado equilibrio entre bosques, pastizales y cultivos.

En la sociedad primitiva del neolítico se empleaba la energía de los árboles y arbustos, se estima que se utilizaban unas 10.000 kcal/día por persona. En la Edad Media se utilizaban unas 22.000kcal/día por persona. Actualmente el consumo energético en los países desarrollados es de unas 230.000 kcal/día por persona, gran parte obtenidos por combustión de hidrocarburos fósiles acumulados durante millones de años.

Es con la revolución industrial que se introducen nuevas técnicas industriales y agrícolas cuando realmente se manifiesta n daños irreversibles causados sobre los ecosistemas por tres fuentes de perturbación:

1. Reducción de la biocenosis de los medios explotados por el hombre.2. Ruptura del ciclo del ciclo de la materia por la producción de desechos no

biodegradables.3. La modificación del flujo de energía.

Todos los impactos sobre la biosfera son provocados por la presión demográfica, que obliga a unos excesivos crecimientos urbanos, agrarios e industriales para dar de comer a un número creciente de personas y para dotarlas de los servicios de todo tipo que la civilización actual exige.

El crecimiento desmesurado ha motivado una presión excesiva sobre los recursos naturales, transformándolos en ecosistemas sencillos y menos estables de cultivo agrícola o de pastoreo. También la falta de formación ecológica de la sociedad al aplicar técnicas no apropiadas, al cambiar el uso potencial del suelo y el proceso de urbanización se han constituido en las causas de un auténtico despilfarro de los recursos naturales.

Si suponemos que todo el periodo de evolución y formación de la tierra hasta nuestros días es equivalente al periodo de un año. En este caso hasta el mes de febrero tendría lugar la formación

de la tierra. El nacimiento incipiente de la vida se apreciaría en septiembre. A principios de diciembre la vida se extendería sobre la tierra inerte. Los primeros hombres irrumpirían hora y media antes de acabar el año y en los últimos sesenta segundos, un minuto, que para nosotros representa 10.000 años, tendría lugar el proceso de deterioro de la biosfera causado por el hombre.

Figura 2: Una historia condensada del desarrollo de la vida sobre la tierra (tomada de M. Bus 2000)

Introducción a la ecología

El término Ecología se deriva del griego oikos, casa y logos, tratado estudio. El significado literal sería el estudio de los organismos en su hogar, en el lugar en que viven. La ecología puede definirse como la ciencia que estudia las relaciones de los organismos entre si y con el medio que les rodea.

El alemán Ernst Haeckel introdujo el término Ecología en 1869. El señaló a la ecología como la ciencia del mantenimiento de la naturaleza. Haeckel consideró dicho concepto adecuado para hacer efectiva la transacción entre el paradigma del evolucionismo darwinista, de la selección natural de los caracteres de los mejor dotados, como estrategia adaptativa, inscrita en el patrimonio genético de las especies, con su analogía metafórica del organismo social. La metáfora del organismo social tuvo en su tiempo un gran éxito entre los defensores del capitalismo; puesto que, al trasladar al ámbito socioeconómico la lucha por la existencia y la supervivencia del más apto, permitía justificar las desigualdades e injusticias sociales. Por su parte, Haeckel tomó, de ella, elementos conceptuales para construir su teoría de la " jerarquía de las razas", cuyo ápice ocupaba la raza germánica, y justificar así su apelación a la necesidad de velar por la "pureza de la raza germánica" y preservarla de la "contaminación y degeneración" por individuos y pueblos débiles mediante una "selección artificial", que prefiguraba la política antisemítica del nazismo. El contexto en el que se desarrolla la nueva ciencia ecológica marcará el carácter controvertido de esta disciplina desde su gestación.

Algunos conceptos que integran la ecología habían surgido con anterioridad, esporádicamente y de forma aislada en las obras de algunos científicos y naturalistas. Así Antón van Leeuwenhoek (S XVII) un ingenioso constructor de microscopios estudió las cadenas alimenticias y la regulación de las poblaciones. Alexander von Humboltd (1769-1859) fue el primero en considerar las plantas en relación con su ambiente. Charles Darwin (1809-1882) en su obra " el origen de las especies" consideró los conceptos de lucha por la existencia, supervivencia del más apto y evolución en las condiciones del hábitat. Wallace (1823-1913) se considera el fundador de la zoogeografía basada en la evolución. Bates (1825-1882) introdujo los conceptos evolutivos en la biogeografía y otros como Forbes, Hensen, Wegener , etc. Aportaron nuevos enfoques ecológicos a sus estudios respectivos. En 1930 se considera que se estructura una Ecología general , la cual establece unos principios generales y una metodología, aplicables a todos los organismos vivos en el estudio de sus relaciones entre sí y con el medio en que habitan.

A partir de este momento la Ecología experimentó un gran desarrollo y continúa despertando el interés de estudiosos y científicos. Ante los complejos problemas ambientales, los ecólogos tratan de organizar el conocimiento humano acerca de las interacciones que se presentan en la naturaleza, construyendo modelos científicos que permitan predecir lo que ocurrirá en el futuro. La ecología está profunda e inseparablemente unida con otras disciplinas como la zoología, la geografía, la botánica, la geología, la edafología, la estadística, etc. Los conocimiento elaborados por otras ramas del saber le permiten a la ecología elaborar, aplicando sus propios métodos una visión específica de la naturaleza y una formulación de nuevos principios biológicos. La ecología es una ciencia de síntesis y análisis.

Naturaleza y cultura

Siempre aparece en la ecología la pregunta acerca de la posición del hombre en el ecosistema. El hombre debe ser considerado como un ser biológico-sicosocial aparte de las comunidades animales y vegetales, pero con una relación muy estrecha con ellas, la cual se podría considerar de acuerdo con Schubert un complejo hombre-biogeocenosis. Durante su desarrollo filogenético el hombre ha influido en la transformación del ecosistema y realiza funciones diferentes al resto de organismos. El hombre realiza finalmente un nuevo tipo de organización de la materia viva en

su interacción con el ecosistema (Fig. 1).

Figura 3: Esquema del funcionamiento del hombre - naturaleza - agricultura - industria.

Si se acepta que el principal mecanismo evolutivo es la adaptación al medio, la cultura, es decir el conjunto de patrones y pautas de comportamiento adquiridos socialmente y que se transmiten de una generación a otra, es un instrumento adaptativo singular de la especie humana. La característica de la cultura humana es su diversidad y esta diversidad es el producto del pensamiento simbólico, que le permite responder a las características del medio, mediante una serie de estrategias, que tienen como objetivo fundamental, obtener la máxima eficiencia productiva del entorno para conseguir alimento, garantizar la supervivencia del grupo y adaptarse al hábitat ecológico. Como resultado de la diversidad de la cultura humana la modificación del medio se lleva a cabo de acuerdo con el grado de desarrollo tecnológico alcanzado.

La idea del progreso continúo e indefinido de la humanidad fueron ideas-fuerza que penetraron en las teorías del desarrollo y el crecimiento de la cultura occidental, hasta la toma de conciencia ambiental de finales del siglo XX.

Arthur Stanley, en 1935 desarrolló el concepto de ecosistema, desde la perspectiva de sistema y energía, integrando en un todo funcional a los organismos, sus hábitats, y la materia inorgánica en un conjunto abierto que intercambia, a partir de la luz solar, información con el medio, a la vez que transforma las sustancias inorgánicas en flujos energéticos con la acción de los organismos fotosintetizadores, que constituyen la base de la alimentación de los organismos consumidores.

Las dos décadas que siguieron a la segunda guerra mundial (1945-65) estaban llenas de optimismo. Los norteamericanos habían ganado la guerra, en parte debido a la tecnología. La tremenda capacidad productiva construida durante la guerra y los nuevos desarrollos: las computadoras, pesticidas y antibióticos serían redirigidos a aplicaciones pacificas. Excepto, la tensión de la guerra fría con la antigua URSS y el miedo por las bombas atómicas, durante esos años todo era oportunidad y prosperidad.

Aunque la expansión económica permitió que la mayor parte de familias tuvieran casa, carro y otros artículos, ciertos problemas ambientales se hicieron notar. El aire se enrareció, ell sistema respiratorio y los ojos de las personas comenzaron a irritarse, los ríos y los lagos comenzaron a descomponerse a causa de los desechos, sedimentos y químicos. Los efectos de la contaminación del aire, el agua y el continente alcanzó a los seres vivos y la reducción en las poblaciones de aves fue notable. Fue fácil identificar las causas la descarga de los desechos industriales y de las aguas municipales a los ríos, los vapores de las chimeneas y la acumulación de DDT en los cuerpos de las aves. En síntesis se hizo claro que se estaba contaminando el ambiente.

En 1962 la bióloga Rachel Carson escribió su libro "primavera silenciosa", en el cual presenta el escenario de un futuro sin el canto de las aves y otras consecuencias peores, si la contaminación ambiental con DDT y otros pesticidas continua. A la voz de Carson se unieron otras, muchos de los cuales formaron organizaciones, con el fin de exigir un ambiente limpio. Este fue el comienzo del movimiento ambientalista, el cual demandó, parar la contaminación, limpiar ambientes contaminados y la protección de áreas todavía prístinas. Este movimiento comenzó y se mantiene aún por la iniciativa ciudadana. Este movimiento continua hoy y tiene como objetivo fundamental la reducción de la contaminación y la protección de la vida silvestre.

Debido a la presión ciudadana el congreso de EU creó la Agencia de protección ambiental (EPA) y aprobó numerosas leyes para el control de la contaminación y protección de la vida silvestre; entre ellas: -La ley 1973 sobre especies amenazadas, la ley de protección de los mamíferos

marinos de 1972, la ley del aire limpio de 1972 y la ley de protección del agua potable de 1974.

Si bien, los ambientalistas han ganado muchas batallas locales y las guerras mundiales se han acallado. Existen aún cuatro tendencias globales que son de interés particular y que serán vistas en los próximos capítulos:

o El incremento de la población y de consumo.o La degradación de los suelos.o Los cambios atmosféricoso La pérdida de la biodiversidad.

El estudio científico de la influencia del hombre sobre los procesos naturales constituye la verdadera ciencia ambiental. Los científicos tratan de integrar información de varias áreas de la enseñanza tales como la ecología, la economía, la sociología, la política, la agronomía, la antropología, la arqueología y el derecho. El mayor valor del movimiento ambiental es que ha incrementado la sensibilidad de la sociedad por las relaciones entre nosotros, la naturaleza, la industria y el desarrollo.

Un nuevo significado de desarrollo

El término desarrollo sostenible fue acuñado en la reunión de la Comisión mundial sobre el medio ambiente y el desarrollo. Ellos publicaron su informe final en 1987, bajo el titulo "nuestro futuro común" y definieron el término desarrollo sostenible como:

"Una forma de desarrollo o progreso que cumpla con las necesidades del presente, sin comprometer la capacidad de la naciones futuras de satisfacer sus propias necesidades".

Hoy es necesario pensar el desarrollo con un sentido más amplio, el cual tiende a proteger el ambiente y resalta la necesidad de una justicia social. Se debe ganar en el entendimiento del desarrollo en términos de:

o

o Protección del suelo contra la erosión.o Protección de las áreas naturales y la vida silvestre que sustenta, por su valor científico, estético y recreacional.o Estabilizar la población mundial.ÿ Mejorar nuestra salud física, emocional y mental.o Reducción de los factores de sometimiento que permiten el crimen y la corrupción.o Mejorar la relaciones entre las personas y las naciones.ÿ Incrementar el acceso a la educación y al cuidado oportuno.o Descubrir e implementar nuevas tecnologías para: reciclar, reducir la contaminación y utilizar la energía solar.

De acuerdo a los ambientalistas el mundo no es infinito, la explotación continua de los recursos no es sostenible y el bienestar de los humanos dependerá de la conservación de la vida silvestre, de las plantas y los animales, y de la protección del aire, el agua y el suelo. La solución es ver a

la naturaleza como el centro de las cosas y el hombre debe aprender a acomodarse a este concepto.

El desarrollo y la prueba de hipótesis

La ecología, como todas las ciencias, investiga. Observaciones exactas y atención a los detalles son la base de la ciencia y son cruciales para poder plantearse una hipótesis claramente definida. Una hipótesis es una explicación de eventos u observaciones, que se puede comprobar. Para poder comprobar una hipótesis, ésta debe ser consecuencia directa de una predicción. La prueba de una hipótesis requiere el desarrollo de un experimento, la construcción de una simulación por computador, o la inversión de largas horas de trabajo en el campo midiendo, observando y cuantificando. La colección de datos y el análisis debe evitar el sesgo y la parcialidad debido a ideas preconcebidas. La repetición del procedimiento total debe producir los mismos resultados para la hipótesis que se acepta. Los resultados de los análisis se formulan luego en una conclusión lógica científica, la cual se basa en los resultados de las pruebas que confirman la predicción.

Cuando numerosas hipótesis y se encuentran que se aceptan, y cuando esas hipótesis se refieren a la misma materia básica, se puede hacer una afirmación más general, la cual se conoce como teoría. Una teoría representa el nivel más alto de entendimiento científico. Por ejemplo, la teoría de la gravedad, la teoría de la luz, y la teoría de la evolución, las cuales tienen una amplia aceptación; ellas constituyen importantes herramientas para explicar como trabaja la biosfera y el universo. Las teorías se pueden modificar para mejorar el entendimiento.

Suposiciones que hace la ciencia

La ciencia hace cierta suposiciones acerca del mundo natural; es importante tener en cuenta estas suposiciones con el fin de entender la ciencia:

o Los eventos en la naturaleza siguen patrones que pueden ser comprendidos por la gente a través de una observación cuidadosa y análisis.o Los patrones básicos o reglas, que describen el comportamiento de eventos en el mundo natural son las mismas a través del universo.o La ciencia se basa en un tipo de razonamiento conocido como inductivo; el comienza con observaciones específicas acerca del mundo natural y se extiende a las generalizaciones.o Las generalizaciones están sujetas a pruebas que las desaprueba. Si tales pruebas no pueden desarrolladas, entonces una generalización no puede ser tratada como un principio científicoo Aunque nueva evidencia puede desaprobar teorías científicas existentes, la ciencia nunca puede suministrar certeza absoluta de la verdad de sus teorías.

Ciencia y sociedad

Debido a que muchos descubrimientos científicos tienen implicaciones directas para las generaciones futuras, la práctica de la ciencia está unidad muy íntimamente con el futuro de la sociedad. Las innovaciones de la ciencia ha llevado muchas cosas buenas a nuestra especie. La ciencia ha ayudado a calmar el hambre y a reducir las enfermedades y ha calentado y alumbrado nuestros hogares.

Los mejoramientos tecnológicos y los descubrimientos de la ciencia le presenta a la sociedad

muchos dilemas morales. Una de tales áreas es la manipulación genética. La idea de alterar el código genético de un organismo y así mejorar el rendimiento de un cultivo o hacer que una vaca produzca más leche, tiene atractivos obvios. Pero una operación genética que altere la configuración de los cromosomas, puede significar la diferencia entre el nacimiento de un niño normal y un niño con el síndrome de Down o con epilepsia. Sin embargo entramos a una dualidad entre ética y tecnología ¿Hasta qué punto es correcto alterar los cromosomas para prevenir la susceptibilidad al cáncer del seno o a la senilidad causada por la enfermedad de Alzheimer? ¿Se debería permitir la clonación humana? La capacidad para la ingeniería genética está creciendo rápidamente, y se hace necesario un nuevo código moral, debido a que no existen reglas para cubrir las nuevas contingencias que están emergiendo con los nuevos avances de la ciencia.

La ciencia y la tecnología están llevando cambios para el desarrollo de las naciones en forma de un incremento en el uso de refrigeradores, más carros, más computadores, más vuelos aéreos, nuevos pesticidas, y más alimentos. Los costos en energía, materias primas y trabajo humano debe ser pagado para lograr este desarrollo. Las fuentes energéticas convencionales son finitas, y eventualmente se agotarán el petróleo, el carbón y el gas. La pérdida de esos recursos nos lleva a imaginar ciudades a oscuras, en las cuales la luz será un lujo, los carros quedaran en la memoria lejana y la industria se detendrá.

La mayor parte de consecuencias pueden ser menos dramáticas, pero no menos reales. El desarrollo del planeta impuesto por el hombre está agotando los recursos naturales y degradando los sistemas naturales. La perdida de fertilidad de los suelos, puede traer como resultado el colapso de los ecosistemas, antes que se agote el carbón. La presión de los problemas ambientales, incluyen la sobrepoblación la desertificación, la contaminación de las aguas, la desestabilización de los patrones climáticos y la pérdida del potencial químico, medicinal de la biodiversidad. Las soluciones requieren un cambio social y la ecología es la ciencia apropiada para determinar la extensión de cada problema y sugerir las mejores soluciones.

En este libro se trataran las áreas de la ecología necesarias para comprender los efectos ambientales que el hombre ejerce sobre el paisaje. Con estos conocimientos básicos se espera que el lector pueda entender las causas ecológicas detrás de los problemas ambientales.

CONCEPTOS ECOLÓGICOS Y LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

La ecología es la ciencia ideal para responder a hechos curiosos: ¿Porqué las hojas cambian de color antes de caer del árbol? ¿Porqué los insectos son pequeños? ¿Porqué en los mamíferos sólo

hay dos sexos?

Ecología es la ciencia que estudia las relaciones de los organismos entre sí y su medio ambiente. El término medio ambiente incluye todos los factores inorgánicos (abióticos) y orgánicos

(bióticos), de los cuales depende el desarrollo de un ser vivo. Los factores abióticos pueden ser materiales (suelo, agua) o energéticos (radiación solar) (Fig. 2). Los factores bióticos son otros

organismos. Los ecólogos son científicos que estudian la distribución y abundancia de las especies y sus relaciones con el ambiente.

Fig. 2: Factores abióticos y las interacciones entre sí.

Ecología es la ciencia que estudia las interacciones de los organismos vivos y su ambiente.La ecología humana es el estudio de los ecosistemas desde el punto de vista de la forma en que

afectan a los seres humanos y en la que resultan afectados por ellos. La ecología humana incluye conocimientos de muchas ramas del saber: aspectos químicos, económicos, políticos, sociales,

éticos, y también estrictamente biológicos.

Los ecólogos tratan de organizar el conocimiento humano acerca de las interacciones que se presentan en la naturaleza y desarrollan modelos que simplifican la realidad determinando las variables que parecen ser claves en una situación dada. Una buena teoría o modelo, integra en forma consistente y ordenada varias referencias separadas. Esto permite a los científicos hacer predicciones sobre el futuro. Los modelos pueden ser gráficos, verbales y los más elaborados se

basan en fórmulas matemáticas o estadísticas.

Figura 3: Espectro de los niveles de organización (según Odum, 1971)

La jerarquía ecológica

Los diferentes niveles de organización del espectro biológico (Fig. 3) han sido considerados por Odum (1971) como sistemas biológicos. Cuando los componentes bióticos (organismos) y los componentes abióticos interactúan entre sí, a través de un intercambio de materia y energía, se produce un sistema biológico funcional. Cada uno de los componentes bióticos representa un nivel de organización con características propias y funciones propias. Cada nivel es un sistema diferente con complejidades e interacciones que no se pueden predecir a través del conocimiento de otro nivel. Los ecólogos tratan especialmente los sistemas: individual, poblacional, comunidad, el ecosistemas y la biosfera como niveles de jerarquía.

Los estudios ecológicos se realizan a diferentes niveles de jerarquía , los cuales incluyen: individuo, población, comunidad y ecosistema.

Un individuo es un organismo que fisiológicamente es independiente de otro individuo. Ejemplo: un caracol, una colonia de corales. A nivel individual se trata de entender como un organismo sobrevive bajo condiciones físico-químicas cambiantes y como se comporta el individuo para reproducirse, evitar a los predadores y localizar alimento

En un biotopo se encuentra por lo general un gran número de individuos de una misma especie y se conocen como población. Se puede hablar de la población de nícuros que viven en el río Magdalena, de los robles (Quercus humboldtii) en el Parque Chicaqué. Todas las plantas, los microorganismos y los animales de una comunidad interaccionan de diferentes formas (competencia por alimento, por lugares de reproducción, etc).

Una población es un grupo de organismos de la misma especie, que responden a los mismos factores ambientales y se mezclan libremente unos con otros.

A nivel de población se desea conocer como debe ser el tamaño de la población para garantizar que se produzcan suficientes descendientes para permitir que la población persista. También nos interesa saber si en la población hay suficiente variabilidad genética para permitir la adaptación evolutiva a cambios ambientales. Una especie es una población o un grupo de poblaciones que están aisladas genéticamente de otras especies. Aunque en ecología no se incluye el nivel de jerarquía de especie per se, es necesario estudiar las especies, para entender la evolución de los ecosistemas a largo plazo.

La biogeografía es el estudio de la distribución y abundancia de especies a través de los continentes u océanos. Los biogeógrafos examinan primero los patrones de distribución de las poblaciones y luego tratan de explicar los mecanismos de los cambios geográficos y climáticos que han afectado la distribución de la especie.

En los paisajes colombianos encontramos una variedad de bosques, praderas, sábanas, zonas secas, páramos, ríos etc. Esas áreas albergan diferentes organismos. Igualmente en otras regiones de la tierra encontramos otros paisajes (biotopos), que se distribuyen de manera diferente. Cada biotopo (topos- gr. Lugar) presenta determinadas características ambientales y permite el desarrollo de determinadas especies vegetales y animales. El hábitat de un organismo, es el lugar donde un organismo vive y se reproduce. Los organismos propios de un biotopo constituyen una comunidad o biocenosis. Una comunidad de páramo incluye todas las

plantas, animales y microbios que viven en el páramo de Chisacá.

La comunidad es un grupo de poblaciones de diferentes especies, que viven en un mismo lugar o biotopo.

A nivel de la comunidad se trata de buscar las interacciones interespecíficas que podrían causar cambios en el tamaño de las poblaciones de las especies que conviven en un biotopo. Por ejemplo: una población de predadores podría sobre-explotar una especie presa y luego declinar abruptamente; una especie introducida podría ser más eficientes en usar un recurso limitado y reducir la oportunidad de las especies nativas, cuya población declinaría rápidamente.

Cuando se considera la comunidad junto con el medio abiótico, se habla del ecosistema. La totalidad de los ecosistemas del planeta tierra forman la biosfera.

Se denomina Ecosistema a la unidad básica de interacción organismo-ambiente que resulta de las complejas relaciones existentes entre los elementos vivos e inanimados de un área dada.

A nivel de ecosistema estamos interesados en las corrientes marinas, el tiempo reproductivo de las especies y cualquier hecho o factor que explique la estructura total de un ecosistema. Aunque es conveniente dividir el mundo vivo en ecosistemas diferentes, cualquier investigación revela que raras veces hay límites definidos entre éstos y que nunca están del todo aislados. Muchas especies son parte de dos o más ecosistemas al mismo tiempo, o se trasladan de uno a otro como ocurre con las aves migratorias. Al pasar de un ecosistema a otro, se observa una gradual disminución de las de la comunidad del primer biotopo y un aumento de las poblaciones del siguiente biotopo. Los ecosistemas se superponen gradualmente en una región de transición conocida como ecotono (Fig. 4. )

Figura 5: Representación esquemática de un ecotono (tomado de Nebel Wright, 1996)

Un ecotono es una zona de transición donde se presentan muchas especies características de dos ecosistemas adyacentes.

Algunos ecotonos presentan condiciones peculiares, las cuales les permiten albergar especies vegetales y animales diferentes a la de los ecosistemas adyacentes. Así por ejemplo las áreas pantanosas adyacentes a un ecosistema terrestre y un lago, puede estudiarse como un ecosistema por sus características distintivas.

El estudio de las relaciones entre la totalidad de los organismos y su medio ambiente se conoce como Sinecología. Los estudios de la ecología son de gran importancia para la agricultura, el desarrollo forestal, la planeación del paisaje y la protección del medio ambiente.

La biosfera es el conjunto de seres vivos sobre la tierra y el ambiente en el cual ellos interactúa. El concepto biosfera puede ser muy abstracto, pero en las últimas décadas, se ha comprendido

que las interacciones a nivel de la biosfera pueden ser cruciales para el bienestar humano. Por ejemplo la cantidad de carbono en la tierra depende de: las áreas de bosque, la combustión de materiales fósiles, la cantidad de fotosíntesis y la circulación en los océanos. A la atmósfera se le adicionó un exceso de Dióxido de carbono (CO2), el exceso de CO2 puede atrapar calor y causar un cambio global en el clima.

Los diferentes niveles de jerarquía no siempre se pueden estudiar separadamente; puesto que ellos interactúan. Por ejemplo: cambios en el clima de la biosfera, pueden afectar la habilidad de un caracol para escapar a su predador; o la eficiencia de la fotosíntesis en el fitoplancton pueden contribuir a un cambio substancial en el ciclo de nutrientes de un ecosistema marino. Por lo tanto los cambios en ciertos niveles de jerarquía pueden afectar niveles superiores o inferiores.

POBLACIONES

La población presenta una serie de atributos biológicos que comparte con los organismos que la forman, pero al mismos tiempo posee otra serie de propiedades o atributos de grupo que le son exclusivos. Algunas de estas características son la biomasa, densidad, natalidad, mortalidad, dispersión y forma de desarrollo.

La mayoría de problemas ecológicos requiere del conocimiento de una serie de aspectos de las poblaciones naturales. La densidad de la población se refiere al número de individuos por unidad de área o volumen (ácaros/ m2, dafnias/m3) y da una idea del grado de hacinamiento o la facilidad para obtener recursos escasos como el alimento o el espacio. A veces también interesa distinguir entre densidad bruta y densidad específica o ecológica.

La densidad bruta es el número de organismos de la población por unidad de espacio total. La densidad específica o ecológica es el número de organismos por unidad de superficie o de volumen que la población puede habitar realmente. Para valorar la densidad existen una serie de métodos sencillos entre los que caben señalar:

o Censo directo o conteo, aplicable a organismos grandes, muy visibles o agregados en colonias como, por ejemplo, los árboles de un bosque, los mamíferos que forman colonias grandes en áreas muy concretas.o Método de caza, marcado y recaptura, utilizado en animales móviles, consiste en capturar una muestra de la población, marcarla y volverla a soltar. En una nueva captura de individuos se observa la proporción de individuos marcados de la muestra y se calcula la densidad de la población total. Por ejemplo, si se capturan y marcan 1000 individuos de una población, se sueltan y en una segunda captura de otros 1000 individuos, aparecen 500 marcados, la estimación de la población sería:o

o 1000/P = 500/1000; P=2000o Método de muestreo por parcelas, Utilizado en el caso de organismos móviles en pequeñas distancias, como la fauna del suelo o para organismos sésiles, como la vegetación. Consiste en contar y pesar los organismos en un número de parcelas de tamaño adecuado, para obtener una evaluación de la densidad de la población en el área de muestra.o Método sin parcelas, aplicable a organismos sésiles, como los árboles. De una serie de puntos al azar se mide la distancia del individuo más cercano en cada uno de los distintos cuadrantes. La densidad por unidad de área se evalúa a partir del promedio de las distancias.

o Indices de porcentaje, muy utilizados en poblaciones vegetales como la frecuencia y la cobertura. La frecuencia es el porcentaje con que aparece una especie en un número de parcelas muestra. La cobertura es la proporción de superficie de suelo cubierta por la proyección de las copas de los árboles.o Indice de abundancia relativa, Pueden utilizarse en grandes áreas, y son relativos en cuanto al tiempo. Por ejemplo, el número de aves vistas por día, con lo cual podemos conocer si la población está cambiando en magnitud.o Indice de crecimiento, Es un índice para conocer la manera en que está cambiando una población a lo largo del tiempo. Se obtiene dividiendo el cambio experimentado en el número de organismos añadidos a la población por el período de tiempo trascurrido durante el mismo.

La notación usual es DN/Dt, donde N es el número inicial de organismos de esa población. Delta N, DN es el cambio en el número de organismos. T= tiempo.

Suponga que la población de mirlas de un parque es de 50 y que aumenta en un mes al doble. N= 50, número inicial, DN= 50 (cambio en el número), DN/Dt=50 por mes (índice promedio de cambio), DN/ DN/Dt (índice promedio de cambio por tiempo y por individuo) = 1 por mes por individuo. Un aumento de 100 % por mes.

Con el fin de calcular la materia orgánica en una población se mide la biomasa. La biomasa es el peso de la materia fresca o seca de los organismos que forman la población, por unidad de superficie o de volumen. Por ejemplo 500 toneladas de pino por ha. El tamaño de la población se refiere al número o peso de organismos en un área definida.

Con el fin de calcular la materia orgánica en una población se mide la biomasa. La biomasa es el peso de la materia fresca o seca de los organismos que forman la población, por unidad de superficie o de volumen. Por ejemplo 500 toneladas de pino por ha. El tamaño de la población se refiere al número o peso de organismos en un área definida. Una especie puede ser dividida en una serie de poblaciones. Los individuos de una población comparten la misma influencia de los factores físicos y biológicos ambientales. En una población los individuos son más semejantes reproductivamente, que los individuos de otra población de la misma especie. Esto implica que los miembros de una población pueden moverse libremente a través del mismo rango geográfico, pero están aislados de otras poblaciones. Las barreras geográficas tales como las penínsulas o separaciones súbitas ambientales, podrían dividir las especies en una serie de poblaciones.

La evolución es el proceso mediante el cual las poblaciones modifican sus características en el transcurso del tiempo. Estos cambios se presentan como resultado de una selección natural. En el nivel de jerarquía de la población se presentan ciertas características que ninguno de sus miembros individuales posee. Cada individuo nace, crece, y muere, pero sólo la población puede presentar un índice de natalidad, de crecimiento, de mortalidad, y un patrón de dispersión en el tiempo y en el espacio.

La natalidad es la propiedad de aumento intrínseca a una población. Es decir, la aparición de nuevos organismos en una población, ya sea por nacimiento, eclosión, germinación o división. Es una propiedad que se refiere a la población y no a individuos aislados. Indice de natalidad = DNn/Dt, DNn es la producción de nuevos organismos en la población.

La mortalidad , es la desaparición por muerte de los individuos de una población. Se expresa mediante índices: DNm/Dt=M, índice de mortalidad.

Indice de mortalidad o número de organismos que mueren por unidad de tiempo. La expresión matemática se expresa:

Indice de mortalidad específico, o número de organismos que mueren por unidad de tiempo y unidad de población, = DNm/NDt.

Indice de supervivencia, es el número de sobrevivientes= 1-M.

Crecimiento de la población

El crecimiento poblacional es el aumento o la disminución del número total de individuos de una población como resultado no sólo de la natalidad y la mortalidad, sino también de la emigración y de la inmigración. En condiciones óptimas el crecimiento de la población tiene carácter exponencial, es decir, - la población aumenta mediante un porcentaje constante del total en un de tiempo constante- . Si se coloca un cultivo de Paramecios y se le adiciona diariamente una determinada cantidad de bacterias como alimento, se incrementa el número de organismos, hasta que alcanzan una determinada cantidad por área. Ese valor corresponde a la densidad poblacional máxima, el cual está determinado en primer lugar por el abastecimiento de alimento. En este caso la cantidad de alimento es el principal factor que afecta la densidad. Un caso semejante se presenta en la relación predador-presa, donde la población de los carnívoros depende de la cantidad disponibles de presas Para la regulación de la densidad de la población se consideran importantes aquellos factores, los cuales cuando la población se incrementa, ellos se reducen. Estos factores se conocen como factores dependientes de la densidad. Sin embargo, también hay factores que influencian a las poblaciones, independientes de la densidad. Así por ejemplo los inviernos extremos provocan la muerte de muchos organismos, independiente de la densidad de éstos y se conocen como factores independientes de la densidad.

Todos los factores que afectan la densidad influencian tanto la rata de nacimientos, como la rata de mortalidad. La densidad de la población también puede verse afectada por la inmigración y emigración de individuos de la población. El tamaño de la población es la consecuencia de la sumatoria de todos los factores ambientales que afectan la densidad.Si los recursos fueran ilimitados y no hubiera catástrofes naturales, la población se podría incrementar indefinidamente. La figura 6 muestra el crecimiento exponencial de una población, en este caso la población se incrementa una misma proporción al paso del tiempo; este tipo de crecimiento podría continuar indefinidamente si los recursos fueran ilimitados. En el mundo real el alimento o el espacio se agotan. Cuando los recursos son escasos, recursos limitados, se presenta una reducción en la reproducción, el crecimiento y e la sobrevivencia de los individuos. La figura 6 muestra un límite en el tamaño de la población, el cual se conoce como capacidad de carga.

Figura 6: Curva de crecimiento de la población y efecto de la resistencia ambiental.

El tamaño de la población, el cual corresponde al número máximo de individuos que viven en el ecosistema corresponde a la capacidad de carga del ambiente para esa especie.

Cuando el tamaño de la población alcanza la capacidad de carga, la rata de crecimiento de la población disminuye. Debido a que la población supera la capacidad de carga, los recursos

disponibles se agotan y la población se reduce. Esta situación involucra la competencia intraespecífica (dentro de la población) por los recursos.

Algunas especies aparecen en el mismo hábitat y requieren los mismos recursos. Como resultado aparece la competencia interespecífica por recursos y la capacidad de carga de ambas especies se reduce, permitiendo la explotación de recursos similares a otras especies.

La reproducción es un incremento claro de retroalimentación positiva. La descendencia, produce más descendencia que produce más descendencia. La retroalimentación positiva de la reproducción sin oposición, no puede mantenerse por mucho tiempo en un mundo de recursos limitados. Las poblaciones reales restringen. El ambiente, a través de la resistencia ambiental, la cual restringe la realización del potencial biótico. El modelo demostato (Sutton & Harmon, 1996) representa una aplicación del concepto de retroalimentación negativa, el cual se puede aplicar a todas las poblaciones de organismos (Fig. 8).

La resistencia ambiental es el conjunto de factores limitantes bióticos y abióticos del medio, que impiden a los organismos alcanzar su potencial biótico o continuar en él.

+

Figura 7: Diagrama en forma de ocho del modelo demostato (tomado de Sutton).

El potencial biótico es la capacidad de los organismos para reproducirse en condiciones óptimas. La resistencia ambiental indica los factores bióticos y abióticos que impiden a los organismos alcanzar su potencial biótico o continuar en él.

Tabla 1: Factores que afectan la densidad.

Factores dependientes de la densidad

Competencia intraespecífica, Enemigos (parásitos, depredadores), enfermedades parasitarias.

Factores independientes de la densidad

Competencia interespecífica, Influencias climáticas (temperatura, luz, precipitación, humedad relativa y sus consecuencias como: sequía, inundaciones, etc.)

La influencia de los factores dependientes de la densidad se pueden esquematizar en un esquema circular. Se puede reconocer que se trata de sistemas de retroalimentación negativa. Cuando se presenta un incremento de la densidad de la población, se presenta mayor necesidad de alimento, la cual afecta negativamente la densidad de la población.

El crecimiento poblacional es el aumento o la disminución del número de individuos de una población, debido a la interacción entre el potencial biótico y la resistencia ambiental.

Las formas de crecimiento de la población son los modos característicos de crecimiento que puede presentar una población concreta, según las peculiaridades de los diversos organismos y de sus medios. Hay tres tipos de crecimiento:

o Crecimiento exponencial

o Crecimiento en Jo Crecimiento en S o sigmoide

Crecimiento exponencial

El crecimiento exponencial, se presenta en los casos en los que los organismos no encuentran ningún factor ambiental limitante, lo que se traduce en un aumento increíble del número de organismos que componen la población. La población aumenta mediante un porcentaje constante del total, en un período de tiempo constante. Por ejemplo el crecimiento de bacterias en un medio de cultivo nuevo o el brote de una plaga.

El valor del índice de crecimiento en estas condiciones es máximo y característico de la capacidad de una determinada población para crecer. Se puede representar por r, siguiendo la ecuacuación diferencial:

dN/dt = rN ; r = dN/Ndt

El índice general de crecimiento de la población, cuando éste no se encuentra impedido o frenado depende de la composición de la edad y de los índices específicos de crecimiento debidos a la reproducción de grupos de edad de los componentes.

La representación gráfica de un crecimiento de tipo exponencial nos daría una curva de crecimiento de la población que tiende al infinito, y podría expresarse de dos formas: con números (N) en una escala aritmética (Gráfica 9a) o con N en una escala logarítmica (Gráfica 9b).

Figura 8: Representación gráfica del crecimiento exponencial de bacterias en un medio de cultivo.Este tipo de crecimiento sólo es posible desde un punto de vista teórico, pues el aumento poblacional se retarda al cabo del tiempo, bien sea por las interacciones recíprocas de los organismos al interior de la población, o por la resistencia ambiental.

Crecimiento tipo J

El número de organismos y por tanto la densidad de la población, se incrementa muy de prisa, en forma exponencial, y llega un momento en que se detiene bruscamente, al hacerse más eficaz la resistencia ambiental. Se puede representar mediante la fórmula:

dN/dt = rN ; pero N presenta un límite definido

La representación gráfica de la curva sería:

Figura 9: Representación del crecimiento tipo J

Este tipo de crecimiento es típico de diversas poblaciones de insectos, los cuales producen una sola generación al año. La explicación a este tipo de crecimiento es que en un principio no existe ningún factor limitante, y la población crece, hasta que se produce un exceso en el número de individuos que conduce a una superpoblación y falta de alguno de los requerimientos de la especie, como alimento, o espacio, o algún cambio ambiental desfavorable, que incide en la supervivencia de la población. Pueden quedar algunos individuos en estado latente (semillas, esporas, huevos) que en condiciones favorables, vuelvan a iniciar el desarrollo (Fig. 9). Estos individuos, que tienen un tipo de crecimiento J, poseen generalmente un alto potencial biótico.

Crecimiento en S o sigmoide

Es típico de los organismos que colonizan un ambiente nuevo. Al principio la población presenta un crecimiento lento, luego un crecimiento rápido o exponencial, para al finalizar alcanzar un nivel más o menos equilibrado. Puede representarse por un gráfico con tres fases perfectamente visibles:

o Una fase lenta, (I), que es el período inicial de crecimiento lento, en la que los organismos se acomodan a ese ambiente nuevo. La resistencia ambiental puede ser pequeña, pero existen pocos individuos reproductores.o Fase logaritmica, (II) que es el período de crecimiento exponencial rápido, cuando los organismos se han adaptado perfectamente al medio.o Fase de equilibrio o de estabilización gradual (III), en la que la resistencia ambiental se va manifestando gradualmente, hasta que se mantiene a un nivel de equilibrio. Este nivel superior indicado por la constante K , no puede ser rebasado y representa la asíntota superior de una curva sigmoide; la ecuación corresponde a:

o N / ?t = rN {(K-N)/ K} La representación gráfica

sería:

Figura 10: Representación del crecimiento sigmoidal

En la última fase de crecimiento, la población ha alcanzado la densidad máxima que puede soportar el ambiente y se conoce como capacidad de carga o capacidad de soporte o límite de hábitat. Cuando una población ha alcanzado su nivel máximo, su futuro ser de una de las siguientes formas:

o Mantenerse al mismo nivel durante largo tiempo.o Aumentar lentamente, con una mejor adaptación al medio.o Declinar de forma progresiva, hasta en algunos casos llegar a la extinción.o Fluctuar regular o irregularmente.

Las fluctuaciones pueden clasificarse también según el período en que se manifiestan en:

o Fluctuaciones estacionales se presentan, sobre todo, en aquellas poblaciones de individuos que tienen estaciones de cría limitada y especialmente entre ciclos de vida muy cortos. En los países con estaciones durante la primavera tiene lugar el período reproductor, en el que se manifiesta el potencial biótico de la población y se alcanza la mayor densidad. Luego durante el resto del año se manifiesta, la resistencia ambiental: jóvenes mal protegidos, superpoblación, depredadores, falta de alimento y abrigo, enfermedades, clima extremo; esta resistencia del medio hace retroceder la población hasta un nivel básico, el cual persiste hasta que llegue el nuevo período reproductor. Un ejemplo son las poblaciones de pulgones, que aumentan en enorme proporción durante la primavera, decreciendo luego durante el resto del año, hasta que el nuevo brote primaveral del año siguiente.o Fluctuaciones anuales, se caracterizan porque el ciclo de cada especie se desarrolla de la misma forma cada año, pero con una gran diferencia en cuanto al número de individuos que componen la población de un año a otro. Como por ejemplo algunos insectos plaga.o Fluctuaciones cíclicas, se producen cada cierto período de tiempo. Este tipo de fluctuación es el menos conocido y el más espectacular, ya que no está relacionado con cambios estacionales o anuales, pero a menudo se producen con tal regularidad que puede predecirse cuando volverán a repetirse. Un ejemplo típico son las poblaciones de trucha de Alaska, las cuales tienen un ciclo de cuatro años, o algunos insectos, que constituyen plagas forestales, cuyos ciclos aparecen periódicamente al cabo de uno o varios lustros.

Variación espacial

El patrón espacial es un rasgo útil para caracterizar a la poblaciones naturales. La distribución espacial es la medida del espaciamiento entre individuos. Si consideramos un metro cuadrado de suelo, el cual tiene una población de collembolos y la probabilidad de ser localizado un collembolo en cualquier punto es la misma, entonces la población presenta una distribución al azar. Si la mayoría de collembolos aparecen en una sub-área con mayor probabilidad y aparecen sub-áreas vacías, entonces se presenta una distribución agregada o por parches. Si todas las sub-áreas contienen igual número de organismos e igualmente espaciados, se presenta una distribución espacial uniforme. La figura 11 muestra las tres clases de distribución espacial.

Figura 11: Patrones de distribución espacial: a) al azar, b) uniforme, c) agregada.

Las distribuciones espaciales son útiles, debido a que sugieren hipótesis acerca de los mecanismos que afectan las poblaciones naturales. Es raro que las poblaciones tengan una distribución al azar, ya que necesitaría un medio totalmente homogéneo y que los individuos no mostraran ninguna tendencia a la agregación. Algunas poblaciones naturales presentan una distribución al azar. Esto ocurre cuando los factores que regulan el tamaño de la población son demasiado complejos para permitir un patrón simple.

Una distribución uniforme tiene lugar cuando los animales maximizan la distancia entre sus vecinos y tiene lugar cuando existe una fuerte competencia entre los individuos o cuando hay un antagonismo que obliga a una separación regular entre ellos. Esto implica el establecimiento de territorios. Por ejemplo, cuando la larva del gusano tubífero Spirorbus borealis baja al fondo del mar, antes de realizar la metamorfosis a adulto se arrastra evitando otra larva. Como resultado se observa un arreglo uniforme de tubos espirales diminutos sobre el fondo del mar.

La distribución agregada es la más frecuente en la naturaleza, y se produce por la tendencia a la agregación que hay en los individuos, así tanto las plantas como los animales tienden a esparcir sus semillas o a colocar sus nidos o sus crías, en sus proximidades o en el mismo lugar habitado por ellos. Además las agregaciones usualmente implican alguna clase de parche ambiental, o los organismos podrían ser atraídos por la reproducción, o forman

agregados para reducir la depredación.

La tendencia de los organismos a distribuirse en agregados, se debe a diferentes causas, como son:

o El tipo de reproducción de la especie que forma la población. En las plantas y algunos animales inferiores, la agregación es inversamente proporcional a la movilidad de los elementos de diseminación como: semillas, esporas, huevos, larvas.o Las diferencias de hábitat producen una discontinuidad, que obliga a los individuos a vivir en un área más reducida.o Las variaciones climáticas diarias o estacionales que ocasionan la agregación de los organismos para resistir mejor los cambios de temperatura, humedad y viento.o Factores bióticos adversos que conducen a una agrupación de los individuos para protegerse mejor contra los peligros externos.ÿ Atracción social de los organismos.

Si bien la agregación puede aumentar la competencia entre los individuos de la población por los recursos, ésta se ve compensada por una mayor supervivencia del grupo. Lo anterior se debe a que la superficie expuesta al medio es proporcionalmente menor en relación con la masa, ya que el grupo puede modificar favorablemente el espacio y el clima.

Principio de Allée el grado de agregación, al igual que la densidad, significa espacio y desarrollo óptimo de la población y es dependiente del tipo de especie; por lo tanto la falta, o por el contrario el exceso de agregación, puede constituirse en un factor limitante.

Las agregaciones sociales, poseen una organización perfectamente estructurada en jerarquías sociales y división del trabajo con especialización de los organismos y se conoce como sociedad; ejemplos son las hormigas, termitas, abejas, un pueblo, o una ciudad.

La territorialidad es un mecanismo que separa a los organismos o los grupos unos de otros. En los animales las fuerzas que producen el aislamiento puede ser una ventaja al disminuir la competencia. En los vertebrados sus actividades suelen restringirse a un área limitada, conocida como ámbito doméstico, y si esta área vital es activamente defendida se le llama territorio. El territorio puede ser un área de alimentación, reproducción, reposo, o área de nidificación. La territorialidad mantiene a las poblaciones por debajo de la saturación, previene el agotamiento de los recursos y reduce la competencia.

Estructura de la población

La estructura de la población nos indica la distribución de los organismos que la componen. Como características estructurales de las poblaciones son importantes: a) el censo de distribución de sexos y b) la distribución de edades o estructura etaria.

La relación de sexos raramente es igual a la unidad. Lo más frecuente es que uno de los sexos esté mejor representado que el otro. En los vertebrados generalmente existe una

predominancia de machos en el momento de nacer. Este es el caso en la mayoría de patos, y conejos; en las ardillas generalmente ocurre lo contrario.

Con relación a la estructura etaria, el porcentaje de las diferentes clases de edad entre los componentes de una población afecta mucho a las posibilidades de multiplicación, y por tanto a su desarrollo evolutivo. En la vida de un organismo se pueden distinguir tres períodos: el pre-reproductivo, el reproductivo y el pos-reproductivo. La duración relativa de cada uno de ellos varía según la especie. Después de realizar el censo por edades de la población, se puede construir la pirámide de edad , ésta puede ser de tres tipos (Fig. 12):

o El primer tipo es una pirámide con base amplia, es decir con una proporción alta de individuos jóvenes, este tipo es característico de las poblaciones de crecimiento rápido.o El segundo es de tipo intermedio con un porcentaje moderado de los individuos en todas las edades, es propio de poblaciones estacionarias.o El tercero es el que presenta una base estrecha con mayor cantidad de individuos adultos que jóvenes, característico de poblaciones que están declinando.

Figura 12: Tipos de pirámides de distribución etaria: a) población en crecimiento, b) población estable, c) población en declinación.

Las curvas de sobrevivencia se emplean en el estudio del número de organismos de una población que sobreviven a una edad particular, se expresa como número de sobrevivientes por cada mil miembros de una población. La tasa de mortalidad bruta se expresa por el número de muertes por cada mil miembros de la población, sin importar la edad o el sexo.

En ecología se utilizan tablas de vida para analizar la tasa bruta de mortalidad de una población. La mortalidad también puede expresarse como una curva de supervivencia, la cual expresa el número de sobrevivientes en varios intervalos de edad. Estas gráficas pueden presentar formas diversas y proporcionan información acerca del ciclo biológico de las poblaciones. En la figura 12 se presentas tres tipos de estrategias reproductivas. La curva A es de una población que presenta la mayor parte de pérdidas entre los individuos muy jóvenes como muchos insectos, peces, moluscos y muchas semillas. La curva B es para una población con una proporción constante de mortalidad entre los miembros de cada edad, ejemplo algunas especies de aves, invertebrados como la hidra y algunas semillas en el suelo del bosque y la curva C es para una población que tiene el mayor índice de mortalidad entre los individuos más viejos, esta curva es típica de mamíferos y el hombre.

Figura 12: Curvas hipotéticas de sobrevivencia para tres tipos de estrategias reproductivas

(tomado de Sutton & Harbor, 1993).

ECOSISTEMAS EN EQUILIBRIO Y FUERA DE EQUILIBRIO

Cada especie en un ecosistema existe como una población, es decir es un grupo reproductivo. Para que un ecosistema permanezca estable sobre un largo de tiempo, la población de cada especie en el ecosistema debe permanecer más o menos constante en tamaño y distribución geográfica. A su vez para que una población permanezca constante en tamaño por un largo de tiempo, su rata reproductiva promedio debe ser igual a la rata de mortalidad. Por lo tanto el problema del balance de los ecosistemas, es un problema de cómo la rata de nacimientos y la rata de mortalidad se balancean para cada especie en el ecosistema.

Potencial biótico versus resistencia ambiental

El principal factor de incremento de la población es el potencial biótico. Si se comparan diferentes especies, se puede observar que el potencial biótico varía de un nacimiento por año en el hombre a muchos millones por año en el caso de muchas plantas, peces e invertebrados.

El potencial biótico, es el número de descendientes (nacimientos vivos, huevos puestos, semillas o esporas) que una especie produce bajo condiciones ideales.

Sin embargo, para que un individuo tenga algún efecto sobre el tamaño de la población debe sobrevivir y a su vez reproducirse. El segundo factor en el crecimiento de la población es el reclutamiento.

La sobrevivencia a través del de crecimiento y volverse parte de la población reproductiva se conoce como reclutamiento.

Si consideramos las diferencias entre el potencial biótico y el reclutamiento, se puede notar que entre las poblaciones hay dos tipos de estrategias reproductivas. La primera estrategia (estrategia r) es producir un número masivo de individuos, de los cuales unos pocos sobreviviran; es decir se presenta un reclutamiento bajo, a estas especies se les da el nombre de pródigas u oportunistas. La segunda estrategia (estrategia k) es tener una rata reproductiva baja, pero suministrar cuidado parental a la descendencia, con lo cual se incrementa el reclutamiento, a estas especies se les conoce como prudentes o equilibradas. Las características asociadas con cada una de las dos estrategias se especifican en la Fig. M. Cada pareja de características representan los extremos en un continuo de posibilidades. La situación de una especie dentro de este continuo depende de la selección natural que está actuando sobre la población y, en gran parte de otras propiedades de la población (como la mortalidad y la estructura por edades), así como de las propiedades del medio donde se encuentra.

Tabla 2: Tipos de estrategias reproductivas de los organismos

a) Pródiga u oportunista

o Muc

b) Prudente o equilibrada

o Poca

ha descendenciao Crías pequeñaso Maduración rápida

descendenciao Crías grandeso Maduración lenta

Figura 13 Características asociadas con estrategias reproductivas opuestas.

Las plantas anuales muestran una estrategia reproductora pródiga. Estas plantas se reproducen sólo una vez, dejando típicamente gran número de semillas. Las plantas progenitoras mueren poco después. Sólo sobreviven las semillas. Los elefantes en cambio, muestran una estrategia prudente. Las crías son amamantadas por sus madres durante dos años como mínimo. La estructura social de los elefantes consiste en una jerarquía materna, en la que los jóvenes son protegidos celosamente por la madre, hermanas y tías.

Hay factores adicionales que influencian el crecimiento y la distribución geográfica de la población como:

o la migración y dispersión de animales y semillas para ser llevados a hábitats semejantes en otras regiones;o la habilidad para adaptarse e invadir nuevos hábitats;o los mecanismos de defensa y de resistencia a las condiciones adversas y a las enfermedades.

Todas las especies tienen la capacidad de incrementar su población cuando las condiciones son ideales. El crecimiento de una población bajo condiciones ideales será exponencial. Cuando esto ocurre en la población se llama una explosión poblacional. La principal característica de un incremento exponencial es que el número de individuos se incrementa muy rápido y cada intervalo de tiempo X tiene lugar una nueva duplicación de la población.Las explosiones de la población son raras en la naturaleza, sin embargo, debido a los factores bióticos y abióticos se presenta la tendencia a la disminución de las poblaciones.

La combinación de todos los factores bióticos y abióticos que pueden limitar el incremento de una población de conoce como resistencia ambiental.

Dentro de los factores bióticos que limitan el crecimiento de las poblaciones se cuentan: predadores, parásitos, competidores, y la falta de alimento. Entre los factores abióticos de resistencia ambiental se cuentan: humedad, luz, salinidad, pH, y la falta de nutrientes.

Los factores que promueven el incremento de la población y los factores de la resistencia ambiental están cambiando siempre. Cuando las condiciones son favorables, la población se puede incrementar. Cuando las condiciones son desfavorables, las población disminuye. En general la rata reproductiva de una especie es casi constante, debido a que la rata de reproducción hace parte del fondo genético de la especie. Lo que varía en una especie es el reclutamiento. Es decir en los estadios tempranos del crecimiento (plantas o animales) son más vulnerables a la predación, las enfermedades, la falta de alimentos (o nutrientes) o agua, y otras condiciones adversas. Por lo tanto la resistencia ambiental reduce el reclutamiento. Si el reclutamiento es igual al índice de reemplazamiento, los nuevos individuos reemplazaran a los individuos muertos y el tamaño de la población permanecerá constante. Si el reclutamiento no es suficiente para reemplazar las pérdidas en la población reproductiva, el tamaño de la población declinará.

En síntesis, si una población crece, permanece estable o disminuye es el resultado de un balance dinámico entre su potencial biótico y la resistencia ambiental (Fig. 13)

.

Figura 13: factores de resistencia ambiental versus potencial biótico.(tomado de Nebel & Wright, 1996)

Sucesión ecológica

Hay situaciones en la naturaleza, en donde, en el transcurso de los años observamos como una comunidad biótica cambia gradualmente dando lugar a una segunda, la segunda comunidad, da lugar a una tercera y así sucesivamente. Este fenómeno de transición ordenada de una comunidad biótica a otra se conoce como sucesión natural o ecológica. La sucesión natural ocurre debido a que el ambiente físico puede ser modificado gradualmente por el crecimiento de la comunidad biótica misma, de tal manera que el ecosistema se vuelve más favorable para otro grupo de especies y menos favorable para las especies presentes. Por lo tanto hay un cambio gradual de la primera comunidad biótica, la cual es desplazada por una segunda y ésta por otra y así sucesivamente.

La sucesión de especies no tiene lugar indefinidamente. Se alcanza un equilibrio, cuando hay un balance dinámico entre todas las especies y el ambiente físico. El estado final se conoce como ecosistema clímax. Todos los biomas naturales se consideran ecosistemas clímax. Es importante no olvidar que todos los balances están relacionados con la comunidad biótica y condiciones climáticas existentes. Por lo tanto, todos los ecosistemas clímax están sujetos a cambio, si las condiciones climáticas cambian, si nuevas especies son introducidas y las propias son removidas.

Sucesión primaria

Si el área no ha sido ocupada previamente, el proceso de invasión inicial y la progresión de una comunidad biótica a la siguiente se conoce como sucesión primaria. Un ejemplo es la invasión gradual de una superficie rocosa por líquenes, luego por briofitos, hasta que se desarrolla un ecosistema de bosque clímax.

INTERACCIÓN ENTRE ORGANISMOS

El papel de los recursos es importante en el estudio ecológico. Tanto plantas como animales requieren materiales que deben estar disponibles a corto plazo.

Un recurso es cualquier material cuya abundancia en el ambiente natural puede limitar la supervivencia, el crecimiento o la reproducción. El alimento, el espacio, y los nutrientes orgánicos son potencialmente recursos limitantes.

Los recursos que pueden agotarse se consideran recursos no renovables. Los recursos que al ser utilizados, después continúan estando disponibles son renovables. La característica de renovable puede ser resuelta en el tiempo de vida de un organismo, el cual explota un recurso. Para los organismos que viven fijos a un sustrato, el espacio es un recurso no renovable, el cual se vuelve renovable con la muerte del organismo.

Entre organismos ocurren muchas interacciones ecológicas, las cuales pueden ser clasificadas en un sistema de más-menos-cero, dependiendo de sí una especie: se beneficia, sufre, o no se afecta de manera particular por la interacción.

Un sistema de más-menos-cero se usa para caracterizar las interacciones ecológicas. La interacción más (+) beneficia una especie; interacciones menos (-) la dañan y las interacciones cero (0) no la afectan de manera importante. La tabla 1 resume las interacciones básicas y la clasificación con el sistema más-menos-cero. Tenga en cuenta que las interacciones son clasificadas con dos símbolos para representar el efecto sobre ambos organismos que participan en la interacción.

Tabla 2. Tipos de interacciones ecológicas

Tipo Naturaleza de la interacciónClasificación "más-

menos-cero"

Predación

Parasitismo

Competencia

Territorialidad

Comensalismo

Mutualismo

Beneficia a uno y daña al otro

Beneficia a uno y daña al otro

Beneficia a uno y daña a otro o daña a ambos

Beneficia a uno y daña a otro o daña a ambos

Beneficia a uno pero no afecta al otro

Beneficia a ambos individuos

+ -

+ -

+ - / - -

+ - / - -

+0

Un predador exitoso puede localizar a la presa, y tiene un medio para ingerirla y asimilarla. Los predadores pueden ser móviles o estacionarios. Dentro de los predadores estacionarios están las

anémonas, y otros celenterados (Foto pólipo), mientras que los predadores móviles incluyen peces, aves, insectos, etc. Todos los predadores comparten la habilidad para localizar la presa,

aunque utilizan diferentes estrategias. A pesar de la diversidad hay unos principios de organización de la interacción predador-presa.

Los predadores móviles y estacionarios buscan la presa usando estímulos químicos, mecánicos y visuales; otros utilizan el engaño.

La teoría del forrajeo óptimo predice las reglas usadas por los predadores para optimizar la ingestión de alimento.

La teoría del forrajeo óptimo predice que cuando la densidad del alimento es alta, el predador se especializa en presas de buena calidad e ignora las de bajo contenido alimenticio. Pero si la densidad del alimento disminuye el predador se vuelve menos selectivo y amplia el rango de

selección de las presas. Lo anterior puede ser alterado, si hay una impronta entre el predador y la presa, lo cual tiene un costo de aprendizaje para cambiar de una presa a otra. La saciedad, o

el límite de la capacidad digestiva es importante. Un predador puede ignorar a la presa si su estomago está lleno y no puede digerir mas por el momento. El tiempo gastado en la búsqueda

de alimento afecta la relación predador-presa. La teoría del forrajeo óptimo predice que el incremento en el recorrido para buscar alimento reduce la oportunidad de obtenerlo, por lo tanto el predador opta por mantenerse en un lugar y buscar allí su alimento. Con relación a la elección del mejor tamaño de presa, los organismos optan por seleccionar presas de tamaño intermedio, con el fin de reducir el tiempo gastado en manipular presas o muy grandes o muy pequeñas. La Fig. 13 muestra un análisis costo-beneficio para la selección del tamaño, la cual coincide con el

tamaño real seleccionado por el cangrejo que se alimenta de la almeja. El cangrejo Carcinus maenas selecciona almejas de tamaño intermedio.

Figura 13 Estrategia óptima para seleccionar almejas: a) análisis teórico de costo-beneficio para el aprovechamiento energético de las presas, en relación con el tamaño, (en términos de energía

de retorno obtenido en Joules/seg) b) El tamaño de almejas seleccionado por el cangrejo.

La resistencia a los predadores incrementa la resistencia individual de la presa y se incrementa por selección natural.

Los organismos marinos han evolucionado una amplia variedad de estrategias para detener a los predadores. Por ejemplo la mayor parte de esponjas son venenosas. Esto se podría esperar de una especie que es sésil y no tiene otra forma de defensa contra los predadores. Semejantes a otras adaptaciones, las defensas anti-predador se originan como variaciones en las poblaciones

por selección natural. Los predadores incrementan la frecuencia de los rasgos resistentes a través de la selección de los más vulnerables. La presencia de cualquier morfología repelente o

veneno sobrevivirá, y los individuos que poseen tales rasgos multiplicaran sus genes en las generaciones posteriores. Como resultado los predadores seleccionan individuos con rasgos

extremos.

Las presas evitan a los predadores por medio de respuestas de mimetismo, camuflaje y respuestas de escape. Algunos organismos pueden desarrollar rasgos morfológicos para

desalentar al predador del ataque, ejemplo: espinas, esqueletos fuertes, etc. Por ejemplo los peces de la familia Scorpaenidae están armados con espinas venenosas. Algunos organismos se

defienden químicamente por medio de compuestos secundarios tóxicos, secreciones ácidas y metales tóxicos. Las substancias activas, usadas por el hombre como estimulantes, están presentes en las plantas como resultado de una respuesta evolutiva a sus predadores. La

nicotina, cafeína, cocaína y la mostaza son ejemplos de esas substancias y se conocen como compuestos secundarios, debido a que no se utilizan en los procesos metabólicos típicos de la

planta.

La presencia de substancias de defensa tóxica, generalmente va asociada con una coloración llamativa (foto Panea conica). Algunos bivalvos tienen estructuras semejantes a tentáculos que son llamativas y parecen ser una tentación para los peces. Los peces muerden estos tentáculos,

luego los arrojan y abandonan a la presa indefensa.

Figura 14: Foto de Panea conica.

Las defensas químicas y mecánicas contra la predación cambian con la latitud, el hábitat y el océano. En los trópicos se presentan mayor número de adaptaciones de defensa contra la

predación, lo cual coincide con la mayor diversidad de organismos en las latitudes bajas del trópico y refleja la mayor presión de la predación en los trópicos, lo cual realza la selección

natural para incrementar la defensa de las presas.

Las relaciones comensales beneficia a una especie solamente. Los beneficios generalmente se relacionan con alimento, sustrato o protección (foto 15 ) Las relaciones comensales pueden ser

facultativas u obligatorias. Una especie comensal facultativa, no es dependiente completamente de otra especie, sino que puede vivir sobre una variedad de especies. Las lapas, por ejemplo, pueden vivir sobre rocas, tiburones, almejas, caracoles, tortugas, o sobre otras lapas. Por otro

lado los comensales obligatorios pueden vivir sólo en la presencia de ciertas especies.

Figura 15: Foto de diversas especies de Thyllandsia , epifítas propias del bosque alto andino. Estas plantas derivan sus nutrientes de la lluvia y el aire y usan al árbol sólo como soporte.

El mutualismo es una asociación evolutiva entre dos o más especies que beneficia a los participantes. En los ecosistemas se encuentran pares de especies que se benefician

mutuamente por la asociación. Esas relaciones probablemente comenzaron como relaciones facultativas, pero hubo una variación genética que completo la dependencia. La desventaja

obvia de este tipo de relación es el peligro de que una de las especies se extinga. El mutualismo obligatorio depende en un alto grado de la estabilidad simultánea de las poblaciones de las dos

especies participantes en la asociación.

Figura 16. Corte transversal del talo de los líquenes: Usnea florida , Everniopsis trulla y Letharia vulpina

Los líquenes son asociaciones entre un hongo y un alga ó una cianobacteria. Esta asociación es un ejemplo de mutualismo, en la cual ambos participantes se benefician. La mayor parte del cuerpo visible del líquen corresponde al hongo, el organismo fotosintético vive en el micelio interno. El organismo fotosintético suministra los nutrientes y el hongo envuelve las células

fotosintéticas transfiriéndoles agua y minerales. Los líquenes están en la capacidad de invadir los hábitats más agrestes, frecuentemente ellos son los primeros colonizadores y se consideran los

pioneros en la formación del suelo; debido a que facilitan la colonización de rocas por otras

plantas.

El parasitismo tiene lugar, cuando una especie vive a expensas de otra, sin consumirlo totalmente como alimento, pero la mata lentamente (Fig. 17). Los ectoparásitos viven sobre la superficie externa de un organismo. Ellos viven unidos a las agallas, al tallo, a las superficies del cuerpo. En contraste, los endoparásitos viven en el interior del cuerpo del hospedero y puede

ocupar los vasos sanguíneos, o ramificarse en ciertos órganos o tejidos. Si los parásitos son inefectivos en utilizar a su hospedero, otros parásitos pueden entrar y desplazarlos por

competencia. Por otro lado, si son demasiados efectivos, ellos pueden matar a su hospedero e igualmente conducir a la población hospedera a la extinción. Como el hospedero eventualmente

muere, o la presencia del parásito acelera su muerte, los parásitos deben tener un medio de desplazarse a otros hospederos. Como resultado, los parásitos desarrollan ciclos de vida

complejos, que incluyen más de una especie. La dependencia de múltiples hospederos es peligrosa para la sobrevivencia del parásito, si uno de los hospederos está ausente o es difícil de

localizar.

Figura 17: El hongo Phytophthora infestans ataca las plantas de papa, en la foto: 1) hojas infectadas bajo el microscopio, 2) hojas infectadas, 3) los tubérculos infectados por el hongo, no

se pueden comer. En el siglo pasado este hongo ocasiono una hambruna en Irlanda.

Los competidores en apariencia coexisten en el mismo hábitat, aunque en nichos diferentes; por ejemplo muchas especies de aves canoras coexisten en los bosques porque se alimentan de

insectos a diferentes alturas de los árboles (Fig. 18). Los murciélagos y las golondrinas se alimentan de insectos voladores, pero no compiten porque los murciélagos comen de noche y las

golondrinas de día.

Figura 18: Repartición de nicho en las aves canoras

La competencia se presenta cuando dos poblaciones disputan por recursos ambientales limitados del tipo alimentos, nutrientes, la luz del sol, y el espacio vital.

Cuando hay superposición de nichos, ambas poblaciones resultan afectadas, pero tarde o temprano, una de ellas predomina, se apropia del recurso limitado y elimina a la otra especie,

proceso que recibe el nombre de principio de exclusión competitiva. El biólogo Gause realizó la primera demostración de una competencia interespecífica. Gause cultivo los protozoarios Paramecium caudatum y Paramecium aurelia en medio bacteriales independientes. Ambas

poblaciones presentaron una curva de crecimiento en forma S. Cuando se desarrollaron ambas especies en un medio de cultivo se observó, como el grado de competencia por el mismo alimento, modificó el patrón normal de crecimiento (Fig. 20 ). Al final Paramecium aurelia

demostró mayor capacidad para adquirir el alimento y la otra población fue eliminada.

El principio de exclusión competitiva expresa que si dos poblaciones compiten por un mismo recurso, que es necesario para la supervivencia de ambas especies, y éste aparece en

cantidades limitadas, una de las poblaciones será eliminada y la población que sea más eficiente en aprovechar el recurso sobrevivirá.

Figura: 19 Crecimiento de dos protozoarios, Paramecium caudatum y Paramecium aurelia a) y b) cuando crecieron en medios separados y c) cuando se desarrollaron juntos.

PRINCIPIOS Y CONCEPTOS CORRESPONDIENTES AL SISTEMA BIOLÓGICO ECOSISTEMA

CONCEPTOS DE SISTEMA

Un sistema es un conjunto de partes, o de eventos, que pueden considerarse como algo simple y completo, como resultado de la interdependencia de dichas partes o eventos. La teoría de sistemas es una forma de pensamiento acerca del mundo, un enfoque para el desarrollo de modelos y considera una serie compleja de procesos, como un todo sencillo. Se denominan componentes o elementos del sistema, a las partes de un sistema (Fig. 20).

Figura 20. Modelo general de un sistema abierto.

Regulación del sistema

Los sistemas vivos son abiertos, es decir, dependen del ambiente exterior para entradas y salidas (Fig. 20) y son cibernéticos, utilizan algún tipo de mecanismo de retroalimentación para su autorregulación.

Los sistemas cibernéticos poseen un estado ideal o punto de partida, en el cual se apoya el sistema y emplean parte de la salida para controlar parte de la entrada futura al sistema, retroalimentación. Un ejemplo de sistema cibernético lo constituye un calentador (Fig. 21). El punto de partida corresponde a la temperatura en que se fija el termostato. Cuando se rebasa la temperatura, un mecanismo interno apaga el sistema, es decir, reduce la entrada al sistema, manteniendo el sistema en el punto de partida. Lo mismo sucede, a la inversa, cuando no se alcanza el punto de partida; el mecanismo interno aumenta la entrada al sistema hasta que llega al punto de partida. Como el mecanismo de control reajusta el sistema al punto de partida se conoce como retroalimentación negativa.

Figura 21: Funcionamiento de un calentador como ejemplo de un sistema de retroalimentación negativa.

Los sistemas cibernéticos también pueden contar con retroalimentación positiva, es decir, una tendencia continua a aumentar la separación del punto de partida del sistema.

La tendencia que tienen todos los sistemas biológicos para permanecer en estado de equilibrio, respondiendo a las perturbaciones y estados desfavorables que pueden alterarlos de forma irreversible, se denomina homeostasia.

Los ecosistemas, al igual que ocurre con las poblaciones y organismos que los componen son capaces de autoconservarse y autorregularse. Cuando un factor ambiental o biológico se desvía de su situación de equilibrio, lo mismo que en los sistemas cibernéticos, se pone en marcha un mecanismo de retroalimentación, de manera que el sistema en conjunto tienda a corregir esa desviación y vuelva a la posición original. Naturalmente la corrección de estas desviaciones sólo puede efectuarse dentro de límites, que quedan enmarcados en el denominado plano homeostático; sí, por alguna razón estos límites son superados, el retorno a la posición original queda comprometido y, según sea el tipo e importancia de la alteración producida puede peligrar todo el conjunto. Más allá de dicho límite aparece la retroalimentación positiva.

Los sistemas cibernéticos poseen una placa homeostática, es decir, el sistema tiene ciertos límites dentro de los cuales se presenta la retroalimentación negativa. Sí se supera el límite se llega a la retroalimentación positiva.

La reproducción es un ejemplo común de retroalimentación positiva. En este caso los niños, cuando son adultos dan lugar a más niños, hasta el infinito y se puede llegar a un desastre al escasear los recursos (espacio, comida, etc.). Los mecanismos de retroalimentación negativa para el incremento de la población son los factores de resistencia ambiental.

Algunos mecanismos de control que funcionan a nivel de ecosistema son los que regulan el almacenamiento y la liberación de los elementos nutritivos y la producción y descomposición de las sustancias orgánicas. La introducción de un organismo externo a un ecosistema en equilibrio, puede alterar profundamente, la densidad de las poblaciones allí establecidas, sí el organismo se adapta al ecosistema. Al comienzo de la invasión exitosa del organismo habrán cambios bruscos en las poblaciones que interactúan con el invasor y se requerirá un tiempo relativamente largo para que intervengan los mecanismos de control y reajuste adaptativo de la comunidad.

Los ecólogos describen el ecosistema como un sistema abierto que contiene componentes tanto vivos como un medio abiótico y se compone de subsistemas cibernéticos que presentan características e interacciones propias.

Al estudiar un ecosistema particular se debe determinar el factor tiempo. Si se considera el

sistema como algo estático, al estudiar las interacciones entre los componentes se analizan como si fueran constantes e invariables. Un ecosistema se puede considerar como una entidad dinámica cuyos componentes están evolucionando constantemente y, por lo tanto modificando el sistema mismo. La aplicación de este punto de vista es difícil, pero si se logra se obtiene una visión realista del sistema.

¿COMÓ SE ANALIZA UN ECOSISTEMA?

Los ecosistemas son por lo general probabilísticos, es decir sistemas estocásticos; debido a que son dependientes de numerosos y variados parámetros, de los cuales sólo unos pocos se pueden cuantificar. Por otro lado los ecosistemas son sistemas abiertos. Sus componentes más importantes, los organismos, dependen del abastecimiento de energía constante. Por lo tanto se pueden usar dos tipos de experiencias conceptuales para obtener información sobre las comunidades y el ecosistema.

1. Levantamientos ecológicos:

o Determinación de todas las especies de un biotopo.o Determinación de la composición porcentual de cada una de las especies.o Determinación de la dinámica de las poblaciones y cambios en la composición de la comunidad como una función del tiempo (a. Ciclos anuales b. A muy largo plazo).o Determinación y registro de todos los parámetros físicos y químicos, de los cuales depende la existencia de un organismo.

Los levantamiento ecológicos tienen una larga tradición. Dentro de estos se consideran las cartas de vegetación, y los estudios fitosociológicos.

2. Modelación y análisis de sistemas:

Con el desarrollo de la cibernética, a mediados de los años 40, se inició el estudio de modelos matemáticos que permitieran definir y pronosticar procesos en los ecosistemas. Los levantamiento ecológicos y la teoría de sistemas se complementan y con los resultados obtenidos de ambas metodologías se puede emprender la tarea de entender el funcionamiento del ecosistema, el equilibrio, su sensibilidad frente a las perturbaciones y poder el impacto de desarrollos futuros sobre éste. Un modelo es una representación simple de una forma más compleja o fenómeno.

BIOMAS DE LA TIERRA

Ambientes semejantes permiten la evolución de organismos semejantes en forma y función, pero no necesariamente en la herencia genética. Por ejemplo hay desiertos en todos los continentes, menos en la Antártica, Las principales plantas del desierto de cada uno de los continentes tienen una apariencia externa semejante; pero tienen diferente material genético. Los desiertos corresponden a uno de los biomas terrestres y es una clase de ecosistema. Los principales biomas terrestres se muestran en la figura 52. Se presenta una relación estrecha entre los factores abióticos y las formas de vida en los biomas (Fig. 53)

52: Distribución global de los principales biomas terrestres.

53: Diagrama simplificado de las relaciones entre la precipitación, la latitud y los biomas terrestres. La figura muestra una correlación entre el clima y la vegetación. Los climas cálidos y húmedos favorecen la productividad y los biomas de esas zonas climáticas tienden a ser muy productivos, si los otros factores como la disponibilidad de nutrientes que las plantas requieren no son limitantes. Los climas fríos y secos no permiten una alta producción primaria; por lo tanto diferentes biomas se caracterizan por ratas diferentes de producción vegetal (Fig. 54). El conocimiento del clima se puede usar para predecir el tipo de vegetación será más probable de encontrar en una región. El conocimiento de las características básicas de los biomas mundiales y las formas de vida en cada uno de ellos, son importantes para planear objetivos ambientales e investigar efectos ambientales. Por ejemplo es posible hacer una correlación entre clima, vegetación y posibles efectos del cambio global en el planeta tierra.

Fig. 54: Geografía de la producción primaria. Los diferentes biomas se caracterizan por ratas promedios de producción diferentes. Los bosques tropicales, los bosques lluviosos templados y los bosques deciduos templados son altamente productivos.Los biomas se nombran de acuerdo a la vegetación que predomina (Ej. Bosque de confieras, sabana); Es decir por la fisonomía de las plantas. O por las condiciones climáticas (desierto frío, desierto cálido).

Tundra

El bioma de tundra se encuentra en el Ártico y en las montañas altas de todas las latitudes. Debido al clima es demasiado frío para los árboles, allí crecen plantas perennes de crecimiento bajo. En el ártico el suelo está permanentemente congelado -permafrost-. Sólo unos pocos cm de suelo se descongelan durante el verano, cuando la luz del sol brilla durante las 24 horas del día. Aunque hay poca precipitación, la tundra ártica baja es muy húmeda; como resultado del mal drenaje del suelo, a causa del permafrost. Las plantas crecen activamente en los suelos inundados durante unos pocos meses al año.

La vegetación dominante incluye gramíneas, musgos, líquenes, plantas enanas arrosetadas y las que forman colchones. Cuando el ambiente se vuelve más hostil, la vegetación cambia de los arbustos enanos y gramíneas a musgos y líquenes y finalmente a superficies con rocas desnudas y líquenes dispersos. La mayor parte de animales regresan para el verano al ártico y se van para el invierno o hibernan, durante la mayor parte del año. La tundra alpina tiene días y noches de igual longitud todo el año. En esas altitudes la temperatura nunca es muy alta y la caída de la temperatura por debajo del punto de congelación se dá en las noches claras. Las plantas realizan fotosíntesis todo el año y la mayor parte de animales permanecen en el hábitat. La tundra extrema aparece en la Antártica, adonde los principales organismos (líquenes) aparecen

esporádicamente en algunas áreas.

Taiga o bosque boreal

El bioma de taiga incluye los bosques de clima frío de las altas latitudes y altas altitudes. El invierno en el bosque boreal es largo y muy frío; mientras que el verano es muy corto (Aunque a menudo cálido). El verano corto favorece los árboles siempre verdes, los cuales están listos para realizar fotosíntesis cuando la temperatura se vuelve más favorable en la primavera. La vegetación dominante es la conífera, especialmente abetos, alerces, abedules y pinos. Las especies son polinizadas por el viento.

Las semillas se dispersan por viento. Los animales dominantes -insectos, renos y liebres- son herbívoros. Las semillas de las confieran alimentan a una fauna de roedores y aves.

Fig. 55: El bioma taiga o bosque boreal.

Bosque deciduo templado

El bioma de bosque deciduo templado se encuentra en el este de Norteamérica, este de Asia, Japón, y partes del este de Europa. Estos bosques son un poco más cálidos que el bosque boreal. La vegetación dominante incluye árboles altos deciduos; las especies más comunes son: arces, hayas, robles, nogales y castaños. Estos bosques son de importancia económica, debido a la madera dura de sus árboles, los cuales se usan en muebles. Son los ecosistemas más intervenidos por el hombre; debido a que estas regiones han sido las primeras ocupadas por la civilización. Los mamíferos grandes son raros, dentro de los herbívoros están los ciervos, Los animales dominantes son mamíferos pequeños, tales como ardillas y ratones. Las aves migran a este bioma durante el verano, cuando los insectos son abundantes.

Los cambios en el color de las hojas son los más conspicuos signos de las estaciones (Fig. 25). Los árboles pierden sus hojas durante el otoño y producen hojas durante la primavera. Hay

mayor número de especies en este bioma, que en el bosque boreal y muchos árboles presentan dispersión de polen y semillas por animales.

Figura 56: El bioma bosque deciduo.

Bosque lluvioso templado

El bosque lluviosos templado se presenta bajo condiciones de temperatura moderada, donde la lluvia sobrepasa los 250 cm/año. Estos bosques son raros; ellos se presentan en el hemisferio norte y en el hemisferio sur, en Nueva Zelanda, los árboles dominantes son las confieras. Los árboles presentan alturas mayores de 70 m. Este bioma presenta una baja diversidad de plantas y animales, debido en parte a las condiciones climáticas; y e s de importancia económicas por la presencia de las maderas rojas importantes para estructuras y vigas.

Sabanas

El bioma de sabana templada se encuentra en muchas partes del mundo, las cuales son relativamente secas la mayor parte del año. Este bioma es de los que mayor cobertura mundial presentan e incluyen las praderas de Norteamérica, las estepas de Eurasia, las sabanas del este y sur de África y las pampas de Sudamérica. La vegetación dominante son la gramíneas y otras hierbas con flores, muchas de las cuales son perennes y con raíces muy extensas. Gran parte de estos biomas han sido transformados por el hombre en zonas agrícolas. Las gramíneas son las únicas adaptadas a sobrevivir a las perturbaciones, debido a que ellas almacenan gran parte de su energía bajo el suelo y se recuperan rápidamente después de ser quemadas o sobrepastoreadas. Este ecosistema soporta poblaciones grandes de mamíferos herbívoros y las quemas son frecuentes (Fig. 57).

Figura 58: Manada de Capibara sp. (Chigüiro) en las sábanas de Venezuela (foto cortesía M. Lugo).

Desiertos

Figura 59: El bioma de desierto caliente

Los desiertos fríos se encuentran en regiones secas de latitud media a alta, especialmente en el interior de los continentes. Los desiertos fríos también se encuentran en zonas de latitud alta, en las zonas protegidas de las montaña. Los desiertos calientes se encuentran entre los 300 latitud norte y 300 latitud sur. En esas regiones, el aire desciende cálido y seco absorbiendo la humedad del ambiente.

Los desiertos se encuentran en áreas donde la precipitación es menos de 50 cm/año. Aunque la

mayor parte de desiertos, tales como el Sahara, en el norte de África, y los desiertos del suroeste de Estados Unidos, Méjico y Australia, se ubican en latitudes bajas, los desiertos fríos se distribuyen en el macizo de UTA y Nevada y en partes del oeste de Asía. Los desiertos tienen un tipo de vegetación especializada, al igual que los animales vertebrados e invertebrados. Los suelos generalmente tienen abundantes nutrientes, pero poca materia orgánica y requieren sólo agua para volverse productivos (Fig. 59). Las perturbaciones son frecuentes en la forma de fuegos y períodos fríos ocasionales, lluvias esporádicas intensas que causan inundaciones.

Hay relativamente pocos mamíferos grandes en los desiertos. Los animales dominantes de sangre caliente son las culebras y lagartos. Los mamíferos son pequeños.

Tierras inundadas

Este bioma incluye los pantanos de agua dulce, ciénagas, y pantanos de agua salina. Todos permanecen inundados y el suelo está saturado de agua (Fig. 60). El agua crea un ambiente especial en el suelo con poco oxígeno, así que los procesos de descomposición tienen lugar muy lentamente y sólo plantas con raíces especializadas pueden sobrevivir. Las plantas dominantes son: manglares, abetos negros y alerces. Cambios pequeños en la altura del nivel de agua son significativos, ya que permiten que algunas raíces reciban oxígeno y crezcan árboles pequeños; en las áreas más bajas se encuentran musgos y algas.

Figura 60: Bioma de tierras inundadas, pantano de agua salada.

Aunque las zonas inundadas ocupan una porción pequeña de la superficie terrestre, ellas son importantes en la biosfera. En los suelos anóxicos las bacterias anaeróbicas producen metano y sulfuro de hidrógeno, los cuales tienen efectos importantes en la biosfera. Los pantanos de agua salina son áreas importantes para la reproducción de muchos animales marinos y contienen gran cantidad de invertebrados y son un recurso importante económicamente.

Bosque lluvioso tropical

El bosque lluviosos tropical se encuentra en la región ecuatorial, donde la lluvia excede los 250 cm/año y la estación seca tienen menos de tres meses de duración. Es el más bioma con mayor diversidad de especies de plantas y animales, con más de 500 especies de plantas por km2 y la mayor productividad. Gran parte de las especies son raras, las cadenas alimenticias en esta comunidad es extremadamente compleja. En este ecosistema la mayor parte de los nutrientes se conservan en la vegetación; los suelos son altamente meteorizados y no están en capacidad de soportar la agricultura, sin la aplicación masiva de fertilizantes. En las zonas montañosas del trópico la temperatura disminuye 6 0C por cada 1000 m de elevación. Los árboles presentan una altura menor, sus hojas son más pequeñas, y se presenta mayor número de epífitas -plantas que absorben nutrientes y del aire, y del agua de lluvia (Fig. 61).

Las actividades antrópicas destruyen el bosque tropical a una rata muy alta; a pesar de que la mayor de organismos propios de este ecosistema no ha sido descrito por los especialistas . Muchos pasan a ser extintos, son que hayamos tenido conocimiento de que algún existieron.

Figura 61: Distribución de epifitas en el bosque alto andino de la región del Neusa (3400 m.s.n.m)

Ecosistemas de agua dulce

Aunque los lagos, lagunas, ríos y quebradas representan un porcentaje bajo sobre la superficie terrestre, son críticos para el abastecimiento de agua para la industria, domestico y agricultura y juegan un papel ecológico esencial. Este bioma constituye uno de los principales recursos recreacionales, pero son los que más fácil se contaminan. Las plantas dominantes son las algas , llamadas fitoplancton . A lo largo de las riveras y en zonas someras crecen plantas con flores,

como el lirio de agua. La vida animal es generalmente abundante. Las aguas abiertas tienen muchos invertebrados pequeños, llamados colectivamente zooplancton, los cuales pueden ser herbívoros o carnívoros.

Los ríos y quebradas son importantes en la biosfera, como los principales transportadores de materiales del continente al océano. El agua dulce es importante económicamente para el hombre para la producción de energía, de peces, de aves, para uso domestico y para recreación y deporte.

Las zonas de estuario -áreas donde los ríos desembocan en el océano - son ricas en nutrientes y soportan una gran abundancia de peces; además son importantes sitios de reproducción para muchos peces comercialmente importantes.

El bioma marino

Todos los océanos están conectados y el agua del océano se mueve de forma circular - en dirección de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en contra de las manecillas del reloj en el hemisferio sur. Esos movimientos dispersan a los organismos con pocas habilidades para nadar. Sin embargo la mayor parte de organismos marinos tienen rangos restringidos de distribución, lo que indica se presentan límites ambientales importantes para su distribución en los océanos.

Los gradientes verticales y horizontales dividen los océanos en zonas con condiciones físicas distintivas. La temperatura del agua, la presión hidrostática y el abastecimiento de alimento cambia con la profundidad e influencian las distribuciones bióticas (Fig. 62).

Para vivir en las diferentes regiones del océano se requiere determinadas tolerancias fisiológicas y atributos morfológicos. Las temperaturas en el océano son barreras a la colonización debido a que muchos organismos son estenotérmicos - están adaptados a un rango estrecho de temperatura. Los cambios de temperatura en combinación con los cambios estacionales en la luz del día determinan las estaciones de máxima productividad primaria.

Figura 62: Distribución de zonas en el océano.

o Zona litoral. Está constituido de áreas expuestas alternadamente al aire, durante la marea baja y al agua del océano , durante la marea alta. El movimiento constante de agua transporta nutrientes dentro y fuera de esas áreas, debido a lo cual son un recurso económicos importante, ya que sostienen muchos organismos. En esta zona se encuentran desde algas gigantes de agua frías y templadas, hasta arrecifes de corales y esponjas en los trópicos. Cerca al litoral se encuentran centros de reproducción para muchas especies de peces, generalmente de

importancia económica. La parte cercana a la playa es la más susceptible a la contaminación por desechos continentales y como principal área recreacional está sometida a una alteración antrópica considerable.o Zona pelágica. Está constituida por el mar abierto. Esas regiones tienden a ser bajas en nitrógeno y fósforo, por lo cual se consideran desiertos químicos con baja productividad y baja diversidad de algas. Se presentan muchas especies animales grandes, pero en baja densidad.o Zona béntica. El bentos es la porción de la base del océano. La entrada primaria de alimento está constituida por materia orgánica muerta que cae desde arriba, las aguas son demasiado oscuras para permitir la fotosíntesis, así que no existen organismos fotoautótrofos.o Zona abisal. Las aguas profundas del océano son frías, oscuras y la vida es escasa. Sin embargo sus aguas son ricas en nutrientes; debido a que numerosos organismos, que mueren en la superficie su hunden. La surgencia de las aguas profundas lleva nutrientes a la superficie, facilitando el incremento de algas y otros organismos. Las surgencias tienen lugar en la costa oeste de Norteamérica, Sudamérica, oeste de África y en la cercanía de los casquetes del Ártico y la Antártica. Las zonas de surgencia constituyen regiones importantes para la producción comercial de peces.o Aberturas hidrotérmicas. Este bioma se encuentra en el océano profundo, donde los procesos de las placas tectónicas crean aberturas de agua caliente con concentraciones altas de compuestos de azufre. Los compuestos de azufre suministran energía para las bacterias chemosintéticas, las cuales sustentan bivalvos gigantes, gusanos y otras formas de vida poco comunes. La presión del agua es alta y la temperatura oscila desde el punto de ebullición, cerca de la abertura a los 4 0C, en el océano profundo.

EL DESARROLLO DE LA TIERRA

Hace cinco billones de años que, uno de millares de soles en la vida láctea explotó. Los desechos de esta explosión formó una nube de polvo. Gradualmente la nube se aglutino y se fusionaron el polvo y las rocas para formar miniplanetas, los cuales a su vez colisionaron y se fusionaron para formar los planetas y la luna de nuestro sistema solar. Hace 4.5 billones de años, que la tierra alcanzó el tamaño actual.

Recién se formó la tierra, no había agua libre y la atmósfera era una nube de gases volcánicos. Un billón de años después apareció la vida. En esta fase temprana de la historia de la tierra la proto-atmósfera estaba formada de dióxido de carbono dióxido de azufre, los cuales se liberaban de la actividad volcánica. Esta atmósfera era rica en nitrógeno, pero no tenía oxígeno libre.

Hace 3.8 billones de años que la actividad volcánica de la tierra comenzó a estabilizarse y el planeta comenzó a enfriarse y el agua pasó del estado de vapor al estado líquido y los océanos se llenaron. El comenzó a fluir a través del terreno cubierto de lava y ceniza y a reformar la superficie terrestre. El agua de los océanos tenía material disuelto de las rocas y formó un caldo de químicos, que se conoce cómo agua de mar. Con la formación del océano apareció el ambiente en el que la vida evolucionaría. Los organismos están compuestos de agua y químicos solubles, los cuales fueron abundantes en ese tiempo. En contraste los químicos más tóxicos son raros en el agua de mar, como el mercurio, arsénico, plomo y berilio.

La evolución de los organismos fue acompañada de la evolución de patrones químicos más complejos para liberación de la energía necesaria para construir cadenas de carbono. A partir del dióxido de carbono. La forma primaria de fotosíntesis fue realizada por organismos semejantes a bacterias, las cuales utilizan el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono utilizando la energía solar para ensamblar carbohidratos (CH2O).

En los próximos tres billones de años, los océanos fueron gradualmente saturados con oxígeno y la tolerancia de este químico habría de volverse un requerimiento primario para la evolución exitosa en la mayoría de los hábitats. El excesos de oxígeno se acumuló en la atmósfera. Hace 800 millones de años que la atmósfera comenzó a ganar oxígeno. Hace 400 millones de años, que la concentración de oxígeno atmosférico llegó a los niveles actuales. Con abundante oxígeno se formo el escudo de ozono y bloqueó la mayor parte de la luz ultravioleta emitida por el sol. El agua protege a los organismos de la luz UV, así que hasta que no se formó la capa de ozono, la evolución había tenido lugar sólo en el mar. Con la formación de la capa de ozono la vida podría invadir el continente. Después de tres billones de años todas las superficies de la tierra era accesibles a la invasión biológica.

 

El planeta tierra se puede dividir en tres componentes:

o La atmósfera (envoltura gaseosa ) o La hidrosfera (el agua) o La litosfera (La corteza terrestre)

El hombre ha podido penetrar en todas estas regiones, mientras que el resto de organismos se han adaptado a una o dos de esas regiones. Entre esas partes del ambiente se presenta un intercambio constante de materia y energía.

 

La Tierra

El calor de la tierra tiene su origen principalmente del calor del sol y en menor porcentaje de la energía interna de la tierra. La tierra consta de núcleo, manto y corteza terrestre. La corteza terrestre se conoce como litosfera. El centro de la tierra alcanza una temperatura de 5000 0C. El núcleo de la tierra consta en su mayor parte de hierro y níquel y es sólido. La temperatura se reduce desde el núcleo hacia la corteza significativamente. A 40-50 Km de profundidad se encuentra una temperatura de 1000 0C.

En la parte superior del manto y la parte inferior de la corteza terrestre se encuentran, a diferentes profundidades masas de rocas líquidas, ricas en gases, las cuales provienen del interior de la

tierra. Esas rocas líquidas se conocen como Magma (griego = Masa moldeada). Los sitios donde se acumula el magma se conoce como olla magmática y se encuentran generalmente en el manto

superior a 60-100 Km de profundidad.

 

La corteza terrestre tiene un espesor promedio de 30 Km. El manto terrestre 2870 Km y el núcleo (interno y externo) 3471 Km

Cuando hay erupciones volcánicas se arroja magma, el cual presenta más de 1000 0 C.

La corteza terrestre consta principalmente de SiO2. Gran parte de la energía del interior de la tierra se utiliza para el movimiento de las placas tectónicas.

Para mayor información, diríjase a: http://hum.amu.edu.pl/~zbzw/glob/glob34e.htm

La corteza terrestre se dividen en diferentes placas, las cuales se desplazan. La tectónica de placas se puede observar en la figura de la derecha. En la figura se observa la placa de Norteamérica, de Sudamérica, del antártico, la Europea, la Africana, la Indo-australiana, la placa de Nazca y la placa del Pacífico.

Desde el espacio exterior se presenta la siguiente visión del ecosistema terrestre.

El 71 % de la superficie terrestre está cubierto con agua. La capacidad de almacenar calor de los océanos es un factor importante para mantener constante la temperatura sobre la superficie terrestre.

 

La atmósfera

La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el planeta y se extiende 500 Km arriba de la superficie terrestre, es un sistema dinámico pero bien balanceado. La atmósfera es la máquina de calor que distribuye éste a través del globo y conduce el sistema climático del planeta. La atmósfera es una mezcla de cases que constituyen el aire y está compuesto de 78.1% de N2, 20.9% O2, 0.036% CO2 y numerosos gases traza (Tabla 1). El contenido de vapor de agua en la atmósfera varía de varios por cientos en ambientes húmedos calientes a 10 ppm en frío en condiciones secas. Los gases traza, aunque se presentan en concentración baja son de importancia en muchos de los fenómenos que afectan la ecosfera. Por ejemplo los gases de dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono contribuyen al efecto invernadero natural, el cual suministra un clima estable para la biota. El ozono estratosférico cubre la superficie del planeta y protege la vida de las radiaciones ultravioletas. Algunos gases de azufre emitidos a la atmósfera desde la tierra por procesos biológicos tienden a enfriar el planeta, ayudando a regular la temperatura de la superficie terrestre.

 

La hidrosfera

 La hidrosfera es la parte de la tierra que contiene el agua líquida, vapor y hielo. Ella incluye el agua en los océanos y mares, hielo glacial, agua subterránea, lagos, suelos, atmósfera y ríos. El planeta tiene hidrosfera desde hace 4 billones de años. A través del tiempo geológico el tamaño y forma del océano y los patrones de circulación oceánica han cambiado debido a la distribución del piso oceánico y la deriva continental. Han sido continuos los cambios en la composición de la atmósfera, que incluyen el contenido en valor de agua y dióxido de carbono, y cambios en el tipo de nubes y de vegetación. Todos estos cambios afectan la temperatura y el clima terrestre e indirectamente afecta el volumen de la críosfera. Como resultado, el nivel del mar se levantado y caído durante la historia, debido a cambios en el volumen de hielo y por otras razones.

 

La litosfera

La litosfera es la región más externa de la corteza terrestre sólida, la cual se extiende a una profundidad de casi 100 Km. La litosfera consiste de compuestos inorgánicos naturales, llamados minerales. La litosfera está en contacto con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera y está siempre en un estado de cambio continuo. Los suelos son un sistema biogeoquímico importante de la corteza y son un componente fundamental de la ecosfera. Dependiendo del clima y del material parental se requiere 200-1500 años para formar 2.5 cm de suelo a partir de las rocas.

 

La biosfera

La biosfera es el principal componente que define la ecosfera. Marte y Venus no tienen una ecosfera; debido a que no hay vida en esos planetas. Sólo la tierra mantiene una ecosfera. En la banda angosta de la ecosfera, la biota secuestra carbón y nutrientes y en interacción con la atmósfera, hidrosfera y litosfera ayuda a mantener el balance del carbono y otros elementos biológicamente reactivos en el planeta. Debido a la importancia de la biota en biogeoquímica, es necesario considerar a los organismos y sus relaciones entre sí y con el componente abiótico

CICLOS ASTRONÓMICOS Y DE GEOSISTEMAS

Ciclos Astronómicos

Todo el planeta tierra toma parte en los ciclos astronómicos. La noche y el día, los cambios de la luna y las estaciones del año son manifestaciones de estos ciclos. El hombre mide el tiempo con base en los períodos de algunos movimientos:

o Día: el período de tiempo en que la tierra realiza una rotación completa sobre su eje.o Mes: el período de tiempo en que la luna gira alrededor de la tierra (mes lunar).o Año: el período de tiempo en que la tierra gira alrededor del sol.

Las mareas

La causa de las mareas es la atracción que la luna y el sol ejercen sobre las aguas oceánicas. El fenómeno consiste en elevaciones del nivel del mar que coinciden con los pasos de la luna por el meridiano correspondiente, seguidas de los respectivos descensos. Se producen dos mareas altas y dos bajas en el trascurso de cada día lunar, es decir 24 horas y 50 minutos.

Las mareas son un movimiento alternativo de subida y bajada del nivel del mar, generado por los efectos gravitatorios de la luna y el sol.

La luna tiene más influencia que el sol en las mareas, pues su atracción gravitatoria es dos veces y cuarto superior a la del sol. Las llamadas mareas vivas (las más intensas) ocurren cuando la tierra, la luna y el sol están alineados y se suman los efectos gravitatorios de los dos astros; las mareas muertas (las más pequeñas) ocurren cuando la luna y el sol forman un ángulo recto con la tierra. En altamar y en las costas de los mares interiores las mareas suelen ser más débiles, mientras que en las costas oceánicas las amplitudes aumentan de manera extraordinaria.

Figura 33: Las mareas se forman por la atracción gravitacional de la luna sobre la masa oceánica de agua.

La radiación

Debido a la forma esférica y a la envoltura gaseosa de la atmósfera la tierra no se calienta uniformemente. Las áreas que se encuentran cerca de los polos reciben menor radiación solar por unidad de superficie que las áreas que están cerca al ecuador. Esto se debe a varias razones.

1. La cantidad de energía que se recibe por área en la superficie terrestre depende del ángulo en que llegue la energía. La misma cantidad de radiación se disemina en un área más grande en el sitio de curvatura (Fig. 32).

El suelo en los últimos años se ha convertido en el centro de discusión. Debido al continuo proceso de ampliación de las ciudades y a través del proceso de construcción se ha reducido la superficie útil de los suelos y algunos han sido dañados irreversiblemente. La agricultura intensiva se realiza cada vez en menos áreas y los suelos resultan sobreexplotados. Por otro lado materiales contaminantes, los cuales resultan de las actividades antrópicas terminan en el suelo y afectan su fertilidad. En el presente capitulo se realiza una descripción de las interacciones entre el suelo, el clima y los organismos del suelo.

El suelo es un producto de la transformación de minerales y la materia orgánica, el cual se forma sobre la corteza terrestre bajo la influencia de los factores ambientales y el cual es atravesado por agua, aire y organismos, presenta una organización morfológica, es capaz de sostener plantas y constituye el sustrato donde se desarrolla la vida de los animales y el hombre.

En el suelo se encuentran entremezcladas la biosfera (organismos), la litosfera (rocas), la hidrosfera (agua) y la atmósfera (aire). En los ecosistemas terrestres el suelo le ofrece al edafón una amplia superficie específica interna y un sitio de amplio intercambio de materiales.

Los suelos son una fuente de variación en el paisaje. Los tipos de suelos pueden extenderse varios kilómetros sin una variación significativa, o ellos pueden formar un mosaico a través del paisaje, cambiando sus características en unos pocos metros. Además cuando aparecen ecosistemas con límites fuertemente definidos, es usual que una propiedad del suelo ha cambiado y causa la discontinuidad de un sistema a otro. Cada una de las condiciones del suelo podrían resultar en una asociación vegetal , que pueden crecer bajo esas condiciones. Indirectamente los limites del suelo determinan los patrones de distribución animal: los animales dependen de plantas específicas, la distribución de las cuales está determinada por el tipo de suelo y debido a que el hombre depende de las plantas para las cadenas alimenticias, se puede considerar al suelo como nuestro recurso esencial. Hay cinco factores que influencian la formación del suelo:

o El material parental,o El clima,o La topografía,o Los procesos bióticos yo El tiempo.

Componente mineral del suelo

Las rocas de acuerdo a su origen se subdividen en :

o Magmáticaso Sedimentariaso Metamórficas

Rocas magmáticas

Se acepta que hace 4.6 millones de años se formó nuestro sistema planetario, a partir de una nube caliente de gas y polvo, que se origino del espacio exterior. Mientras se formaba el sol, en las zonas externas más frías se formaron los planetas y la luna, entre ellos la tierra. Durante el enfriamiento los metales más pesados como el hierro y el níquel, se ubicaron en el núcleo. Alrededor se formaron capas con hierro y magnesio. Las partes más livianas, quedaron constituidas de silicio y aluminio y formaron la capa más externa, la cual muy pronto comenzó a solidificarse. La capa inferior de la corteza terrestre se conoce como sima, debido a su alto contenido en silicio y magnesio. La capa superior se conoce como sial, debido a que predomina el silicio y el aluminio. Debido a lo anterior los elementos más frecuentes sobre la superficie terrestre son al lado del oxígeno, el silicio y el aluminio. En la tabla 1 se señala el porcentaje de los elementos más frecuentes en la corteza terrestre y en las rocas magmáticas.

Tabla 4: Composición media química en porcentaje de la corteza terrestre (hasta 16 cm de profundidad) y las rocas magmáticas. Los macronutrientes se resaltan en negrilla (Tomado de

Mückenhausen 1993).

ElementoCorteza

terrestreRoca

magmática

Oxígeno (O) 46.46 46.420

Silicio (Si) 27.60 27.590

Aluminio (Al) 8.07 8.080

Hierro (Fe) 5.06 5.080

Calcio (Ca) 3.64 3.610

Sodio (Na) 2.75 2.830

Potasio (K) 2.58 2.580

Magnesio (Mg) 2.07 2.090

Titanio (Ti) 0.62 0.720

Hidrógeno (H) 0.14 0.130

Fósforo (P) 0.13 0.158

Carbono (C) 0.09 0.051

Manganeso (Mg) 0.09 0.125

Azufre (S) 0.06 0.080

Inicialmente la tierra estaba cubierta por rocas magmáticas. Posteriormente la corteza se solidificó y comenzaron los procesos de meteorización y transformación sobre estas rocas. Hoy se

transportan rocas magmáticas de debajo de la corteza terrestre, sólo a través de procesos volcánicos. En la superficie terrestre el magma se solidifica rápidamente y no permite la formación

de cristales grandes. Estas rocas se clasifican como volcánicas y son de grano fino, ejemplo el basalto. Cuando las rocas se solidifican en el interior de la corteza, el proceso ocurre lentamente y permite la formación de cristales grandes. A estas rocas se le conoce como plutónicas, ejemplo el

granito.

Rocas sedimentarias

De acuerdo a su origen los sedimentos se clasifican en clásticos, químicos y biológicos. Los sedimentos clásticos se originan durante la meteorización de las rocas, bajo la influencia de la temperatura y el agua. Se originan restos de material los cuales pueden sedimentarse o ser transportados, donde posteriormente se sedimentan. Estos sedimentos posteriormente se pegan por medio de arcilla u otro medio y constituyen rocas, ejemplo los conglomerados. Durante la sedimentación química los materiales solubles en agua que resultan de la meteorización, son transportados a lagos o al mar. A través del calentamiento o la evaporación del agua, estos materiales se solidifican y van a formar horizontes profundos, los cuales por levantamiento orográfico aparecen de nuevo sobre la capa terrestre, ejemplo el yeso, la dolomita o las salinas. Los sedimentos biogénicos se originan de la acumulación de las partes duras de los esqueletos de organismos marinos como corales, esponjas, diatomeas, etc.

Rocas metamórficas

Durante la formación de montañas las rocas magmáticas y sedimentarias son transportadas al interior de la corteza terrestre, allí están sometidas a mayor presión, temperatura y a otras condiciones químicas. Por lo tanto cambia su estructura y composición mineral; dando origen a las rocas metamórficas. Ejemplo mármol y Gneis.

Las rocas magmáticas y metamórficas constituyen cerca del 95 % de la corteza terrestre, pero participan solamente en un 25% en la superficie terrestre. Por el contrario las rocas sedimentarias

constituyen sólo el 5 % de la corteza terrestre y el 75 % de la superficie. Por lo tanto las rocas sedimentarias se consideran las más importantes como material parental, el cual le da origen al suelo.

Figura 36: ciclo geológico

El material parental es la fuente de los componentes inorgánicos del suelo (orgánicos en el caso de los histosoles). La capa inferior de rocas en el perfil del suelo generalmente constituye material parental (Fig. 37).

La riqueza de nutrientes del suelo varía de acuerdo con la concentración de elementos inorgánicos, tales como el fósforo, el potasio, el calcio, hierro y manganeso, los cuales son liberados durante los procesos de meteorización del material parental. La cantidad de nutrientes liberados al suelo por unidad de tiempo depende de dos factores:

o La rata de degradación (meteorización) del material parental yo La concentración inicial de nutrientes químicos en las rocas

Por lo tanto las propiedades físicas de la roca como: dureza o solubilidad en agua son importantes en la fertilidad del suelo. Las rocas que son sólo levemente cementadas o que son solubles en agua liberaran nutrientes rápidamente y producirán suelos fértiles. Contrariamente, una roca muy dura (como basalto o granito) que se rompen muy lentamente y liberan pocos nutrientes producirá un suelo infértil.

Figura 37: perfil de suelo con sus horizontes característicos.

La meteorización de las rocas puede ser química (por disolución por agua) o física (fragmentación por cambios de temperatura y por sales). Esta degradación de la roca por el clima produce una capa de roca fragmentada llamada el horizonte C del perfil del suelo (Fig. 37).

Sobre éste se encuentra el horizonte B, el cual es la capa de suelo que recibe los materiales trasladados desde el horizonte(s) superior(es). Algunos minerales, especialmente el hierro, forma capas como costras que impiden el drenaje a través del suelo. El horizonte E es una capa de suelo pálido, la cual separa el horizonte B del horizonte A, en la cual las arcillas y los minerales han sido llevados del horizonte E al B, quedando una alta concentración de arena o limo.

El horizonte A es generalmente de color negro a pardo oscuro; debido a la presencia de materia orgánica descompuesta. La superficie del suelo es el horizonte O, la capa de material vegetal y animal muerto y en diferentes estados de descomposición.

Cuando el suelo es arrastrado por el agua, el viento, la actividad glaciar o el polvo volcánico, el esquema de formación del suelo descrito anteriormente varía. En esos casos el material parental está constituido de diferentes tipos de rocas, las cuales se combinan para formar el nuevo suelo. Ejemplos de tales suelos lo constituyen los suelos de valle de la Amazonía, que tienen su material parental en la cabecera y en las riveras de los cauces que recorre el Amazonas y sus afluentes.

Todos los proceso de meteorización de las rocas producen minerales parcialmente descompuestos tales como arenas, limos y arcillas.

Figura 38: estructura arcillas

Los minerales de arcilla son partículas pequeñas, planas, que se unen a través de oxígenos compartidos. Las partículas de arcilla tienen una alta superficie específica y carga eléctrica negativa. Las sustancias disueltas con una carga positiva se agarran a las partículas de arcilla (Fig. 38). Muchos nutrientes tales como potasio (K+), calcio (Ca++), amonio (NH4+) y magnesio (Mg2+) son cationes; Es decir están cargados positivamente y son atraídos por la superficie de la arcilla. Por lo tanto las arcillas juegan un papel importante en la captación de nutrientes, los cuales han sido liberados de la meteorización de la roca o son producto de la de los ciclos de descomposición de la materia orgánica. El nitrato (NO3+) tiene una carga eléctrica negativa y no será atraído por la arcilla; por lo cual es más fácil su lavado de un suelo arcilloso, que los cationes; por lo cual contamina corrientes y lagos. El amonio es un catión y por lo tanto es captado por la arcilla.

Suelos muy jóvenes, tales como los de Armero, que han sido cubiertos por lodos y cenizas volcánicas, pueden ser ricos en nutrientes, pero son incompletos debido a que carecen de una estructura y del amplio rango de organismos que participan del ciclo de nutrientes, flujo de energía y en el desarrollo del suelo. Igualmente suelos muy viejos pueden ser pobres en nutrientes debido a que todos sus nutrientes han sido lavados. Así un suelo maduro alcanza un pico de productividad potencial, y luego comienza a deteriorarse. Para todos los suelos este proceso difiere, pero en general los suelos se vuelven productivos relativamente rápido y toman cientos a miles de años para perder su productividad.

Los factores de mayor influencia del clima son la temperatura y la precipitación. El clima influencia el flujo de nutrientes a través del tipo de cobertura vegetal, lo cual afecta la rata de descomposición y la posibilidad de que los nutrientes sean lavados del sistema. El clima afecta también la rata de meteorización de las rocas. En los climas cálidos y húmedos habrá una descomposición más rápida, que en uno frió o seco, en primer lugar por que los procesos de carbonatación ocurren más rápidamente.

La carbonatación es el proceso dominante que lleva a la descomposición de las rocas a través del contacto con ácido carbónico (H2CO3). El dióxido de carbono es altamente soluble, y se combina con el agua en el suelo para formar el ácido carbónico. Este ácido puede disolver rocas acelerando la liberación de nutrientes. Las raíces de las plantas, la fauna, los microorganismos y la descomposición de la materia orgánica liberan CO2 en el suelo, permitiendo que la atmósfera de

éste sea 200 veces más saturada que el aire.

Los procesos bióticos

El aspecto biótico de un suelo incluye el contenido orgánico y las interacciones entre el suelo y sus organismos, especialmente los descomponedores. La mitad del volumen del suelo está ocupado por material mineral; la otra mitad está constituido de aire y agua, con un componente pequeño de materia orgánica. La fracción orgánica aunque pequeña es la más importante debido a que juega un papel muy importante en determinar la estructura y la humedad características del suelo.

Los organismos del suelo (microorganismos y fauna) degradan la materia orgánica hasta transformarla en humus, un material gelatinoso químicamente muy estable. El humus es un importante componente estructural en el suelo, que ayuda a unir partículas de suelo formando nódulos fijos laxamente. Entre los nódulos están los espacios de aire que aseguran la presencia de oxígeno alrededor de las raíces de las plantas y facilitan el drenaje. Los suelos que contienen muchos espacios de aire tienen una estructura migajosa. Una buena estructura asegura buen drenaje, al igual que el mantenimiento de una humedad optima durante períodos secos. El agua que se mueve a través del suelo se conoce como agua de percolación. El humus absorbe agua de precolación y ayuda a captar agua. Semejante a una esponja el humus puede almacenar agua y liberarla posteriormente durante los períodos de sequía para el abastecimiento de las plantas.

La actividad horadadora de los organismos además ayuda a mantener la estructura del suelo y mejoran la aireación; de esta manera aseguran que las raíces de las plantas tengan acceso a oxígeno.

La biota también sirve para fijar nitrógeno, un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas, y el cual proviene del aire. Además el reciclamiento de nutrientes por la biota puede ser más importante en términos de la cantidad que hace disponible, que el abastecimiento de nutrientes nuevos. Así los procesos bióticos son esenciales para el mantenimiento de la disponibilidad de nutrientes y del ecosistema.

La pendiente, la configuración de la ladera y los valles, al igual que la altura sobre el nivel del mar son atributos importantes que afectan la formación del suelo. El grado de inclinación de la pendiente influencia la profundidad del suelo. Las áreas planas como los valles, las costas y las sabanas tienden a desarrollar suelos más profundos, que las zonas de pendiente. Es importante resaltar que el material parental, el clima, el tiempo, la topografía y los procesos bióticos intervienen para formar los suelo. En una montaña el clima es más frió, los procesos bioquímicos y el ciclo de nutrientes son más lentos, que en las zonas bajas. Por lo tanto los suelos serán probablemente superficiales, inestables debido a la pendiente y por consiguiente no maduraran. El material parental se forma de rocas duras en las montañas y liberan muy lentamente los nutrientes. Así que todos los cinco factores formadores de suelos permiten el desarrollo de un suelo pobre.

EL AGUA

El agua es fundamental para la vida. El 71 % de la superficie terrestre está cubierta de agua y constituye 1.4 billones de Km3 (tabla 3). El 97 % del agua de la superficie terrestre se encuentra en los mares y océanos. Del 3% de agua dulce, el 87 % se encuentra en los polos, es agua subterránea inaccesible o está en la atmósfera, quedando sólo 04% como agua disponible (fig. 39).

Figura 39: La tierra tiene abundancia de agua, pero los ecosistemas terrestre, los humanos y la agricultura dependen del agua disponible, la cual constituye sólo 0.4% del total.

El agua es más importante como transportador y medio químico para otras sustancias. Las propiedades relevantes del agua incluyen su estructura dipolar y la capacidad para formar enlaces hidrógeno. La estructura del agua determina su capacidad para disolver y estabilizar los iones y cuenta para un gran número de reacciones que envuelven la transferencia de un protón entre compuestos, tales como las reacciones ácido-base o la hidrólisis de macromoléculas bióticas. El agua se encuentra en tres estados: sólido (hielo), líquido y gaseoso (vapor) (Fig. 40).

Reserva % total % Volumen (10^6 km)

Océano 97.27 1370

Criosfera 2.05 29

Ríos 0.68 9.5

Lagos 0.01 0.125

Suelos 0.005 0.065

Atmósfera 0.013 0.013

Biosfera 0.00004 0.0006

Figura 40: El agua consiste de moléculas, cada una de las cuales se forma por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno. En el vapor de agua, las moléculas se encuentran separadas unas de otras. En el agua líquida las moléculas se unen entre si por medio de puentes de hidrógeno, los cuales le confieren al agua características especiales. En el agua congelada los enlaces se expanden, pero las moléculas están unidas firmemente.

Para los procesos fisiológicos la temperatura optima se halla en la forma liquida . El agua tiene alta capacidad calórica, además es el solvente ideal para numerosos iones. El valor del pH del agua del suelo puede oscilar entre 3-10. En las zonas costeras del mundo el pH es mayor que 9 y en los océanos mayor que 8. Esta alcalinidad es una de las principales razones para la alta capacidad de absorción de Dióxido de carbono, el cual se transforma en carbonato y bicarbonato.

Se habla en primer lugar del ciclo del agua debido a que el abastecimiento de agua junto con la radiación solar son los elementos esenciales para la vegetación y por consiguiente para la vida sobre la superficie terrestre. La base para la comprensión de la mayor parte de los ciclos biogeoquímicos está en el ciclo del agua y es esencial para la formación del sistema climático.

La evaporación del agua permite la concentración de compuestos disueltos y eventualmente la precipitación de sólidos disueltos; mientras que la lluvia permite la dilución de materiales. Ambos procesos permiten la formación y meteorización de las rocas. El agua además se requiere para asegurar el crecimiento biótico y la reproducción, sirviendo como solvente, como reactante químico y como agente físico.

Fig. 41: Ciclo hidrológico global. Fuentes principales (1015 kg de agua) y tamaño como porcentaje del total, tiempo de residencia en años (y) o días (d).

El ciclo de agua desempeña un papel fundamental en el funcionamiento tanto del sistema climático como del conjunto de ciclos biogeoquímicos, conectando un sistema con el otro y la humedad global desempeña un papel clave en los sistemas naturales físicos en su conjunto.

El ciclo hidrológico describe la distribución de agua dulce y salina entre los principales reservorios y la rata, a la cual el agua se mueve de una región a otra (Figura 41). El agua de los océanos se evapora hacia la atmósfera por efecto de las radiaciones solares. A su vez, el vapor de agua presente en la atmósfera vuelve, en buena parte, a los océanos en forma de precipitación. En la corteza terrestre, existe un proceso múltiple de evaporación de agua hacia la atmósfera; la evaporación procede tanto de los lagos, como de los ríos, de las plantas y del suelo húmedo. El vapor de agua se condensa y vuelve en forma de precipitación a la superficie terrestre a través de la lluvia, la nieve o el granizo. El ciclo se cierra con la relación entre los océanos y la corteza terrestre. El agua de las precipitaciones pasa a formar parte de los ríos, lagos, glaciares y aguas subterráneas. Con diferentes escalas temporales, todas estas fuentes acaban aportando su flujo de agua a los océanos. Los flujos de agua son conducidos por la radiación solar que bombea agua desde el continente y el océano a la atmósfera. El agua evaporada se distribuye y redeposita como precipitación sobre el continente y el océano. Los continentes reciben un tercio menos de agua que los océanos. El agua que llega al continente, retorna al océano o regresa a la atmósfera por evapotranspiración.

El tiempo de renovación del agua es del casi 9 días en la atmósfera y de 2-3 semanas en los ríos grandes. El tiempo de renovación de los océanos está entre 3500 y 37000 años, lo cual depende del tamaño y de la evaporación neta. El hombre ha incrementado la rata de evaporación natural, con actividades como la irrigación y la deforestación, en cerca de 3%, pero se estima que esta rata alcanzará valores entre 10-50% en el futuro cercano.

La humedad global

La existencia abundante de agua diferencia a la tierra de los demás planetas del sistema solar y resulta crítica para el mantenimiento de la vida. El ciclo del agua, como ya se mencionó, desempeña un papel clave tanto en el funcionamiento del sistema climático como en el conjunto de ciclos biogeoquímicos, es decir conecta un sistema con el otro. Algunos ejemplos de este papel son los siguientes:

o La distribución de la lluvia, la nieve, la evaporación y las corrientes fluviales determina la extensión y la distribución de la biosfera.o En sentido contrario, los cambios en la corteza terrestre y en la productividad biológica pueden afectar a los procesos hidrológicos locales y globales.o La nieve y los hielos ayudan a modular el sistema climático y actúan como indicadores de cambio climático.o Las corrientes fluviales vinculan la corteza terrestre con los océanos a través del embarque y transporte de sedimentos y nutrientes.o El agua líquida y el hielo contribuyen a la erosión de la superficie terrestre.

Cuando el agua se mueve, modifica la superficie de la tierra. El agua es indispensable para la existencia debido a las características que le confiere su estructura molecular. El agua va de la superficie de la tierra a la atmósfera en dos formas:

o Evaporación. La energía solar determina la evaporación del agua y ésta se eleva a la atmósfera como vapor de agua. La evaporación es directamente proporcional a la temperatura.o Transpiración. El agua almacenada en los tejidos vegetales se difunde a través de los estomas y entra a la atmósfera como vapor de agua.

Los ecólogos miden la disponibilidad efectiva del agua para los seres vivos, estudiando la relación existente entre la precipitación y la evaporación. Donde la precipitación es mayor que la evaporación se presenta excedente de agua; donde la precipitación es menor que la evaporación hay deficiencia de agua.

Fig. Relación precipitación pluvial y la evaporación.Figura 42:

El vapor de agua y las corrientes pueden transportar sustancias grandes distancias. Cuando el aire, que conduce el vapor de agua, se enfría , éste se condensa en agua líquida. Esta condensación se observa en forma de nubes. Si la condensación continúa, las gotas de agua aumentan de tamaño y se produce la lluvia. El agua de lluvia puede tomar tres rutas:

o Evaporarse por la acción de la energía solar.o Caer en el maro Caer en el continente, donde puede infiltrarse al suelo, ser absorbida por las raíces o ir a una corriente.

El empleo del agua en el sistema terrestre depende del tiempo que permanezca en el terreno, antes de llegar al mar. Las ciudades y carreteras aceleran el retorno del agua al mar, ya que las superficies pavimentadas no pueden ser penetradas por el agua. El ciclo del agua está controlado por la energía del sol y por la gravedad y suministra la conexión entre la atmósfera, litosfera e hidrosfera.

El agua atmosférica presenta una distribución geográfica diferente. La mayor cantidad de agua se encuentra en la zona cercana a la línea ecuatorial. El agua atmosférica se mantiene en la atmósfera desde unas horas hasta semanas, pero en promedio se considera que se mantiene de 9-10 días. La diferencia en temperatura y presión atmosférica son las principales causas del movimiento de las masas de aire. La precipitación es menor que la evaporación sobre los océanos (107-114 cm/año vs. 116-124 cm/año). En el continente las relaciones son contrarias (evaporación: 47 cm/año; precipitación: 71 cm/año). El equilibrio en el ciclo del agua se mantiene a través del flujo superficial en las corrientes y por el agua de infiltración.

Otros dos aspectos importantes son la diferencia en la distribución geográfica de la precipitación en el continente y la participación individual de las plantas en el ciclo del agua:

La distribución de la precipitación depende de las características de la superficie terrestre, así

como de las condiciones atmosféricas prevalecientes. La Fig. 43 muestra el efecto de la topografía en la distribución de la precipitación. Tenga en cuenta que el costado de la cordillera que está resguardado recibe menos precipitación, que el flanco donde soplan los vientos. Cuando el aire húmedo llega hasta la cordillera, éste se eleva, cargado de humedad, se expande y enfría, lo cual determina la precipitación. El aire libre de humedad cruza la cima, desciende y se calienta. Recoge la humedad que se evapora de la superficie terrestre y como resultado permite la formación de áreas secas.

Figura 43: Efecto de la topografía en la distribución de la precipitación.

Para la producción de 20 toneladas de biomasa (peso fresco de hierba) se requieren 2000 toneladas de agua; lo cual significa que la mayor parte del agua se transpira. De las 20 toneladas de peso fresco 15 corresponden a agua libre (en los tejidos). Las 5 toneladas restantes se encuentran en el peso seco, de las cuales 3 corresponden a agua estructural y el resto en otras substancias.

Biogeoquímica

La ecosfera es el sistema que soporta la vida en el planeta. Es una película delgada alrededor del planeta donde la biota interactúa con la atmósfera, hidrosfera y litosfera en un sistema complejo que envuelve los procesos biogeoquímicos y los ciclos .

Figura 44: La ecosfera, es el sistema que soporta la vida, muestra sus relaciones con las otras esferas de la tierra.

La biogeoquímica es la disciplina que une varios aspectos de la biología, ecología, y química para investigar el ambiente terrestre. Este ambiente la ecosfera (Fig. 44) encierra la biosfera y partes de otras grandes subdivisiones de la superficie terrestre de la atmósfera, hidrosfera, y la litosfera (suelos, sedimentos, y rocas). Los procesos que controlan la concentración, distribución y ciclamiento de elementos en y sobre la corteza terrestre es el campo de estudio de la biogeoquímica.

El cambio ambiental global inducido por el hombre es una consecuencia directa e indirecta de la modificación rápida del ambiente terrestre por las actividades humanas. La distribución y ratas de crecimiento de la población humana y la demanda por el crecimiento económico, con la utilización concomitante de recursos son las fuerzas que actúan como agentes del cambio global ambiental. Las actividades humanas son: uso de combustibles fósiles y combustión de biomasa, cambio de uso del suelo, practicas agrícolas y producción y distribución de halocarbonados y otros químicos sintéticos. Todas estas actividades producen cambios en la composición de los sistemas terrestre, acuáticos, y atmosféricos y cambios en el ciclo de los elementos en la ecosfera. Por lo tanto las actividades humanas se han convertido en una fuerza de importancia global y como tal constituye una parte del estudio de la biogeoquímica.

Figura 45: Principales características de un ecosistema antropico. Flechas violetas, desperdicios, flecha interrumpida agua de desperdicio, flecha anaranjada energía de combustibles y centrales atómicas.LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

El concepto de ciclo biogeoquímico se usa para describir la distribución y transporte de materiales, los cuales controlan el recambio y transformación de éstos en los ambientes terrestres, acuáticos y atmosféricos. Los ciclos biogeoquímicos constituyen un sistema regulador de la hidrosfera y la biosfera. Estos ciclos describen los movimientos y las interacciones de los elementos químicos esenciales para la vida a través de la geosfera y la geosfera, a través de procesos físicos, químicos y biológicos. Los flujos de los elementos pueden ser abiertos, como el flujo de energía o cerrados, como el ciclo de la materia.

El ciclo de la materia es una interacción permanente entre la fase biótica y la fase abiótica, es un proceso sin principio ni fin; es decir, un reciclaje combinado y continuo, en una serie de procesos autorregulados; los deshechos son el punto de partida para formar algo nuevo.

Los principales elementos químicos son: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre o los contaminantes, los ciclos de estos elementos se combinan de diferentes maneras e interrelacionan entre sí. Un solo elemento puede convertirse en el factor limitante en el desarrollo de un ecosistema. Por ejemplo la oferta de nitrógeno puede limitar los procesos vitales en los océanos. La comprensión de los ciclos biogeoquímicos es esencial para entender el funcionamiento de la tierra como sistema.

Los ciclos se usan para medir la dinámica del recambio comparando las magnitudes en el depósito y los flujos en diferentes compartimentos del ecosistema. De particular interés son las escalas espaciales y temporales de las transformaciones y las fases de transición.

Los aspectos básicos de los ciclos biogeoquímicos son:

o La distribución de materiales- localización y tamaño del depósito. o El transporte- patrones y ratas de flujo. o La transformación- rata de flujo del depósito a otro componente. o Tiempo de residencia- Tiempo de almacenamiento.

Los ciclos biogeoquímicos generalmente se conceptualizan en modelos de compartimentos y se visualizan convenientemente por medio de cuadros y flechas (fig. 45) Entre los 80 elementos que se encuentran en el suelo, sólo una tercera parte son componentes esenciales en plantas y animales. Entre los elementos principales que constituyen la materia orgánica tenemos: C, H, O, N, P, S, mientras que otros cumplen la función de matrices iónicas o estructuras de soporte: Ca, Mg, Si, K, Na, Cl, F). Los metales esenciales traza, se encuentran generalmente como coenzimas (Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Se, Mo). Hay algunos elementos importantes que no se usan por los organismos: uno muy abundante es el aluminio y otros que son muy tóxicos como: Hg>Cd>Pb. La composición en elementos de la biomasa, el agua de mar y la corteza terrestre se resume en la tabla 4.

TABLA 4: Elementos de interés y su abundancia en diferentes ambientes

Elemen

to

Biomas

a

Corteza

terrestre

Mar

Símbolo

No Atómi

co

Masa Atómi

ca

Masa ppm

Átomos

ppm

Esencial

biota

Masa ppm

Átomos

ppm

Masa ppm

Átomos

ppm

H 1 165.900

496.800

* 140028.800

111.000

110.000

B 5 10.8 * 4.5 0.410

C 6 12393.460

248.900

* 200 350 27.8 2387

N 7 14 5020 2720 * 0.4 0.030

O 8 16524.290

249.00

*466.000

604.000

883.000

55.200

F 9 19 * 625 680 1.3 0.068

Na 11 23 190 63 *28.300

25.500

10.700

468

Mg 12 24.3 980 307 *20.900

17.800

1290 53.2

Al 13 27 560 15781.300

62.500

Si 14 28.1 1210 327 *277.200

205.000

2.9 0.103

P 15 31.0 520 128 * 1050 700 0.07 0.002

S 16 32.1 710 169 * 260 170 904 28.2

Cl 17 35.5 500 106 *19.353

546

K 19 39.1 2290 444 *25.900

13.700

399 10.2

Ca 20 40.1 3780 717 *36.300

18.800

412 10.2

Ti 22 47.9 4.400 1900

Mn 25 54.9 210 29 * 950 360

Fe 26 55.9 390 553 *50.000

18.600

0.03

Co 27 58.9 *

Cu 29 63.6 *

Zn 30 65.4 *

Se 34 79 *

Br 35 79.9 67 0.084

Sr 38 87.6 375 89 8 0.091

Mo 42 95.9 *

Ba 56 137.3 425 64

El carbono, azufre y mercurio son elementos que han experimentado perturbaciones significativas de sus ciclos en las últimas 10 generaciones del hombre. Estos ciclos son de interés particular debido a que ellos cubren escalas espaciales grandes e incluyen una interacción de todas las esferas principales (atmósfera, hidrosfera, sedimentos, biosfera, pedosfera, litosfera) y las fases (gas, líquida y sólida) sobre un amplio rango de escalas de tiempo. Además, estos ciclos están fuertemente acoplados entre sí y pueden servir como ejemplo para demostrar la complejidad biogeoquímica de los ciclos en general y del impacto humano natural que da lugar a cambios ambientales importantes.

 

Ciclo de la energía

La energía se define como la capacidad de hacer un trabajo. Hay muchas formas de energía, tales como cinética (energía para el movimiento) y potencial (energía almacenada). El movimiento de energía se describe por las bases científicas llamadas las leyes de la termodinámica.

o La primera ley expresa que: la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma de una forma de energía a otra. o La segunda ley expresa: que cuando la energía cambia de una forma a otra, parte de ésta se convierte en calor perdido no útil. Como resultado se requiere un abastecimiento constante de energía para mantener un sistema. El calor, que se pierde en cada transformación debe ser reemplazado.

La energía fluye a través de un ecosistema en una serie de transformaciones. La base del ciclo de la energía es la energía solar. El funcionamiento del ciclo se puede resumir como muestra la figura 46. Un 50% de la energía de las radiaciones solares es interceptada por las nubes. Las nubes emiten la mitad de esta energía, es decir, un 25 % del total. Esto es lo que hace que la tierra vista desde el espacio, aparezca como un planeta brillante y luminoso. Un 2% de la energía permanece retenida en las nubes, mientras que el 23% restante llega a la corteza terrestre.

Del 50 % de la energía solar restante, sólo un 19% atraviesa la atmósfera para llegar directamente a la superficie terrestre, un 17% es absorbida por los gases de la atmósfera, en especial por el ozono, el vapor de agua y el dióxido de carbono, un 12% es reflejada por la atmósfera y un 2% se refleja desde la corteza hacia el espacio.

Sólo el 47% de la energía emitida por el sol llega a la superficie de la tierra, donde será empleada para la evaporación (40%), fotosíntesis (0.1%), mientras que el resto será absorbido por la corteza terrestre.

La radiación solar se transforma en calor y se distribuye en los océanos y continentes. Los océanos distribuyen la energía en profundidad a través de las olas. La radiación que incide en los continentes depende en buena parte del tipo de suelo, de la vegetación y el relieve.Los océanos además de ser grandes transportadores de energía desde la superficie terrestre, desempeñan una función importante en el ciclo energético, puesto que las transformaciones de fase vienen acompañadas por cambios latentes de calor. La evaporación y el desplazamiento de vapor, por la acción del viento y la condensación posterior, genera un transporte de calor a través de la atmósfera. Estos cambios caloríficos son, los que, en última instancia, llevan al desarrollo del sistema de circulación del aire del planeta.

La radiación solar se transforma en distintos tipos de energía. Durante el proceso de la fotosíntesis se observa un ejemplo de transformación de la energía luminosa en energía química y gracias a los desequilibrios térmicos de la corteza terrestre, la energía solar se convierte en la energía cinética y potencial de los vientos y las corrientes oceánicas.

Figura 46: Flujo de energía y nutrientes a través del ecosistema. Arreglo de los organismos por relaciones alimenticias. La figura muestra un ciclo continuo de nutrientes (azul) y un flujo continuo

de energía, la cual se pierde en forma de calor y retorna a la atmósfera.

La energía solar capacita a las plantas para formar tejidos orgánicos a partir de dióxido de carbono, agua y nutrientes inorgánicos a través del proceso de la fotosíntesis. La energía de la luz es transformada en energía química en los cloroplastos de las células vegetales. Cuando la planta muere y se descompone o es comida por un consumidor, la energía almacenada en la planta se transfiere.

La fuente de energía para los animales son las plantas u otros animales. Los animales requieren energía para convertir nutrientes de su alimento en tejido corporal, debido a que ellos no están en capacidad de aprovechar directamente la luz del sol. Cuando las plantas son consumidas, una pequeña proporción de la energía almacenada en las plantas es transferida a los animales para el crecimiento, mantenimiento y realización de las actividades. Cuando los animales son consumidos por otros animales, otra transferencia de energía ocurre. Con cada transferencia, parte de la energía se desecha en forma de calor y finalmente irradia de regreso al espacio como radiación infrarroja.

Cuando los animales usan la energía almacenada en sus cuerpos, los compuestos inorgánicos se liberan a través del sistema excretor de sus cuerpos y eventualmente con la muerte del animal. Esos compuestos inorgánicos son una fuente de nutrientes, los cuales posteriormente se usan por las plantas.

 

Ciclo del carbono

Los átomos de carbono constituyen la estructura de una gran variedad de moléculas orgánicas; como resultado de su capacidad para formar cadenas largas y anillos de enlaces covalentes. Además depósitos grandes de carbonatos interactúan con el agua, donde ejercen el principal control sobre l24a capacidad buffer y la salinidad. Las escalas de tiempo varían desde segundos (para el intercambio de gases, o las transformaciones bioquímicas) a millones de años (para la formación de rocas calcáreas). El ciclo biogeoquímico del carbono es muy complejo e incluye tanto

las dimensiones físicas, químicas, como biológicas. En la figura 47 se observa su representación gráfica.

Fig. 47 Ciclo global del carbono. Tamaño aproximado de las reservas en 1012 kg, CID: carbono inorgánico disuelto, COB carbono orgánico en la biota, COP en partículas y COD disuelto, caja

verde biota, caja púrpura pedosfera.

Además todos compuestos que forman a los seres vivos son moléculas orgánicas. Este ciclo gira alrededor del dióxido de carbono, ya que éste es el compuesto predominante en la atmósfera. El ciclo funciona a través de la fotosíntesis, la respiración, las emisiones por el uso de combustibles fósiles y las erupciones volcánicas.

El flujo de CO2 está estrechamente unido a la actividad biótica. El metano es producido por bacterias anaeróbicas, que derivan su energía de la oxidación de moléculas orgánicas simples tales como metanol y acetato o de hidrógeno molecular. Sitios importantes de producción de metano son los cultivos de arroz, sedimentos lacustres, humedales y el intestino del ganado y las termites.

Una gran variedad de organismos autótrofos fijan grandes cantidades de CO2 o bicarbonato en las moléculas orgánicas por fotosíntesis o chemosíntesis. El CO2 se libera en la respiración aeróbica y anaeróbica de los organismos vivos y en los procesos de descomposición de los organismos muertos, realizados por hongos y bacterias.

Los ácidos orgánicos y el dióxido de carbono inorgánico, el cual es 10-100 veces más abundante en el suelo que en la atmósfera, contribuyen significativamente a la meteorización de rocas y minerales y controlan de esta forma el ciclo biogeoquímico de otros elementos. La materia orgánica del suelo está constituida de restos animales y vegetales en varios estadios de descomposición, células microbiales y sustancias producidas durante el proceso de descomposición. La descomposición de la materia orgánica es selectiva y generalmente incompleta, especialmente en suelos ácidos, húmedos y fríos. Como resultado, los compuestos orgánicos tienden a acumularse en los suelos como agregados coloidales (humus). Las sustancias húmicas son moléculas complejas ácidas que colorean de oscuro y con peso molecular entre unos cientos a cientos de miles y se clasifican de acuerdo a su solubilidad en ácido y base:

o La humina es insoluble en ambos.

o El ácido fúlvico es soluble en ambos, contiene menos H, N, y S, pero más O, más carboxilo, menos grupos hidroxífenol y mayor acidez.o El ácido húmico es insoluble en ácido, forma complejos con la mayor parte de metales y juega un papel importante en la movilización y transporte de micronutrientes y toxinas del continente al agua, realza la solubilización mineral y actúa como un transportador o a través de la inmovilización e inactivación de los ligandos en los coloides.

En la atmósfera hay 700 billones de dióxido de carbono. El 20% de esta cantidad es transformada cada año por plantas y microorganismos, a través de la fotosíntesis, en hidratos de carbono. El uso de combustibles fósiles está causando un incremento constante de CO2 atmosférico (caso 0.5% por año) y de CH4 (>65%, que el período preindustrial). Estos incrementos se esperan que contribuyan significativamente en el calentamiento global por absorción de la radiación infrarroja en la atmósfera y el cambio en el balance del calor global.

 

Ciclo del Oxigeno

El oxígeno es uno de los principales constituyentes de la materia viva y se requiere en grandes cantidades. El ciclo del oxígeno es, en buena parte, complementario del ciclo del carbono, pero es más complicado, entre otras cosas, por su capacidad de combinación química que le hace presentarse bajo múltiples formas. Debido a lo cual se presentan varios subciclos de oxígeno entre la litosfera y la atmósfera y entre la hidrosfera y las dos fases anteriores.

El oxígeno presente, tanto en la atmósfera como en las rocas superficiales, es de origen biológico, es decir, ha sido producido por los organismos autótrofos, ya que en un comienzo la atmósfera carecía de este elemento. La formación de una capa de ozono que impidió la penetración excesiva de las radiaciones ultravioletas, favoreció el desarrollo de organismos fotosintéticos que produjeron mayor cantidad de oxígeno.

El oxígeno molecular puede ser formado por disociación de las moléculas de agua en las capas altas de la atmósfera, bajo el efecto de las radiaciones de alta energía, pero el oxígeno atmosférico es únicamente de origen biológico.

Existe una doble relación entre los gases de la atmósfera y los sistemas terrestre y marino. Por un lado, a través de la fotosíntesis, tanto terrestre como oceánica, el dióxido de carbono presente en la atmósfera se transforma en oxígeno útil para los seres vivos. Esta es la principal vía de formación de oxígeno, se calcula en 400 mil millones de toneladas la cantidad de oxígeno emitido anualmente a través de la fotosíntesis.

Los seres vivos devuelven dióxido de carbono a la atmósfera al respirar. Este último proceso es el que se conoce con el nombre de descomposición oxidativa. También forma parte de este proceso la emisión de dióxido de carbono, que se produce durante la descomposición de la materia orgánica que tiene lugar en los suelos.

Por otro lado, el oxígeno de la atmósfera captado a través de la fotosíntesis (y el que existe en el aire) contribuye a la oxidación de sustancias inorgánicas. También colabora en la meteorización de sedimentos orgánicos fósiles, como el carbón y el petróleo. Otros procesos de oxidación muy importantes son: la del carbono elemental, que produce dióxido de carbono, la de los sulfuros minerales, que produce sulfatos, y la del nitrógeno gaseoso, que produce nitratos. En la Figura 45 se muestra el ciclo del oxígeno nido al ciclo del carbono.

 

 

El ciclo de nitrógeno

En el caso del nitrógeno, nos encontramos ante un proceso semejante, en cierto modo, al de la fotosíntesis. Es lo que se denomina fijación biológica del nitrógeno, y se produce tanto en la tierra como en los océanos (fig. 51).

La materia orgánica muerta, como los excrementos o la orina animales, contienen compuestos orgánicos complejos ricos en nitrógeno. Una serie de bacterias y hongos presentes en los suelos transforman el nitrógeno de estos aminoácidos y proteínas, y se deshacen del nitrógeno restante en forma de iones amonio. Este proceso recibe el nombre de amonificación. Cada año se transforman unos dos millones de toneladas de nitrógeno en este proceso.Otras bacterias presentes en los suelos oxidan estos iones amonio y los transforman en iones de nitrato, desprendiendo energía en un proceso denominado nitrificación. Algunos de estos nitratos pasan a

las aguas subterráneas, junto con el agua procedente de lluvias, que finalmente llegan a los océanos.

Estos iones de nitrato penetran en las células de las plantas, donde son nuevamente reducidos a iones amonio y transformados en componentes que contienen carbono para producir aminoácidos y otros componentes orgánicos ricos en nitrógeno. Esta transformación se denomina aminación.Al morir las plantas, estos aminoácidos y componentes orgánicos pasan a los suelos. Igualmente pueden pasar a ella a través de los excrementos y orines de los animales que se comen las plantas. De este modo vuelve a dar comienzo el proceso inicial: La amonificación.

Sin embargo, en todo este proceso se producen pérdidas de nitrógeno. En efecto, numerosos microorganismos que viven sobre todo en ambientes de poco oxigeno, como son los suelos inundados o los pantanos, reducen los nitratos a formas volátiles de nitrógeno: el gas nitrógeno y el óxido nitroso . Es lo que se conoce como desnitrificación. La energía necesaria para este proceso proviene de la descomposición de la materia orgánica.

En el suelo se debe presentar una substitución rápida del nitrógeno utilizado. Ciertas bacterias, como el Rhizobium, que vive en simbiosis con leguminosas, tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico en presencia de la enzima nitrogenasa y transformarlo en iones amonio.

En los océanos se produce un ciclo semejante. Los organismos marinos fijan el nitrógeno atmosférico y el nitrógeno disuelto en el agua. Durante las descargas eléctricas producidas por los rayos durante las tormentas y la combustión en los vehículos motorizados se forman óxidos de nitrógeno que se oxidan en la atmósfera, con la consiguiente producción de nitratos, los cuales se precipitan con la lluvia sobre la superficie terrestre. En el ciclo del nitrógeno el papel crucial lo realizan los microorganismos, en los procesos de fijación biológica de este elemento, esencial para los seres vivos y por lo tanto para el mantenimiento de la vida.

El ciclo del azufre

El ciclo del azufre es uno de los más intervenidos por las actividades del hombre. Las actividades antrópicas, principalmente las combustión del carbón, han duplicado las emisiones a la atmósfera. El azufre se presenta de forma natural en varios estados de oxidación. El azufre es un elemento esencial de la estructura de las proteinas. Como sulfato, en estado totalmente oxidado, es el segundo anión más abundante en agua dulce (después del bicarbonato) y el agua salada (después del clruro), y es el pricipal causante de la acidez tanto en agua de lluvia pura, como contaminada (lluvia ácida), por lo tanto influencia la meteorización de las rocas. El sulfato en la atmosfera influencia el ciclo hidrológico y constituye el componente dominante del núcleo de condensación igualmente en zonas no contaminadas.

En aguas naturales las fuentes de compuestos de azufre son las rocas (meteorización), suelos (descomposición de la materia orgánica y fertilizantes), el transporte atmosférico como precipitación y depositación seca (que incluye sales del mar, gases y ácido sulfúrico de los combustibles fósiles). Las aguas oxidadas contienen principalmente sulfatos, mientras que las aguas anóxicas acumulan sulfuros, los cuales provienen de la descomposición intensiva con potenciales redox reducidos a niveles menores de 100 mV, tales como humedales, aguas profundas y sedimentos. La precipitación mineral tienen lugar como yeso (CaSO4) o como sulfuro de metal, ejemplo pirita (FeS).

En los organismos la cantidad de azufre varía desde 0.02 a 5% en algunas bacterias que oxidan azufre, pero en general constituye el 0.25% de peso seco, semejante al fósforo. El azufre está casi siempre presente en las cantidades adecuadas para cubrir los requerimientos para la síntesis de proteínas, la cual es limitada por lo regular por la disponibilidad de nitrógeno. La fracción que usan los organismos no tienen una influencia significativa sobre el ciclo de azufre, ellos crean condiciones que directa o indirectamente influencian el ciclo. Se han identificado numerosas transformaciones bióticas entre diferentes estados de oxidación del azufre (Fig. 49).

Figura 49: Un microciclo complejo. La transformación bioquímica entre varios estado de oxidación del azufre, con organismos importantes en el cilo, especialmente bacterias.

El sulfuro de hidrógeno (H2S) es producido por microorganismos, o durante la descomposición de la materia orgánica (proteínas) por bacterias heterotróficas o por el sulfato, el cual es reducido por bacterias anaeróbias chemosintéticas y heterotróficas como un aceptor de electrones (en vez de oxígeno) en el metabolismo oxidativo. El sulfuro se oxida a sulfato directamente o por bacteria chemosintéticas aeróbicas que ganan energía de este proceso o por bacterias fotosintéticas anaeróbicas que usan sulfuro reducido (en vez de agua) como donador de electrones en la reducción fotosintética del CO2. La oxidación tiene lugar químicamente sin la presencia de bacterias. Aunque los requerimientos de azufre por las bacterias fotosintéticas son específicos y su distribución está restringida a zonas de gradientes de luz y condiciones redox, éstos contribuyen significativamente a la bioproducción anual en lagos y estuarios.

La fuente dominante de azufre gaseoso emitido por el océano es el sulfuro dimetilo (Fig. 50). El azufre reducido, como sulfuro de hidrógeno, se adiciona en grandes cantidades a la atmósfera de los gases volcánicos y de las fuentes biogénicas e industriales. El H2S sufre varias reacciones oxidativas a dióxido de azufre (SO2) y trióxido de azufre (SO3), los cuales se convierten rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4) cuando se disuelve en el agua atmosférica. Como resultado la distancia de recorrido y el tiempo de residencia de los gases de azufre son más cortos (uno a varios días).

El 95% del SO2 es emitido por el uso de combustibles fósiles. Más del 90% de las emisiones hechas por el hombre a la atmósfera se producen en el hemisferio norte . El flujo de sulfato en la lluvia regiones industriales contaminadas tiene por lo menos 1 g de S/m2 . Este valor es 10 veces más grande que el flujo marino, el cual es mayor que el flujo continental natural e ilustra el impacto masivo hecho por el hombre al ciclo del azufre.

El incremento en las emisiones de azufre ha causado una acidificación considerable de la precipitación, al igual que del suelo y de los ecosistemas acuáticos, especialmente en zonas ácido-sensibles como Escandinavía y Canadá. Esto ha provocado la alteración de otros ciclos (aluminio, metales pesados y nutrientes) y ha causado daños severos en bosques y lagos. A escala global las emisiones de azufre pueden influenciar el clima por el incremento de aerosoles, que actúan sobre los núcleos de condensación de las nubes.

Figura 50: El ciclo del azufre global. Tamaño de los depósitos en 109 kg y tiempo aproximado de recambio del azufre.

 

 

El ciclo del mercurio

El mercurio no es sólo el más tóxico de los metales, sino el más intrigante de los metales. El no se conoce que sea esencial para algún proceso metabólico y se acumula en la mayoría de seres vivos. El mercurio ocurre naturalmente en una variedad de compuestos orgánicos e inorgánicos, no sólo en estado sólido o disuelto, sino también disuelto en líquido y en la fase gaseosa. La transición de mercurio entre esos compuestos y fases es controlada por una multitud de procesos ambientales, que incluyen reacciones fotoquímicas, oxidación y reducción química, transformaciones microbiales, y fraccionamiento fisiológico. El mercurio difiere de otros metales por su carácter "orgánico": aparece naturalmente en compuestos organometálicos y tiene una alta afinidad por la mayor parte de los tipos de materia orgánica, especialmente las proteínas de los organismos. Además, el ciclo natural del mercurio ha sido interrumpido y acelerado por las actividades antropogénicas. Evidentemente el comportamiento biogeoquímico del mercurio es complejo, y su entendimiento requiere un estudio holístico de los procesos industriales, atmosféricos geológicos, hidrológicos químicos, microbiales, fisiológicos y ecológicos.

Los efectos tóxicos del vapor de mercurio para el hombre se conocen desde hace siglos de los síntomas observados en los trabajadores de las minas. En la edad media, el mercurio se uso para tratar la sífilis. El primer caso bien documentado de envenenamiento de mercurio a través del alimento es el desastre de Minamata (Japón en 1959) cuando docenas de personas murieron por peces contaminados. A causa de la contaminación industrial se ha observado deficiencia mental en niños perinatales después de la exposición a metilmercurio como resultado del consumo regular de ciertos peces marinos por sus madres.

La química del mercurio es muy compleja. El mercurio aparece en la naturaleza en diferentes estados de oxidación y en compuestos orgánicos e inorgánicos. Puede aparecer en la fase gaseosa

(Hg elemental, dimetilmercurio), como líquido (Hg elemental), en la fase sólida y en solución en una variedad de formas. En la atmósfera el Hg0 es la forma primaria. En sedimentos, suelos mineralizados y sedimentos anaeróbicos el mercurio aparece como cianuro (HgS) . En agua natural compuestos y complejos de Hg prevalecen (principalmente con hidróxidos, cloruros, o materia orgánica), la forma dominante en animales es generalmente metilmercurio (CH3-Hg+. Las sustancias inorgánicas tales como cloruro hidróxidos de hierro y sulfuro afectan el mercurio acuoso en precipitados o formando complejos solubles estables. A diferencia de la mayor parte de los metales, el mercurio forma compuestos organometálicos estables bajo condiciones naturales. Esos compuestos tienen muchas características fisiológicas y químicas que son típicas de sustancias orgánicas puras como los químicos orgánicos persistentes (DDT, PCB, Dioxina). El más abundante es el metilmercurio, que es formado por microorganismos. Los microorganismos también están involucrados en la reducción y volatilización de las formas oxidadas de mercurio (fig. 51).

Figura 51. Ciclo global del mercurio. Tamaños de la reserva en unidades de 109 g Hg. Y tiempo de recambio aproximado del mercurio.

El mercurio difiere de la mayoría de los metales no sólo por su complejidad química, sino además por su alta afinidad por la materia orgánica. Las relaciones cuantitativas con la materia orgánica se encuentra en sedimentos lacustres y marinos, en lagos, en corrientes, agua subterránea y suelos. En ecosistemas de agua dulce la mayor parte del mercurio se asocia con la materia orgánica formada por los organismos vivos, partículas de detritus y sustancias húmicas disueltas. Entre los metales más abundantes en esos sistemas, el hierro, plomo, cobre, y aluminio muestran un comportamiento similar, pero el mercurio tiene la unión más fuerte con las sustancias húmicas. Concentraciones altas de mercurio se encuentran como sulfuro en combustibles fósiles secos, los cuales se originan de la combustión incompleta de la materia orgánica degradada.

Contrario a la mayor parte de todos los metales el mercurio tiene un ciclo con una fase atmosférica dominante, originada por la presión alta de vapor del elemento. El mercurio se volatiliza en cantidades significativas del continente y océanos y es liberado por la actividad volcánica, procesos químicos y físicos en la corteza terrestre y por la fotoreducción y la actividad microbial en la biosfera. A escala global, una tercera parte de la entrada del mercurio a la atmósfera se origina de las fuentes naturales (fig. 51). El Hg en la atmósfera viaja grandes distancias, se transforma lentamente por procesos de fotooxidación compleja en compuestos solubles que entran a la biosfera con la precipitación. Además hay una depositación seca de partículas y mercurio gaseoso sobre la vegetación.

En ciertas regiones del mundo las adiciones atmosféricas de mercurio se han incrementado entre 2-10 veces en el último siglo. Las principales fuentes son la combustión del carbón, la explotación minera la industria metalúrgica, la incineración de desechos y la producción de cloro alcalino. El incremento dramático de la contaminación atmosférica, terrestre y acuática durante las últimas décadas ha alcanzado amplias áreas y la contaminación de las poblaciones de peces con mercurio se ha distribuido en áreas remotas.

Debido a su carácter químico particular , el mercurio es ubicuo. Como resultado de su amplia distribución, virtualmente todos los organismos contienen cantidades medibles en sus tejidos. El mercurio se acumula en la biota y en concentraciones más altas en los ecosistemas acuáticos, especialmente en los peces. Las concentraciones naturales en peces marinos y de agua dulce son muy variables (<0.01 a >5 mg/kg de peso fresco) y depende de la calidad del agua, especie del pez, tamaño, sexo, y comportamiento. La concentración promedio en aguas naturales es de 1-5 ng/lt, y la proporción de metilmercurio es generalmente <10%.

La mayor parte del mercurio en los animales se encuentra en la forma de metilmercurio, debido a que hay una bioacumulación selectiva , y la concentración al igual que la proporción de metilmercurio se incrementa con el nivel trófico en la red alimenticia . Por lo tanto el metil mercurio es el compuesto de interés desde el punto de vista toxicológico. Tanto el Hg2+ y el metilmercurio forman complejos estables con ligandos de azufre aniónico. Además tienen alta afinidad por materia biogénica y se une fuertemente a los grupos sulfihidrilo en las proteínas y otros constituyentes tisulares de las células vivas. En comparación con el mercurio inorgánico, la absorción de metilmercurio es casi 10 veces más eficiente en alimentos y en agua. Esto se debe al comportamiento lipofílico del metilmercurio, que favorece el paso a través de las membranas celulares y que resulta en una distribución equilibrada del mercurio en los cuerpos animales, por el contrario notros metales pesados, los cuales tienen mayor afinidad por las proteínas son lipofóbicos y se acumulan en las visceras. Por lo tanto la eliminación del metilmercurio por los animales es muy lenta, en primer lugar debido a la asociación fuerte con los tejidos y en segundo lugar como resultado de la gran cantidad de tejidos que requieren ser depurados. En lagos pequeños la comunidad de peces contiene la mitad o más del metilmercurio del agua.

La interacción fuerte entre el mercurio y la materia orgánica determina ampliamente el flujo del mercurio. La carga de mercurio en un lago y la concentración en el agua atmosférica depende de la entrada de sustancias húmicas de las corrientes y del nivel de contaminación del suelo. En agua boreales adonde el agua tiene un alto contenido de sustancias húmicas, las concentraciones de mercurio son generalmente altas, tanto en el agua como en la biota. Problemas grandes concentraciones elevadas de mercurio se han originado en áreas remotas después de la construcción de represas hidroeléctricas, adonde el mercurio se libera de los suelos inundados y entra a las cadenas tróficas después de transformarse en metilmercurio.

Las concentraciones de mercurio se incrementan con la edad y el tamaño del animal. Los organismos detritívoros pueden tener 100 veces más mercurio que los predadores. La biomagnificación del metilmercurio en las cadenas alimenticias se caracteriza por un enriquecimiento entre predador y presa, dependiendo del tipo de ecosistema, nivel trófico, el tamaño del animal o la edad. Por lo tanto las concentraciones de mercurio en los animales están determinadas básicamente por su nivel trófico y biodisponibilidad de metilmercurio en la base de la cadena.

EL CICLO DEL FOSFORO

 

EL CICLO DEL AGUA.

INTERACCIÓN ENTRE LOS ORGANISMOS Y LOS FACTORES AMBIENTALES

Todos los organismos se hallan en interacción directa con los factores ambientales. Los factores energéticos, hídricos, químicos y mecánicos del medio ambiente afectan las características del ambiente y a los organismos y se reflejan en el clima, el suelo, el relieve y en otros organismos.

Cada organismo posee para un determinado factor un margen de tolerancia fisiológica, el cual es determinado genéticamente. El rango de tolerancia representa el valor para un factor que es soportable para un organismo. Cuando el factor es muy bajo o muy alto dentro del rango de

tolerancia, se considera que el organismo se halla en un pésimo ecológico.

Si las condiciones ambientales se tornan extremas, ciertos organismos perecerán. Este concepto general se denomina ley de tolerancia. Para cada uno de los factores abióticos, un organismo tiene

límites de tolerancia dentro de los cuales puede sobrevivir. Cualquier factor fuera del extremo superior, o inferior, de dicha tolerancia, tiende a limitar la oportunidad de supervivencia del

organismo (fig. 65).

El optimo ecológico se presenta en la zona donde la intensidad del factor es la más adecuada para el individuo. El margen de tolerancia fisiológica varía por lo general entre las poblaciones y por lo general en las diferentes etapas del crecimiento. Cuando los organismos presentan un rango de

tolerancia amplio se habla de organismos euripotentes, en el caso de rangos estrechos de tolerancia de organismos estenopotentes. En relación con la estenopotencia cuando un factor se halla en la región de baja intensidad se habla de oligoestenopotencia, en la región media de

intensidad mesoestenopotencia y en la región de mayor intensidad de poliestenopotencia.

El desarrollo de un organismo depende principalmente del factor que se encuentra presente en mínima intensidad o en exceso, es decir del pésimo ecológico (Fig. 64). Este enunciado se conoce

como la ley del mínimo (Liebig 1843). En la naturaleza resulta con el desarrollo de rangos diferentes de tolerancia fisiológica y rangos de tolerancia ecológica (curvas de tolerancia

sinecológica, potencia ecológica), las cuales reflejan el comportamiento real del organismo cuando todos los factores ambientales están en juego.

 

Figura 64: es una representación de la ley del mínimo, la cual muestra como el crecimiento de un organismo es limitado por el elemento esencial que sea más escaso. El nivel de agua representa el nivel de crecimiento o de producción de una cosecha; Aunque todos los elementos restantes estén presentes en las cantidades adecuadas, la producción o el crecimiento de los organismos no será

más allá de lo que permita el elemento esencial en concentración limitada.

A través de las múltiples adaptaciones de los organismos a diferentes rangos de tolerancia se forman áreas multidimensionales en las cuales los organismos realizan su desarrollo, se

reproducen y permiten la preservación de la especie, la cual se conoce como nicho ecológico.

Figura 56: Distribución de una población de acuerdo a su rango de tolerancia.

El nicho no se debe considerar sólo como el espacio, sino como el mosaico de las propiedades del medio ambiente que permiten el cubrimiento de las necesidades genéticas de los organismos. El nicho fundamental de un organismo se considera como el grado de tolerancia de un organismo a

las condiciones abióticas del ambiente, el cual es el resultado del desarrollo evolutivo y ontogenético y se reduce con la competencia, la oferta de alimento y los enemigos constituyendo

el nicho real.

A escala individual, los factores bióticos y abióticos son muy importantes. Se puede definir el nicho ecológico, como el rango de ambientes en los cuales una especie vive. Este rango de

ambientes tiene dimensiones tanto biológicas, como físico-químicas, tales como las especies con que interactúa, la profundidad del agua en que vive, y el rango de la salinidad que tolera. Dos

especies no pueden ocupar exactamente el mismo nicho (ya que sus requerimientos ambientales y tolerancias no son exactamente los mismos). El hábitat es el lugar -definido por la comunidad

vegetal y el entorno físico- al que la especie está adaptada biológicamente para vivir; por ejemplo, un lago, un bosque, las sabanas son ejemplos de hábitats. Los diferentes tipos de bosques brindan

hábitats marcadamente distintos y la comunidad que sostiene es diferente. Diferentes especies pueden ocupar el mismo hábitat; Aún así la competencia puede ser ligera o inexistente, para la

mayor parte de poblaciones que conviven, porque cada especie tiene su nicho, el cual se refiere a: qué come el organismo, dónde y cuándo, dónde se refugia y dónde anida.

Los nichos de dos especies pueden traslaparse y en este caso las dos especies compiten por el mismo recurso. Hay diferenciación de nicho, cuando una especie modifica sus requerimientos de

recursos, lo cual reduce la competencia directa. En la Fig. 66 se muestra la competencia interespecífica entre los percebes Chthalamus stellatus y Balanus balanoides. En la zona entre

mareas. B. balanoides es susceptible a la deshidratación y C stellatus es controlado por B balanoides, el cual crece más rápidamente. Por lo tanto, el nicho fundamental, la máxima área de ocupación de C. stellatus se ve reducido; es decir el nicho realizado, es menor, que el nicho fundamental, presencia de competencia. Para B. balanoides el nicho realizado es igual al nicho

fundamental.

Figura 66: Distribución del nicho realizado y el nicho fundamental de los percebes Chthalamus stellatus y Balanus balanoides

Un nicho es el conjunto de características que describen los recursos precisos que necesita un organismo para sobrevivir.

 

La energía en los sistemas

Los especialistas en el medio ambiente se han percatado que el punto de vista energético constituye un elemento analítico muy útil en los ecosistemas. Sin el sol, las plantas estarían sin

energía, y sin las plantas y los animales morirían. La energía es necesaria para conducir los ciclos predador-presa y limita el esfuerzo reproductivo. La luz del sol una fuente natural de energía; mientras que la producción de energía en las plantas de energía comercial es una fuente de

energía suplementaria.

Para que la vida pueda existir la tierra debe recibir constantemente energía que proviene del sol y producir salidas de energía calorífica que pasan al espacio exterior. La temperatura relativamente

constante de la superficie terrestre es el resultado del continuo equilibrio energético entrada-salida del ecosistema terrestre.

El sol es una bomba de hidrógeno, una masa de hidrógeno se está transformando en helio con la emisión de una enorme cantidad de energía en forma de ondas electromagnéticas (radiaciones) La tierra recibe sólo 1/50.000.000 de las ondas electromagnéticas del sol. Las nubes y las partículas de polvo interceptan los rayos solares y absorben o reflejan la mayor parte de la energía (Figura

6.12: 168, Brady) . Solo 35-40 % de la radiación solar alcanza la superficie de la tierra en regiones húmedas y 75% en regiones áridas, libres de nubosidad. El promedio global es de 50%. La energía que llega es utilizada para evaporar agua del suelo o de las superficies foliares, es reflejada por las

superficies reflectoras (nieve, mar, arena) funde el agua, genera vientos, ondas y corrientes, conduce los ciclos atmosféricos y suministra la energía para todos los organismos que habitan el

planeta.

La energía que llega a la tierra como luz solar visible (0.39 -0.76 micrones) se refleja en radiaciones de ondas largas (0.12 micrones. Esto es significativo debido a que la atmósfera, por la

presencia de CO2, no es transparente a las radiaciones caloríficas, por lo que retiene una gran proporción de la energía irradiada, con lo cual evitan, semejante a un invernadero, que el calor

abandone el planeta.

 

Además de la radiación solar, otros factores influencian la cantidad de energía absorbida por los suelos, que incluyen el color del suelo, la pendiente y la cobertura vegetal. Los colores oscuros absorben más energía que los suelos claros. Esto no necesariamente implica que los suelos oscuros sean más cálidos. Los suelos oscuros son más ricos en materia orgánica y almacenan mayores cantidades de agua, por lo tanto requieren más energía para calentados y se enfrían cuando tiene lugar la evaporación.

El ángulo en el cual los rayos del sol alcanzan el suelo, influencia la temperatura. Si el patrón de entrada es perpendicular a la superficie del suelo, la absorción de energía es mayor, ya que la radiación se concentra en un área menor. Si la cantidad de radiación alcanza el suelo en una ángulo de 45 0, el área afectada es mayor y los rayos no se concentran.

En las plantas, la luz solar se transforma por medio de la fotosíntesis en moléculas químicas complejas. Los organismos (plantas y animales) para obtener moléculas ricas en energía degradan dichas moléculas y liberan la energía almacenada (respiración celular)

Todos los procesos energéticos se controlan por dos leyes generales, las leyes de la termodinámica, las cuales indican las relaciones entre las diferentes formas de energía. La primera ley de la termodinámica establece: " La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma". La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo y se puede encontrar como: nuclear, radiante, química, calorífica, o potencial. La energía puede cambiar de una forma a otra, la suma de todas las formas de energía debe permanecer constante.

La segunda ley de la termodinámica establece que la energía tiende a pasar de formas más organizadas y concentradas a otras menos organizadas y más dispersas. Esta ley implica que la transferencia de energía nunca es muy eficaz y gran parte de la energía se torna tan dispersa que deja de ser útil. En los sistemas ecológicos se puede cuantificar la energía que fluye y a medida que la energía se procesa a través de un ecosistema, es cada vez menor la cantidad utilizable. La energía se mueve en los sistemas vivos en forma de moléculas de elevada energía, que son elaboradas por los productores. Algunas de estas moléculas se utilizan como combustible para los procesos vitales de la misma planta o a través del consumo, de organismos herbívoros.

Un productor utiliza la energía solar y por medio de la fotosíntesis produce moléculas ricas en energía, los productores también se conocen como organismos autótrofos. Los herbívoros son organismos que consumen tejidos vegetales para obtener moléculas ricas en energía y se conocen como organismos heterótrofos y consumidores primarios.

En el curso de su vida las plantas y animales utilizan la energía para los procesos vitales, para reproducirse y para la elaboración de tejidos. Cuando los organismos mueren, el tejido muerto contiene aún energía, que puede ser aprovechada por organismos reductores. Los carnívoros obtienen su energía consumiendo herbívoros y gastan también su energía, al igual que los reductores, tanto en la respiración, como en la elaboración de tejidos (crecimiento y reproducción).

 

Los reductores son organismos que aprovechan la energía almacenada en el tejido de organismos muertos. Los carnívoros son organismos que se alimentan de herbívoros.Los carnívoros también pueden comer otros carnívoros. El último carnívoro en una cadena alimenticia se conoce como

consumidor final.La energía fluye a través de la biosfera secuencialmente y de un organismo a otro. Esta secuencia de relaciones alimenticias se conoce como cadena alimenticia. En cada una de estas etapas la energía se transforma parcialmente en calor y sale del sistema. Las secuencias

alimenticias no son aisladas, sino que se entrelazan para constituir relaciones alimenticias complejas conocidas como redes alimenticias.El nivel trófico de un organismo se refiere al

número de etapas que separan a un organismo de la producción primaria.Los organismos autótrofos constituyen el primer nivel trófico; los herbívoros el segundo nivel trófico; y los

carnívoros primarios el tercer nivel trófico. Un organismo omnívoro puede ocupar más de un nivel trófico y varios organismos pueden ocupar el mismo nivel trófico en una red alimenticia.A medida que la energía fluye en una cadena alimenticia, de acuerdo a la segunda ley de la termodinámica, se pierde en forma de calor.La ley del diez por ciento establece que sólo alrededor del 10% de la energía disponible en un nivel trófico, puede ser aprovechada por los organismos del nivel trófico

inmediato.

De esta manera es claro que un alto porcentaje de la energía (80-90%) que reciben los organismos se emplea en el proceso vital, antes de ser transferida a los niveles tróficos procedentes, de acuerdo a la ley del diezmo o ley del 10%. De esta manera resulta obvio que los organismos

productores disponen de mayor cantidad de energía, que los consumidores finales, lo cual limita el número de niveles tróficos en las redes alimenticias a cuatro y máximo cinco.

Las pirámides ecológicas representan gráficamente la estructura trófica de las comunidades de organismos y pueden ser de tres tipos: de números, de biomasa y de energía.

Cada eslabón de una cadena alimenticia debe producir lo suficiente para mantenerse a sí mismos, y para nutrir al siguiente eslabón. Como cada paso sucesivo representa progresivamente una

menor cantidad disponible de energía, de biomasa o número de individuos. Por lo tanto al graficar estos valores se obtiene un efecto piramidal en la estructura trófica de la cadena alimenticia

representada en las pirámides ecológicas (fig. 67).

 

Figura 67: Representación de una pirámide alimenticia, con sus respectivos niveles tróficos.

Una característica fundamental del concepto de cadena alimenticia consiste en la concentración de ciertas sustancias conforme se asciende en ella. La energía que un organismo recibe en el

alimento, se emplea únicamente en forma parcial para la elaboración de nuevos tejidos; cerca del 50% se utiliza en la respiración. Cualquier sustancia que no intervenga en la respiración, ni sea

fácilmente excretada, tiende a concentrarse en el tejido del organismo. Este fenómeno de concentración en la cadena alimenticia, conocido como magnificación biológica, origina elevadas concentraciones de plaguicidas persistentes y de materiales radioactivos que se han encontrado

en diversos organismos superiores (Fig. 68, 69).

Figura 68: Concentración de residuos de DDT en una cadena simple. (Tomado de "Toxic substances and ecological cycles" por George M. Woodwell. Scientific American. Marzo de 1967. Copyright (c) 1967 de la Scientific Amercian Inc. Todos los derechos reservados).

Figura 69: Niveles de DDT en una red alimenticia de las playas de Long Island. (Adaptado de G, Woodwell, Scientific american, Marzo 1967). En la figura se indican los niveles de DDT encontrados

en algunas muestras tomadas en un pantano cercano a la playa de Long Island. Los números indican residuos de DDT y sus derivados, en partes por millón de partes de tejido corporal húmedo.

El nivel de concentración oscila desde 0.04 ppm en el plancton hasta 75.5 ppm en una gaviota.

La magnificación ecológica es una concentración de substancias, que no hacen parte del metabolismo, por lo tanto no puede ser fácilmente excretadas y se concentran en los tejidos; de

tal manera que en los niveles tróficos procedentes es mayor la concentración.

 

Relaciones de las plantas con el ambiente y entre sí

En primer lugar se consideran las interacciones entre los factores abióticos (clima y suelo) y las plantas. El clima se considera como el transcurso de promedio de los factores climáticos

(temperatura, precipitación, vientos, radiación) en una región. El lugar de crecimiento de las plantas presenta además un microclima.

Fig. 70: Relación entre el número de flores y el ciclo de luz y oscuridad.cual puede ser diferente de algunos factores del macroclima. Así, por ejemplo, las plantas del sotobosque disponen de menos

luz, pero de mayor humedad, que las plantas de una pradera cercana.

Agua

Todos los procesos en las células de los organismos tienen lugar en un medio acuoso. En todos los seres vivos el agua constituye el componente principal (más de 70%) y muchos organismos viven exclusivamente en el agua (en los ecosistemas: mar, río, lago y laguna).

La luz suministra la energía para la fotosíntesis, afecta a su vez el crecimiento y los procesos de desarrollo. Para muchas plantas la duración del de luz afecta la floración (fig. 70).

Figura. Floración en fríjol soya a diferentes s de luz. Las plantas de soya se mantuvieron en ciclos de 10 horas de luz y de 8-62 horas de oscuridad. En la ordenada se graficó el número de flores. Se

alcanzó un máximo con 10 horas de luz y 14 de oscuridad, así como para 10 horas de luz y 30 horas de oscuridad. (La fase de luz se representa de color gris, la fase oscura de color fucsia). La

distancia en la abcisa corresponde a 6 horas por cada intervalo (K. C. HAMNER, 1960).

Tabla 5: Ejemplos de plantas de acuerdo a la foto

Plantas de días cortos Plantas de días largos Plantas neutrales

Arroz, soya, algodón, marihuana, crisantemo

Cebolla, zanahoria, lechuga, amapola, mostaza

Arveja, girasol, flor de ganso

Temperatura

La mayor parte de las plantas crecen generalmente en un rango de temperatura entre 0 0C- 40 0C y un máximo de 50 0C, sin embargo varían las temperaturas óptimas. Las plantas de tomate y fríjol mueren bajo la influencia de las heladas, algunas bacterias y cianobacterias (procariotas) viven en aguas calientes, que alcanzan hasta 90 0C y esporas y semillas resisten bajas y altas

temperaturas.

Muchas especies tropicales mueren cuando la temperatura desciende a casi 0 0C, mientras que las plantas europeas resisten los inviernos por debajo del punto de congelación. Frecuentemente la

muerte de las plantas tiene lugar a causa de la escasez de agua, ya que el agua del suelo se encuentra congelada y no hay forma de reemplazar el agua que transpira la planta.

Además de la temperatura promedio anual se debe tener en cuenta las temperaturas mínimas y máximas diarias. Para determinados procesos en las plantas se requiere una temperatura media óptima durante el día. El trigo de invierno detiene su crecimiento a partir de 5 0C y la calabaza a

partir de los 15 0C o menos.

La temperatura media anual y la precipitación permiten una zonificación de la vegetación sobre la superficie terrestre de forma general. (Fig. 71). Esas zonas climáticas sobre la tierra se conocen

como"zonobiomas".

Fig. 71: Distribución de las principales unidades de vegetación de la superficie terrestre en relación con la precipitación y la temperatura.

Como la precipitación y la temperatura varían de acuerdo a la orografía, se presenta con el incremento de la altura sobre el nivel del mar una zonación, la cual se conoce como "orobiomas".

En zonas con las mismas condiciones climáticas se presentan diferencias notables en el clima local, las cuales son el resultado de las diferencias en las relaciones de luz, humedad y

temperatura. En la noche el aire frío fluye colina abajo y provoca heladas en las zonas bajas, las

cuales pueden dañar los cultivos de las áreas planas. En esas regiones se deben tomar medidas contra las heladas (calentamiento, ventilación artificial).

 

Continuidad en la biosfera

 

 Un ecosistema puede ser grande o microscópico. La tierra es el más grande ecosistema. A su

vez la tierra puede ser subdividida en complejos más pequeños, los cuales se conocen como biomas. El clima es el factor más importante en un bioma, ya que determina que tipo de plantas y

animales viven allí.

Un bioma es un complejo de comunidades, los cuales están caracterizados por un tipo determinado de clima y vegetación (ejemplo: el trópico).

La vida sobre la tierra requiere agua, fuentes de energía y diferentes nutrientes, los cuales provienen del suelo, del agua y del aire. Una combinación viable de esos factores sólo se

encuentra en una capa delgada cerca de la superficie terrestre (8 km hacia el aire y 8 km hacia abajo en el mar profundo. Esa capa se conoce como biosfera.

La biosfera es el sitio donde viven plantas y animales, tanto en el suelo, como en la atmósfera, y puede ser considerada como un continuo de escalas espaciales y de componentes del sistema. En la atmósfera existe un continuo de gas (aire, vapor de agua, CO2, etc.) existe desde la atmósfera

libre al espacio poroso en el suelo y en los espacios intercelulares en las hojas. Un continuo de agua líquida existe desde los poros en el suelo húmedo a las células de la raíz o las hojas de una planta. En el sistema, las interfases entre líquido y gas son las regiones, donde las moléculas de agua van de un estado a otro, y en esas regiones, tiene lugar el intercambio de calor latente. El

intercambio de calor latente suministra un acoplamiento entre el intercambio de agua y energía. El suelo obviamente está unido a la atmósfera por conducción y difusión a través de los poros, pero

está unido a la atmósfera a través del sistema vascular.

Los principios de conservación y masa de energía pueden aplicarse a este sistema total o a los componentes específicos, tales como: la planta, la hoja, el xilema, o una célula. Las ecuaciones de transporte pueden ser aplicadas al sistema completo o a componentes simple. Pero se debe definir

claramente que porción del sistema es de interés en un análisis particular.

Los animales pueden ser componentes de este sistema, desde los organismos microscópicos que viven en las películas de agua, hasta una lombriz o animales que viven sobre las hojas como los

ácaros o los saltamontes. El microhábitat a que el animal está expuesto dependerá de las interacciones entre componentes de este continuo. Los animales, a su vez, pueden alterar los

componentes del continuo; por ejemplo, los herbívoros que comen hojas, los ácaros que alteran la función de los estomas, o las enfermedades que inhiben la fotosíntesis.

Una parte de energía o masa puede fluir de una parte del sistema a otra parte continuamente. El agua en la biosfera existe en tres estados sólido, líquido y gaseoso y se mueve de un lugar o estado a otro. Los organismos viven dependen del agua y se han adaptado a sus propiedades

características. Considere, por un momento, el flujo de agua en el sistema suelo-planta-atmósfera. La lluvia que alcanza la superficie del suelo, se condensa como vapor en el aire, o se infiltra a

través de los poros, en respuesta a un gradiente de potencial para distribuirse a través del espacio porosos del suelo. El agua se mueve a través del suelo hacia la raíz, por el sistema vascular de la planta y hacia la hoja bajo la influencia de un gradiente de potencial hídrico. En la hoja, el agua

líquida se cambia a vapor , lo cual requiere energía, el movimiento del vapor de agua a la atmósfera tiene lugar por gradientes de potencial. Este vapor de agua difunde a través de los

estomas , hacia la interfase hoja-aire y por convección turbulenta a través de la cobertura, la capa límite del planeta y finalmente a la atmósfera para ser distribuida alrededor del globo y

condensada de nuevo como lluvia. La energía que se requiere para el cambio de agua líquida a vapor, es suministrada por la energía solar. Las leyes de transporte y las de conservación de masa

y energía permiten describir el movimiento de agua a través del sistema. En algunos casos la forma de la ecuación de transporte puede variar, para diferentes partes del sistema, pero el principio de conservación de masas se usa para unir las ecuaciones de transporte para las

diferentes partes en un sistema total. Una representación esquemática de la conexión de energía y masa en la biosfera se ilustra en la Fig. 72.

Figura 72: Representación esquemática de las interconexiones del agua, el carbón y la energía en la biosfera.

 

Ambiente forma y funcion de las plantas

 

 

 

 

Si compara las hojas de un bosque, con las de las especies del desierto, encontrará que las primeras son anchas y delgadas, lo cual suministra una alta superficie específica para la absorción de la luz y a su vez facilita la perdida de agua. Las plantas del desierto tienen hojas pequeñas, o algunas veces ninguna. Las hojas se calientan con el sol del desierto. Estas estructuras pierden calor por convección más rápidamente hacia los bordes, donde las corrientes de aire interrumpen la capa aislante y la hoja se enfría más y pierde menos agua. Un tamaño de hojas pequeños significa una mayor cantidad de bordes foliares.

La forma de crecimiento de las plantas está estrechamente relacionada con las condiciones físicas del ambiente. Con relación a las plantas terrestres, las plantas de mayor tamaño son

competitivamente superiores a las de crecimiento menor, pero ellas requieren mayor cantidad de humedad del suelo. Debido a lo anterior no debe sorprendernos que la disponibilidad de agua es el

factor predominante que determina las características y la distribución de los biomas. Debido a que la temperatura influencia el estrés hídrico y la disponibilidad de agua, éste factor también es

muy importante.

El fuego es otro factor importante en la determinación de las formas de crecimiento vegetal, cuya influencia es mayor adonde la disponibilidad de humedad es de nivel medio y muy estacional. Los desiertos y los bosques húmedos rara vez se queman: los desiertos no logran acumular suficiente material vegetal para producir un incendio y los bosques húmedos casi nunca se secan lo bastante para ser inflamable. Las sabanas y los matorrales tienen la combinación de combustible abundante y sequía estacional, lo cual permite al fuego ser un visitante frecuente. En esas áreas el fuego es un factor predominante, al cual todos los organismos deben adaptarse y además especializarse: Para algunas especies es necesario el fuego para la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas. Otro factor es la condición del suelo, refiriéndonos a los factores edáficos, tales como

disponibilidad de nutrientes, presencia de minerales tóxicos y contenido de agua.

 

Ambiente forma y funcion en los animales

 

 

 

 

En general las formas de vida de los animales son menos sensibles al clima que las plantas. Esto no significa que los animales no se adapten a las condiciones físicas y que no estén especializados para rangos estrechos de esas condiciones, sólo que tales adaptaciones generalmente no se expresan como diferencias principales en la forma de vida. Las aves del desierto y las aves del bosque alto andino tienen el mismo plan básico; al igual que los anfibios, reptiles e insectos.

¿Porqué las respuestas diferentes en plantas y animales? Una respuesta sencilla, la cual no puede explicar completamente la dicotomía animal-vegetal, podría ser que debido a que los animales son móviles, ellos pueden buscar condiciones adecuadas para vivir, lo que no sucede con las plantas,

las cuales se encuentran ancladas al lugar y por lo tanto deben tolerar todas las condiciones extremas.

ECOSISTEMAS: ADAPTACIÓN AL CAMBIO

 

 

La conservación de los equilibrios naturales

La naturaleza constituye un complejo mundo en el que se interrelacionan íntimamente los seres vivos y los inertes. El equilibrio que rige este proceso se ha de encontrar perfectamente ajustado a

los mecanismos y necesidades que tiene el ecosistema, tanto a lo largo del tiempo como en un momento determinado.

El problema surge cuando las actividades del hombre rompen este equilibrio, generalmente por la alteración grave de uno de los mecanismos reguladores. Así por ejemplo cualquier cadena trófica

se encuentra perfectamente regulada por el fenómeno natural de la mortalidad, que actúa a través de dos sistemas: el sistema depredador - presa y el sistema presa - comida. De acuerdo con

estos sistemas una población predadora crecerá tanto como se lo permitan la abundancia de presas (Fig. J), al tiempo que éstas están reguladas por la presencia o ausencia del nivel trófico

anterior, que para el caso de la presa serán generalmente los organismos productores primarios, es decir las plantas o las algas.

Figura J: Relación depredador-presa.

En ocasiones el hombre ha provocado la rotura de este equilibrio, este caso es el de la alteración de los equilibrios biológicos que se presenta en la actualidad y que son el resultado del acelerado

desarrollo industrial experimentado después de la segunda guerra mundial, la construcción de carreteras, la deforestación acelerada, esta. que provocó la destrucción de los hábitats naturales.

Todo el mundo complejo de la biosfera gira en torno a un mecanismo en que cada engranaje tiene una gran importancia y en el momento en que uno de ellos se desequilibre se afecta el conjunto

con consecuencias difíciles de predecir.

La estabilidad biológica es el resultado de la autorregulación, la cual depende del grado de complejidad y heterogeneidad del ecosistema. La estabilidad de un ecosistema es relativa, ya que se encuentra en un equilibrio dinámico, en el cual las comunidades bióticas se van adaptando a las variaciones bióticas y abióticas del medio. Cuando el hombre lo permite los sistemas evolucionan

hacia una mayor estabilidad y complejidad.

 

¿Qué es evolución?

Evolución es cambio y la evolución biológica puede ser definida como cambios en cualquier atributo de la población en el tiempo. Los cambios evolutivos permiten la adaptación y deben envolver un cambio en la frecuencia de genes de los individuos en una población de una generación a otra.

¿Qué produce los cambios evolutivos?

En 1859 Charles Darwin publicó su libro "Acerca del origen de las especies por selección natural", el cual sugería un mecanismo, de cómo tiene lugar la evolución. La teoría de la selección natural se fundó bajo tres principios básicos:

o El primero expresa que todas las plantas y animales producen más descendientes de los que son necesarios simplemente para reemplazar a los parientes. o La segunda de las observaciones de Darwin, expresa que entre especies sexualmente reproductivas todos los descendientes son diferentes uno de otro y algunos están mejor adaptados para sobrevivir.

o El tercer principio dice que muchas de esas diferencias fisiológicas y de comportamiento, las cuales se conocen como rasgos son heredados de los parientes.

Al combinar esas tres observaciones se obtiene una hipótesis: La mayor parte de los descendientes de una reproducción masiva perecerá como resultado de una mala programación biológica, y los jóvenes que sobrevivirán, serán los que poseen el programa apropiado heredado de sus padres.

La selección natural, que fue propuesta por Charles Darwin y Alfred Wallace independientemente en 1858, es el mecanismo que dirige la evolución adaptativa y opera a través de los siguientes pasos:

o En todos los grupos de plantas y animales hay variación. Los individuos de la misma especie no son idénticos en una población, ellos varían en el tamaño, rata de desarrollo, respuesta a la temperatura, etc. o Parte de la variación es heredable. En otras palabras, las características de un individuo se determinan por su constitución genética. Los individuos reciben sus genes de sus ancestros y por lo tanto tienden a compartir sus características. o Todas las poblaciones producen un exceso de descendientes. o Entre los descendientes se presenta competencia por los recursos limitados, sólo los individuos mejor adaptados para obtener y usar los recursos sobrevivirán y se reproducirán. o Sí las características de esos organismos se heredan, los rasgos favorecidos serán más frecuentes en la próxima generación. o El número de descendientes que un individuo deja, depende de la interacción entre las características del individuo y su ambiente.

Un individuo sobrevivirá, se reproducirá y dejará descendientes en un ambiente determinado, pero no en otros. Los procesos de selección natural es el resultado final de los procesos ecológicos en acción. Los ambientes que los organismos habitan darán forma a la selección que tiene lugar. La distribución, abundancia y diversidad actual de animales y plantas son el resultado de procesos evolutivos ocurridos en el pasado, los cuales moldearon el ambiente del presente.

Evolución es el cambio genético en un linaje a través del tiempo, lo cual permite la formación de nuevas especies y La selección natural es el proceso más importante que determina, cual de una variedad de formas es la que sobrevive.

La sostenibilidad del ecosistema depende del mantenimiento del balance entre las poblaciones de las especies que constituyen la comunidad biótica. El equilibrio entre las poblaciones es afectado, generalmente, por la introducción de especies de ecosistemas diferentes. Los balances entre poblaciones no son automáticos, sino que aparentemente evolucionan junto con las especies en el tiempo.

 

La selección natural y la polilla pimentera

La polilla pimentera recibe su nombre por las manchas negras sobre un fondo blanco. Cuando la polilla descansa sobre los líquenes, que cubren los troncos el color de la polilla ofrece el camuflaje perfecto que lo protege de sus predadores como las aves. Ocasionalmente una polilla de 10 000 aparecía una variedad genética, casi completamente negra (Fig. 1). Esta polilla negra aparecía raramente debido a que era muy visible a los predadores. Este es un ejemplo de selección extrema.

Figura Y: Camuflaje de la polilla Biston betularia. En la figura se muestra un ejemplo de selección natural. El color de las alas es un carácter heredado en esas polillas, y como resultado se presentó un incremento en la frecuencia de las polillas negras durante la industrialización. La evolución a través de la selección natural resulta en una adaptación y bajo condiciones apropiadas produce nuevas especies. Esos procesos tienen implicaciones ecológicas.

La revolución industrial en 1840 se realizo con el uso del carbón como combustible. Las chimeneas industriales emitían hollín y colorearon de negro las construcciones y los árboles. Bajo el aire contaminado murieron los líquenes. Los bosques de abedul cubiertos de líquenes fueron transformados en bosques con troncos negros. El paisaje contaminado se refleja en la población de la polilla pimentera, de tal manera, que la forma blanca se volvió rara y la forma negra se volvió abundante en registros para el año 1848; debido a que con el cambio de color de los troncos, las polillas blancas eran visibles a los predadores, mientras que las polillas negras no. En zonas no industriales los árboles permanecieron con sus troncos blancos y las polillas blancas dominaron la frecuencia de la población. Por lo tanto es evidente que la transición de la frecuencia de la población de blancas a negras fue como resultado de la contaminación. Hacia 1965 la legislación exigía la limpieza del aire y dio fin a la contaminación de éste. Los árboles se cubrieron nuevamente de líquenes y la forma blanca de las polillas volvió a ser la forma ideal para reducir la predación. Para 1994 en la mayor parte de las áreas la frecuencia de las polillas blancas era de 80%.

La conclusión de este estudio es: La selección natural puede ejercer presiones profundas sobre las formas pobremente adaptadas de una especie y puede ser el vehículo para el cambio rápido en el balance genético de una población.

Otra fuerza que puede inducir el cambio evolutivo, además de la selección natural es la deriva genética. La deriva genética puede, aunque es un proceso al azar, causar un cambio en la abundancia de genes en una población.

Comparada con la selección natural esta es una fuerza mínima, la cual se vuelve importante cuando consideramos poblaciones pequeñas, tales como los últimos remanentes de una especie, poblaciones del zoológico o especies que colonizan islas. La deriva genética es importante debido a que puede disminuir la variabilidad genética en una población y puede incrementar la abundancia de individuos con rasgos indeseables, tales como bajo conteo de espermatozoides o susceptibilidad a las enfermedades.

 

Adaptación

El principal mecanismo evolutivo de las especies es la adaptación a su entorno y ésta se realiza a través de la adaptación funcional por medio de variaciones genéticas y la transmisión cultural, que le permiten la supervivencia de la especie y mejoran la capacidad de hacer frente a los requerimientos e incertidumbres del entorno.

La selección natural actúa sobre los fenotipos -características externas de los individuos. Diferentes genotipos dan lugar a diferentes fenotipos, pero no es tan simple, debido a que el desarrollo es afectado de muchas formas por los factores ambientales tales como la temperatura. Por lo tanto, es más simple observar el efecto de la selección natural directamente sobre el fenotipo e ignorar el genotipo. Los ecólogos, los seleccionadores de plantas y los reproductores animales están principalmente interesados en características fenotípicas como. Número de semillas o tamaño del cuerpo.

Sobre las características genotípicas pueden operar tres tipos de selección

La selección direccional es la forma más simple, en la cual los fenotipos de un extremo son seleccionados negativamente. La selección direccional produce cambios genotípicos más rápidamente que cualquier otra forma de selección. La figura 3 (2.3 :20) ilustra la selección direccional en la isla de galápagos del finch Geospiza fortis. Durante una sequía prolongada las aves que sobrevivieron fueron las que tenían los picos más grandes para agarrar semillas grandes. Las aves con picos grandes pueden comer tanto semillas grandes como pequeñas, mientras que las aves con picos pequeños pueden comer sólo semillas pequeñas. La selección natural unidireccional es la responsable de la mayoría de los cambios fenotípicos que tienen lugar durante la evolución. En las poblaciones silvestres la resistencia de las plagas a los insecticidas o herbicidas es producida por selección direccional.

Selección estabilizadora es muy común en las poblaciones actuales. En la selección estabilizadora, los fenotipos cerca a la media de la población están mejor adaptados que los individuos de los extremos, y de esta manera el valor promedio de la población no cambia.

La selección disruptiva es un tercer tipo de selección en el cual los extremos son favorecidos sobre la media. Pero debido a que las formas extremas se reproducen con otras formas alternas, todas las generaciones con rasgos intermedios serán eliminadas.

 

Especiación

Una especie puede ser definida como un grupo de individuos que están reproductivamente aislados de todas las otras poblaciones. Bajo condiciones artificiales es posible cruzar un caballo

con una burra para tener una mula, la cual es estéril. Los híbridos están en competencia con ambas especies, sin ser especialista por ninguno de los nichos; sin ser especialista para ninguno de los nichos; aunque ellos sean fértiles ellos frecuentemente tendrán bajo reclutamiento. Como resultado, los linajes híbridos raramente se pueden mantener en la naturaleza. La mayor parte de plantas y animales pueden reproducirse exitosamente sólo con uno de su propia clase.

En una población, la cual se reproduce sexualmente, una recombinación genética tiene lugar en cada generación. Las mayores variaciones ancestrales, se eliminan a través de la selección natural. Variaciones físicas o de comportamiento es improbable que sucedan, y bajo la mayor parte de condiciones, sólo los jóvenes que conforman el tipo parental sobrevivirán. La reproducción sexual permite un intercambio de genes a través de la población, pero los organismos que se reproducen se reducen a un rango estrecho de comportamientos y morfologías. Esta restricción y la mezcla producida por la reproducción sexual permite homogenizar las especies. Sin embargo, si por alguna razón sucede una división de la población, el intercambio de genes entre los dos subgrupos se reduce a cero. Cada subgrupo entonces se reproducirá y responderá a presiones evolutivas locales independientemente de los otros. Es probable que a través del tiempo, ellos se aparten tanto morfológica como fisiológicamente. Si esta separación es bastante profunda, ellos serán incapaces de reproducirse entre sí, así vuelvan y se unifiquen sus poblaciones: Por lo tanto se considera que se han producido dos especies donde originalmente hubo una. Un ejemplo común es el de animales que colonizan islas distantes. Aunque las islas constituyen los sitios clásicos para la especiación, hay muchos eventos que pueden aislar poblaciones: Una cadena montañosa como los Andes, un río ancho, un cañón que separe un bosque que una vez estuvo unificado y el cambio climático puede fragmentar poblaciones, permitiendo que la especiación tenga lugar. La especiación es un proceso gradual, el cual enfatiza constantemente las diferencias entre poblaciones aisladas. No existen plantas ni animales que hayan alcanzado su forma final y se incluye también al hombre.

El paleontólogo David Raup estima que el 99.9% de las especies que han evolucionado son hoy extintas. Si esto es verdad, la tierra ha estado habitada por 4-100 billones de especies. Para cada una de esas especies hubo un evento de especiación, así que generar y desaparecer una especie parece una tarea fácil.

El registro geológico ofrece una lección (Fig. P), que todas las especies finalmente se extinguirán, las unas más rápidos que otras. La causa de la extinción es muy simple: la población deja de reproducirse. Las poblaciones dejan de reproducirse por:

o Enfermedades o Competencia y predación o Cambio climático o Pérdida del hábitat

Figura P Algunos de los eventos evolutivos de los últimos 600 millones de años.

Si el índice de reemplazamiento de la población se reduce a un valor menor de uno (1), la población se comienza a reducir. Una declinación de este tipo por varias generaciones puede llevar muchos años y si continua, eventualmente la especie se extinguirá. Este tipo de pérdida de

especies, que no está correlacionada con un evento catastrófico simple se conoce como rata de extinción subordinada. Raup sugiere que casi todas las extinciones es el producto del impacto de los meteoritos, los cuales son un componente de la historia evolutiva del planeta. Y se conoce como modelo del equilibrio puntual.

La mejor evidencia de la extinción inducida por los meteoritos es la desaparición de los dinosaurios en una catástrofe global hace 64 millones de años. En ese evento se considera que desaparecieron el 43% de los mamíferos, pero aún queda la pregunta de ¿cómo los mamíferos lograron sobrevivir, mientras que los dinosaurios desaparecían?

 

 

Las especies introducidas

La introducción de cualquier vegetal o animal crea un problema en el medio ya que éste está adaptado dentro de un sistema de autorregulación, el cual le permite mantener la estabilidad, a través de mecanismos de retroalimentación negativa. El organismo introducido altera el equilibrio entre las especies autóctonas y altera las cadenas alimenticias. Todo el ecosistema sufre la perturbación y se halla expuesto al desequilibrio.

Este fenómeno se aprecia claramente cuando el nicho ecológico de la nueva especie introducida puede proliferar excesivamente, ejemplos tenemos con el conejo en Australia, el ciervo en Nueva Zelanda, etc. También ocurre que la especie introducida esté mejor condicionada que la autóctona, en cuyo caso la desplaza o la elimina.

ECOSISTEMAS HUMANOS

Las necesidades y deseos de una población mundial en expansión han requerido un control ambiental intensivo. De hecho, la intervención del hombre ha creado ambientes completamente nuevos que pueden denominarse ECOSISTEMAS HUMANOS.

Los ecosistemas humanos, son áreas controladas intensamente, especialmente las ciudades, que resguardan a los humanos de los rigores del mundo externo a tal punto, que algunas personas olvidan que estas áreas dependen para su mantenimiento de la fuente de energía externa, de los diferentes ciclos y de las complicadas interrelaciones con los ecosistemas naturales.

Desde la revolución industrial, el hombre ha incrementado intensamente su control sobre la superficie terrestre del mundo. Actualmente se estima que aproximadamente el 11% de la superficie terrestre del planeta está bajo control intenso, el 30% bajo control moderado, y el 59% ha sido empleado poco por las sociedades humanas. El hombre controla los ecosistemas para obtener altos rendimientos agrícolas. Para mantener un rendimiento alto (productividad neta alta)

debe mantener al ecosistema en una etapa sucesional temprana, y por lo tanto aumenta su inestabilidad. Los ecosistemas se dividen en cuatro clases generales:

1. Ecosistemas naturales maduros: ecosistemas que aparecen, más o menos, en su estado natural. Generalmente no son habitados ni empleados por el hombre.

2. Ecosistemas naturales controlados: Ecosistemas que controla el hombre para uso recreativo, o bien, para la producción de recursos naturales, ejemplo: áreas de caza, parques, bosques controlados.

3. Ecosistemas productivos: ecosistemas que emplea el hombre para la producción intensiva de alimentos, o de recursos naturales, ejemplo: granjas, minas, fincas ganaderas.

4. Ecosistemas urbanos: Ecosistemas en los que el hombre vive y trabaja, ejemplo: áreas industriales, ciudades, pueblos.

Debido al crecimiento de la población se han incrementado los ecosistemas de la clase 2, 3 y 4, a expensas de la clase 1. Generalmente se desconoce la necesidad que se tiene de lo silvestre, debido a que se considera no productivo.El establecimiento de zonas alteradas y poco humanizadas, así como de reservas naturales y genéticas protege el equilibrio ecológico y potencia la investigación científica y los valores económicos y estéticos. Estas zonas cobran su mayor valor en áreas muy explotadas técnicamente. En algunas ocasiones se puede reestablecer el equilibrio natural del ecosistema pero una vez que se ha roto será muy difícil de recuperar.

 

Consumo energético humano

El ser humano, al igual que todos los organismos vivientes, debe obtener la energía que proviene originalmente del sol, para mantener sus procesos vitales. Como los humanos no son productores, dependen de los vegetales que son capaces de transformar la luz solar en formas de energía utilizables para ellos. La energía que consume el hombre puede dividirse en dos tipos: energía interna, la que emplea para los procesos corporales, y energía externa, la que utiliza en actividades tales como el funcionamiento de sus instrumentos y el mantenimiento de su cultura.

El hombre obtiene su energía interna de los alimentos que ingiere. Puede ocupar más de un nivel trófico, ya que consume vegetales, herbívoros y varios carnívoros. La energía que está disponible para el consumo interno del hombre, depende directamente del nivel trófico que éste seleccione.La mayoría de los organismos vivos no emplean la energía externa y sólo el hombre la utiliza en cantidades significativas. Mientras el consumo de la energía interna ha permanecido relativamente constante a través de la historia (2200 cal día), el consumo de energía externa se ha incrementado notablemente a partir desarrollo tecnológico (Fig. 1). La mayor parte de la energía externa proviene de los combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas.

Figura 1: El consumo energético humano.

 

 

El ecosistema agrícola

Las áreas agrícolas son algunos de los ecosistemas productivos más intensamente controlados por el hombre. Se necesitan enormes cantidades de energía para obtener grandes cosechas de estos sistemas. Las mayores cosechas en el futuro próximo, requerirán aún más entradas energéticas. Debido a que los ecosistemas agrícolas son monocultivos, con esta práctica se hace más efectiva la siembra, el cuidado y la cosecha, también se crean ecosistemas más simplificados, y por lo tanto más inestables, los cuales están sujetos especialmente a las enfermedades y a las plagas de insectos.Las nuevas variedades de cultivos sólo producen altos rendimientos cuando se les prodigan cuidados adecuados; estos cuidados incluyen: el empleo de fertilizantes, control de plagas, irrigación, y la utilización de maquinaria apropiada para la cosecha y el transporte de los productos agrícolas. Se considera que la energía necesaria para la producción y el transporte de estos materiales está aumentando más que los rendimientos agrícolas. Otro problema con la introducción de variedades de alto rendimiento es la reducción de la diversidad genética de los cultivos mismos y que en su desarrollo se han sacrificado características benéficas de las plantas, tales como el contenido de proteínas, sabor, resistencia a enfermedades; con el fin de lograr características de elevado rendimiento. En la década de los treinta, los cultivadores de trigo desarrollaron un gene en el trigo, al que denominaron "esperanza", resistente a la roya. Toda la región triguera de Estados Unidos sembró monocultivos del trigo esperanza. Sin embargo, a finales de la década de los cuarenta apareció otro nuevo hongo de la roya y se dispersó por toda la zona

triguera produciendo una pérdida casi total de la producción en todas las planicies norteamericanas.Las prácticas agrícolas avanzadas han contribuido enormemente al bienestar inmediato del género humano; no obstante, es necesario preocuparse de que los monocultivos distribuidos mundialmente no conduzcan a descuidos biológicos que comprometan las perspectivas futuras y la existencia misma del sistema.

 

 

El ecosistema urbano

Un ecosistema urbano constituye un ambiente donde el hombre ejerce un control más intenso. Requiere entradas constantes, produce salidas continuas y posee varios ciclos internos de retroalimentación. El hombre de la ciudad tienen necesidades tanto biológicas como culturales. Aproximadamente el 20 % de la población mundial vive en concentraciones urbanas de más de 100.000 habitantes. Las ciudades son ecosistemas complejos, donde el hombre ha creado sistemas muy elaborados para controlar la tierra, el aire, el agua y el flujo energético a través de ellos. Las ciudades son sistemas abiertos, los cuales para continuar existiendo deben recibir entradas de materiales y energía de los ecosistemas externos y deben contar con salidas de productos, desperdicios y calor.Los materiales que entran a las ciudades se concentran, se transforman, se almacenan y finalmente se exportan como: aire viciado, agua de alcantarilla, productos de desperdicio y productos de la tecnología, de la educación y la cultura. Por ejemplo un habitante urbano de un país desarrollado utiliza (directa e indirectamente) cada día, aproximadamente 13.248 litros de agua, 1.8 kilos de alimento, 8.6 kg de combustibles fósiles. Sus salidas diarias incluyen aproximadamente 454 litros de aguas negras, 1.8 kg de desperdicios y 865 gr de contaminantes atmosféricos.

 

Explosión demográfica

Desde la aparición del hombre las poblaciones fueron aumentando poco a poco, durante esta época no existieron apenas problemas de convivencia entre los hombres, las plantas y los animales salvajes, pero a medida que se avanzó en el desarrollo tecnológico,, se comenzó un ritmo de crecimiento exponencial y desaparecieron las plantas y los animales. Se eliminaron los bosques, se secaron los humedales, se contaminaron los ríos y se sembraron gran cantidad de terrenos, los cuales al olvidar el factor de uso de los suelos, no dieron la producción deseada. Cada una de las alteraciones rompe el equilibrio ecológico creando graves problemas para la supervivencia de la inmensa mayoría de las especies autóctonas. El cóndor y el oso de anteojos son tan solo dos ejemplos de las miles de especies de animales y vegetales cuya existencia se ha hecho muy precaria debido al aumento de población de otra especie, la humana (Fig. 1). La figura 1 muestra como la extinción de muchos mamíferos y aves ha seguido muy de cerca la curva del crecimiento descontrolada de la población humana. Estos casos de extinción únicamente se producen en especies en que los daños causados son evidentes, pero existe además una drástica reducción de nuestra fauna y flora y un problema grave de fragmentación de sus poblaciones, lo cual perturba el correcto funcionamiento de los complejos mecanismos responsables del mantenimiento de la variabilidad del fondo genético de las poblaciones; al tiempo que hace perder al hombre un patrimonio cultural de considerable interés para mantener el equilibrio de los ecosistemas.

Figura 1: Crecimiento de la población humana en billones y número de especies extintas de mamíferos y aves.

En un de tiempo, hace 25000-16000 años, cuando el Homo sapiens vivía como cazador-recolector, la tasa de aumento de la población era lenta. Al final de este período, la población humana debía sumar alrededor de 5 millones de individuos, repartidos por todo el mundo. En ese momento se inicia el asentamiento de comunidades agrícolas. La vida era corta. El hombre a duras penas conseguía adaptarse a su entorno. Sus armas y tecnología nunca fueron lo suficientemente avanzadas como para permitirle destruir las fuentes de nutrición humana. El hambre, la desnutrición, las epidemias y las batallas con otros seres humanos y con animales salvajes hacían decrecer la población humana con cierta regularidad. Constituían factores reguladores similares a los que operan con otras especies animales.Durante los próximos 5000 años, cuando la agricultura se extiende por todo el mundo, el crecimiento de la población aumentó espectacularmente. Al llegar al 3000 A.C. la población había alcanzado los 100 millones. Con la introducción de la agricultura, la población humana se multiplicó varias veces y el límite de los recursos, impuesto por el ecosistema o por la propia capacidad de los cazadores-recolectores, aumentó considerablemente.

La revolución agraria constituye el primer gran avance tecnológico con consecuencias trascendentales sobre la población y sobre los recursos, así como sobre su uso por parte de los seres humanos.El rápido aumento de la población es un fenómeno muy reciente en la historia de la humanidad. Un fenómeno que sólo cuenta con 250 años de vida. En efecto, la evolución del tamaño de la población, tal como lo podemos reconstruir hoy en día, ofrece un perfil como el que muestra la figura 2, desde el año cero de nuestra era (la muerte de Cristo), hasta el año 2000.No es hasta la Revolución Industrial cuando se inicia lo que se ha dominado explosión demográfica, es decir el crecimiento muy rápido de la población mundial. El hecho es que desde el año 1700 la población del mundo no ha dejado de crecer. En 1830 se llegó a los mil millones de habitantes. El incremento ha sucedido a un ritmo cada vez más veloz: en 1930 se llegó a los 2000 millones, en 1960 los 3000 millones, en 1975 a los 4000 millones, en 1987 a los 5000 millones, en el 2000 a los 6000 millones y se estima que para el año 2049 llegaremos a los 10000 millones (Fig. 63: 119, knodel). Este fenómeno ha sido estudiado por los demógrafos, que han elaborado la teoría de la

transición demográfica.

 

El proceso de transición demográfica significa el paso de la dispersión a la eficacia y del desorden al orden.En doscientos años Europa ha visto nacer, desarrollarse y concluir su proceso de transición demográfica. En estos dos siglos, ha multiplicado por cuatro su población, ha elevado la esperanza de vida de los 25-30 años hasta los 70-75 años, ha reducido la fecundidad de 5 a menos de 2 hijos por mujer, y las tasas de mortalidad y natalidad se han reducido de 30-40 nacimientos o muertes por mil habitantes hasta un nivel de 10 por cada mil anual. Esta transición demográfica, que en Europa comenzó con la Revolución industrial, es actual en muchos países del mundo y simplemente se inicia en otros. El proceso de transición demográfica se resume en la Fig. 2

Figura 2: III.3: 111. El proceso de transición demográfica.El proceso de transición demográfica atraviesa diversas fases.La primera (fase I, tipo 1) caracteriza a las sociedades preindustriales o de economía de subsistencia. Las tasas de natalidad y de mortalidad son muy elevadas y fluctuantes, debido al hambre y las epidemias. El crecimiento demográfico es muy débil o nulo.

La segunda (fase 2, Tipo 2) ve aparecer una reducción importante pero lenta de la mortalidad, mientras que las tasas de natalidad siguen siendo elevadas. Se produce, por tanto, una notable diferencia entre ambas curvas y se inicia así el aumento de la población.La tercera (Fase 2, Tipo 3) se caracteriza por tasas de mortalidad muy bajas y una natalidad que disminuye rápidamente, convergiendo al final del período, de modo que se experimenta una progresiva desaceleración del crecimiento.

La última fase (Fase 3, Tipo 5), cuando la natalidad ha caído ya hasta el nivel de la mortalidad, se caracteriza por s de fluctuación de respuesta, probablemente, al ciclo económico. El crecimiento de la población es nulo o muy débil.

 

 

El motor del cambio: la caída de la mortalidad

En el proceso de transición demográfica, el descenso de la mortalidad precede, en general, a la disminución de la natalidad. Sólo cuando las poblaciones perciben un cierto nivel de seguridad ante la muerte, parecen entrar en funcionamiento los diversos y complejos factores que conducen a la disminución progresiva de la fecundidad (número de hijos por mujer), que lleva a su vez al descenso de la natalidad (número absoluto de nacimientos).

Los cambios en la tasa de mortalidad constituyen, así el factor fundamental en el crecimiento de la población: son el motor de cambio.

Las razones del descenso de la mortalidad residen principalmente en los avances de la medicina y el control de las enfermedades, por un lado, y en los progresos en la organización económica y social, por el otro, que han garantizado, entre otras cosas, la seguridad alimentaria.

A consecuencia de todos estos procesos, las tasas de mortalidad han experimentado, en general , una progresiva reducción, paralela al progresivo aumento de la esperanza de vida.

Datos de la ONU de 1990 fijan una esperanza de vida media para el mundo de 63.9 años. Para los países más pobres, o "menos desarrollados" según la ONU (Africa, América Latina, Asia menos Japón, Melanesia, Micronesia, Polinesia y la ex URSS asiática), la cifra fue de 61.4 años. La esperanza de vida de los países ricos (Estados Unidos y Canadá, Japón, toda Europa y la CEI ex URSS, que la ONU considera "más desarrollados") fue de 74 años. En el cuadro 1 se dan las cifras desde 1950-1990, referidas a la tasa de mortalidad absoluta, la esperanza de vida al nacer y la mortalidad infantil.

El crecimiento de la población humana y el consumismo

Los problemas ambientales son generalmente cambios adversos para el ecosistema atribuibles a las acciones del hombre. La población humana, es por lo tanto, la causa principal de la mayor parte de los problemas ambientales. Sin embargo un segundo factor que debe ser considerado es la cantidad de recursos demandados por cada persona. Aunque los países con menor standard de vida, tienen la mayor rata de crecimiento de la población, esa gente no puede usar tanta energía eléctrica, producir tantos desechos y mucho menos usar carros botes o aire acondicionado. Los países ricos pueden tener ratas de nacimientos bajas, pero tienen las mayores demandas de recursos per capita. Globalmente hablando los Estados Unidos y Canadá tienen la mayor demanda de recursos; y en unidades standard esto significa que un norteamericano promedio usa dos veces más recursos que un inglés o un alemán y aproximadamente 400 veces más recursos que un ciudadano de Ruandá o Etiopía. El nacimiento de un nuevo niño norteamericano en los Estados Unidos constituye una carga proporcionalmente mayor para el ambiente, que un niño nuevo en cualquier otra parte del mundo. Aunque los países desarrollados son autosuficientes en algunos recursos, ellos subsidian su consumo importando productos, como energía, materias primas y alimentos, entre otros. Así aunque las consecuencias de la degradación ambiental sea más evidente en los países no desarrollados (deforestación, desertificación y contaminación), la causa de la mayor parte del daño a los ecosistemas es el apetito consumista de los países desarrollados. Un modelo de desarrollo autosostenible puede ser alcanzado sólo si las naciones desarrolladas se someten a reducir su consumo, lo cual significa un cambio en los estilos de vida de muchos de nosotros. Una de las características más importantes del hombre es su capacidad para modificar y controlar los ecosistemas. El camino para que la civilización encuentre el equilibrio vital entre el hombre y los ecosistemas naturales depende del uso inteligente del talento racional del hombre, para realizar una planeación del uso presente y futuro de la naturaleza.

Tabla 1. Evolución de la mortalidad y la esperanza de vida en el mundo.

Período

Mundo

Países

ricos

Países

pobres

Africa

América

Latina

Norteamérica

Asia

Europa

Oceanía

CEI - ex URS

S

Esperanza de vida al nacer (ambos sexos/años)

1950-1955

19.7 10.1 24.3 26.9 15.4 9.4 24.1

11.0 12.4 9.2

1975-1980

11.1 9.4 11.7 17.6 8.6 8.5 10.7

10.4 8.8 10.0

1985-1990

9.8 9.8 9.8 14.7 7.4 8.7 9.0 10.7 8.1 10.6

Esperanza de vida al nacer (ambos sexos/años)

1950-1955

47.5 66.0 42.2 37.7 51.9 69.0 42.0

65.8 60.8 64.1

1975-1980

60.4 72.0 57.4 47.9 63.3 73.3 58.3

72.6 68.2 67.9

1985-1990

63.9 74.0 61.4 52.0 66.7 75.6 62.7

74.4 71.3 70.0

Tasa de mortalidad infantil (por cada mil niños vivos)

1950-1955

155 56 180 188 126 29 181

62 68 73

1975-1980

86 19 97 126 70 14 91 19 35 38

1985-1990

70 15 78 103 54 10 72 13 26 24

 

Tabla III. 2. La natalidad y la fecundidad en el mundo.

Período

Mundo

Países

ricos

Países

pobres

Africa

América

Latina

Norteamérica

Asia

Europa

Oceanía

CEI - ex URS

S

Tasa de natalidad absoluta (por miles de personas)

1950-1955

37.4 22.6 44.6 49.2 42.5 24.6 42.9

19.8 27.6 26.3

1975-1980

28.3 15.6 32.8 46.1 32.4 15.1 29.7

14.4 20.9 18.3

1985-1990

27.1 14.5 31.0 44.7 28.7 15.0 27.8

12.9 19.4

Tasa de fecundidad total (número de nacimientos por mujer)

1950-1955

5.00 2.84 6.19 6.65 5.87 3.47 5.92

2.59 3.83 2.82

1975-1980

3.84 2.03 4.54 6.54 4.36 1.91 4.06

1.98 2.79 2.34

1985-1990

3.45 1.89 3.94 6.24 3.55 1.81 3.48

1.72 2.51 2.38

os problemas ambientales son generalmente cambios adversos para el ecosistema atribuibles a las acciones del hombre. La población humana, es por lo tanto, la causa principal de la mayor

parte de los problemas ambientales. Sin embargo un segundo factor que debe ser considerado es la cantidad de recursos demandados por cada persona. Aunque los países con menor standard de vida, tienen la mayor rata de crecimiento de la población, esa gente no puede usar tanta energía eléctrica, producir tantos desechos y mucho menos usar carros botes o aire acondicionado. Los

países ricos pueden tener ratas de nacimientos bajas, pero tienen las mayores demandas de recursos per capita. Globalmente hablando los Estados Unidos y Canadá tienen la mayor demanda de recursos; y en unidades standard esto significa que un norteamericano promedio usa dos veces

más recursos que un inglés o un alemán y aproximadamente 400 veces más recursos que un ciudadano de Ruandá o Etiopía. El nacimiento de un nuevo niño norteamericano en los Estados Unidos constituye una carga proporcionalmente mayor para el ambiente, que un niño nuevo en cualquier otra parte del mundo. Aunque los países desarrollados son autosuficientes en algunos recursos, ellos subsidian su consumo importando productos, como energía, materias primas y

alimentos, entre otros. Así aunque las consecuencias de la degradación ambiental sea más evidente en los países no desarrollados (deforestación, desertificación y contaminación), la causa de la mayor parte del daño a los ecosistemas es el apetito consumista de los países desarrollados. Un modelo de desarrollo autosostenible puede ser alcanzado sólo si las naciones desarrolladas se

someten a reducir su consumo, lo cual significa un cambio en los estilos de vida de muchos de nosotros.

Una de las características más importantes del hombre es su capacidad para modificar y controlar los ecosistemas. El camino para que la civilización encuentre el equilibrio vital entre el hombre y los ecosistemas naturales depende del uso inteligente del talento racional del hombre, para realizar una planeación del uso presente y futuro de la naturaleza

Reformar el papel de la Mujer

El paso más simple e importante que podría ser tomado, con el fin de controlar el crecimiento exponencial de la población humana en los países más pobres es educar y apoyar a las mujeres. En muchos países la mayoría de mujeres son económicamente invisibles. Por siglos el papel de la mujer ha estado confinado a ayudante en las labores agrícolas, cocinera, transportadora de agua y madera y madre, roles que raramente se reflejan en el producto interno bruto de los países en desarrollo. En nuestros países las mujeres realizan más horas de trabajo que los hombres, pero reciben poco reconocimiento en términos financieros o sociales. Las mujeres muy raramente comparten el poder institucional local, regional o nacional; ellas frecuentemente son excluidas por un circulo vicioso de discriminación e ignorancia.

A la mujer se le ha relegado el papel de hembra reproductora, lo cual ha asegurado que los hombres continúan como los dueños de todos los recursos. En muchas sociedades los recursos disponibles tales como la mejor comida, educación y cuidado medico son para los hombres. Las niñas son sacadas pronto de la escuela y se les enseña las tareas del hogar, hasta que alcancen la edad de casarse. Como consecuencia, el analfabetismo es mayor en la mujer, que en los hombres y lo anterior está estrechamente relacionado con una alta fertilidad, altas ratas de mortalidad infantil y altas ratas de mortalidad de mujeres durante el momento del parto.

En el último periodo se ha reconocido que si se dirige el desarrollo económico hacia la mujer, hay mayor probabilidad de alcanzar con éxito los efectos ambientales deseados, que trabajar en programas de planificación familiar solamente. Al incrementar el nivel educativo en la mujer, ella tiene mayor probabilidad de obtener un empleo y tomar las decisiones financieras que le afectan a su familia. Cuando el hombre retiene el derecho de gastar, esto resulta en un patrón donde el hombre decide "el dinero es suyo y él lo gasta". Un estudio en el oeste de Africa demostró, que cuando el gasto es controlado por la mujer, se duplico el ingreso; debido a que no había el 26% de gasto en licor ni el 14% de gasto en cigarrillos. En un estudio nutricional infantil en Guatemala se comprobó que las mujeres tienden a priorizar el gasto en la nutrición y en las necesidades de subsistencia que los hombres. Cuando las mujeres trabajan desean tener menos hijos y utilizan mejor los programas de planificación familiar. Por lo tanto los proyectos de ayuda al desarrollo se deberían dirigir a las mujeres, particularmente a su educación, y adicionalmente llevar técnicas agrícolas innovativas, las cuales permitan una alta eficiencia en los cultivos permitirá muy probablemente un desarrollo social integral.

SUBSISTEMAS DEL SISTEMA TERRESTRE,

El sistema climático, los ciclos biogeoquímicos, la humedad global y el ciclo geológico están interrelacionados entre sí, así como los factores externos al sistema (Fig.46). Los océanos desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono y de los nutrientes no sedimentarios, puesto que contienen el mayor porcentaje de éstos y se consideran que eliminan un alto porcentaje de las emisiones de dióxido de carbono presentes en la atmósfera. Los océanos tienen alta capacidad calorífica; por lo tanto regulan las fluctuaciones de la temperatura.

Los gases presentes en las capas más bajas de la atmósfera (troposfera) son componentes claves de los ciclos biogeoquímicos y realizan un papel importante en la transmisión de la radiación solar y/o terrestre. Los procesos de producción fotoquímica de ozono que se desarrollan en la estratosfera (capa media de la atmósfera) son importantes en la distribución y circulación de la temperatura y en la absorción de radiaciones de onda corta de los rayos solares, lo cual sirve como protección de los organismos vivos de radiaciones peligrosas.

Fig. 3: Los subsistemas del sistema terrestre: el diagrama de Bretherton.

El ciclo de agua desempeña un papel fundamental en el funcionamiento tanto del sistema climático como del conjunto de ciclos biogeoquímicos, conectando un sistema con el otro y la humedad global desempeña un papel clave en los sistemas naturales físicos en su conjunto.

En la Figura 3 se puede observar que el sistema climático integra tres subsistemas: la dinámica y la física atmosférica, la dinámica oceánica y la energía y humedad terrestres. Igualmente los ciclos biogeoquímicos integran tres subsistemas: la biogeoquímica marina, los ecosistemas terrestres y la química troposférica. La humedad global conecta los dos grandes sistemas y permite el funcionamiento y la regulación del sistema terrestre. Por otro lado los procesos químicos y físicos que suceden en la estratosfera afectan a ambos sistemas. El diagrama señala también el efecto de

algunas actividades antrópicas como: la emisión de dióxido de carbono y contaminantes y el uso de los suelos. Se puede observar que debido al tejido de interrelaciones cualquier alteración de un factor se puede propagar y extender al conjunto del sistema terrestre.

 

Los cambios operados en los sistemas naturales físicos

Los sistemas naturales físicos descritos hasta el momento se hallan sometidos a Importantes procesos de cambio y transformación. Estos cambios han sido continuos desde la conformación de la tierra, pero han sufrido una aceleración y en algunos casos un cambio de dirección en los últimos doscientos años debido a la intervención humana.

La biogeoquímica enfatiza las interacciones de las entidades biológicas con su ambiente. Los organismos están adaptados a márgenes más o menos estrechos de las condiciones bioquímicas. La mayoría de cambios realizados por el hombre en los patrones de flujo cambian esos nichos y pueden permitir la extinción de las especies o de los hábitats. La intervención humana en los ciclos biogeoquímicos tiene lugar por la explotación de recursos (remoción de materiales) o por la contaminación (adición de materiales). Ambas actividades implican una redistribución de materiales y un cambio de dirección en los flujos. Cambios pequeños en el flujo de algunos materiales pueden tener efectos dramáticos sobre el ambiente natural, si se incremente por el efecto cascada. Un ejemplo es el daño potencial de un incremento menor en el dióxido de carbono atmosférico para las formas de vida y hábitats como consecuencia del calentamiento global con los efectos mediados por los procesos hidrológicos y bioquímicos. Otos ejemplos a considerar a escala global son la producción de alimento terrestre o acuático y su dependencia del clima, de la disponibilidad de nutrientes y la presencia de agentes tóxicos; la liberación de ácido sulfúrico y sus efectos sobre los sistemas terrestres y acuáticos; la liberación de gases traza sobre el ozono estratosférico y la radiación climática; y la dispersión de químicos sintéticos tales como pesticidas en la biosfera. El entendimiento de los ciclos biogeoquímicos naturales puede ayudar a minimizar el impacto humano sobre los ciclos naturales.

CAMBIOS CLIMÁTICOS

El funcionamiento del sistema climático ha cambiado desde el origen del planeta, debido a las interacciones entre la radiación solar y los diferentes componentes de la geosfera y de la biosfera.

En la actualidad la emisión de los gases invernadero, producto de las actividades humanas afecta de manera directa la dirección del cambio climático

La atmósfera terrestre presenta un efecto invernadero natural, el cual permite que las temperaturas alrededor del año se mantenga constante, razón por la cual existe vida sobre la superficie terretre.

El Clima puede variar por razones internas (del sistema) o externas. Los cambios externos están basados en procesos que provocan cambios en los flujos de energía de las radiaciones solares

dentro del sistema. Los cambios en el nivel de radiación que nos llega del sol, o los cambios en la geometría de la órbita de la tierra alrededor del sol son ajenos a la acción del hombre. Los

procesos de absorción de la radiación solar o la detención de las radiaciones de onda larga por parte de la atmósfera pueden estar influenciados por el hombre. El incremento de los gases como

el CO2 , los CFC, el N2O y el CH4, entre otros, que actúan como gases de efecto invernadero, están reforzando esta característica propia de la atmósfera.

Tabla : Concentración de CO2 atmosférico.

Año Contenido CO2 (ppm)

1850 275

1958 315

1984 348

1992 350

2100 440

 

Las emisiones de CO2 provenientes de la combustión y transformación del petróleo, carbón y gas natural, con grandes reservas aún, son las responsables en un 80% del cambio climático; la deforestación y el cambio de uso del suelo del restante 20%. El metano y el óxido de nitrógeno se emite durante la quema de biomasa y por los combustibles fósiles.

El incremento de los gases de efecto invernadero está produciendo la elevación de la temperatura media global del aire, fenómeno conocido como el calentamiento global. Se estima que durante los últimos 100 años, la temperatura media global se ha incrementado entre 0.3 y 0.5 grados Celsius.

El carácter diferenciado del calentamiento producirá cambios en la distribución de la presión atmosférica, en los sistemas de circulación, y en la distribución y frecuencia de las lluvias y de los fenómenos atmosféricos y climáticos. Todos estos cambios en los elementos climatológicos se conocen como cambio climático. Este calentamiento global conducirá a la desaparición de los glaciares de montaña y al incremento del nivel medio del mar, entre otros efectos.

La atmósfera consta de 77% de Nitrógeno, 21% Oxígeno y trazas de Argón, CO2 agua. Al comienzo del desarrollo de la tierra había mucho más CO2 en la atmósfera, el cual se transformo en carbonato de Calcio y fue absorbido por los océanos y las plantas. La tectónica de placas y los procesos biológicos tienen un flujo constante de CO2 desde la atmósfera hacia ellos y de regreso. La mínima cantidad de CO2 en la atmósfera terrestre es extremadamente importante para la tierra, con el fin mantener la temperatura estable sobre la superficie.

La distribución de la temperatura (agosto de 1995) sobre la superficie terrestre se presentó de la siguiente manera:

Si se compara las variaciones de la temperatura con los biomas se reconoce, que para un determinado rango de temperatura se presenta una determinada flora y fauna.

, LA CAPA PROTECTORA DEL MUNDO

La distribución espectral de la radiación electromagnética solar que alcanza la superficie de la tierra es controlada por la absorción y difusión de la energía radiante por una variedad de elementos y compuestos de la atmósfera terrestre. en la estratosfera se ubica una capa de ozono entre 19-32 km de altura, la cual protege la superficie terrestre de la acción letal de los rayos ultravioleta (Fig. Fisher, 1:4).

Fig. 1:4. Estructura de la atmósfera. La capa de ozono está más concentrada entre los 19-32 km por encima de la tierra, es una región denominada estratosfera. Por debajo de la estratosfera hasta una altitud de 12 km, está la troposfera -parte de la atmósfera donde respiran los organismos y en donde tienen lugar la mayoría de los fenómenos climáticos - Por encima de la troposfera, es donde el oxigeno se convierte ozono mediante un procesos de absorción de la radiación ultravioleta.

(Fig. 2:6 Fisher) Fig. 2:6. Formación de ozono. Cuando una molécula de oxígeno que flota en la estratosfera es bombardeada por rayos UV, se divide en dos átomos de oxígeno libres, mediante una reacción conocida como disociación. Cada uno de estos átomos puede entonces reaccionar con otra molécula de oxígeno para formar una molécula de ozono -tres átomos de oxígenos ligados.

Las moléculas de ozono también son descompuestas por la radiación ultravioleta proveniente del sol, con lo cual se mantiene un balance entre las átomos y moléculas de oxígeno y ozono. Este balance puede alterarse si se presentan reacciones de 0, O2, O3, con cloro, nitrógeno o bromuro (Fig. 4: 16 Fisher).

En 1973 Rowland y Molina llegaron a la conclusión de que las cantidades de CFC medidas en la atmósfera eran aproximadamente igual a la suma de todos los CFC que se habían producido en el mundo por aquella época. Posteriormente llegaron a la conclusión de que los CFC no serían afectados en la troposfera pero que se descomponían en la estratosfera en presencia de la radiación UV, liberándose átomos de cloro libres. Cada átomo de cloro se combina con una molécula de ozono y se forma un compuesto de ClO y una molécula de oxígeno. Los átomos de oxígeno reaccionan con el ClO, formando una molécula de oxígeno y un átomo de cloro libre. El cloro que cataliza la reacción permanece intacto listo para reaccionar con más ozono. Se calcula que cada átomo de cloro está en capacidad de transformar en oxígeno aproximadamente 100.000 moléculas de ozono. Los átomos de cloro pueden sobrevivir en la estratosfera 100 años o más.

Destrucción de las moléculas de ozono.

Debido a que la radiación UV puede ser dañina para los sistemas biológicos, hay acuerdo general que la reducción de la capa de ozono podría estar acompañada de numerosos impactos adversos tanto para los ecosistemas, como para la salud humana. En los ochenta la Agencia de Protección Ambiental (EPA) estimó que una reducción del 50 % de la capa de ozono causaría en el año 2075 más de 150 millones de casos de cáncer de piel en todo el mundo. El aumento de los rayos UV además conduciría a un incremento de casos de melanomas cancerígenos de piel, que normalmente son fatales; millones de casos de cataratas y perturbaciones del sistema

inmunológico humano, originando epidemias de enfermedades contagiosas. También se sugiere, que podrían disminuir las cosechas, dañar el fitoplanctón, base de las cadenas alimenticias oceánicas y perturbar el clima de la tierra. Un equipo de la Universidad de Michigan informó que habían estimado una pérdida del 10% de ozono entre 1985 y 1990. Hay consenso total en que los CFC están destruyendo la capa de ozono. Las actividades humanas están inyectando a la atmósfera compuestos clorofluorcarbonados (CFC), lo cual propicia la destrucción de la capa de ozono.

Según las observaciones que se realizan a nivel mundial, la disminución del ozono estratosférico es más marcada en la Antártica. Los niveles de reducción en esta región son los más grandes del planeta, por lo que se le ha denominado el agujero de ozono y se ha venido aumentando en los dos últimos decenios.

LLUVIA ÁCIDA

La lluvia ácida se refiere a cualquier precipitación -lluvia, humo, nieve o humedadad que es mas acida de lo usual. Debido a que partículas ácidas secas se encuentran en la atmósfera, la combinación de la precipitación y de estas partículas se conoce como lluvia ácida.

Desde el año 1970 la acidez en la precipitación comenzó a llamar la atención. Las razones para este escrutinio deriva de su distribución geográfica amplia y los efectos ambientales acumulados. La acidez presente en la atmósfera deriva de los principales ácidos que forman los gases -Dióxido de Carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), oxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno. Pequeñas cantidades provienen del ácido clorhídrico (HCl) y ácidos orgánicos, que algunas veces se encuentran en el aire. En la atmósfera tienen lugar reacciones químicas en la fase gaseosa o en el agua de las nubes para oxidar el SO2 a ácido sulfúrico (H2SO4). Similarmente los óxidos de nitrógeno se oxidan finalmente para formar el ácido nítrico (HNO3). Todos los ácidos que forman gases en el aire tienen fuentes naturales y antropogénicas La mayor parte del CO2 es un producto del ciclo de carbono, el cual incluye la respiración celular y los incendios de bosques. El SO2 es un producto intermedio de la oxidación de los compuestos emitidos biogénicamente tales como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el sulfuro de dimetilo ((CH3)2S). Los óxidos de nitrógeno son producidos naturalmente por los procesos de nitrificación del suelo y la respiración, al igual que por las descargas de los relámpagos. El ácido clorhídrico deriva naturalmente de las emisiones de los volcanes. Los ácidos orgánicos son un producto de la oxidación de los hidrocarburos de la vegetación o de la aerolización de sustancias orgánicas sobre los océanos. Otros compuestos ácidos en la atmósfera incluyen sales de amonio que forman ácidos, por ejemplo, NH4HSO4, NH4NO3 y NH4Cl.

La acidez atmosférica natural se incrementa por la contaminación del aire, especialmente de SO2, NO, NO2 (NOx) y emisiones de HCl de la utilización de los combustibles fósiles. Además hay una fuente humana de CO2, NH3 y ácidos orgánicos.

Los ácidos de la atmósfera alcanzan la superficie terrestre por la precipitación (lluvia, nieve, rocío) o por contacto directo con la superficie (procesos secos). En el último caso, los gases atmosféricos pueden ser absorbidos por el suelo, superficies acuáticas, y la vegetación. El ácido nítrico y el ácido hidroclórico, principalmente en forma de vapor puede ser absorbido directamente por las superficies. La acidez en la atmósfera depende de la mezcla de constituyentes traza suspendidos en el aire, los cuales forman tanto aniones como cationes cuando se disuelven en agua.

La acidez se mide normalmente en términos del pH o logaritmo negativo (base 10) de la concentración de iones hidrógeno. Una muestra neutra de agua tiene un pH 7. La acidez de la precipitación en una atmósfera no contaminada presenta un valor de pH entre 4.9-5.8,

dependiendo del contenido de iones alcalinos. Cuando la precipitación presenta valores inferiores a 5, se considera el resultado de la absorción de ácidos fuertes ( como H2SO4 y HNO3 principalmente) derivados de la contaminación del aire.

La lluvia ácida no, necesariamente, crea problemas ambientales, si el ecosistema terrestre o acuático a la acidificación. La vulnerabilidad de las superficies acuáticas depende del sustrato, es decir de la capacidad de neutralizar ácidos (ANC) del sistema. Regiones con aguas con baja capacidad de neutralización de ácidos se presentan en zonas cuyo sustrato está constituido por suelos delgados, silicatos y granitos; por ejemplo: regiones glaciares de Escandinavía y el Noroeste de América del Norte. Similarmente, en los ecosistemas terrestres con suelos poco profundos y con baja alcalinidad se consideran los más susceptible a los efectos de la acidificación.

Lluvia ácida. Las emisiones de dióxido de azufre y oxido de nitrógeno reacciona con los radicales hidroxilo y el vapor de agua en la atmósfera para formar sus respectivos ácidos, los cuales se precipitan en forma de ácido seco o mezclado con agua. En el gráfico se ven diferentes consecuencias de la lluvia ácida.

La clave de la capacidad de neutralizar ácidos yace en la capacidad buffer de una sustancia, la cual, cuando está presente en una solución, tiene una alta capacidad de absorber los iones hidrógeno (H+) y así mantiene el pH relativamente constante.

Fig. 16.5:405 Nebel. Capacidad Buffer: Los ácidos pueden ser neutralizados por ciertos compuestos no básicos, llamados buffer. Un buffer como el carbonato de calcio (cal) reacciona con los iones hidrógeno. De esta manera el pH permanece neutral a pesar de la adición de ácido. Sin embargo el buffer es consumido por el ácido. La cal es el buffer natural más común.

La depositación de la acidez atmosférica se ha atribuido principalmente a los aniones SO4 2- y NO-3. Aunque las fuentes naturales de azufre y nitrógeno son importantes para la química del aire a escala global, esas fuentes son sobre pasadas por las fuentes antropogénicas en las regiones más industrializadas del mundo; las cuales incluyen: La antigua Unión Soviética, Norte América, y Asía (especialmente China, Japón y Corea). La lluvia ácida se concentra alrededor de las zonas industrializadas y es el resultado de la acumulación de contaminantes en el aire, la cual rebasa la capacidad de la atmósfera para dispersar y deshacerse de la contaminación.

A escala regional el fenómeno de la contaminación se relaciona con el tiempo de residencia del material en el aire. El tiempo de residencia para el oxido de nitrógeno y azufre oscila entre 3 y 5 días.

El tiempo de residencia es una medida de la longitud de tiempo efectiva , a la cual un compuesto químico permanecerá en la atmósfera bajo la influencia de las transformaciones químicas, la dispersión y la depositación superficial seca y húmeda.

Efectos de la lluvia ácida

La depositación ácida es un efecto importante debido al potencial que tiene de inducir efectos ambientales adversos. Generalmente se consideran los efectos sobre los sistemas humanos como de alta prioridad debido a que las leyes nacionales e internacionales buscan proteger la salud humana y el bienestar. Se reconoce que la lluvia ácida es un problema en los centros industriales de más de 100 años. Pero su impacto sobre los ecosistemas se notó hace algo más de 35 años, cuando los pescadores notaron que las poblaciones de peces en los lagos de Suecia, Ontario y en las montañas de Adirondack en Nueva York. Los científicos suecos fueron los primeros en identificar la causa de la acidez y nuevos estudios continúan revelando la forma en la que la lluvia ácida altera y puede destruir los ecosistemas.

El pH de un ambiente es crítico debido a los efectos que tiene sobre el funcionamiento de todas las enzimas , hormonas y algunas proteínas del cuerpo de todos los seres vivos que viven en un ambiente. Generalmente los organismos tienen la capacidad de regular su pH interno; sin embargo, ambientes con pH frecuentemente bajosobre pasa la capacidad regulatoria de muchas formas vivas.

Se acepta que las partículas de SO2 y NO2 llevadas por el aire en altas concentraciones provoca dificultades respiratorias y efectos adversos sobre los árboles y los cultivos.

La mayoría de lagos, lagunas y ríos tienen un pH natural de 6-8 y por consiguiente los organismos están adaptados a él. Los huevos, el esperma y los estadio juveniles de estos organismos son especialmente sensibles a estos cambios.

La lluvia ácida hace que el aluminio y los metales pesados sean lixiviados del suelo con el agua de percolación. Estos elementos en el suelo no presentan problema, debido a que son adsorbidos por compuestos minerales insolubles y por lo tanto no pueden ser absorbidos por los organismos. Cuando esos elementos se disuelven a bajo pH del agua, se liberan los metales y pueden ser absorbidos, siendo altamente tóxicos, tanto para las plantas como para los animales. Por ejemplo el mercurio tiende a acumularse en los peces que viven en lagos que se han acidificado.

Otro de los efectos notables de la lluvia ácida es el deterioro de los monumento. Las rocas carbonatadas y el mármol son los materiales favoritos para la construcción de monumentos. La reacción entre el ácido y el carbonato causa que esas estructuras se erosionen de forma muy acelerada. Esta corrosión le cuesta millones de dolares a los países ricos cada año para la restauración de estos monumentos.

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BIODIVERSIDAD

La biodiversidad suministra numerosos servicios que directa o indirectamnte son de valor para el hombre. El más notable es el uso de diversas especies como fuente de productos naturales. Mientras la diversidad biológica enriquece la vida de la gente; en el mundo de la industria ella suministra el medio de sobrevivir de los países no desarrollados. Las plantas y los animales se usan por los individuos para comer, vestirse y ,construir casas. La preservación de la biodiversidad permite la productividad agricultural y el ecoturismo, al igual que ella suministra los principios para muchas medicinas.

La variabilidad genética entre diferentes especies y en una especie es la materia prima para el desarrollo de cultivos con mayor rendimiento o con mecanismos de defensa cotra plagas. Un ejemplo especifico del uso exitoso de genes silvestres para mejorar un cultivo lo constituye el siguiente ejemplo: un gen encontrado en una variedad silvestre de tomate permitió el desarrollo de un nuevo híbrido de tomate con más mayor solubilidad en los líquidos, mayor contenido de

azúcar y mejor sabor. La ganacia para los productores fue de 8 millones anuales por la nueva variedad.

El desarrollo de plantas con defensas naturales contra hongos e insectos reduce el uso de pesticidas costosos, los cuales dañan el medio ambiente.

El descubrimiento de plantas silvestres de maíz resistentes a un virus es un ejemplo de ests tipo de beneficio, el cual implicó una ganancia de 50 biillones de dolares.

El ecosistema de bosque natural es una fuente de abastecimiento de múltiples recursos, de los cuales muchas comunidades dependen. Muchos indígenas han cosechado de manera sostenible muchos recursos del bosque por generaciones. Al cosechar sólo los excedentes que el bosque produce, se mantiene la productividad de éste para las generaciones futuras. Esto es semejante a vivir de los intereses del capital, sin gastar la fuente que origina los intereses.

Además el ecosistema de bosque suministra un sistema de captación y mantenimiento del agua. La cobertura del bosque intercepta la lluvia, reduciendo su poder erosivo. Las ráices mantienen el horizonte superficial en su sitio. El suelo del bosque permite la infiltración de la lluvia y la libera gradualmente a los ríos. Sin la cobertura del bosque, los aguaceros resultan en inundaciones, avalanchas y pérdidas de la calidad del suelo.

Es esencial que las comunidades preserven los bosques de las cuencas de los hídricas para proteger la calidad del agua.

Uno de los mayores beneficios indirectos suministrados por la biodiversidad es el desarrollo de nuevas medicinas . Más de la mitad de las medicinas usadas por la gente se derivan de plantas. En los últimos veinte años, 25% de todas las prescripciones farmaceuticas contienen ingredientes extraidos de plantas. Esto representa un valor de 8 billones anuales. Por lo tanto la preservación de la biodiversidad por su valor sólo medicinal podría contribuir con una ganacia de 20-30 billones de dolares.

Figura 4: La diversidad de organismos vivos descritos hasta ahora. Sólo una fracción de la diversidad de organismos ha sido documentada, y el total real se puede considerar entre 4 - 100

millones de especies.

Biodiversidad en zonas tropicales

Debido a que los árboles son inmoviles, medir la diversidad de éstos en un área es relativamente simple. En la mayoría de bosques tropicales, se encuentran 430 especies por hectárea, y hay un total de cerca a 50 000 especies arbóreas. Los mamíferos y aves son relativamente fáciles de observar o colectar, y por eso los estimativos de su número se puede considerar casi exactos. Se consideran que hay alrededor de 4000 especies de mamíferos; las aves, peces, lagartos y todo el resto de vertebrados suman en total 38 000 especies. Los insectos son de tamaño diminuto y miles de especies diferentes podrían existir potencialmente en una hectárea de bosque; muchas de las cuales aún no han sido descritas y las estimaciones de la diversidad real han sido ajustadas.

Hay un incremento constante del número de especies desde los polos al ecuador. Desde la zona templada a los trópicos húmedos hay un incremento de 10 veces en el número de especies por unidad de área superficial. La diversidad se incrementa de especies de aves desde Norteamérica hacia América Central. Excepciones a esta regla de incremento de la diversidad hacia el ecuador incluyen a los pingüinos, que alcanzan su máxima diversidad en la Antártida, ratones de campo, coníferas y salamandras, las cuales alcanzan su máxima diversidad en la zona templada. En los polos se presentan estaciones de crecimiento cortas, noches largas, vientos fuertes, y temperaturas extremadamente bajas parecen ser obstáculos para la mayor parte de formas de vida. El incremento de la diversidad hacia los polos corresponde con el incremento de la temperatura y la precipitación. Las explicaciones que cuentan para el gradiente global de incremento de la biodiversidad puede dividirse en los que sugieren causas históricas, incremento de las diversidad de hábitats, incremento de la diversidad de nichos, disminución de las probabilidades de extinción o incremento de las oportunidades para la especiación.

Pérdida de la diversidad biológica

La biodiversidad es la variedad de elementos vivos que existen en la biosfera. Los genes, especies y ecosistemas de la tierra son producto de cientos de millones de años de evolución, y han hecho posible que nuestra especie prosperara. Sin embargo, los actuales conocimientos parecen indicar que las actividades humanas están ocasionando la pérdida de la diversidad biológica (o biodiversidad) del planeta. Con el crecimiento previsto de la población humana y de la actividad económica, lo más probable es que la tasa de pérdida de biodiversidad aumente en lugar de estabilizarse.

La diversidad biológica se refiere a la variedad y a la variabilidad entre los organismos vivos y los ecosistemas en que se desarrollan. Por lo tanto el término incluye diferentes ecosistemas, especies, genes, y su abundancia relativa.

Nadie conoce, ni siquiera aproximadamente, el número de especies que existen en la tierra. Las estimaciones más probables hablan de 30 millones de especies de los cuales sólo 1.4 millones de esas especies vivas se han descrito sucintamente. De ellas, unas 750.000 son insectos, 41.000 vertebrados y 250.000 plantas; el resto se compone de una compleja gama de invertebrados, hongos, algas y otros microorganismos.

La riqueza de especies va en aumento de los polos al ecuador. Los insectos de agua dulce, por ejemplo, son de 3 a 6 veces más abundantes en las zonas tropicales que en las templadas. Las regiones tropicales poseen también la mayor riqueza de especies de mamíferos por unidad de superficie, y la diversidad de especies de plantas vasculares es mucho más rica en latitudes bajas.

Los bosques tropicales no son, sin embargo, los únicos ecosistemas de gran diversidad. Las regiones de clima mediterráneo poseen también una flora muy rica, con una alta proporción de endemismo.

Pérdida de especies

A lo largo de la historia geológica de la tierra, las especies de plantas y animales han estado sometidas a diversos procesos de evolución. Muchas especies se extinguieron en los distintos s geológicos, cuya duración se mide en millones de años. De hecho, más del 99% de las especies que han existido se han extinguido. En la historia reciente, el ser humano ha influido cada vez en la extinción de especies.

La pérdida de biodiversidad es el proceso de disminución de la diversidad a nivel de ecosistemas, especies o genes. Se trata no sólo de la reducción en el número, sino también del cambio en sus frecuencias relativas: cuando un grupo minoritario de ecosistemas, especies o combinaciones genéticas pasa a ser más abundante en detrimento de otras.

La mayoría de los expertos han concluido que tal vez una cuarta parte de la diversidad biológica total de la tierra corre grave peligro de extinción en los próximos 20 o 30 años. Entre 1990 y 2020, las extinciones de especies provocadas principalmente por la deforestación tropical (los bosques tropicales sólo cubren el 7% de la superficie terrestre del planeta, pero contienen más de la mitad de las especies de toda la biota mundial) pueden eliminar entre el 5 y 15% de las especies del mundo. Ello equivaldría a una pérdida de potencial de 15.000 a 50.000 especies al año, o alrededor de 40 a 140 al día.

Se ha determinado cuatro causas principales de la pérdida de la diversidad biológica:

o Pérdida o modificación del hábitato Explotación excesiva del recurso.o La contaminacióno La repercusión de la introducción de especies exóticas que amenazan a la flora y fauna naturales por predación, competencia o alteración del hábitat natural.

Pérdida de genes

Una especie tiene muchos genes; la expresión "diversidad genética" hace referencia a la variación de genes dentro de las especies, como se manifiesta, por ejemplo, en los miles de variedades de arroz existentes en Asia. La variabilidad genética de muchas especies está disminuyendo, y con ella la capacidad de adaptarse a la contaminación, el cambio climático, la enfermedad y otras formas de adversidad ambiental. Los bancos de genes de plantas como el arroz y el maíz que aún existen sólo son una fracción de la diversidad genética que esas plantas

poseían, hace unos pocos decenios.

Las especies silvestres y su variación genética contribuyen de manera importante al desarrollo de la agricultura, la medicina, y la industria. Muchas especies son la base del bienestar de la comunidad en las zonas rurales porque de ellas se obtienen alimentos, combustibles y fibras. Tal vez más importantes aún, muchas especies han sido fundamentales para la estabilización del clima, la protección de las cuencas hidrográficas, la protección del suelo y la protección de viveros y terrenos de cría. Es difícil determinar el valor económico total de toda la gama de bienes y servicios que se obtienen de la diversidad biológica.

Medidas Adoptadas

La comunidad internacional y los gobiernos han tomado cuatro tipos de medidas para fomentar la conservación y la utilización sostenible de la diversidad biológica:

a. Medidas para proteger hábitats particulares, como parques nacionales, reservas de la biosfera u otras zonas protegidas.

b. Medidas para proteger especies o grupos de especies particulares frente a la explotación excesiva.

c. Medidas para fomentar la conservación ex situ de especies en jardines botánicos o en bancos de genes

d. Medidas para poner coto a la contaminación de la biosfera.

Peligros ambientales:

El medio ambiente humano se está volviendo cada vez más peligroso. Son cada vez más frecuentes tanto los desastres naturales como los accidentes industriales catastróficos:

o Desastres naturales: erupción de volcanes, terremotos, tormentas tropicales, inundaciones.o Accidentes industriales catastróficos: incendios forestales, vertimiento de petróleo, accidentes químicos, accidentes nucleares.o Productos químicos tóxicos y desechos peligroso

Efectos potenciales de la pérdida de biodiversidad:

Los efectos se manifiestan en los ecosistemas, en la pérdida de información genética y el desaprovechamiento de recursos para el futuro.

o Efectos en los ecosistemas. Los efectos en cadena de la eliminación de una especie pueden ser muy importantes; ya que puede implicar la pérdida de cosechas que dependen de dicho organismo para la polinización o la

extinción de otras especies de una cadena alimenticia.o Efectos en la información genética. Los recursos genéticos de las especies silvestres mantienen a las sociedades modernas, suministrándoles medicinas, alimentos, y materias primas para la industria.o Efectos en los recursos del futuro. Se calcula que sólo 1% de las especies mundiales ha sido estudiado con detenimiento para conocer el valor potencial que ofrecen a la humanidad y muchas especies han desaparecido sin que el hombre haya estudiado sus beneficios potenciales.

Degradación de la tierra y desertificación

La desertificación es la degradación de los suelos en zonas semiáridas, áridas, y subhúmedas causada por impactos humanos adversos. La degradación de áreas naturales perjudica no sólo al suelo, sino también al agua subterránea y los sistemas de vegetación, lo cual reduce la sostenibilidad.

TABLA: Dependencia de países africanos secos de la madera como combustible (los valores se expresan en porcentaje del consumo total de energía)

País Porcentaje

Kenia 74

Sudam 81

Camerún 82

Nigeria 91

Etiopia 93

Chad 94

Tanzania 94

Mali 97

La productividad de las tierras agrícolas depende principalmente de que el suelo responda a una gestión adecuada. El suelo no es una masa inerte, sino una delicada combinación de partículas

minerales, materia orgánica y organismos vivos en equilibrio dinámico. Los suelos se forman a lo largo de períodos dilatados, generalmente de miles de millones de años. Una presión excesiva de la especie humana o actividades humanas desacertadas puede destruir los suelos en unos pocos

años o decenios, y esa destrucción es con frecuencia irreversible.

De todas las actividades humanas, la producción agrícola es la que más contribuye a la degradación de los suelos. Las prácticas agrícolas han sido tradicionalmente equilibradas y han permitido la regeneración edáfica. Sin embargo, en los últimos decenios se ha intensificado sin cesar la explotación humana de los agroecosistemas, mediante el regadío y el uso considerable

de insumos, de energía, de productos químicos y la introducción de nuevas variedades de plantas, y una tendencia creciente al monocultivo. Aunque ha permitido en los últimos años un crecimiento general de la producción agrícola, ese proceso ha hecho que los agroecosistemas

sean a menudo inestables y cada vez más artificiales y más expuestos a una rápida degradación.

La tendencia a la expansión de la superficie cultivada ha dado lugar a:

o El cultivo y pastoreo excesivos en laderas empinadas.o La agricultura migratoria, la cual acelera la deforestación -

erosión - inundación

La degradación del suelo es un complejo en el que intervienen uno o más agentes, como la

erosión y la eliminación del suelo por el agua, viento, y cambios químicos, físicos y/o biológicos. Aunque la erosión del suelo es un proceso natural, las actividades humanas la han intensificado

lamentablemente.

En muchos lugares del mundo es un problema corriente la disminución de la fertilidad del suelo o incluso la pérdida total de tierras para la agricultura como consecuencia del aumento de la

salinidad o de la alcalinidad.

En la GLASOD (Global assessment of soil degradation) se ha clasificado la intensidad de la degradación de la tierra en cuatro categorías: ligera, moderada, grave y muy grave.

La desertificación, definida como degradación de la tierra en zonas secas como consecuencia fundamentalmente del impacto negativo de las actividades humanas, es un fenómeno corriente

en muchas zonas.

TABLA: Extensión de desertificación estimada por continente (Valores en millones de ha, UNEP 1992)

ContinenteArea

susceptible a sequía

Desertificación leve y moderada

Desertificación fuerte y

extrema

Total desertificad

o

Africa 1286.0 245.3 74.0 319.3

Asia 1671.8 326.7 43.7 370.4

Australasia 663.3 86.0 1.6 87.6

Europa 299.7 94.6 4.9 99.5

Norteamérica

732.4 72.2 7.1 79.3

Sudamérica 516.0 72.8 6.3 79.1

TOTAL 5169.2 897.6 137.6 1035.2

Efectos de la degradación de la tierra y de la desertificación. Los seres humanos son los principales agentes de la degradación de la tierra y de la desertificación, pero también sus

víctimas. En todo el Tercer Mundo, la degradación de la tierra ha sido el principal factor que ha impulsado a los agricultores de subsistencia a emigrar a los barios de tugurios de las grandes

ciudades ("en busca de mejores oportunidades"), corriente que ha producido poblaciones desesperadas, vulnerables a la enfermedad y a los desastres naturales y propensas a participar

en actividades delictivas y conflictos civiles.

Deforestación y degradación de los bosques

Los ecosistemas están conectados y se influencian uno a otro en una variedad de formas. Los bosques cubren una tercera parte de la superficie terrestre mundial. La cubierta forestal tiene

gran importancia ecológica, pues protege y estabiliza los suelos y los climas locales, así como la hidrología del suelo y la eficiencia del ciclo de nutrientes entre el suelo y la vegetación. Los

bosques asimismo son el hábitat de seres humanos y de numerosas especies de plantas y de animales.

Desde el punto de vista económico los bosques aportan, además de madera y leña, plantas medicinales y otras plantas útiles para el hombre. Además, está demostrado que los bosques son

sumideros de carbono que reducen los efectos del bióxido de carbono en la atmósfera y contribuyen así a contener el aumento de la temperatura mundial.

El bosque tropical ocupa una posición importante entre todos los ecosistemas, son los primeros en tamaño ( 2 billones de ha), en biomasa (400-500 ton/ha) y segundo en productividad

primaria, después de la zona tidal, con (10-30 ton/ha /año). Las selvas vírgenes, especialmente la de las regiones tropicales, son una reserva irremplazable de la herencia genética de la flora y

fauna mundiales.

El hombre valora los bosques por los diferentes productos y servicios que éste suministra (Tabla ). Los factores capaces de causar daño al sistema de bosque se consideran factores de stress. Los factores de stress pueden bióticos o abióticos, naturales o artificiales (Tabla ). Las actividades humanas pueden afectar al sistema de bosque. Una forma de daño está asociada

con la contaminación del aire, como resultado de las diferentes actividades antropicas.

TABLA: Valores asociados con el sistema bosque.

Productos Servicios

Madera

Muebles, Papel, Combustible, Protección para plantas, Vida silvestre, Calidad del agua, Forraje.

Valor para la existencia

Recreación, Turismo, Hábitat

Diversidad biológica

Genes, Especies, Comunidades, Ecosistemas

Otros

Semillas, Hormonas, Nueces, Azúcares, Drogas, Pesticidas, Arboles de navidad, Muerdago, Hongos

Diversidad del paisajeFunción Atenuante

Mejoramiento del microclima, Reducción del ruido, Hidrocarburos aromáticos, Atracción visual, Manejo de la erosión, Conservación de nutrientes y suelo, Secuestración de contaminantes y desintoxicante

Los factores de stress exhiben gran variación temporal y espacial. El stress varía de acuerdo al tipo de suelo, el aspecto, la elevación, y el microclima. Los ecosistemas de bosques son dinámicos. En el tiempo los bosques se caracterizan por la variabilidad. La diversidad y productividad vegetal y animal varía con estado de desarrollo del bosque. Se acepta la

conclusión que numerosos factores de stress pueden ser necesarios para mantener el máximo de diversidad y productividad del sistema. Las plagas, el fuego los huracanes parecen jugar

efectos benéficos en los bosques a largo plazo. Dentro de los efectos se considera que regula la competencia entre especies arbóreas, la sucesión, productividad y ciclamiento de nutrientes.

TABLA: Factores bióticos y abióticos que causan enfermedad y daño a los árboles de bosque

Factores bióticos

Factores abióticos

Que causan enfermedades

Hongos, Bacterias, Virus, Muerdago, Nematodos, Micoplasma, Insectos, Acaros.

Contaminación del aire, Sequía, Salinidad, Factores físico-químicos del suelo adversos, Deficiencia o exceso de nutrientes, Competencia, Viento, Fuego, Temperaturas extremas, Humedad extrema, Luz, Erupciones volcánicas, Cosecha, Pesticidas, Deslizamientos, Avalanchas, Hielo, Nieve, Radiación,

Sales y otras sustancias químicas.Que causan daño

Insectos, Acaros, Roedores, Mamíferos, Aves, Humanos

Contaminantes del aire y salud del bosque

Los contaminantes del aire mejor estudiados para los bosques son: los oxidantes, el más importante es el ozono; metales pesados como cadmio, cobre, plomo, manganeso,

cromo,mercurio, niquel, vanadio y zinc. Y depositaciones ácidas como el ácido sulfurico y ácido nitrico. Estos últimos y el ozono se consideran contaminantes secundarios, debido a que se

sintetizan en la atmósfera en vez de ser liberados directamente en ella. Los combustibles fósiles utilizados en la industria y en los autos son los responsables de la emisión de los hidrocarburos, oxidos de nitrógeno y azufre, precursores en la formación de los contaminantes secundarios. El calor de la combustión hace que el nitrógeno y el oxígeno formen los óxidos de nitrógeno. La

combustión incompleta suministra un amplio sortimento de hidrocarburos.

La respuesta del ecosistema expuesto a los contaminantes es muy compleja. La vegetación y el suelo de un ecosistema sometido a una baja contaminación funciona como un receptor. Pero

cuando se expone a concentraciones mayores, algunas especies pueden ser afectadas por stress de nutrientes, daños en el metabolismo, predisposición al ataque microbial o de insectos o

inducción directa de enfermedades.

El impacto sobre el ecosistema puede incluir reducción de la productividad, alteración de la comunidad, o incremento de la mortalidad. Por otro lado el efecto fisiológico podría ser mínimo e

indetectable o estimulatorio (efecto fertilizante). En condiciones de alta exposición el impacto sobre el ecosistema puede incluir la simplificación, afectar el flujo energético y bioquímico,

cambios hidrológicos, alteración del clima e impactos sobre los ecosistemas asociados.

Las actividades humanas introducen metales pesados a la atmósfera principalmente en forma de partículas. Sólo cadmio y mercurio se consideran que entran a la atmósfera en forma de vapor. Durante la acombustión a alta temperatura (centrales termoeléctricas, fundición de metales, la

incineración y los vehículos de motor) los elementos metales y sus oxidos se volatilizan.. Los elementos altamente volatiles -por ejemplo cadmio. cromo, niquel, plomo, talio y zinc - muestran

un efecto pronunciado cuando ellos se condensan sobre superficies finas. La asociación preferencial de los metales pesados con particulas pequeñas es importante, no sólo por que esas partículas pequeñas pueden escapar a los controles de emisión, sino por que tienen los periodos

de residencia más largos y, por lo tanto pueden ser transportados grandes distancias. Las particulas de metales pesados se depositan en el bosque por procesos húmedos y secos. Se

supone que la depositación seca es más efectiva para particulas grandes como hierro y manganeso, mientras que la depositación húmeda puede ser más efectiva para particulas

pequeñas como cadmio y plomo.

La evidencia disponible respalda la afirmación, que los metales pesados se depositan desde la atmósfera al piso de bosque o en los horizontes superficiales del suelo. Por lo tanto es necesario

considerar el potencial tóxico para las raíces y los organismos del suelo y el potencial de interferencia en el ciclamiento de nutrientes.

Sólo pocos metales como: cobre, niquel y zinc, han sido documentados de causar toxicidad directa en plantas. Cadmio, plomo y cobalto causan toxicidad en condiciones inusuales.

El efecto de los metales pesados sobre el ecosistema depende de la disponibilidad biológica (solubilidad) y de la cantidad (concentración en el suelo) . Los metales pueden formar quelatos

con la materia orgánica (ácidos húmicos y fúlvicos), arcillas y/o oxidos de hierro, aluminio o manganeso; complejos con compuestos solubles de bajo peso molecular; o precipitados con compuestos inorgánicos (tales como óxidos, sulfatos o fosfatos) . La adsorción, quelación, y

precipitación depende del pH del suelo. Cuando el pH disminuye los metales pesados se vuelven más disponibles para la absorción biológica.

Contrario a la depositación de lluvia ácida y los metales pesados, cuyo efectos sobre las plantas se asocian generalmente con efectos crónicos, a largo plazo, la interacción del ozono

(contaminante muy reactivo) con las plantas se considera muy rápida. Por esta razón hay un consenso genral en que las altas concentraciones son particularmente importante para efectos

agudos. El ozono es capaz de influenciar los procesos reproductivos; altera los patógenos microbiales y de insectos; y puede destruir las hojas y raíces finas de los árboles del bosque. Sin embargo el impacto más importante del ozono sobre el metabolismo de las plantas del bosque

es la capacidad del contaminante de interferir con la fijación del carbono (fotosíntesis).

Erosión del suelo

El término erosión proviene del verbo latino erodere , que significa roer. Se refiere al desgaste de la superficie terrestre bajo la acción de los agentes erosivos, siendo los principales el viento, el

agua y en las zonas montañosas, la nieve y el hielo.

El suelo queda expuesto a la acción de los agentes atmosféricos: el viento y el agua de la lluvia. Esta última en particular, cuando cae y escurre sobre la superficie del suelo, arrastra elementos

terrosos y provoca su transporte a distancias más o menos grandes. Este fenómeno constituye la primera fase del proceso mediante el cual se forma el relieve a lo largo del tiempo geológico.

Cuando el fenómeno es normal se establece un equilibrio; es decir la velocidad de formación del suelo es lo suficientemente rápida, como para compensar la pérdida lenta de éste por una

erosión geológica normal. Esto último se da gracias a la presencia de la vegetación.

Sí hay una ruptura del equilibrio a favor de la acciones erosivas, el fenómeno aquí descrito se acelera enormemente. La erosión acelerada por el viento y el agua es consecuencia en la

mayoría de los casos, de las actividades humanas y adquiere toda su amplitud cuando se cambia la actitud de uso de los suelos y cuando se destruye la vegetación. En estas condiciones la

velocidad de pérdida del suelo sobrepasa a la velocidad de formación y el suelo se hace cada vez más delgado, hasta que finalmente desaparece y la zona pierde su capacidad de sostener

plantas.

Se consideran dos tipos de erosión:

o Erosión hídrica, es la producida por el agua tanto en forma de lluvia, como de un río.

o Erosión eólica, es la producida por el viento suficientemente fuerte para arrastrar partículas de suelo.

Ha sido a lo largo del siglo XX que el público y los gobiernos comenzaron a prestar una atención más constante a las consecuencias de la degradación de los suelos. A lo largo de esta toma de conciencia, el concepto de conservación de suelos se ha ampliado y se ha identificado con el de

explotación racional de los recursos.

La conservación del suelo tiene como principio fundamental la aplicación de prácticas que protegen al suelo, manteniendo e incluso incrementando su productividad. La vegetación y los

cultivos deben ser manipulados de forma que el suelo sea protegido eficazmente contra el ataque de los factores erosivos y para que guarde todo su potencial de producción y se realiza

por tres controles: el control del suelo, de la vegetación y del agua.

Conservación del suelo por la modificación de sus propiedades

Para disminuir la susceptibilidad del suelo a la erosión hídrica, se debe aumentar la estabilidad estructural, tanto para crear agentes resistentes y para facilitar la infiltración y la retención de

agua. La vegetación desempeña un papel importante en la protección de la estructura del suelo y en la intercepción de las gotas de lluvia. Las vegetación permanente juega un papel de

modificación y mejora de la estructura por su sistema radical. La materia orgánica modifica la cohesión de las partículas del suelo y mejora la estructura, la permeabilidad, la capacidad del suelo para retener agua; a la vez que aporta elementos minerales al suelo, solubiliza otros y

participa en la regulación de la nutrición mineral, en particular del nitrógeno.

El encalado es el primer medio para corregir la acidez del medio. Ayuda a su vez a movilizar ciertas reservas de fósforo y contribuye a mejorar sensiblemente la estructura del suelo; su uso

es apropiado en suelos pobres en calcio, con un contenido suficiente de arcilla.

El sodio ejerce acciones nefastas sobre la estructura del suelo, la cual se vuelve masiva y

continua. Hay peligro de degradación cuando el sodio representa más del 15% de la capacidad de cambio; además de que ejerce un efecto cáustico sobre las plantas. Para su saneamiento el

uso del yeso parece actualmente el más recomendado, debido a los costos.

El consumo de combustibles fósiles

Se conocen como combustibles fósiles el carbón mineral, el petróleo (y sus derivados) y el gas natural. La combustión, extracción, el transporte y el procesamiento de estos productos tienen

un impacto directo en la intensificación del efecto invernadero del planeta y en la lluvia ácida. El problema es de gran envergadura, si se tiene en cuenta que estos combustibles constituyen casi

el 80% de la oferta mundial de energía.

Fig. Distribución de los gases de origen antropogénico que contribuyen al efecto invernadero.

El origen de los gases invernadero se relaciona con la producción y el consumo de los combustibles fósiles. El 77% de la emisiones de dióxido de carbono se estima que provienen del

consumo y el procesamiento de los combustibles fósiles.

Tabla. Uso de la energía y emisiones de carbono a escala mundial

COMBUSTIBLEEnergía (millones de ton)

Carbono millones de ton)

Petróleo 3098 2393

Carbón 2231 2396

Gas natural 1707 975

Renovables (biomasa, eólica, hidroeléctrica)

1813

Nuclear 451

TOTAL 9300 5764

El consumo de combustibles fósiles significa, en menor proporción, la emisión a la atmósfera de metano (23% por la producción de gas y carbón) y de óxido de nitrógeno (25 % por el consumo de combustibles fósiles). La quema y el procesamiento de combustibles fósiles son fuente de

óxidos de azufre y de nitrógeno. Estos óxidos reaccionan con otros constituyentes atmosféricos y se forman los ácidos sulfúricos y nítricos fuertes disueltos en el agua.

Desde 1950 la demanda de combustibles se ha cuadriplicado y el consumo energético per capita se ha duplicado. En 1990 la oferta mundial de energía se calculó en 13 teravatios (13 billones de

vatios). Esta energía se distribuía del siguiente modo:

TABLA: Oferta mundial de energía 1970 y 1990.

1970 1990

teravatios

%teravatio

s%

I. Formas de energía industriales 7.4 88.1 11.7 88.6

Petróleo 3.4 40.5 4.6 34.9

Carbón 2.2 26.2 3.2 24.2

Gas natural 1.4 16.7 2.4 18.2

Hidráulica 0.4 4.8 0.8 6.1

Fisión nuclear 0.003 0.4 0.7 5.3

II. Formas de energía tradicionales

1.0 11.9 1.5 11.4

Leña y carbón vegetal 0.6 7.1 0.9 6.8

Residuos agrarios y estiércol 0.4 4.8 0.6 4.5

III. TOTAL 8.4 100 13.2 100

En la tabla se observa el espectacular aumento que ha experimentado el consumo energético en sólo 20 años, la preponderancia continuada del petróleo como combuatible fósil y el carbón

como segunda fuente energética. Lamentablemente combustibles fósiles tan nocivos como el carbón continúan teniendo un gran potencial de crecimiento. China es la tercera potencia

mundial en reservas de carbón y el tercer emisosr mundial de dióxido de carbono, pero cuenta con pocas reservas de otros combustibles fósiles.

En conclusión nos hallamos ante una fuerte dependencia de los combustibles fósiles, especialmente de los más nocivos para el ambiente global. La mayor responsabilidad recae en aquellos países que están más industrializados, que tienen las residencias y los comercios más iluminados, con calefacción, con refrigeración y están equipados con electrodomesticos de todo tipo y que disponen de estructuras de transporte más desarrolladas, naturalmente consideramos

a los países ricos.

El acceso a la energía, su precio y los modelos de consumo doméstico y empresarial varían drásticamente según los países del mundo de que se trate. En la tabla 3 se observa la

distribución desigual del consumo de energía.

Tabla: Distribución del consumo de energía y de la actividad económica según niveles de 1988.

Grupos de países según la renta per capita en 1988

Los más pobres

(menos de 1000$)

Intermedios (1000-4000$)

Los más ricos (más de 4000$)

Población (miles de millones)

1.1 (61%) 0.8 (16%) (24%)

PNB (miles de millones 1.100 (6%) 1500 (8%) 16400 (86%)

Uso de energías industriales (TW)

1.6 (14%) 1.2 (10%) 8.5 (76%)

Uso de energías tradicionales (TW)

1.1 (73%) 0.2(13%) 0.2(13%)

Uso energético total (TW)

2.7 (21%) 1.3 (10%) 8.7 (69%)

Uso de electricidad (billones de kw h/año)

1.1 (10%) 1.1 (10%) 8.5 (80%)

Capacidad de generación (GW)

240 (9%) 280(11%) 2030(80%)

Capacidad de refinado (millones bb/día)

6 (8%) 13(18%) 55(74%)

Media PNB/persona (US$ 1988)

350 1900 13700

Uso de energías industriales/persona (vatios)

500 1400 7100

Uso de energías tradicionales/persona (vatios)

350 250 200

Uso de electricidad /persona (vatios)

350 1400 7000

Capacidad de refinado/persona (bb/año

0.7 5.9 16.7

EL ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL

El estudio de impacto ambiental (EIA) es una herramienta de planificación, ordenamiento y toma de decisiones de las acciones del hombre y/o la naturaleza para preservar o mantener una oferta de bienes naturales para el desarrollo sostenible de la sociedad.El EIA busca identificar, describir, evaluar y controlar los efectos que las acciones del hombre tienen sobre el medio, incluyendo al hombre como agente principal que induce cambios sobre el ambiente. El EIA es un instrumento legal específico promulgado (numeral 11 de los Fundamentos de política Ambiental del Decreto 99/93) con el fin adquirir un cuerpo suficiente de conocimientos interdisciplinarios e integrales para permitir o negar una variedad de modificaciones motivadas por el hombre sobre los elementos ambientales del orden nacional.

Los objetivos de un EIA de un proyecto son:

o Identificar y describir los componentes del medio que se verán afectados por el proyecto propuesto, bajo condiciones existentes o sin el proyecto.o Definir los efectos que el proyecto propuesto tendría, incluyendo los efectos positivos y los negativos, los directos e indirectos, a corto, mediano y largo plazo, junto con una descripción de las formas específicas con las cuales el diseño del proyecto minimizaría los efectos adversos y maximizar los efectos positivos.o Describir alternativas al proyecto propuesto, con las cuales se podrían lograr los mismos resultados deseados por el responsable del mismo, pero con una serie de efectos ambientales menores, incluyendo una descripción técnica y económica de los efectos asociados con las alternativas.o Plantear medidas de mitigación y/o compensatorias de las acciones del hombre sobre el medio.

La premisa básica de los EIA es que el responsable del proyecto no tiene derecho a utilizar los recursos en forma tal que la pérdida de bienestar público o calidad de vida lograda con el proyecto sea mayor que la ganancia del mismo; es decir busca que el desarrollo de un proyecto se lleve a cabo con los mínimos daños posibles del ambiente y que al mismo tiempo promueva el desarrollo económico y social sostenidos.

La evaluación de los impactos se debe basar en los siguientes puntos:

o Comparación con leyes, regulaciones o normas establecidas.Consultas con responsables de las decisiones relevantes.Referencia o criterios prefijados, tales como zonas de reserva, fenómenos espaciales o especies amenazadas.o Consistencia con los objetivos políticos del gobierno.o Aceptación por parte de la comunidad local o del público en general.El plan de mitigación consiste en un conjunto de medidas para prevenir, reducir, remediar o compensar cada uno de los impactos adversos evaluados como

significativos.Si la evaluación de los impactos es significativa se debe plantear el plan de manejo ambiental o el plan de mitigación. Las medidas posibles de mitigación incluyen:o El cambio de los sitios, rutas, procesos, métodos de operación, lugares para disposición de desechos, cronograma o diseños de ingeniería del proyecto.o Control de la contaminación, tratamiento de desperdicios, monitoreo, paisajismo, capacitación de personal o educación del público.o Oferta compensatoria de restauración de áreas intervenidas o de recursos perjudicados, compensaciones económicas a personas afectadas, concesiones en otros temas o programas fuera de sitio para mejorar aspectos del medio ambiente.o Acciones de recuperación de paisajes y lugares arqueológicos.

Se debe llevar a cabo un análisis explícito de las diferentes alternativas, con el fin de ayudar a que las opciones queden claras para los responsables de las decisiones, para lo cual existen varias técnicas analíticas:

o Análisis de costo/beneficio, donde todos los factores son convertidos en valores monetarios y las acciones son evaluadas por su efecto sobre el costo y los beneficios del proyecto. Este análisis se complementa con estudios de sensibilidad de costos.o Explicación del curso de acción, la cual se seguirá a partir de varios juicios de valor muy amplios (por ejemplo que los impactos sociales sean más importantes que los efectos sobre los recursos).o Una matriz sencilla de indicadores ambientales versus medidas de mitigación, la cual contenga breves descripciones de las consecuencias de cada medida.o Comparaciones cortas, donde se analicen brevemente los efectos de una acción comparados con los efectos de cada una de las demás acciones alternativas (por pares).o Análisis de transación de alternativas en función del tiempo y la calidad de vida.

Un paso muy importante en el proceso del EIA es la documentación del estudio y sus conclusiones, con una presentación oportuna y adecuada de resultados. El EIA generalmente contiene:

17. Un resumen ejecutivo de los resultados del EIA.18. Una descripción detallada del proyecto en si, junto con la decisión o las decisiones que

el EIA pretende apoyar.19. Una descripción del ambiente existente, línea base o estado de referencia.20. Una evaluación de los impactos del proyecto sobre el ambiente (en comparación con

el ambiente base sin el proyecto), junto con la forma de identificación y predicción de estos impactos. Generalmente esta evaluación comprende tres fases: sin proyecto, con proyecto y con proyecto en operación.

21. Una discusión de las opciones para mitigar los impactos adversos y para adecuar el proyecto al ambiente existente y un análisis de las diferencias encontradas entre las diferentes alternativas.

22. Una visión general de los vacíos o incertidumbres en la información encontrados en la fase de predicción.

23. Un resumen del EIA para el público en general, el cual constituye la declaración del efecto ambiental y es un documento conciso, fácil de leer, con referencias cruzadas o documentos de respaldo, las cuales se incluyen en un apéndice

CONTAMINACIÓN

Fuentes de las sustancias químicas que entran al ambiente

Para entender cómo pasan al ambiente los materiales peligrosos, tenemos que atender a varios aspectos de la vida y el trabajo en nuestra sociedad. Si consideramos todos los materiales que usamos: champú, pasta dental, el aparato de TV, etc. Todos son producto de la tecnología química y cuando los usamos es apenas una etapa en el ciclo de vida de los productos, el cual se refiere a todos los pasos, desde extraer la materia prima hasta la eliminación final.

Por ejemplo, cuando usamos un detergente está implícito que hubo que obtener la materia prima y que producir varias sustancias químicas para elaborarlo lo mismo que el empaque. Es inevitable que haya desechos y subproductos químicos en los procesos de producción. Además, piense en los riesgos de accidentes y derrames durante la manufactura y transporte de la materia prima, el producto terminado o los desperdicios. Por último ¿qué pasa con el detergente que luego de su uso se va por el caño? ¿Y qué ocurre con el envase que va a la basura con algo de jabón todavía? Multiplique esto por los cientos de miles de productos que utilizan miles de millones de personas en hogares, fábricas y empresas y tendrá una idea de la magnitud de la situación. En cada etapa -extracción de la materia prima, manufactura, uso y desecho- varios productos y subproductos químicos pasan al medio, con posibles consecuencias tanto para la salud humana como para el ambiente (Fig. 14.1:347).

Las emisiones de sustancias químicas ocurren en cualquier sector de las plantas industriales más grandes lo mismo que en las tiendas pequeñas y los hogares. Mientras que los grandes acontecimientos en los que se escapan grandes cantidades de un agente químico constituyen desastres y acaparan los encabezados de los diarios, las cantidades totales que ingresan en el ambiente en forma rutinaria por millones de hogares y centros de trabajo es mucho mayor y presenta un riesgo general importante para la sociedad.

 

La naturaleza de los riesgos químicos

Los contaminantes se pueden definir como aquellos elementos, compuestos, o substancias sólidas, líquidas o gaseosas, que presentes en la atmósfera en determinadas concentraciones, pueden resultar nocivos para los seres vivos o dañinos para los objetos materiales. La Environmental Protection Agency (EPA oficina estadouinense de protección ambiental) clasifica las sustancias de acuerdo con las siguientes propiedades:

o Inflamabilidad. Sustancias que se prenden con facilidad (Ej.: gasolina, alcohol, etc.). o Corrosividad. Sustancias que corroen tanques de almacenamiento y el equipo (Ej.: ácidos). o Reactividad. Sustancias químicamente inestables que llegan a explotar o generar humos tóxicos cuando se mezclan con agua (Ej.: explosivos, fósforo, y ácido sulfúrico concentrado). o Toxicidad. Sustancias perjudiciales para la salud si se ingieren o inhalan (Ej.: cloro, amoniaco, plaguicidas y formaldehído).

Contaminación atmosférica

La composición del aire puede ser modificada por alteraciones en el intercambio de masa y energía entre las diferentes esferas. Por ejemplo los contaminantes antropogénicos, que provienen del uso de combustibles fósiles para producir la energía necesaria para los procesos de la antropósfera, produce bióxido y monóxido de carbono.

Otros contaminantes provienen de la industria, del transporte, de la producción de energía y de las actividades domésticas.

o Los procesos industriales emiten a la atmósfera principalmente óxidos de azufre y de nitrógeno; en cantidades menores se emite plomo metálico. o El transporte desecha óxidos de nitrógeno, de plomo, y en menor proporción óxidos de azufre. o Las actividades domésticas producen esencialmente óxidos de azufre y algunas cantidades de óxidos de nitrógeno.

Estos contaminantes se producen, por lo general, en ciudades y sus alrededores; la circulación atmosférica los transporta a otros sitios.

Agentes tóxicos que representan amenazas a largo plazo

Ciertas sustancias químicas que pasan al medio se descomponen poco a poco y son asimiladas por los procesos naturales. De esta manera cuando quedan diluidas dejan de plantear riesgos para el ambiente. Sin embargo hay dos clases de sustancias químicas que no se diluyen:

o Metales pesados y sus compuestos Los metales pesados más peligrosos son el plomo, mercurio, arsénico, cadmio, estaño, cromo, zinc y cobre. Estos metales son muy usados en la industria y en productos como las baterías, los plaguicidas, ciertas medicinas, los barnices y los aparatos electrónicos. Así los metales pesados entran en el ambiente, donde quiera que los artículos en los que intervienen se produzcan, se usen o se desechen. o

o Los metales pesados son de toxicidad extrema porque como iones o en ciertos compuestos, son solubles en agua y el organismo los absorbe con facilidad. Dentro del cuerpo, tienden a combinarse con las enzimas y a inhibir su funcionamiento.o Compuestos sintéticos no biodegradables Los compuestos orgánicos sintéticos son la base de todos los plásticos, fibras, y gomas sintéticas, barnices, solventes, pesticidas, conservantes de la madera, y cientos de otros productos. Además muchos de estos productos sólo son útiles si son "no biodegradables". Estas sustancias son tóxicas porque son tan semejantes a los compuestos orgánicos naturales, que el cuerpo los asimila. En dosis altas produce envenamiento; sin embargo, en dosis reducidas y en períodos prolongados tiene efectos: mutagénicos (causan mutaciones), carcinógenos (causa cáncer) o teratógenicos (causan defectos congénitos), causan disfunciones renales, y problemas físicos y neurológicos.

En el organismo los compuestos orgánicos sintéticos se relacionan con enzimas particulares y, como no son biodegradables, no se descomponen ni son metabolizados, trastornando el sistema.

MetanoTetracloruro de

Carbono

H

|

H - C - H

|

H

Cl

|

Cl - C - Cl

|

Cl

Etano 1,2 dibromo etano

H H

| |

H - C - C - H

| |

H H

H Br

| |

H - C - C - H

| |

Br H

 

Fig. 83 . Los hidrocarburos halogenados son compuestos orgánicos en los que uno o más átomos de hidrógeno han sido reemplazados con átomos halógenos (cloro, flúor, bromo, yodo). Los más comunes son los hidrocarburos clorados (cloruros orgánicos). Estos compuestos son muy peligrosos para la salud porque no son biodegradables y tienden a acumularse. Son muy utilizados en plásticos (cloruro de polivinilo), pesticidas (DDT, Kepone, Mirex), solventes (tetraclorofenol carbono), aislamiento eléctrico (bifenilos policlorados), los retardadores de flama (TRIS). En la Tabla J se anotan otros hidrocarburos y sus efectos en la salud.

TABLA J: Ejemplos de compuestos orgánicos sintéticos tóxicos que aparecen a menudo en los desechos químicos (Tomado de Epstein, S., Lester, M., Brown, O & Pope, C. 1982. Hazardous waste in America).

Contaminantes y su efecto sobre la salud en caso de valores extremos

ArsénicoCancerigeno (piel, pulmones), calambre, daños en el sistema nervioso.

BarioEfecto sobre el estímulo y la contracción muscular, influencia sistema nerviosos

Benceno Cancerigeno, leucemia, anemia

CadmioProblemas bronquiales y pulmonares, anemia, dolores gastrointestinales, daños al hígado y riñones

ClorobencenoDaños en el sistema respiratorio, influencia el sistema nerviosos central, daños en el hígado, cancerigeno, daños en el hígado y riñones

Chlordan Cancerigeno, daños en el hígado y riñones

Cromo Daños en el riñón, cáncer

DiclorobencenoAparentemente cancerigeno, daño del sistema nervioso central

1,1 Dicloroetano Daños en el hígado, Aparentemente cancerigeno, vómito

1,2 DicloroetanoDaños cerebro y nervios, problemas en hígado y riñones, vómito

Níquel Molestias gastrointestinales y del sistema nervioso.

PCBsDaños en la piel, y el hígado; vómito, pérdida de peso, anemia, coma, la muerte.

Pentaclorofenol (PCP)

Pérdida del apetito, problemas respiratorios, coma, la muerte.

Mercurio Daños renales, efectos mortales

Selenio Cancerígeno, inflamaciones de la piel y las mucosas

Sulfato Diarrea

Tetracloroetileno Daños del sistema nervioso central, cancerígeno

Tolueno Efecto narcótico, inflamación de los ojos y vías respiratorias

1,1,1-tricloroetanoEfecto narcótico, problemas del sistema nervioso central, inconciencia, posiblemente daños del hígado

TricloroetilenoTricloroetileno Daños del sistema nervioso central, pérdida de la coordinación, cancerígeno, corrosivo fuerte

2,4,6-Triclorofenol Presumiblemente cancerígeno

Dicloroetileno Vómito

Etilenbromuro (EDS)Impotencia, cuando hay efecto crónico afecta los huesos o cancerigeno

CobreProblemas gastrointestinales, cirrosis en niños, la enfermedad de Wilson

Lindano Daños en hígado y riñones, anemia, leucemia

Trihalometano (THMs )

Daños del sistema nervioso, inconciencia

Compuestos de vinilo y cloro

Daños del sistema nervioso y muscular, de la vista y el oído, molestia en las mucosas, inconciencia

Xileno Daños en pulmones y riñones

Zinc Calambre, dolor muscular, pérdida del apetito, vómito.

 

Sustancia

Efectos conocidos en la salud

Mutación

Cáncer

Defectos

congénitos

Mortinatos

Trastornos

Nerviosos

Enferm.

Hepática

Enferm. Renal

Enferm.

Pulmonar

Benceno X X X X

Diclorobenceno

X X X X

Hexaclorobenceno

X X X X X

Cloroformo X X X X

Tetracloruro de carbono

X X X X X

Cloroetileno (cloruro de

vinilo)X X X X

Dicloroetileno

X X X X X X

Tetracloroetileno

X X X X X

Ticloroetileno

X X X X

Heptacloro X X X X X

Bifenilos policlorados

X X X X X X

Tetraclorodibenceno

X X X X X X

Tolueno X X X

Clorotolueno X X

Xileno X X X

 

Biodegradación de contaminantes Los contaminantes son sustancias, especialmente desechos, que tienen efectos deletereos sobre los organismos vivos. Muchos contaminantes, especialmente contaminantes orgánicos, pueden ser modificados por los organismos de tal forma que sus efectos negativos se reducen. Esta modificación de los químicos mediada biológicamente de los químicos orgánicos (biodegradación) generalmente resulta en productos que son termodinámicamente más estables que los productos químicos originarios. Los microorganismos participan en la biodegradación, a través de la producción de enzimas, proteínas catalíticas, que incrementan la velocidad de ciertas reacciones químicas. En la presencia de esos catalíticos químicos complejos se modifican a compuestos más simples, que pueden ser usados como subunidades estructurales para el crecimiento celular y el mantenimiento o como moléculas combustibles para generar energía.

Bajo la mayor parte de circunstancias, la biodegradación de un contaminante se considera completa cuando sus carbonos son oxidados a CO2 con la producción de agua. Debido a que los productos no son moléculas orgánicas, se dice que la reacción ha resultado en la mineralización del contaminante y como son onofensivos, las reacciones de mineralización se consideran ideales para la salud y el ambiente. Como lo Las reacciones incompletas, conocidas como biotransformación, no resultan necesariamente en desintoxicación del contaminante y algunas veces puede incrementarse la toxicidad.

La introducción de un contaminante puede alterar la abundancia relativa y actividad de varias clases de microorganismos que se presentan en condiciones naturales. Los microorganismos que están mejor preparados para existir en la presencia de contaminantes poseen una serie de rasgos que le confieren una ventaja selectiva como: a) tolerancia a un contaminante en particular, b) un medio de desintoxicar , cuando éste entra al microambiente del organismo, c) capacidad de derivar beneficio del contaminante, como nutrientes y energía.

Hay varias clases de compuestos que son resistentes a la biodegradación. La resistencia se evidencia a través de la acumulación bajo condiciones ambientales. Ejemplos de compuestos persistentes de origen natural son: sustancias húmicas, porfirinas, y resinas terpenoides. Hay un gran número de compuestos sintéticos que persisten o se acumulan bajo algunas condiciones ambientales. Un ejemplo es el DDT , que aún se presenta en áreas agriculturales, donde fue aplicado hace más de 30 años.

La acumulación de una sustancia química indica que su rata de descomposición es más baja que la de introducción. La acumulación puede ser el resultado de condiciones ambientales que no favorecen la degradación. El petróleo es un contaminante importante debido a que es una fuente de materias primas y combustibles. La química del petróleo es muy compleja y muchos de sus constituyentes se degradan muy lentamente bajo condiciones aeróbicas. Por ejemplo los hidrocarburos aromáticos de alto peso molecular. (PAHs y PNAs).

Unos pocos compuestos sintéticos son extremadamente resistentes a la biodegradación, incluyen el PCBs (Dioxina policlorinada) , los furanos y los pesticidas organoclorados. La polimerización, la halogenación, la hidrofobisidad son rasgos que contribuyen a la resistencia a la biodegradación.

Las condiciones ambientales juegan un papel importante en la regulación de los procesos biológicos en general y particularmente en la biodegradación. Dentro de estos factores se cuenta:

o La concentración del contaminanteo La concentración de nutrienteso La temperaturao PHo Presencia de cofactores

o Otros organismos

Bioremediación: Es la descontaminación realizada por microorganismos, principalmente bacterias. Aunque los microorganismos envueltos poseen la habilidad natural para llevar a cabo los procesos , la rata de los mismos procesos está limitada por la falta del ambiente nativo, lo cual permitiría una descontaminación rápida. Dentro de los factores que más limitan la biodegradación están la concentración de oxígeno, nitrógeno y fósforo. La temperatura del ambiente contaminado puede afectar la rata de la biodegradación. Las ventajas de la bioremediación sobre otras formas de remediación (física y química) es que los microorganismos tienen la capacidad de degradar compuestos estables sin entradas costosas de energía o de químicas reactantes, lo cual resulta en costos más bajos.

TABLA : Tecnologías de bioremediación para el tratamiento de agua.

Tecnología Ventajas Desventajas

Lagunas de oxidación

Económica

Producción de olor

Conversión lenta de muchos químicos tóxicos

Tiempo de residencia amplia

Laguna aireada

Económica

Rata de oxidación más alta

Se requiere la remoción periódica de lodos

Lodos activados

Rata de oxidación alta

Recicla biomasa

Tiempo de residencia corto

La biomasa causa toxicidad

Cambios sensibles en el flujo y carga.

 

Contaminación y calidad del agua

Los organismos vivos que habitan en el agua o la necesitan para su normal desarrollo, se han adaptado a las condiciones físicas y químicas de ese medio, ya sea agua dulce o agua salada. En ocasiones, por procesos que se desarrollan en otras esferas, cambian las características normales del agua y se sobrepasa el umbral tolerable por los organismos vivos, produciéndose así la contaminación de la hidrosfera.

Un factor importante en el cambio de la hidrosfera es la actividad humana; en su mayor parte las poblaciones que se localizan en las orillas de ríos, lagunas y costas están produciendo residuos sólidos, líquidos y gaseosos que se vierten a las aguas circundantes.

Impacto del hombre sobre el ciclo del agua

Los impactos sobre el ciclo del agua pueden ser clasificados en tres áreas: 1) cambio sobre la superficie terrestre, 2) contaminación y 3)

Cambios de la superficie terrestre

Todos estamos conscientes que la tala de los bosques disminuye la biodiversidad. El efecto indirecto de esta actividad afecta de manera profunda el ciclo del agua. En la mayoría de los ecosistemas naturales hay poca escorrentía; la precipitación es interceptada por la vegetación, se infiltra luego a través del espacio poroso del suelo y luego va a las zonas de recarga de agua subterránea. Luego es liberada gradualmente para mantener el flujo de ríos y fuentes a ratas relativamente uniformes. La reserva del agua subterránea puede ser suficiente para mantener el flujo de una corriente, durante una sequía prolongada. Además los detritos y microorganismos son filtrados cuando el agua fluye a través del suelo y la roca porosa. Resultando agua potable, en la mayoría de los casos.

Cuando los bosques son talados o la tierra es sobre pastoreada se cambia el ciclo del agua de la infiltración y recarga del agua subterránea a la escorrentía. Con la escorrentía el agua va directamente a las corrientes o ríos casi inmediatamente. El flujo repentino de agua sobre el lecho del río, no sólo causará inundaciones, sino que llevará sedimentos y otros contaminantes de las superficies erosionadas. Por ejemplo las inundaciones extremas en Bangladesh son muy comunes debido a un las colinas del Himalaya en India y Nepal han sido deforestadas. El impacto de la erosión del suelo llevan a la destrucción de la pesca y a la disminución de la capacidad del agua para otros propósitos.

El incremento de la escorrentía significa menor recarga de las zonas subterráneas. De esta manera el agua subterránea puede ser insuficiente para mantener el flujo, durante los periodos secos. La función de los humedales es almacenar y liberar agua de forma semejante a las reservas subterráneas. Por lo tanto la destrucción de los humedales tiene el mismo impacto que la deforestación: Se incrementan las inundaciones y los lechos de los ríos se contaminan durante los periodos húmedos y se secan durante los periodos de sequía.

El desarrollo urbano y suburbano suministra un caso extremo de alteración de la superficie terrestre y la sustitución del espacio poroso del suelo por el asfalto.

 

Contaminación del agua

La ciencia del medio ambiente se relaciona con los cambios químicos, físicos y biológicos del ambiente debidos: a la contaminación; a la modificación de la naturaleza física y del componente biológico del aire, el agua y el suelo, como resultado de las actividades agrícolas, industriales y sociales; y con la aplicación de la ciencia y la tecnología al control y mejoramiento de la calidad de éste. La contaminación es básicamente un problema de exceso de cantidad y rapidez. El agua en los ecosistemas naturales recibe siempre, ciertas cantidades de sustancias extrañas, las cuales se diluyen, o se filtran, a través de procesos naturales. Sin embargo, cuando la entrada resulta demasiado grande, los procesos naturales no pueden controlarla. Se dice entonces que se presenta una contaminación. Una sustancia no tiene carácter de contaminante porque sea un veneno; se constituye un contaminante cuando es una cantidad tal de veneno que el ecosistema resulta incapaz de controlarlo en un periodo normal.

La contaminación es causada por el hombre con la adición de cualquier tipo de material o energía (calor) en cantidades que causan alteraciones indeseables en el agua, aire o suelo. Cualquier material que cause contaminación se conoce como contaminante.

La mayor parte de los contaminantes provienen de la actividad industrial, minera, agrícola y doméstica. Los sectores mineros e industriales vierten al agua.

La contaminación ambiental del aire, del agua, el suelo y los alimentos se ha convertido en una amenaza para la existencia continuada de muchas comunidades vegetales y animales del ecosistema y puede finalmente amenazar la supervivencia humana.

La ciencia y la tecnología del medio ambiente están obligadas a trabajar rápidamente, sí desean preservar para las generaciones futuras alguna semejanza de los ecosistemas actuales y mejorar las condiciones de la salud pública urbana. Se debe trabajar en el desarrollo de criterios rigurosos de calidad del medio ambiente; con el fin de contar con parámetros estándares para mantener un equilibrio entre el desarrollo tecnológico y la calidad del medio ambiente.

Los contaminantes pueden afectar a las actividades, como por ejemplo a la diversión relacionada con el agua y pueden afectar la disponibilidad de bienes y servicios debido a su influencia en la productividad agrícola o a la velocidad de deterioro de las mercancías. Los contaminantes pueden afectar a la salud humana medidos por las tasas de morbilidad y mortalidad. Controlar la contaminación significa reducir la magnitud de estos efectos. Los efectos mencionados representan un aspecto económico. Los daños representan lo que se pierde en términos de dinero a causa de que la emisión de contaminantes ha degradado el ambiente, cuyo estado era natural y limpio; los valores que las personas otorgan a la reducción de los efectos adversos de la contaminación constituye para los economistas la medida de los beneficios del control de la contaminación ambiental.

Aunque la medición de beneficios implica el uso de teorías y técnicas económicas, las estimaciones de beneficios deben basarse en el conocimiento de los efectos físicos y biológicos de la contaminación. Por ejemplo, las estimaciones de los beneficios a la salud y la pesca derivados del control de la contaminación del agua, se deben basar en el conocimiento científico de la relación entre las concentraciones de contaminantes y la salud humana y entre los niveles de contaminación y la productividad biológica.

Efectos de la contaminación ambiental

Efectos no comerciales:

La exposición a algunas formas de contaminación se ha relacionado con aumentos en la morbilidad y la mortalidad. La incidencia y magnitud de los efectos adversos en la salud que resultan de la exposición a niveles actuales de contaminación ambiental, no han sido claramente establecidas para muchas sustancias. Pero la mejora en la calidad del aire o del agua pueden traer beneficios para la salud.

Las actividades de esparcimiento al aire libre en la cual la naturaleza es una parte integral de la experiencia (pesca deportiva, paseos en bote, la observación de la vida silvestre, el buceo, etc.). El control de la contaminación ambiental mejoran las condiciones de la calidad del aire y del agua y un mejor crecimiento del componente biótico asociado a las áreas naturales; entonces la utilidad derivadas de las actividades de esparcimiento se aumenta y las personas pueden utilizar estas áreas con mayor frecuencia.

Los cambios de la diversidad, la estabilidad de los sistemas ecológicos y la extinción local o total de especies carecen de un significado económico aparente y no tienen un efecto directo en las actividades humanas.

Efectos como la suciedad y el deterioro de materiales, que se presentan en residencias familiares. Una mejora en la calidad del ambiente, conlleva a costos menores de limpieza y mantenimiento y mejores servicios de bienestar.

Los efectos estéticos como los contaminantes del aire o del agua que causan olores y sabores desagradables, sin afectar la salud biológica, resultan en una pérdida de valores de amenidad y rinden ganancias en servicios.

Efectos comerciales:

La productividad económica de los sistemas ecológicos, los cuales se usan para producir bienes que se venden en el mercado como: la agricultura, la silvicultura, y las zonas pesqueras comerciales puede ser afectada por los cambios en la calidad del ambiente y reducir su productividad biológica y por lo tanto, el costo y el abastecimiento de sus productos. Si se controla la contaminación y se reducen los efectos la productividad aumentada de las tierras agrícolas y de zonas pesqueras se reflejaran en mayores ingresos, así como en mayores cantidades y precios más bajos de productos agrícolas para los consumidores.

La contaminación del aire o del agua eleva los costos de producción. Esto da como resultado la disminución de las utilidades y a un aumento en los precios de los productos. Las mejoras en la calidad del ambiente disminuyen la magnitud de los efectos adversos y traen como consecuencia ingresos más elevados para los productores o precios más bajos para los consumidores.

La producción de beneficios consta de tres etapas definidas:

18. La política de control de la contaminación lleva a mejoras en la calidad del ambiente. Los cambios en el patrón temporal y espacial de las descargas causan a su vez cambios en los patrones temporales y espaciales de la calidad del aire y del agua.

19. Los cambios en la calidad del ambiente se reflejan en cambios en los tipos y niveles de usos que hacen los seres humanos del ambiente.

20. Cuando el hombre recibe bienestar del servicio que presta el ambiente, esto se refleja en la disposición de las personas a pagar por las mejoras y puede ser medido en equivalente monetario.

Los beneficios derivados del control de la contaminación del aire:

Mejoras en la salud humana. Reducción de costos de limpieza. Reducción de los daños de materiales. Mejora de la productividad agrícola. Mejoras estéticas como la visibilidad.

La evidencia existente apoya la conclusión de que el control de las fuentes estacionarias de contaminación ha producido beneficios sustanciales, los cuales superan sus costos; mientras que el programa de control de las fuentes móviles parece no estar justificado económicamente, ya que los costos son más altos, que los beneficios probables ( ver Freeman, A. 1995. Air and water pollution control: John Wiley & sons).

Los beneficios del control de la contaminación del agua:

La recreación: pesca, natación, paseos en bote y caza de aves acuáticas. En esta categoría se deben incluir actividades como caminatas, comidas en el campo y la contemplación de la naturaleza, las cuales se desarrollan con frecuencia cerca de las extensiones de agua.

Agua potable y salud: el control de la contaminación química, bacteriana o viral en las fuentes de agua potable reducen el riesgo para la salud humana. La presencia de contaminantes en las tomas de agua incrementan los costos del tratamiento de los abastecimientos municipales de agua. Beneficio a las familias: El control de la contaminación reducen la dureza del agua o la corrosión de tuberías y accesorios. Reducción de los costos de tratamiento de agua para uso industrial con el control de la contaminación. Aumento en los rendimientos de los productores y reducción de los precios de los productos de la pesca para los consumidores, al aumentar la productividad debido a la reducción de la contaminación.

TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES

El tratamiento biológico de las aguas residuales se basa en el proceso aparentemente simple en el que una población mixta de microorganismos utiliza como nutrientes sustancias que contaminan el agua. Este es el mecanismo por el cual las corrientes de aguas naturales, como los lagos y los ríos se autopurifican.

Las aguas residuales, que contienen solutos contaminantes, se ponen en contacto con una densa población de microorganismos apropiados, durante un periodo de tiempo suficiente que permita a los microbios descomponer y eliminar los solutos contaminantes. En los procesos naturales los solutos se eliminan por descomposición microbial, por lo general por oxidación y por conversión en materiales microbianos celulares. Las aguas residuales tratadas tienen que cumplir normas específicas de calidad antes de que se puedan volver a usar, o con normas estrictamente definidas antes de que se puedan descargar en una corriente de agua. La consideración clave es el costo; el ingeniero que se ocupa del tratamiento de desechos tiene la responsabilidad de cumplir dichos requerimientos a un mínimo costo. Se presenta entonces dos consideraciones:

32. Sí el costo de remoción está justificado por los beneficios obtenidos y 33. ¿Qué es lo que se podrá hacer con un contaminante después de su remoción?

Una definición aceptable de contaminación sería la de una condición en la que un medio o el ambiente se vuelve inadecuado para el fin a que se le destino. Esta definición implica que la contaminación no es una definición absoluta, sino que depende del medio y del fin propuesto. Por ejemplo, el agua de un río se puede considerar suficientemente limpia para fines recreativos, como los paseos en bote o la pesca, pero no sería apropiada para beber sin purificación adicional. Una segunda implicación es que resulta un desperdicio de recursos purificar el agua más allá del nivel necesario para el fin destinado. Mucha gente acepta adquirir agua destilada para el acumulador del automóvil o la plancha de vapor para ahorrar el costo antieconómico de utilizar agua muy pura para bañarse o descargar el sanitario. Este ejemplo ilustra un caso usual en la industria, donde se usa a menudo agua con un grado mayor de pureza de lo que realmente se requiere en el proceso.

El mayor problema que enfrenta la industria de control de la contaminación es lo que ha de hacer con los contaminantes después de la remoción. Sólo una parte de las sustancias contaminantes se descomponen realmente en la mayoría de los procesos de tratamiento, y el resto aparece en la forma de algún tipo de concentrado. Por lo tanto el proceso de tratamiento constituye un proceso de separación donde el agua se separa en un volumen grande de corriente purificada y una menor corriente de contaminantes concentrados.

El aumento en el conocimiento, en años recientes, de los efectos acumulativos de la contaminación ha llevado a una mayor preocupación general y a una legislación cada vez más estricta en lo que concierne a la descarga de residuos industriales, líquidos y gaseosos. La prevención de la contaminación en las corrientes de agua tiene un valor estético, pero tiene sólidas razones económicas. El agua es una materia prima esencial para numerosos proceso industriales y constituye un recurso vital natural.

En la industria química el agua se usa como: solvente, reactivo, medio de reacción, medio de transporte y medio de transferencia de calor y en la industria de alimentos y de la cerveza constituye un elemento importante de muchos productos.

El funcionamiento y expansión futuros de las operaciones industriales y de nuestro nivel vida, depende en una gran parte de que se mantengan los suministros existentes en una condición libre de contaminación del agua.

La enorme cantidad de agua que demanda la industria está demostrada por los requerimientos de agua de algunos procesos: La producción de

Una tonelada de ácido sulfúrico necesita casi 20 toneladas de agua. Una tonelada de soda cáustica requiere cerca de 80 toneladas de agua. Algunos complejos industriales en Europa y Norteamérica utilizan cada uno un millón de toneladas por día.

Una investigación del uso del agua dentro de una planta de proceso, mostrará áreas donde se pueden lograr ahorros en el uso del agua. Como el agua que pasa a través de un proceso tiende a terminar en el tratamiento de aguas residuales o en el sistema de eliminación, una reducción en el uso del agua en la planta reducirá también la carga sobre el sistema de aguas residuales y, por lo tanto, sus costos de operación. El uso de reactivos biodegradables reducen la carga de contaminación impuesta por lo residuos del proceso y facilitan la purificación del agua.

Una corriente natural sana, posee una capacidad limitada de autopurificación. Cuando esta capacidad se destruye o se agota, la corriente se contamina. La capacidad de autopurificación se debe a la presencia de cantidades relativamente pequeñas de microorganismos presentes en el agua. Dichos microorganismos utilizan como alimento gran parte de la materia orgánica contaminante que llega al agua. Los microorganismos forman un sistema ecológico de bacterias. Hongos y algas, que a su vez forman parte de la red alimenticia para otros organismos como protozoos, insectos, moluscos y peces. La presencia de dichos organismos en un río es una indicación de su salud. En el proceso de purificación las materias orgánicas se descomponen finalmente en compuestos simples como anhídrido carbónico o metano y los microorganismos se incrementan en número. De esta manera, los contaminantes orgánicos se eliminan de la corriente de agua, en parte por descomposición bioquímica y en parte por fijación en las células microbianas. Con la destrucción de la población microbiana se detiene el proceso de descomposición y se presenta la acumulación de solutos en el agua, la cual puede ser tan alta que impide el restablecimiento de la población microbiana y el agua queda contaminada permanentemente.

CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN

o Envenamiento: La población microbiana puede ser destruida por envenenamiento por residuos tóxicos. Los tóxicos que pueden descomponerse por procesos naturales, biológicos o químicos se conocen como venenos parciales. Los venenos verdaderos son aquellos que no pierden su toxicidad y se incluyen

en este grupo muchos metales pesados como el plomo y el arsénico, y compuestos orgánicos persistentes como algunos plaguicidas, los cuales no se descomponen por procesos naturales, químicos y biológicos. Los venenos verdaderos tienden a acumularse en el medio ambiente y pueden alcanzar niveles que son perjudiciales a la vida. Cualquier sustancia que se conozca como resistente, se debe examinar cuidadosamente a pesar de que tenga sólo una ligera o sospechosa toxicidad. La combinación de un uso extendido y la resistencia a la descomposición condujo a la acumulación del DDT en el medio ambiente. Pruebas efectuadas a principios de los años 60 mostraron niveles de DDT en la grasa corporal humana de varias partes por millón en poblaciones de diversos países. La toxicidad se puede aumentar por procesos naturales y el mercurio es el ejemplo más conocido. Desde hace siglos se conoce la toxicidad de los compuestos inorgánicos de mercurio, y sólo recientemente se ha demostrado que los compuestos de organomercurio, cuyo efecto tóxico es diez veces mayor, se forman directamente del mercurio inorgánico en el medio ambiente natural. o El efecto de los nutrientes disueltos: Los nutrientes disueltos causan contaminación cuando entran en una corriente de agua en cantidades suficientes para destruir la capacidad de autopurificación de ésta. Los microorganismos que sólo pueden crecer en presencia del oxígeno se les llama aeróbicos obligados. Los organismos que crecen en ausencia del oxígeno se conocen como anaeróbicos. Los que sólo pueden crecer en la ausencia del oxígeno se llaman anaeróbicos obligados. Algunos organismos son capaces de cambiar su metabolismo de manera que puedan crecer en presencia o ausencia de oxígeno y se les llama anaeróbicos facultativos. El oxígeno libre disuelto es el reactivo esencial para los procesos aeróbicos, y cuando los organismos aeróbicos utilizan los nutrientes orgánicos, consumen al mismo tiempo el oxígeno disuelto. Si el oxígeno se agota sólo pueden continuar los procesos anaeróbicos.

La disponibilidad del oxígeno libre disuelto en el agua es, por tanto, el factor clave que limita la capacidad de autopurificación de una corriente de agua. Al cesar los procesos de purificación, se acumulan los contaminantes orgánicos en el agua; los procesos anaeróbicos producirán sustancias malolientes y la corriente quedará completamente contaminada.

Cierta bacterias extremadamente peligrosas son anaeróbicos obligados, como las que causan el tétano y el botulismo. Cuando el agua contiene sulfatos disueltos se produce sulfuro de hidrógeno. Además del olor desagradable el sulfuro de hidrógeno es corrosivo y venenoso. Algunos productos de la anaerobiosis, como los ácidos orgánicos pueden ser tóxicos o inhibidores para los organismos vivos y la conversión de mercurio inorgánico a compuestos organomercúricos tienen lugar en condiciones anaeróbicas.

o Contaminación térmica: Es el resultado de la elevación de la temperatura de una corriente de agua; como resultado el oxígeno es menos soluble en el agua y la actividad metabólica de los microorganismos aumenta. Por lo tanto se reduce la disponibilidad de oxígeno disuelto y un aumento en la tasa de consumo. En caso extremo, la elevación de la temperatura por encima de los 600C, tenderá a matar la población microbiana, como sucede con la pasteurización y se presenta la reducción de la capacidad de autopurificación, hasta cuando eventualmente se enfríe el agua y se restablezca la población microbiana normal. o Eutroficación: Es la contaminación de un curso de agua por una fuente de crecimiento orgánico proveniente de microorganismos fotosintéticos, como las algas, y estimulado por nutrientes inorgánicos, como nitrógeno y fósforo.

La eutroficación natural es un proceso de sucesión ecológica que resulta de la progresiva afluencia y escurrimiento de las sales minerales presentes en una vertiente de aguas o bien procedentes de las aguas profundas ricas en nutrientes. Este enriquecimiento hace posible el desarrollo de los productores que sustentan toda la cadena alimenticia y suele ir acompañado de una acumulación lenta de limos en el fondo, de modo que los lagos geológicamente viejos tienden a ser poco profundos.

Las concentraciones altas de nitratos y fosfatos produce un incremento del crecimiento de las algas u otras plantas fotosintéticas. Este crecimiento produce una capa verde de lama sobre las superficies acuáticas. El desbalance en el equilibrio ecológico resulta en la producción de un exceso de materia orgánica; cuando los organismos fotosintéticos mueren debido al agotamiento de un nutriente esencial, como el calcio, su biomasa se transforma en nutrientes orgánicos, los cuales ejercen una demanda de oxígeno durante el proceso de descomposición y transforman la corriente en un medio anaeróbico.

o Contaminación por compuestos nitrogenados: Las concentraciones altas de compuestos de nitrógeno en los ríos son causa de preocupación.

Los compuestos orgánicos de nitrógeno están presentes en los desechos domésticos y agrícolas y los inorgánicos en ciertos desechos industriales y fertilizantes agrícolas. El amoniaco, como iones amonio (NH4+) o como amoniaco libre (NH3), es el contaminante que se encuentra con mayor frecuencia. El amoniaco en solución acuosa es tóxico para la fauna acuática a concentraciones entre 2.5 - 4 g/m3, lo cual depende del pH, y la temperatura del agua. A concentraciones de 300-500 g/m3 causa irritación de las vías respiratorias del hombre. Además el amoniaco ejerce una demanda muy alta de oxígeno, ya que requiere más de 4.5 veces su peso en oxígeno para su oxidación completa a nitrato. Cuando el agua que se usa para preparar alimentos contiene nitritos, se corre el riesgo de que se formen sustancias carcinogénicas llamadas nitrosaminas, por combinación con los compuestos de nitrógeno orgánico, los que se forman por la descomposición de la proteína presente en los alimentos. Además de los compuestos oxidados de nitrógeno en el agua, la salmuera utilizada en el curado del tocino y el jamón puede contener entre 500-1000 ppm de nitrito de sodio y cerca de 1.7 % de nitrato de potasio. El agua con altas concentraciones de nitratos y que se usa en la alimentación de los bebes de aproximadamente seis meses, puede ser causa de la metahemoglobinemía o mal azul. Los bebes menores de seis meses no producen ácido clorhídrico en sus jugos gástricos. El pH de sus vías digestivas es alcalino y permite que las bacterias reductoras de nitratos, reduzcan a nitritos los nitratos ingeridos. La hemoglobina en presencia de nitrito se transforma en meta hemoglobina, la cual es incapaz de conducir oxígeno, produciendo la cianosis y un tinte azulado en la piel, la cual a menudo es fatal.

LA DEMANDA DE OXIGENO

La cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición biológica aeróbica de un material nutriente es el factor clave para expresar su fuerza contaminante. La prueba de demanda bioquímica (o biológica) de oxígeno (DBO) estima el oxígeno gastado en la descomposición biológica actual de una muestra residual y constituye una simulación de laboratorio del proceso de autopurificación. En una muestra de los residuos se diluye una mezcla convenientemente con una población mixta apropiada de microorganismos. Se mide la concentración del oxígeno disuelto, se incuba la mezcla a una temperatura ya determinada y, después de cierto tiempo prefijado, se mide de nuevo la concentración de oxígeno disuelto. El cambio en la cantidad de oxígeno disuelto da la cantidad de oxígeno no utilizado por los microorganismos en un tiempo determinado al metabolizar nutrientes de una cantidad de muestra residual. De este resultado se calcula la cantidad de oxígeno requerido para el tratamiento similar de un volumen normal de residuos. Las condiciones normales aceptadas son: incubación durante 5 días a 200C y se suponen dichas condiciones si no se especifican otras. Sin embargo la celulosa es biodegradable pero sólo anaeróbicamente; debido a lo cual no contribuye a la determinación aeróbica de la DBO.

La DBO es útil, siempre y cuando se consideren sus limitaciones. Los productos químicos que reaccionan con el oxígeno, como los sulfitos, sulfuros y el hierro ferrosos presentes en la muestra ejercerán una demanda de oxígeno, a pesa de no ser biológica. Debido a la lentitud de los procesos de nitrificación, poca de la demanda nitrogenada de oxígeno se podrá medir en el periodo normal de incubación.

La demanda química de oxígeno (DQO) es el oxígeno tomado por una muestra de bicromato de potasio después de 2-3 horas de reflujo con ácido sulfúrico concentrado. Casi todas las sustancias orgánicas se oxidan virtualmente en su totalidad por este procedimiento. El valor DQO da una idea del contenido orgánico total de un residuo, sea o no biodegradable. La relación DBO/DQO constituye una guía para la proporción de las materias orgánicas presentes y que son biodegradables.

PRINCIPIOS DEL PROCESO DE LOS LODOS ACTIVADOS

El principio del proceso básico de lodos activados consiste en que las aguas residuales se ponen en contacto con una población microbiana mixta, en forma de suspensión, en un sistema aireado y agitado. La materia en suspensión y los coloides se eliminan rápidamente de las aguas residuales por adsorción y aglomeración en los flóculos microbianos. Esta materia y los nutrientes disuelto ingresan al metabolismo microbiano, proceso conocido como estabilización. Algunos de los nutrientes se oxidan a sustancias más simples como el anhídrido carbónico, proceso conocido como mineralización y parte se convierte en material celular microbiano, llamado asimilación. Una vez que se alcanza el grado de tratamiento que se desea, la masa microbiana conocida como el lodo, se separa del agua residual por asentamiento. La etapa de separación se conoce como clarificación, asentamiento o sedimentación. El sobrenadante de la etapa de separación constituye el agua residual tratada y debe estar virtualmente libre de lodos. La mayor parte del lodo asentado en la etapa de separación se regresa a la etapa de aireación para mantener la concentración de lodos en el tanque de aireación al nivel necesario para u tratamiento efectivo y para que actúe como un inóculo microbiano. Parte de los lodos se extrae para su descarga y se conoce como lodos activados desechados o excedentes. En un sistema balanceado, el lodo representa la cantidad neta de masa microbiana producida por asimilación en la etapa de aireación y es efectivamente el concentrado de contaminación del sistema. La naturaleza floculenta de los lodos resulta entonces importante, en primer lugar por la absorción de los materiales coloidales, iónicos y en suspensión dentro del agua residual, y en segundo lugar para la separación rápida, eficiente y económica de la masa microbiana del agua residual tratada.

Figura 82: Características esenciales de los procesos de lodos activados.

GEOMORFOLOGÍA Y CLIMA

ECOSISTEMAS

 

Colombia está constituída por diferentes unidades ecosistémicas. En general, son regiones del territorio que poseen elementos florísticos, faunísticos, climáticos y pedológicos que las identifica, siendo a su vez distinguibles por el tipo de paisaje que les confieren dichos elementos. La clasificación del medio ecológico, siendo un artificio de hombre para facilitar su entendimiento y estudio, no requiere una versión única. A continuación conoceremos los más importantes

escenarios biológicos de nuestro territorio y las implicaciones que trae para sus habitantes participar en ellos.

o Ecosistemas terrestres o Ecosistemas Acúaticos o Conservación

ECOSISTEMAS TERRESTRES

De acuerdo al IDEAM, las coberturas más representativas del país son el bosque basal amazónico, con el 29.3%, los agroecosistemas con el 28,22 %, y las sabanas con el 14%.

Desierto

Representado por el extremo norte y algunos sectores de la franja costera del departamento de la Guajira, está conformado por matorrales desérticos no continuos. La desertización denota un ambiente que en la mayor parte está despojado de vegetación, siendo fácilmente erosionable por efecto del viento.

Algunas de sus características son:

o Existe deficiencias de precipitación (En la Guajira, esta es menor a 250 mm. anuales)o La humedad relativa es mínimao El rango de variación de la temperatura durante el día puede ser de 30° o más: máxima en el mediodía y bastante baja durante la noche.o La cobertura vegetal es bastante escasa. Conformada principalmente por cactáceas, herbáceas y arbustos menores a 1.5 m. de altura, tiende a distribuirse de manera puntual y dispersa.

En Colombia, se presentan otros sitios desérticos como el cañón del Chicamocha, El Desierto de la Tatacoa, y algunos sectores aledaños a la región de Villa de Leyva

Arbustal seco espinoso

Se desarrolla bajo condiciones de humedad y precipitación un poco más benéficas que las del matorral desértico. Está constituido, además de herbáceas, por arbustos y cactáceas de mayor porte (pueden alcanzar 10 m de altura) , que se distribuyen en parches y manchas de vegetación semicontínuas.

o Está presente en la media y alta Guajira, en la Franja costera del Sector de Sante Marta, en las serranías de la Guajira, bajo precipitaciones menores a 500 mm.o Algunas especies típicas son: Lemaimocereus griseus -cardón-, Opuntia sp y Melocactus comunis (cactáceas); Pereiska colombiana -guamacho-, Prosopis juliflora -trupillo-, Capparis adoratíssima -naranjillo-, Libidivia coriaria -dividivi-, entre otros.

Bosque seco

Aunque presenta un estrato arbóreo propiamente dicho, comparte elementos con el matorral desértico y el arbustal espinoso, siguiendo la continuidad sucesional de la vegetación a lo largo de un gradiente de humedad. Existe un predominio de la vegetación caducifolia, especialmente cuando el déficit hídrico es muy prolongado, como en la franja costera de los departamentos de Atlántico y Bolívar.

o Es característico de ambientes con precipitación hasta de 1500 mm. anuales, pero con una temporada seca bastante prolongadao Ocupa generalmente serranías y colinas de poca altura (generalmente no mayores a 500 msnm).

o La cobertura arbórea y arbustiva, siendo suficientemente densa, permite una mayor retención de agua en el suelo, y un aumento de la humedad relativa. No hay oscilaciones extremas de temperatura durante el día.o El dosel puede alcanzar unos 20 m. de altura, con especies como Anacardium excelsum -caracolí-, Bursera simarouba -indio desnudo-, Ceiba pentandra -ceiba-, Himenaea courbacil -algarrobo-, Tabebuia sp. -guayacán-, Salamanea saman -campano-, entre otras (CORPES, 1992).

Bosque de Galería

Está conformado por árboles y arbustos que bordean los cursos de agua. Pueden ser naturales o plantados para evitar el carcavamiento y la erosión de laderas.

Sabana

Este sistema está presente en relieves típicamente planos y semiplanos, en sitios con marcada estacionalidad (épocas seca y húmeda bien definidas). Su característica fundamewntal es la predominancia de gramíneas, combinadas o no con otras especies arbóreas y arbustivas; están presents en planos aluviales, en cuchillas y serranias.

o Las sabanas naturales generalmente se encuentran en altitudes menores a los 2000 m. En Colombia se originaron a partir de planicies sedimentrias arcillosas o arenosas de orígen aluvial, dando lugar a suelos relativamente jóvenes y de baja fertilidad.o Sabanas de altura: Pudieron ser favorecidas por las variaciones paleoclimáticas durante las glaciaciones que indujeron a una ampliación ecológica de las gramíneas, ocupando así distintos ambientes altitudinales en los valles de los ríos.o Se considera que la sabana está constituída por vegetación subclímax, ya que requieren de ciertos elementos artificiales para el mantenimiento del sistema como fuego y pastoreo.

Algunas variantes de las sabanas, que se presentan de acuerdo a la heterogeneidad

ambiental, son:

Morichales: En zonas iniundables dentro de la sban, pueden desarrollarse grupos de palmas del género Mourytia, cambiando la fionomía del paisaje.

Catinga: Esta constituío por elementos de sabana sobre suelos demasiado pobres. Características en algunos sectores de la Cuenca del Orinoco, están conformadas por árboles de fuste delgado y plantas arbustivas poco densas. Pueden encontrarse en medio de la selva basal amazónica.

Humedales

Son terrenos inundables en medio de sabanas o sitios relativamente abiertos, generalmente sobre planicies. Existen especies vegetales ampliamente adaptadas para terrenos pantanosos, y son necesarias para el establecimiento de aves, anfibios e insectos.

Selva humeda tropical

Conocido también como bosque basal húmedo, ya que se presenta en un rango de altitud de 0-1400 m. Está presente en el Chocó biogeográfico y la Amazonía, y se caracteriza por la saturación hídrica del suelo durante todo el año.

o La precipitación con frecuencia supera los 3000 mm al año, y en sitios como en el allto río Putumayo, en la región fronteriza con Ecuador, las lluvias alcanzan los 5000 mm.o La temperatura es mayor a 25°C.o El exceso de agua causa el empobrecimiento de los suelos. El reciclaje de nutrientes puede variar con el material parental de los suelos, pero en general son poco los elementos libres ya que son absorbidos para el mantenimiento de una gran cantidad debiomasa. Se considera que aproximadamente el 90% de los nutrientes se encuentran en la propia selva y sólo el 10% en el suelo (UNAL-FEN, 1987).o Es el ecosistema terrestre más biodiverso del mundo. El sistema de interacción entre plantas y animales alcanza su máxima expresión, ya que crea las condiciones facultan todo tipo de plantas, desde algas, musgo y helechos, hasta árboles cuya cobertura supera los 30 m.

Bosque Andino

Incluye las coberturas arbóreas presentes por encima de 1000 msnm., hasta un límite entre 3.400-3.600 metros. Los elementos florísticos varían entre las tres cordilleras, aunque existen géneros que son típicos de este ecosistema, como son: Quercus sp. (robles), Weinmannia sp. (al cual pertenece el encenillo), Clusia sp., Juglans sp. (cedro negro), Drymis (incluye al ají de monte) y Podorcarpus sp. (pino romerón). Además se consideran algunas familias como: lauráceas, melastomatáceas, y rubiáceas, entre otras

El bosque andino suele clasificarse en tres subtipos (van der Hammen, 1992):

Bosque subandino Es dominado por un clima templado. Se encuentra entre 1.000 y 2400 nsnm.

Bosque Andino Se distribuye entre 2000-3000m. de altitud, aunque en la cordillera central tiende a llegar hasta 3.200 o más.

Bosque Altoandino: Alcanza los 3400-3600m, presentando su mayor límite altitudinal, como en el caso anterior, sobre la cordillera central.

o Los patrones de precipitación permiten, bajas o nulas deficiencias de humedad durante el año.o El dosel arbóreo en el bosque subandino puede alcanzar alturas de 20 a 30 m. La cobertura media anual puede oscilar entre 14 y 21 grados centígrados. En contraparte, el bosque altoandino presenta un dosel de aproximadamente 8 y a 15 m., contemperaturas entre 8 y 13 grados.o En general, el grupo andino-alltoandino comparte más elementos florísticos entre sí. Una diferenciación importante es que el segundo es frágil al fenómeno de paramización, y presenta además, algunas especies arbustivas que denotan la transcición con páramo y subpáramo.o El bosque andino en general, prorporciona el ambiente propicio para el establecimiento de musgos y hepáticas. Estos elementos son bioindicadores de bajo disturbio en el ecosistema, debido a la fragilidad de los tapetes que forman sobre el suelo.

o Las especies epífitas, como bromelias, hongos y orquídeas, también son típicas de bosques andinos, aunque no exclusivas. Son favorecidas por la humedad y por la sombra de las coberturas.o Bosque de Niebla: Esta variación del bosque andino, recibe su nombre por los frentes de condensación de agua permanentes y semipermanentes.

Subpáramo

Corresponde a franjas irregulares con predominio de ericáceas y constituyen un elemento ecotonal entre el páramo y el bosque andino.

o Está compuesto por arbustos herbáceas y vegetación rasante, de rápido crecimiento. También están presentes algunas especies de arquitectura en roseta.o Una estrategia bastante común en muchas plantas de subpáramo es la extensión de estructuras como ramas y raíces subterrráneas en forma horizontal para dar lugar a un individuo nuevo. Esta reproducción clonal, evita la floración si las condiciones no son estrictamente favorables.

Páramo

Presente entre 3400 y 4300 m. de altitud. Se caracteriza por la ausencia de un estrato arbóreo y por el predominio de especies en roseta y macollas o gramíneas perennes. Algunos géneros característicos son Arcytophillum, Lachemilla, Hipericum, Espeletia, Espeletiopsis, Pentacalia, Rhynchospora.

o Las plantas de páramo presentan adaptaciones para evitar la pérdida de agua, debido a la diferencia de presión hídrica entre el aire y la planta. Las estructuas en roseta, la presencia de pelos en las hojas y la reducida área foliar, son sólo algunas de estas estrategias.o Las bajas temperaturas, que pueden oscilar entre 3 y 9 grados, evitan la evaporación del agua almacenada luego de las

lluvias. Por esta razón los suelos conservan mucha humedad, y el ecosistema permite los nacimientos de los cursos de agua.o La principal amenaza es la intervención por tala y quema de estas zonas con el propósito de implantar cultivos de papa y la ganadería de ovinos y vacunos.o Circos Glaciares: Con frecuencia la vegetación de páramo está asociada a sistemas de lagunasde orígen paleoglaciar.

Agrosistemas

Son ecosistemas artificiales. Este es el funcionamiento de la agricultura convencional:

o El hombre define los elementos que van a conformar el sistema: Plantas, suelo, condiciones como luz y humedad.o El flujo de energía es regulado por el hombre. Las entradas dependen de las necesidades externas, y se requiere de fuentes auxiliares de energía (materia de orpigen vegetal o animal) para aumentar la producción.o El ciclaje de nutrientes en el suelo es mínimo, y considerables cantidades de elementos se pierden con la extracción de la cosecha. Dichos elementos son repuestos con aditivos orgánicos y químicos.o El sistema es aislado de la mayor manera posible. Se evita el intercambio de elementos con otros ecosistemas, y se reducen las interacciones planta-animal.

Transformación de los ecosistemas terestres

Algunas moficaciones del medio son el resultado de la intervención antrópica, ocasionando la transformación de los ecosistemas:

Aridización: Este proceso comienza con la degradación o sobrexplotación del suelo en zonas con un marcado y prolongado período seco. La disminución de cobertura vegetal reduce el balance hídrico planta-suelo-ambiente, conllevando a una mayor vulnerabilidad a la erosión durante la época seca. Finalmente, si el terreno no es recuperado por intervención humana, es colonizado muy lentamente por especies de tipo xerofítico.

Sabanización: Similar a la potrerización, se diferencia de este en que el proceso de transición de bosque a sabana es menos drástico para el suelo, ya que se da en terrenos planos a y semiplanos. El empleo de ganado y los procedimientos posteriores de quema, pueden estabilizar la sabana siempre que estas no se supere la capacidad de carga del suelo.

Paramización: Es el fenómeno ocasionado por disturbio de bosque altoandino. Una vez hay un proceso de tala, con el fin de adecuar el terreno para cultivo o para introducción de ganado, el sitio es abandonado luego de unos meses (Cuando ya no es productivo para el casmpesino); pero es colonizado por hierbas y arbustos, muchos de los cuales son elementos de páramo y subpáramo.

ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

 

Arrecifes Coralinos

Son una superficie calcárea, poco profunda, conformada por la acumulación de exoesqueletos de pólipos de coral. La capa superficial del arrecife está conformado por pólipos vivos, los cuales se asocian con microalgas denominadas zooxantellas. Estas realizan la fotosíntesis, proporcionándole al pólipo energía. Por su parte, el pólipo suministra al alga sus productos de desecho, de los cuales extrae algunos fósforo y nitrógeno.

La mayor parte de lo que se produce en los arrecifes coralinos se consume allí mismo. El intercambio con el medio y otros ecosistemas, resulta mucho menor que el de otras zonas de vida marina, pero mantiene relaciones con sus vecinos más cercanos como las praderas de Talassia y los manglares.

o El crecimiento oscila entre 1 y 100 cm al año, y es indicador del estado del ecosistema. o Son estrictamente tropicales y su rango de tolerancia de temperatura bastante reducido, entre los 24-28 grados.

o Albergan a cangrejos, peces, erizos de mar, estrellas, y moluscos, entre otros. Proporciona entonces un número importante de microhábitats, soportando una gran diversidad de especies marinas. o Proporcionan una fuente de alimento, ya que varios organismos se alimentan de las zooxantellas.

Existen básicamente 4 tipos de arrecife, de acuerdo a la geomorfología de la costa, la fase sucesional o de crecimeitno del arrecife, y del espacio del que dispone para crecer: costero, en barrera, en plataforma y atolón.

En el Caribe colombiano pueden identificarse tres regiones arrecifales. Al sur de Cartagena, al noreste de Santa Marta, y el conjunto insular. Su ubicación, preferentemente en el Caribe, se debe a que el Océano Pacífico enfría sus costas con la corriente de Humboldt, la cual circula desde el sur.

Se considera la contaminación ocasiona daños al interferir con la temperatura normal, ocasionando la disminución del crecimiento y la reproducción, e induciendo a la sobreproducción de toxinas en el pólipo coralino.

Estuarios

Son aguas costeras y parcialmente protegidas del oleaje que reciben constantemente agua dulce proveniente del drenaje terrestre. Son aguas estuarinas las que constituyen los manglares, los pantanos de marea, las bahías poco profundas, las desembocaduras de los ríos y las marismas.

o Este ecosistema se caracteriza por variaciones fuertes de salinidad. o Las concentraciones de nutrientes son altas, ya que en la desembocadura los ríos depositan partículas que han transportando desde otros sitios. o El sustrato más frecuente en los estuarios es el fango. En consecuencia, estas áreas facilitan la reproducción, la crianza y alimentación de diferentes moluscos, crustáceos y peces, que son a su vez fuente de alimento de varias aves transitorias. o La energía cinética (o movimiento del agua), aumenta la productividad del estuario, ya que activa la circulación de nutrientes, comida y plancton. La energía cinética aumenta con la marea y el caudal de los afluentes.

En general, los ambientes salobres soportan organismos bentónicos y planctónicos (Alvarez, 1190) que incluyen: las especies que llegan desde el mar, las endémicas confinadas o residentes y las que por su capacidad osmorreguladora pueden migrar del mar a las fuentes de agua dulce y de éstas hacia el mar.

 

Ciénagas

Son lagos sobre un plano inundable fluvial y marino. Pueden ser agrupadas en diferentes tipos, de acuerdo a la complejidad del sistema de lagos y su conexión con mar y ríos. Los ritmos biológicos de este ecosistema están directamente relacionados con el aumento del nivel de las aguas, el cual depende de los afluentes (CORPES, 1992).

Las corrientes de flujo y reflujo, junto con el régimen de precipitación en la cuenca del afluente, son factores activos sobre la salinidad de las aguas en la ciénaga. La turbidez del agua aumenta durante los períodos de inundación, y se minimiza durante la época seca

o El ambiente proporcionado por las ciénagas favorece el establecimiento de comunidades de mangle, en diferentes estados sucesionales. o También es común el crecimiento de macrófitas, que pueden cubrir una buena parte de la ciénaga cuando el agua alcanza niveles muy altos. Las macrófitas, entre las que se encuentran Eichhornia crassipens (buchón de agua), Pistia estratoides y Eichhotnia azurea, constituyen el hábitat de moluscos y diferentes larvas de insectos. o Se asume que la productividad fotosintética de estos sistemas es mayor que en las aguas abiertas superficiales, siempre que no existan problemas de turbidez.

La Ciénaga Grande de Santa Marta, con una extensión de 450 Km2 y un importante potencial pesquero, es la laguna más importante de la Costa Caribe Suramericana (CORPES, 1992). Es amenazada por la la desecación de los tributarios, al realizar grandes consumos para riego y mantenimiento de cultivos. Sólo el 40% de agua regresa, cargada con químicos y fertilizantes. Adicionalmente, se realiza la tala del mangle rojo para la elaboración de curtiembres.

 

Manglares

Se entiende por manglar una comunidad de árboles o arbustos que pueden ser taxonómicamente distintos, pero que poseen adaptaciones para colonizar terrenos sujetos a la introducción de agua salada (aunque cada especie tiene su propio rango de tolerancia a los niveles de salinidad). Los manglares se desarrollan en ambientes tropicales, gran amplitud de mareas y resguardo del oleaje. En Colombia hay una diferenciación entre los manglares de la costa Caribe (altura máxima de la cobertura de 20 m.) y los del Pacífico (coberturas hasta de 30 m.), debido muy probablemente a las diferencias de precipitación de las dos regiones.

Entre los géneros más comunes se encuentran Rhizophora, Avicennia, Laguncularia, Conocarpus y Ceriops. Los manglares ayudan a la formación del suelo capturando los detritus, sirven de hábitat para muchas especies, filtran el escurrimiento terrestre y facilitan la retranslocación de elementos en el sedimento. Se sabe además que de su conservación depende el mantenimiento de la línea de costa. Pese a todas estas funciones ecológicas, en Colombia este ecosistema está siendo alterado y reducido.

Funcionamiento:

El manglar es un distribuidor eficiente de energía. Su fuente principal es el sol, y los materiales acumulados en los sedimentos con la marea proporcionan recursos adicionales. Sus aportes al medio se dan con la hojarasca, la cual al ser fragmentada por microorganismos obtiene mayor calidad nutricional. La capacidad de carga biológica del manglar es bastante alta: está en capacidad de albergar numerosas comunidades de invertebrados, algas y estados juveniles de peces e invertebrados en las raíces sumergidas; la cobertura proporciona hábitats a gran variedad de aves.

Entre las adaptaciones morfológicas más importantes se encuentran:

o Estructuras de fijación a los sustratos blandos o Raíces respiratorias o Semillas vivíparas, y adaptadas a dispersión por corrientes.

Praderas Marinas

Constituidas por fanerógamas marinas (Hidrocharitaceae, Potamogetonaceae), estas praderas se presentan en áreas costeras mareales y submareales con bajos niveles de sedimentación y poco efecto erosivo. Requieren de sustratos arenosos o fangosos para la implantación del rizoma, el cual puede penetrar en el sedimento hasta 15cm o más.

En el Caribe colombiano se encuentran Thalassia testudinum y Syringodium filiforme, como las especies más comunes. Las pradera marinas pueden encontrarse en profundidades hasta de 25 m., en gran variedad de sustratos. Entre sus funciones ecológicas más importantes, se encuentran:

o Productores primarios, y fuente importante de descomposición. o Son fuente directa de alimento. o Son un sustrato importante para la fijación de epífitas, siendo éstas fuente de alimento para peces e invertebrados. o Mejoran el ciclaje de nutrientes entre los sedimentos y el agua. o Sirven como trampas de sedimento, estabilizando el fondo y evitando la erosión de las costas.

Algunos de los factores que influyen en la distribución de las hierbas marinas son: la temperatura, la cantidad y calidad de luz, la salinidad y la acción del oleaje. La penetración de la luz necesaria para estas plantas depende de la profundidad y la turbidez del agua.

García (2001) reporta que la productividad primaria en las praderas de Thalassia está entre las más altas de los sistemas bénticos y es comparable a los sistemas de cultivo terrestre. Esto es favorecido por la velocidad con que almacena energía mediante su actividad fotosintética. El epifitismo de cianobacterias (fijadoras de nitrógeno) podría ampliar la productividad de las praderas.

CONSERVACIÓN

La Política Nacional sobre Biodiversidad, aprobada en noviembre de 1995, busca establecer un marco general que oriente las estrategias tendientes a la conservación y uso sostenible de la diversidad biológica en Colombia. Esta política se fundamenta en tres ejes principales de acción: la

conservación, el conocimiento y la utilización sostenible de biodiversidad (MINAMBIENTE, 1997). Los objetivos principales son:

o Regular, conforme a la Ley, la obtención, uso, manejo, investigación, importación, exportación, así como la distribución y el comercio de especies y estirpes genéticas de fauna y flora silvestres. o Regular la conservación, preservación, uso y manejo del medio ambiente y de los recursos naturales renovables en las zonas marinas y costeras, y coordinar las actividades de las entidades encargadas la investigación, protección y manejo del medio marino, de sus recursos vivos y de las costas y playas; así mismo, le corresponde regular las condiciones de conservación y manejo de ciénagas, pantanos, lagos, manglares, lagunas y demás ecosistemas hídricos continentales. o Administrar las áreas que integran el Sistema Nacional de Parques Naturales, velar por la protección del patrimonio natural y diversidad biótica de la Nación, así como por la conservación de las áreas de especial importancia ecológica.

Los ecosistemas continentales de mayor extensión en Colombia son los bosques húmedos tropicales, las sabanas llaneras, los bosques aluviales o de vegas, el bosque andino y los bosques bajos y catingales amazónicos.

Frente a la degradación en marcha de los ecosistemas de bosque, el Ministerio del Medio Ambiente,con la participación y colaboración de las Corporaciones Autónomas Regionales y de Desarrollo Sostenible, CORMAGDALENA, Junto con la Federación Nacional de Cafeteros y los Institutos de Investigación (IDEAM, Sinchi, Von Humboldt), formuló un Plan de Acción, con el fin de implementar acciones de manejo de coberturas vegetales, para mejorar la oferta de bienes y servicios ambientales, y contribuir al mejoramiento de la calidad de vida de la población colombiana (MINAMBIENTE, 1999). El proyecto, denominado Plan Verde, tiene el objetivo de promover la reforestación en áreas estratégicas que generen servicios ambientales básicos a la población y de especial importancia para la economía nacional. La conservación in-situ debe ser una actividad que se realice a la par con el uso sostenible del recurso forestal, de modo que las comunidades reciban beneficios económicos, ambientales o indirectos.

Aunque el Ministerio del Medio Ambiente (1999), dentro de las actividades específicas de reforestación, considera prioritarias a las especies nativas con mayor viabilidad en el mediano y largo plazo, en el mismo documento recomienda posteriormente 5 especies de Eucaliptos para ser usadas a altitudes entre 0 y 3000 m. alt. y 8 de pinos para altitudes entre 400 y 3100 m. en planes de reforestación a partir del año 2000. Es decir, justifica plenamente una transición de especies nativas a exóticas, en el basto territorio andino del país.

La comunidad en general desconoce los daños a gran escala producidos por el efecto de plantaciones de pino y eucaliptos. Estas especies introducidas causan acidez en los suelos, disminución de la bidoversidad, e impiden el desarrollo de procesos sucesionales en la vegetación. Si bien todos estos fenómenos se conocen desde hace más de dos décadas, las naciones del trópico prefieren implementarlas ante la gran acogida que tienen los bosques de pinos, llamativos a nivel paisajístico y de crecimiento relativamente más rápido que las especies nativas. Mientras existe una tendencia profundamente arraigada, de preferir estos bosques porque dan cierto "ambiente" norteamericano o europeo, numerosas investigaciones han demostrado que es posible diseñar planes de reforestación con especies nativas (Cavelier, 1994; Kappelle, 1996).

PARQUES NACIONALES NATURALES

La Unión Internacional par la Conservación de la Naturaleza (UICN) estipulaba la conservación del 10% del territorio nacional como mínimo deseable en áreas protegidas. Colombia presenta actualmente 35 Parques Nacionales Naturales, 8 Santuarios de Flora y Fauna, 2 Reservas Nacionales Naturales y 1 Area Natural Unica, los cuales ocupan cerca del 8% del territorio Nacional.

Existe además otras categorías de áreas protegidas en el país, como los Distritos de Conservación de Suelo, Los Distritos de Manejo Integrado, Reservas Forestales, Reservas Forestales Protectoras y Areas departamentales y municipales, entre otras. En total conforman el 30% de territorio protegido (Ver tabla).

CLASIFICACIÓN NOMBRE ECOSISTEMASAREA TOTAL

%

PARQUE NACIONAL NATURAL

Amacayacu Bosque Basal Amazónico 7.140.667 Ha

55

Cahuinari Bosque Basal Amazónico

Catatumbo Bari bosque seco

Cordillera de los Picachos

Bosque andino

Cueva de los Guacharos

Chingaza Bosque andino, nublado, lagos glaciares, páramo

Chiribiquete Bosque Basal Amazónico

El Cocuy Bosque andino, páramo y nival

El Tuparro Sabana arbolada y arbustiva

Ensenada de Utria

Bosque Basal Pacífico y manglar

Farallones de Cali

Gorgona Manglar Pacífico

Isla Salamanca Bosque Basal Amazónico

La Playa Bosque andino

Las Hermosas Bosque andino

Las Orquídeas Arrecifes de Coral

Corales del Rosario

Bosque pantanoso

Los Katíos

Los Nevados Xerofitia y vegetación rupícola

Macuira Bosque húmedo

Munchique Páramo y nival

Nevado del Huila

Paramillo Bosque montano

Pisba Bosque andino, nublado, y páramo

Puracé

Sanquianga Manglar Pacífico

Serranía de la Macarena

Bosque andino, sabana y agrosistemas

Sierrra Nevada de Sta. Marta

Bosque montano húmedo y nival

Sumapaz Bosque andino y páramo

Tamá Bosque montano seco

Tatamá Bosque andino

Tairona

Tinigua

Malpelo

SANTUARIO DE FLORA Y FAUNA

Ciénaga Grande de Sta. Marta

Manglar y playa salina

105.691 Ha

0,1

Galeras Bosque andino y Xerofitia andina

IguaqueBosque andino, páramo, agrosistemas, lagos glaciares

Isla de la Corota

Los Colorados Ciénaga

Los Flamencos

Guanentá Alto Río Fonce

Otún Quimbaya

RESERVA NACIONAL NATURAL

Nukak Bosque Basal Amazónico1.947.500 Ha

15Pui Nawai Bosque Basal Amazónico

AREA NAT. ÚNICA

Los Estorales 640 Ha 0

OTROS 30.4

SUELOS

 

Cuando se ponen en consideración los recursos de los cuales dispone la población para su sostenimiento, pocas veces las personas reconocen que el suelo es uno de los más importantes. Si bien el abastecimiento de agua es constante gracias a un ciclo eficiente que incluye evaporación y condensación, los procesos de formación del suelo no se dan a corto plazo. Se necesitaron millones de años y diferentes tipos de cobertura de vegetación, para dar lugar al suelo del cual disponemos hoy en día. La sobreexplotación, el uso equivocado, y la alteración drástica de la vegetación, causa daños irreversibles, tras los cuales sólo cabría esperar otros miles de años para su recuperación.

 

Usos Actuales y Potenciales

A partir de estudios realizados desde 1980 por el IGAC y el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), se conocieron los conflictos de uso y vocación del suelo en Colombia. El problema radica en que no hay correspondencia entre estos dos aspectos (usos actuales y potenciales) y por lo tanto existe un proceso creciente de degradación (IGAC. 1995):

o Los suelos con aptitud agrícola corresponden a un 12.7% del territorio colombiano, Sin embargo sólo el 4.66% es realmente usado con este fin. o El 16.8% presentan vocación ganadera, pero actualmente 35.11% de los suelos tiene este uso, es decir, que durante las últimas décadas ha cobrado fuerza el fenómeno de protrerización, mediante el cual es introducido ganado a un terreno que fue anteriormente cultivado, o a zonas forestales taladas y quemadas.o El 49% corresponde actualmente al recurso forestal, frente a un 68.5% de vocación. Cada vez son más comunes los casos de colonización, en la región Andina y en la Amazonía, no sólo con el fin de tener acceso a recursos como madera y suelo cultivable. La ola de violencia que actualmente amenaza a los campesinos, los obliga a buscar nuevos sitios donde puedan vivir. En muchos caso la mejor alternativa es participar en cultivos ilícitos link. o Hacia 1990, la cantidad en hectáreas de tierra apropiada para la producción de cultivos per cápita era de 0.17, mientras el promedio de tierra cultivable para América Latina era de 0.35. El bajo potencial agrícola que presenta el país está estrechamente relacionado a que gran parte de su extensión la constituyen la región andina, con suelos de pendiente mayor al 25% ( de acuerdo a los parámetros internacionales son suelos que no soportan el cultivo intensivo) y la selva amazónica, de potencial estrictamente forestal. Colombia presenta una de las menores porciones de tierra cultivable de América latina, y se estima que para el 2025 los índices se reducirán entre un 30 y 35 % para estos países (IDEAM, 1998).

 

Alteración Antrópica

De acuerdo al IGAC (1988) la erosión en Colombia abarca el 49% del territorio. Puede clasificarse en diferentes tipos de acuerdo a su intensidad, y es heterogénea a lo largo y ancho de país:

o El aumento de pastizales frente al decremento de áreas forestales y agrícolas, resulta desventajosa, ya que el pisoteo de ganado en suelos frágiles, causa la destrucción de los horizontes superficiales y posteriormente, su compactación.

o

o La deforestación con fines de apropiación y cultivo es ampliamente negativa. Generalmente la ocupación se da pendiente arriba, en sectores cada vez más escarpados donde la capa de suelo es mucho más débil, y altamente erosionable sin cobertura vegetal. El campesino recién establecido, realiza un proceso de tala o corta de la cobertura natural. Posteriormente se emplean bueyes, o se introduce tractor para adecuar el terreno, y finalmente se inician las siembras. Durante los períodos que permanece desnudo, antes de que las plántulas del cultivo sean lo suficientemente grandes, la lluvia provoca la escorrentía superficial superficial dañando la estructura del suelo. o El minifundio es una práctica que implica usos extensivos y degradativos del suelo, debido a la falta de sistemas de labranza que permitan arreglos multiestratificados. El empleo de cultivos combinados, de abonos verdes, la implementación del "mulching", y el uso de pequeñas hierbas de baja competitividad que protejan la superficie, son sólo algunas de las alternativas que garantizan el cuidado del recurso. o El uso inadecuado de la tierra, la recolección de leña y el pastoreo han tenido efectos sustanciales en lo concerniente a la desertificación. El Ministerio del Medio Ambiente (1997) reporta que los sectores con mayor riesgo de desertización abarcan una extensión aproximada de 7.200 Km2 e incluyen: la Baja Guajira, el Desierto de la Tatacoa, el Cañón de Chicamocha, La Playa y Abrego, los alrededores de Cúcuta, Villa de Leyva, Ráquira, Pesca, cuencas del Checua y Cucunubá, cuenca del Patía, Juanambú, Dagua, Yatoco, Repelón, Tubará, Juan de Acosta, Santa Catalina, Villanueva, San Fernando, San Jacinto y Carmen de Bolívar. o El desplazamiento de los colonos que cultivan coca y amapola en la Orinoquía y Amazonía, generado por la fumigación intensiva, facilita la potrerización de los terrenos abandonados. De acuerdo a proyecciones realizadas por la Defensoría del Pueblo (2000), para el año 2017 mas del 50% del área boscosa de estas regiones del país será convertido en potreros infértiles y zonas desérticas. Cabe resaltar la baja capacidad de carga de estos suelos.

o La lluvia ácida ocasiona la lixiviación del suelo. Esta se origina a partir de la emisión de ácidos de azufre y nitrógeno, que suelen ser producidos por la combustión de hulla y petróleo, y por muchas otras actividades industriales. Al modificarse el pH disminuyen los nutrientes del suelo, aumentan las concentraciones de Al y Fe y se reduce el contenido de cationes básicos. Las plantas pierden su eficiencia metabólica por falta de nutrientes, y por lo tanto bajan los rendimientos de las cosechas.

 

Alteración Natural

Dentro de los eventos más comunes que pueden darse en el territorio colombiano se encuentran:

o Procesos de Erosión y Sedimentación Los suelos que conforman las planicies aluviales o de inundación, en regiones altamente propensas, pierden estabilidad estructural en la temporada húmeda, y reciben acumulación de sedimentos cuando baja el nivel del agua. o Carcavamiento Los suelos frágiles y denudados, con una capa inexistente o muy delgada de horizonte orgánico, sufren degradación con las lluvias, produciendo cárcavas o surcos de profundidad variable. Este proceso sefavorece en suelos de pendiente y mal drenados

o Deslizamientos Los procesos de deshielo en las cimas andinas han provocado avalanchas y deslizamientos que arrancan las capas superficiales del suelo, incluyendo, en muchos casos, árboles y arbustos de alto porte. o Remoción Los eventos sísmicos y volcánicos han ocasionado la destrucción, remosión y deformación del suelo en pendientes escarpadas de los cañones fluviales. El IDEAM (1998) reportó eventos de este tipo en los departamentos de Antioquia, Boyacá, Casanare, Cundinamarca, Huila, Meta, Nariño, Risaralda, Santander, Tolima y Valle del Cauca. o Desertización Los lentos incrementos de temperatura típicos de un período interglacial, sumados a déficits de humedad relativa del ambiente, dan lugar al resecamiento del suelo, resquebrajamiento, y en la etapa final, al afloramiento del lecho rocoso. Aunque no siempre se da un cambio climático drástico, este fenómeno es facilitado cuando previamente ha habido alteración o disturbio del material vegetal. Ejemplo de esto son los paisajes del sector nororiental del departamento de Boyacá (Villa de Leyva, Samacá, Chíquiza y sus alrededores).

o

Agricultura Ecológica

Esta forma alternativa de producción surgió con el fin de solucionar los problemas clave que constituyen el desequilibrio de un agroecosistema. Plantea, entro otros, seis puntos importantes:

18. Sustituir los insumos y reducirlos al máximo

19. Empleo de abonos verdes, es decir, plantas fijadoras de nitrógeno de baja competición con el cultivo.

20. Estímulo de interacciones planta cultivada/animal, promoviendo interacciones biológicas que aumentan la fertilidad del suelo en forma natural.

21. Empleo de abonos orgánicos como estiércol, compost y residuos. 22. Uso controlado y en cantidades mínimas de agruquímicos. 23. Prevalencia de los cultivos combinados y estratificados frente a los monocultivos.

El desarrollo de la agroecología evita la pérdida del material orgánico del suelo, mejora la calidad del alimento cultivado (y por lo tanto resulta mas saludable su consumo) y permite interacciones ecológicas, favoreciendo la biodiversidad.

RECURSOS HÍDRICOS

Mucho se ha mencionado sobre el potencial hídrico de nuestro país. Con altas tasas de precipitación, un sistema de cuencas con acceso a dos océanos y densas coberturas de bosque que protejen los cursos de agua, parece imposible creer que en sólo unas décadas será difícil cubrir la demanda de una población creciente con malos hábitos de consumo.

Aún en el presente, muchos municipios y poblaciones carecen de un servicio de acuueducto, o reciben agua de baja potabilidad, mientras en las grandes ciudades son empleadas cantidades innecesarias en actividades para las cuales en otros países está restringido el gasto de este preciado líquido.

Agua Potable

El agua dulce renovable anual, disponible per cápita es la cantidad de metros de agua dulce disponible por persona,. La disponibilidad de agua dulce se calcula midiendo las corrientes de agua y la precipitación de cada país menos la cantidad de evaporación. El agua dulce se refiere al agua potable para beber, para irrigar los sembrados y par la mayoría de los usos industriales (Engelman & Le Roy, 1997).

En Colombia, el agua suministrada a las ciudades por los acueductos es de alta calidad, pero es precisamente en las viviendas y en la red de distribución donde se presenta algún nivel de deterioro (CGR, 1997). En sectoes poco urbanizados, cuando aumenta la precipitación, la calidad del agua disminuye notablemente, ya que las plantas no impiden que este fenómeno altere la calificación.

Las enfermedades más relacionadas con el agua son la amibiasis, hepatitis, diarreas virales, parasitosis intestinal y dengue, entre otros.

Los principales factores que inciden actualmente en la potabilidad del agua son:

o El uso de palguicidas es el segundo problema ambiental de las fuentes de agua.o La contamianción originada por aguas residuales industriales pasó en un año, del quinto al tercer lugar.o El cuarto y quinto lugar lo ocupan la disposición inadecuada de basuras, de orígen industrial y doméstico.o El primer lugar lo ocupan los hogares, ya que consumen el 80% del agua suministrada por los acueductos y donde más se modifican sus características en detrimento.

Consumo en las Ciudades

La Contraloría General realizó un anáilisis del porcentaje de la población servida por capitales (1997). Pese a lo que se esperaba, se encontró valores críticos para algunas ciudades: el caso particular de Quibdó, sugiere que sólo el 30% de la población recibe agua potable.

Las ciudades representan una complejización de la problemática del agua en Colombia. Dado que la mayoría de los centros urbanos se encuentra sobre la región andina, y por lo tanto dependen de la conservación del reducido número de cuencas que pueden abastecerlas, el crecimiento poblacional aumenta la demanda del recurso y disminuye la capacidad de almacenamiento. Las proyecciones para el año 2016 estiman que el 38% de la población urbana alcanzará un índice de escasez alarmante.

Consumo per cápita en varias ciudades:

CONCEPTO UNIDADESBogot

áMedellí

nManizale

sPereira

CONSUMO DE AGUA POR LA

INDUSTRIA

M3 / mes 587 203 319 279

CONSUMO ESTIMADO DE AGUA

RESIDENCIAL

Litros habitante /

día126 150 124 160

Fuente: Contraloría General de la República. 2000.

De acuerdo a la evaluación de las implicaciones ambientales del sector urbano realizado por la Contraloría General de la República (2000), Bogotá presentará serios problemas de escacez de agua antes de un transcurso de 50 años.

Por otra parte, las ciudades que reciben un servicio eficiente de agua, muestran exagerados valores de consumo: En Medellín y Pereira, por ejemplo, el estimado de consumo residencial por persona sobrepasa los 150 litros. Cade resaltar que casi el 30% tdel total es concumido únicamente en lavado de ropas, y casi el 20% empleado en lavado de platos. Las estimaciones obtenidas sugieren que no hay una cultura de economización del agua en las ciudades.

Existen otro tipo de usos del agua, considerados no esenciales, y que en muchos países desarrollados presentan ciertas restricciones y cobros adicionales para el consumo:

o Lavado de autoso Riego de plantas y jardineso Piscinas

El DNP estima que que si cada familia realizara una reducción moderada del 20% en los usos de agua, podrían economizarse cerca de 93 mil millones de litros en un año.

RECURSOS FORESTALES

 

En Colombia la reducción de los bosques es una causa de preocupación. Siendo un recurso natural renovable y productivo, sólo es necesario que las comunidades estrechamente relacionadas tengan a su alcance el apoyo, las herramientas y el conocimiento necesarios para hacer un uso ordenado y sostenible, que les permita mejorar sus condiciones de vida recibiendo beneficios a corto y largo plazo.

 

Estado de los Bosques en Colombia

Los inventarios e investigaciones pertinentes al recurso forestal de los países latinos son evaluados por la FAO, a través del FRA (Programa de la evaluación de los recursos forestales). El FRA recibió una recopilación del recurso forestal en Colombia hasta 1996. Reporta una extensión de 632.310 Km2 de tierras arboladas, de las cuales se consideró que un 85% pertenece a bosque natural, es decir, aproximadamente el 50% del territorio colombiano. De acuerdo al Banco Mundial (1996), el porcentaje de deforestación en Colombia es del 0.7% para el período 1981-1990, y la cobertura protegida es del 8.2%

De acuerdo a la Contraloría General de la República (1997), los hogares son uno de los principales demandantes directos e indirectos de madera. Se estima que la demanda aumentará cerca del 30% para el período 2000-2005, lo que implicaría una explotación de los bosques naturales. Colombia tiene una de las 5 mayores tasas de reforestación de bosque húmedo tropical del mundo.

o Las regiones con alta presión (densidad poblacional) sobre los bosques incluyen los departamentos de Cauca, Nariño, Risaralda, Caldas, Cesar, Bolívar, Santander, Cundinamarca, Antioquia, Norte de Santander y Boyacá (IGAC, 1998). Dado que la región andina es la mayor afectada, los ecosistemas naturales que actualmente están sufriendo mayores procesos de disturbio, fragmentación y tala, son los bosques entre altitudes mayores a 2.800 msnsm, con géneros nativos como Quercus (roble), Weinmannia (encenillo), Clusia (cucharo), Alnus (aliso) y Drimys (ají de monte), entre otros. o Si bien es inaceptable la idea de mantener extensas áreas de bosque sin ningún fin económico, la reglamentación, las herramientas y el recurso humano para crear opciones de manejo sostenible ya existen en el país, siendo claras oportunidades de empleo para la población rural en muchos municipios.

 

Reforestación

Beneficios. Para que puedan realizarse acciones de reforestación, debe haber algún tipo de beneficio económico, que puede ser de dos tipos: privados y externos (MINAMBIENTE, 1999).

Los beneficios privados se derivan de proyectos de restauración, reforestación protectora y arreglos agroforestales que acogen a los dueños de los predios donde se ejecutan los proyectos. Los beneficios externos son aprovechados por la población que habita en áreas de influencia o cercanas al sitio de realización del proyecto, generalmente aguas abajo de la zona a reforestar.

Además de madera, los bosques generan otros bienes que se destinan a los mercados locales, o al autoconsumo de las familias. Productos como cortezas, látex, frutas, semillas, resinas, carne, pieles, etc. que debidamente explotados ofrecen una fuente de ingreso adicional a las familias rurales.

Algunos de los principales beneficios externos que se generan son los siguientes:

o Aumento del caudal hídrico en épocas de sequía y su regulación durante el transcurso del año, con la disponibilidad de agua para el abastecimiento de acueductos para consumo humano y uso agropecuario. o Reducción de los picos de escorrentía durante la época de lluvias, y por tanto disminución del riesgo de inundaciones. o Mejor drenaje en el suelo para cultivos en las zonas bajas. o Reducción de la erodabilidad de los suelos link ò Restauración del paisaje y restauración ecológica.

Técnica e implementación. Los planes de reforestación deben incluir varias etapas, entre las que se incluye:

7. Capacitación a la comunidad en las técnicas de manejo 8. Recolección y conservación de semillas. 9. Siembra en viveros 10. Técnicas de plantación y arreglos de agroforestería 11. Seguimiento o monitoreo

RECURSOS GENÉTICOS Y BIODIVERSIDAD

 

Una vez concientizados los países del mundo sobre la necesidad de preservar hábitats, especies y genes, más aún cuando no se conoce gran parte del potencial de las diferentes especies vegetales a nivel farmacológico, alimenticio e industrial, durante los últimos decenios se han firmado innumerables convenios biológicos, que permitan asegurar la disponibilidad de los recursos para las generaciones futuras.

 

Convenio Nacional de Biodiversidad

Este instrumento jurídico fue creado a través de la Ley 165 de 1994, con el fin de hacer cumplimiento en Colombia de los acuerdos firmados internacionalmente durante la Convención sobre Diversidad Biológica en Río de Janeiro (1992). Este acto señala la necesidad de trabajar a nivel global para la protección de los recursos forestales, pesqueros y alimenticios llegando a planes de uso sostenible y cuando sea necesario a la cooperación entre países.

El Convenio Nacional de Biodiversidad afirma el derecho de exportación de los recursos propios, conforme a una política ambiental bien definida. Propone acciones como:

o Realizar el inventario de especies, materiales genéticos, hábitats, ecosistemas e impactos adversos. Dichos impactos adversos sobre la diversidad deberán ser monitoreados. o Realizar conservación In Situ, es decir, proteger y desarrollar planes de conservación de poblaciones de especies viables en los sitios naturales donde se encuentran. o Controlar los riesgos asociados al uso y liberación de los organismo vivos modificados. o Se deben rehabilitar y reestructurar los ecosistemas degradados y promover la recuperación de las especies amenazadas. Adicionalmente es necesario evitar la introducción de especies extrañas (Introgresión) que puedan desestabilizar los ecosistemas. o Preservar y mantener el conocimiento, las innovaciones y las prácticas de las comunidades locales e indígenas y compartir equitativamente los beneficios. Esto puede apoyarse mediante el desarrollo de una legislación para la protección de especies y poblaciones amenazadas. o Realizar la conservación Ex Situ, o Hacer un uso sostenible de los elementos de la Diversidad Biológica. o Crear medidas que incentiven la conservación y el uso sostenible ò Iniciar programas de educación y capacitación, estimular investigaciones sobre biodiversidad y conservación. o Evaluación del impacto ambiental, coordinar la información a nivel institucional con otros países y adoptar mecanismos de respuesta frente a emergencias que pongan en peligro la biodiversidad. o Crear la política necesaria y las condiciones en general que faciliten el acceso a los recursos genéticos para usos adecuados o Facilitar el acceso y la transferencia de tecnología, garantizando los derechos de propiedad intelectual. o Promover la cooperación técnica y científica o Promover y organizar el manejo de la biotecnología, coordinando la distribución de sus beneficios. o Proporcionar recursos financieros e incentivos para apoyar el Programa de Diversidad Nacional. Con este fin pueden fortalecerse las instituciones financieras preexistentes, y crearse planes de cooperación con otros países. o Adoptar la medidas necesarias para la protección de las especies de flora y fauna silvestres, tomar las previsiones que sean del caso para defender las especies en extinción o en peligro de serlo, y expedir los certificados a que se refiere la Convención Internacional de Comercio de Especies de Fauna y Flora Silvestres Amenazadas de Extinción (CITES).

CITES

Colombia se acogió a esta Convención mediante la ley 17 de 1981. El CITES establece las normativas para la comercialización de especies entre países, creando los listados correspondientes:

o Apéndice I: Agrupa las especies en peligro de extinción y prohibe su comercio.

o Apéndice II: Incluye las especies amenazadas , y su comercio puede ser restringido, de sospecharse que esta actividad conllevaría a que la especie pase al apéndice I. o Apéndice III: Incluye las especies vulnerables, las cuales pueden ser comercializadas, pero debe existir un sequimiento, y políticas que obliguen al manejo sostenible de la especie.

El cuadro resume algunos criterios de las categorías rojas de la UINC (1994):

CRITERIOESPECIE

CRÍTICAMENTE AMENAZADA

ESPECIE ENPELIGRO

ESPECIE VULNERABLE

DISMINUCIÓN DE LA POBLACIÓN

80% en 10 años o tres generaciones

50% en 10 años o más generaciones

20% en 10 años o más generaciones

DISTRIBUCIÓN PEQUEÑA, FRAGMENTADA, DECLINANDO

Area de ocupación estimada: < 10 Km2

Area de ocupación estimada: < 500Km2

Area de ocupación estimada: < 2000 Km2

TAMAÑO DE LA POBLACIÓN DECLINANDO

25% en 3 años o 1 generación

20% en 5 años o 2 generaciones

10% en 3 años o 10 generaciones

TAMAÑO DE LA POBLACIÓN PEQUEÑO

Número de individuos adultos: < 250

Número de individuos adultos: < 2500

Número de individuos adultos: < 10000

 

Estado Actual de la Fauna y Flora

La degradación de los ecosistemas ha funcionado como un indicador de la disminución de biodiversidad vegetal, pero resulta altamente dispendioso realizar un registro de las especies en particular que cada vez son menos frecuentes. algunos ejemplos de los grupos más susceptibles de reducir sus poblaciones debido a que suelen ser extraídos del medio natural, son:

o Bromelias y Orquídeas: cotizadas por ser ornamentales. o Musgo: extraído durante los últimos meses del año para decoración de pesebres. o Palma de Cera (Ceroxylon quinduense): Usada durante la época de semana santa para hacer ramos. o En general, cualquier especie con alguna utilidad conocida ( maderable, medicinal, aromática, etc) no explotada a gran escala y de reducida distribución.

En cuanto a las especies faunísticas, la documentación sobre anfibios, peces e invertebrados es bastante deficiente. La tabla presenta un listado de más de 160 especies en peligro y vulnerables de acuerdo al Libro Rojo de la IUCN (Unión Mundial para la Naturaleza), en la cual el 50% corresponde a aves, el 37.7% a mamíferos y el 13.3% a reptiles.

 

AVES MAMIFEROS REPTILES

Amazilia castaneiventris (Colibrí) Aburria aburri (Pava negra, gualilo, pava azul, gurri)Anas cyanoptera borreroi (Pato colorado)Anas flavirostris altipetens (Pato de páramo)Ara ambigua

Agouti paca (Guagua. borugo, paca.)Alouatta palliata (Aullador negro)Aotus lemurinus griseimembra (Marteja,

Iguana iguana (Iguana)Eretmochelys imbricata (Totuga carey)Dermochelys coriacea (Tortuga canal, barriguda, cana)Boa constrictor (Boa)Caiman

(Guacamaya frentiroja)Ara manilata (Guacamaya de los moriches)Ara ararauna (Guacamaya Pechiamarilla) Ara chloroptera (Guacamaya de ala verde)Ara macao (Guacamaya bandera, tricolor)Ara militaris (Guacamayo)Bangsia aureocincta (Tángara)Bangsia melanochlamys (Tángara)Coleigena prunellei (Colibrí, quincha, tomineja, sun-sun)Bolborhynchus ferrugeneifrons (Perico) Casmerodius albus (Garza del Ganado)Cephalopterus ornatus (Pájaro sombrilla)Cairina mostacha (Pato real)Carduelis cucullata (Cardenalito)Europyga helias (Ave sol)Eutoxeres aquila (Colibrí)Falco deiroleucus (Halcón)Falco peregrinus anatum (Halcón peregrino, halcón patero)Falco peregrinus cassini (Halcón peregrino, halcón patero)Florida caerulea (Garza azul)Goethalsia bella (Colibrí)Goldmania violiceps (Colibrí)Hapalopsittaca amazonina (Perico multicolor)Harpia harpyja Aguila harpía, (águila churuquera, miquera)Harpyhaliaetus solitarius solitarius (Aguila solitaria)Hydranassa tricolor (Garza tricolor)Icterus jamaicensis (Toche)Icterus leucopteryx lawrencii (Banana bird)Ixobrychus exilis bogotensis (Gallito de agua de la sabana.)Jabiru mycteria (Garzón soldado)Neochen jubata (Ganso del Orinoco, pato carretero)Netta erythrophthalma

martica)Aotus lemurinus lemurinus (Mico de noche)Aotus trivirgatus (Mico de noche, marteja)Ateles fuscipens (Mono araña)Ateles belzebuth (Marimonda)Alouatta seniculus (Mono colorado aullador)Aotus brumbacki (Mico de la noche)Ateles paniscus hybridus (Marimonda, mico araña, marijuano)Atelocynus microtis (Zorro ojizarco, zorro)Balaenoptera edemi (Ballena del caribe)Balaenoptera musculus (Ballena azul)Cebuella pygmaea (Tití enano)Cebus albifrons cesarae (Mico cariblanco, maicero, mico bayo)Cebus capucinus (Mico capuchino)Cerdocyon thous (Zorra)Bradypus variegatus (Oso perezoso)Chrysemys scripta ornata (Icotea blanca, icotea)Chrysocyon brachyurus (Zorro)Chubbia imperialis (Caica)Chubbia stricklandii jamesonii (Caica sola)Coendu prehensilis (Puercoespin)Coendu vestitus (Puerco espin)Dasypus novemcynctus (Gurre, armadillo)Dinomys branickii (Guagua loba, pacarana, guagua de cola)Felis concolor (Puma, León americano, león de montaña)Felis

crocodilus apaporiensis (Babilla del Apaporis)Caiman crocodylus fuscus (Babilla, cachirre)Caiman crocodilus chiapasus (Babilla, gorgona)Chelonia mydas (Tortuga verde, (tortuga blanca)Chelus fimbriata (Mata mata)Caretta caretta caretta (Tortuga caguama, tortuga gogó)Crocodylus acutus (Caiman del Magdalena, caimán agujo)Crocodylus intermedius (Caimán del Orinoco, llanero)Phrynops dahli (Carranchina, tortuga parlanchina)Podocnemis erythrocrphala (Tortuga)Podocnemis expansa (Tortuga charapa, tartaruga, tortuga arrau)Podocnemis lewyana (Tortuga de río, galápaga)Podocnemis sextuberculata (Tortuga)Podocnemis unifilis (Totuga terecay, tericaya, galápaga)Pseudemys scripta (Tortuga de agua dulce, Icotea)

erythrophthalma (Pato carrango, zarceta negra)Nothocrax urumutum (Paujil nocturno)Nyctibius grandis (Chotacabras)Odontophorus atrifrons ariegatus (Perdiz)Odontophorus atrifrons atrifrons (Perdiz)Odontophorus strophium (Perdiz de monte)Ognorhynchus icterotis (Loro orejiamarillo)Oroaetus isidori (Aguila de copete)Parabuteo unicinctus harrisi (Gavilán andapie)Oxyura jamaicensis andina (Pato turrio, pato consumidor, pato piquiazul)Oxyura jamaicensis ferruginea (Pato turrio,pato consumidor, pato piquiazul)Pauxi pauxi gillardi (Paujil copete de piedra, paujil de piedra)Pauxi pauxi pauxi (Paujil copete de piedra, paujil de piedra)Pelecanus occidentalis (Pelícano)Penelope argyrotis argyrotis (Pava)Penelope argyrotis colombiana (Pava)Penelope perspicax (Pava del cauca)Phoenicopterus ruber Flamenco, (chicloco, tococo)Piomopsitta haematotis (Lora)Piomopsitta pyrilia (Loro)Pipile pipile (Pava rayadora)Podiceps andinus (Zambullidor)Colinus cristatus bogotensis (Perdiz de la sabana de Bogotá)Columba leucocephala (Paloma cabeciblanca)Conepatus semistriatus (Zorrillo)Crypturellus kerriae (Tinamú del Chocó)Crax alberti (Paujil de la costa)Crax globulosaCrax rubra (Paujil del Chocó)Podiceps

pardalis (Ocelote)Felis tigrina (Tigrillo)Felis yagouaroundi (Gato colorado, moro)Felis wiedii pirrencis (Tigrillo,gato montés)Myrmecophaga tridactyla (Oso hormiguero,oso palmero, oso caballuno, oso pajizo)Nasuella olivacea (Cusumbo)Inia geoffrensis (Delfín rosado)Hydrochaeris hydrochaeris ithsmius (Chiguiro)Noctilio leporinus (Murciélago pescador)Odocoileus virginianus goudoti (Venado de páramo, venado gris, venado blanco, venado reinoso)Odocoileus virginianus tropicalis (Venado del cañón del Dagua)Panthera onca (Jaguar)Priodontes maximus (Armadillo gigante,ocarre, armadillo trueno)Procyon lotor (Mapache)Pteronura brasiliensis (Perro de agua,lobón, ariraña)Pudu mephistophiles (Venado conejo, cansa perros, venado chonta)Saguinus leucopus (Tití gris)Sciurus sp. (Ardilla)Saguinus oedipus geoffroyi (Tití cabeza blanca, tití manchín, tití bebeleche)Saguinus oedipus oedipus (Tití piel roja)Sotalia fluvialis Delfin de río, (Bufeo)Speothos venaticus (Perrito venadero)Stenella attenuata (Delfin rosado)Tapirus bairdii (Danta del chocó,

occipitalis juninensis (Zambullidor)Polystictus pectoralis bogotensis (Cucarachero)Porphriops melanops bogotensis (Tingua de Bogotá)Rhamphastos sulphuratus (Tucan arcoiris, piquihermoso)Rhamphastos swainsonii (Tucán)Rupicola peruviana (Gallito de roca, gallito de monte, berreador)Rupicola rupicola (Gallito de roca)Sarcorhamphus papa (Rey gallinazo)Semnornis ramphastinus (Pájaro compás)Spheniscus humboldti (Pingüino)Spinus cucullatus (Cardenalito, jilguero rojo)Spizastus ornatus (Aguila crestada)Spizastus ornatus vicarius (Aguila, águila calzada)Spizastus tyrannus serus (Aguila)Spizastus melanoleucus (Aguila)Tinamus osgoodi hershkovitziK (Tinamú del huila, gallineta negra)Sula dactylatra dactylatra (Bubia blanca, booby, pajaro bobo)Tinamus tao larensis (Gallineta azul, perdiz de monte)Tyto alba (Lechuza blanca)Vultur griphus (Cóndor de los andes, buitre, kuntur -quichua-)

macho de monte, danta)Tajassu pecari (Manao, pecarí)Tajassu tajacu (Zaino)Tapirus pinchaque (Danta de páramo, danta conga, danta lanuda)Tapirus terrestris colombianus (Danta de la costa)Tremarctos ornatus (Oso andino, oso negro, oso de anteojos,oso real, oso careto, oso enjaquimado, oso frontino)Trichechus inunguis (Manatí amazónico, vaca marina, peixe boi)Trichechus manatus (Manatí del caribe, manatí de la costa, vaca marina)Tursiops truncatus (Delfin pico de botella)

 

Los registros en cuanto a biodiversidad son los siguientes (1997):

o Colombia es el segundo país con mayor número en especies de plantas superiores. o El cuarto con mayor número de mamíferos. o Primer lugar en aves. o Tercero en reptiles y primero en anfibios. o Se calcula que aproximadamente el 33% de las plantas superiores del país son endémicas (von Humbold, 1997). o Se encuentra entre el grupo de países Megadiversos, ya que posee entre el 14% y el 15% de la diversidad terrestre mundial, con sólo un 0.77% de la superficie total del planeta.

De acuerdo a la Contraloría General de la República, existen 119 especies colombianas amenazadas según el libro rojo de la UINC. Las aves son objeto de casi el 50% del trafico de especies en Colombia. Sólo durante el año 1998, se registraron 4.000 casos de decomiso de especies.

Datos: Ministerio del Medio Ambiente. Dirección General de Ecosistemas

 

Uso Sostenible de la Biodiversidad

En cuanto concierne a los países con mayor biodiversidad, la riqueza en especies de fauna y flora no solo representa un recurso biológico que debe ser conservado y protegido. Existen cientos de utilidades potenciales que ofrecen estas especies, y que en mayoría de los casos, aún son desconocidas. El uso sostenible de plantas y animales, puede resultar altamente productivo y competitivo a nivel internacional, garantizando la no extinción de las especies. Los siguientes son algunos productos que ofrecen:

FLORA FAUNA

Madera, aceites escenciales, hongos comestibles, pigmentos y tintes, tónicos, hierbas medicinales, alimentos exóticos, precursores farmacéuticos, frutales, látex y caucho, especias, flores, perfumes, fibra

Pieles, huevos, carne, grasa, control de plagas. seda y fibras, precursores farmacéuticos

Durante siglos las comunidades indígenas explotaron el recurso biológico garantizando su recuperación en un proceso rotativo. Tenían conocimiento de las diferentes utilidades de muchas

especies endógenas de la selva, y disponían de una gama de plantas cultivables.

 

Plantas cultivadas

Aunque la revolución agrícola durante el presente siglo permitió el cultivo y seleccionamiento de un sinnúmero de variedades de la misma planta, facilitando así el surgimiento de gigantescas extensiones de monocultivo de sólo unas pocas variedades de alto rendimiento, durante las últimas décadas se ha notado que aún sigue siendo insuficiente la producción alimentaria para la población mundial. Frente a esta realidad, han surgido dos vías que mejorarían el rendimiento y la calidad de las plantas cultivadas: la biotecnología y la Agroecología

 

Biotecnología

Incluye cualquier aplicación tecnológica que use organismos vivos, o sus productos derivados, para modificar o crear productos de utilidad específica. La biotecnología en plantas consta de dos ramas básicas:

29. Cultivo de Tejidos: Consiste en la inducción de tejido no reproductivo a formar un nuevo individuo.

30. Plantas transgénicas: Consiste en la modificación genética de la planta, adicionando al genoma genes deseables, a partir de otra especie.

Existen fuertes controversias sobre los beneficios que ofrecen los transgénicos y los costos (no propiamente económicos) que implicarían. Muchos de los contras atribuídos a la ingeniería genética, dejar entrever que la comunidad en general desconoce en qué consiste y cómo funciona su aplicación a las plantas cultivadas.

Las siguientes son algunas ventajas del fitomejoramiento:

Al implantar un gen (que puede ser de resistencia plagas, para aumentar el contenido de proteína, para aumentar la tasa de crecimiento, o de resistencia a heladas, entre otros) en el genoma de la planta, la característica deseada se transmite a todos sus descendientes. La generación de mejores individuos, en corto plazo, resulta una solución inmediata a problemas que actualmente se agravan con el tiempo, y amenazan con extenderse geográficamente. La producción de semillas mejoradas, pone la biotecnología al alcance de los campesinos, igualando la calidad de su producto a la de cualquier campo de alta producción. Al crearse resistencia a plagas, malezas, hongos e insectos, se reduce al máximo el uso de biocidas disminuyendo así los aportes de sustancias químicas al suelo, y por lo tanto, las tasas de contaminación. Puede mejorarse la calidad de los abonos verdes, minimizando así los requerimientos de fertilizantes nitrogenados para los cultivos. El desarrollo de la biotecnología en Colombia haría más competitivos los productos agrícolas nacionales, minimizando las importaciones en maíz, trigo, soya y fríjol, entre otros, que son preferidos en el mercado nacional por ser de mejor calidad, provenientes de países como Estados Unidos y Canadá, en los cuales se cultiva transgénicos desde hace por lo menos 5 años.

Las principales desventajas:

La hibrización de plantas transgénicas con otras especies relacionadas, aumenta las posibilidades de la creación de nuevas malezas. En cultivos de plantas resistentes a plaga, puede afectarse seriamente a las especies benéficas de insectos. Como resultado, existiría un desequilibrio ecológico que bien podría agravarse, o compensarse con el tiempo. Como en el caso del monocultivo de variedades exitosas, existe el riesgo de la erosión genética al cultivar la planta transgénica, amenazando a las especie silvestre. Frente a esto deben existir políticas claras, que permitan la protección de sitios estratégicos del país donde aún se conserven genotipos silvestres de plantas cultivadas.

Si bien existen razones por las cuales se justifica la biotecnología en plantas, por cuanto se ha documentado que presentan una plasticidad genética y citológica importante, que permite que en numerosos casos se den transmisiones genéticas de una especie a otra en condiciones naturales, no puede evaluarse con la misma balanza el caso de la ingeniería genética en especies animales, por cuanto esto representa compromisos éticos en la investigación, mucho más serios. Con el fin de evaluar los riesgos de los transgénicos en el mundo, surgió el Protocolo de Bioseguridad.

FAUNA

 

Caza

En el país existen ciertas restricciones en cuanto a la esta actividad. Se permite la caza bajo las siguientes condiciones:

o Si se realiza con fines de subsistencia, para la alimentación de la familia, y sólo a las especies autorizadas. o Con fines científicos o de investigación, comerciales, deportivos, de control, de educación y fomento, bajo previa solicitud detallada a la autoridad ambiental. o Las proyecciones para la comercialización de fauna deben incluír un sistema de aprovechamiento sostenible, que aseguren la estabilidad de las poblaciones de la especie.

Zoocriaderos

Es una de las formas más comunes de sostenimiento de especies comerciales. Consiste en la adecuación de zonas de cautiverio en las cuales se brinda alimentación y cuidado a numerosos ejemplares de la especie, dentro de los que se clasifica a los fenotipos más deseables como reproductores.

Los mejores zoocriaderos presentan las condiciones climáticas y de vegetación típicas de los ecosistemas donde viven las especies. También es asegurada la eclosión de más del 60% o 70% de los huevos producidos (en el caso de reptiles), cuando en el medio natural, por múltiples causas, sólo el 30% o menos de los huevos sobreviven hasta la eclosión, y sólo una parte de la población juvenil de estas especies llega a la edad adulta o reproductiva.

En la actualidad los zoocriaderos permiten la exportación de cinco especies: Boa, iguana, chiguiro, babilla y lobo pollero, reprentando un comercio en pieles y carne que representa fuertes divisas. Aunque existen otras especies poco conocidas en el exterior y que podrían abrirse paso en el mercado, como: Zaíno, danta, pecarí y borugo; debe tenerse en cuenta que la zoocría de mamíferos representa mayores dificultades, por sus patrones comportamentales, y requerimientos de espacio mínimo.

Artículo 30 Ley 84 de 1989 Art. 31 Ley 84 de 1989

Explotación de la Fauna Acuática

Se considera que en Colombia el recurso pesquero está subexplotado. De acuerdo a investigaciones realizadas por la Contraloría General de la República, La producción pesquera en aguas continentales es altamente competitiva con otros países suramericanos, con la comercialización de bagres, bocachicos nicuros, pacoras, paraibas, doncellas y otras especies. Sin embargo, estas especies representan sólo el 0.5% del total de explotables comercialmente (Instituto Nacional de Pesca y Acuicultura).

Con la explotación de los océanos Atlántico y Pacífico sucede algo similar. Aunque Colombia es ampliamente superado por países como Brasil, Chile y Perú, cabe resaltar el caso de Panamá, que teniendo menor participación en aguas del Pacífico, tiene también una mayor producción. En total, nuestro país explota sólo el 1.3% de su potencial en peces, moluscos y crustáceos. Este potencial tiende a reducirse con la fuerte alteración antrópica de los ecosistemas acuáticos, y la explotación incorrecta de sus recursos alimenticios.

Acuicultura

Consiste en el cultivo de organismos acuáticos, en ambientes confinados hechos por el hombre. Dentro de las modalidades más comunes, se encuentran el cultivo de peces, de camarones y de moluscos. Algunos aspectos que caracterizan la acuicultura son:

o Permite un manejo colateral de las aguas para abrevar el ganado, para riego, etc. o Se pueden emplear tierras marginales, que han perdido sus propiedades para cultivo o ganadería. o Se obtienen rendimientos altos por unidad de área.o Obtención de organismos comerciables en un período de tiempo muy corto. o Se cosechan rápido y fácilmente, en un tiempo óptimo para la venta o consumo. o Conserva especies y poblaciones de peces

o Evita la contaminación de las aguas, la desecación de ciénagas y en general malas técnicas de explotación. o Puede emplearse animales de granja como cerdos y patos para el aporte de abonos.

El requerimiento más importante para el cultivo en piscinas, es el monitoreo de variables como productores, oxígeno, temperatura y pH, entre otros.

Existen por lo menos 35 especies conocidas que pueden ser empleadas para piscicultura, entre las que se encuentran: bagre, cachama, nicuro, mojarra, jacho, sardina, trucha, pacora y capaz, diferenciadas en grupos en particular para cada rango altitudinal, y su seleccionamiento se realiza de acuerdo a sus hábitos de alimentación, de reproducción, resistencia a parásitos y enfermedades, alta adaptabilidad, y cualidades alimenticias.

 

Protocolo de Bioseguridad

Surgió como cumplimiento del artículo 19.3 del Convenio sobre Diversidad Biológica. Establece los lineamientos para asegurar que los organismos vivos modificados (OVM) no tendrán ningún efecto adverso sobre la biodiversidad.

El texto final, aprobado en Montreal, el 29 de enero de 2000, favorece las negociaciones transfronterizas de OVMs en el mundo; estipula además, que es responsabilidad de cada país evaluar previamente los posibles riesgos de la importación de OVMs.

En Colombia existe una notoria apatía del Estado en cuanto a la posición que debe asumir frente a la seguridad alimentaria y a los OVMs en general. Si bien se reglamenta y establece el procedimiento para su introducción y comercialización mediante la resolución 23492 del 22 de diciembre de 1998 del ICA, esto se aplica solamente para material vegetal.

Mientras países como Estados Unidos, Canadá, Argentina entre otros, han incrementado su mercado de exportación, gracias a las fuertes inversiones del gobierno en investigación y biotecnología, en Colombia se destina un irrisorio porcentaje del Presupuesto Nacional (0,16%) en proyectos de inversión en Biodiversidad (Contraloría General de la República, 2000). El potencial que generaría la aplicación de la biotecnología, además de los que promete la biodiversidad sin ninguna modificación, representa utilidades para los sectores agrícola y pecuario, la industria alimentaria y farmacéutica, entre otros.

 

Propiedad Intelectual UPOV

En 1961 se realizó la primera Convención Internacional para la Protección sobre las Obtenciones Vegetales, ante la necesidad de dar fin a las controvertidas patentes sobre variedades vegetales, dando prioridad a los derechos de obtentor.

El documento resultante de dicho Convenio, ha sido revisado en tres ocasiones. Su objetivo fundamental es la protección de las nuevas variedades vegetales mediante un derecho de propiedad intelectual, ante el creciente interés de la sociedad en los sistemas de inversión tanto en nuevas biotecnologías como en la mejora vegetal clásica UPOV, 1995).

El UPOV se aplica a todos los géneros y especies botánicos. Para que una variedad obtenida reciba protección necesita cumplir requerimientos específicos (UPOV, 1991).

o OBTENTOR es la persona que obtiene, descubre y desarrolla una variedad. Los derechos de obtentor lo favorecen: o Recibiendo una recuperación razonable de sus inversiones.o Proporcionándole el reconocimiento como innovador, teniendo derecho económico a recibir una remuneración por sus esfuerzos. Como resultado del Convenio, se debe someter a previa autorización del obtentor, entre otros: o La producción con fines comerciales de material de reproducción o de multiplicación vegetativa. o La puesta en venta y comercialización de dicho material. o El empleo repetido de la variedad con el fin de obtener otras variedades comercializables. o La producción o reproducción. o La oferta en venta

 

Problemática del UPOV en Colombia

El Ministerio del Medio Ambiente (1997) ha hecho énfasis en cuanto refiere a disponer lo necesario para reclamar el pago o reconocimiento de los derechos o regalías que se causen a favor de la Nación por el uso del material genético. No obstante, Vasquez (1995), expone el caso colombiano, en el cual lastimosamente se favorecieron los intereses de las multinacionales y los entes monopolizantes.

Aunque el proyecto de ley 195 de 1992, mediante el cual se proporciona la base jurídica del UPOV, fue aprobado en la 1ª. Sesión del Senado, fue necesario hacer modificaciones propuestas por ONGs y otras entidades. Aún así, las multinacionales y los sectores monopolizantes interesados en modificaciones de fondo al proyecto, lograron que el gobierno transladara el proceso iniciado al contexto regional de los cinco países del Pacto Andino. Como resultado, se dio trámite y aprobación a las decisiones 344 y 345 del Acuerdo de Cartagena, los cuales permiten expedir los certificados de obtentores vegetales y las patentes.

Las medidas adoptadas perjudican especialmente a las comunidades indígenas y a los agricultores, ya que los imposibilitan para demostrar que son obtentores, en gran parte porque no disponen de la tecnología necesaria ni de los recursos económicos para cumplir con los requisitos exigidos para considerar nueva una variedad que necesiten proteger. De acuerdo a la decisión 345 del 29 de Octubre de 1993:

o Se otorga Certificado de Obtentor a la persona que haya creado una variedad vegetal. o La variedad debe ser novedosa, distinguible, homogénea, estable y presentar una denominación genérica adecuada.o La variedad es nueva sólo si no ha sido reproducido o o entregado a terceros con fines comerciales. o La duración del certificado será de 20 a 25 años para especies frutales, forestales y vides, incluyendo sus portainjertos. La duración será de 15 a 20 años para las especies restantes.

Reglamentación Posterior Relacionada:

Decreto 533 Por el Cual se reglamenta el Régimen Común de Protección de Derechos de los Obtentores de Variedad es Vegetales (8 de marzo de 1994). Decreto 2468 Modificación Parcial del Art. 13 del Decreto 533 (4 de noviembre de 1994).

DEMOGRAFÍA

Durante los últimos 40 años, América Latina ha sufrido profundos cambios demográficos, como resultado de fenómenos como la Transición Demográfica y el creciente costo de vida. El incremento del número de habitantes implica mayores exigencias para cumplir requerimientos básicos de salud, vivienda, y servicios públicos, y también una disminución de los recursos naturales a los que tiene acceso la población.

Indicadores demográficos de Colombia proyectados para el 2001 (DANE 1996).

Población: 43.070.703

Densidad de población: 35.2 hab/km2 (1997)

Tasa de Crecimiento: 1.73% Mortalidad : 5.51/1000

Natalidad : 22.7/1000 Tasa de Fecundidad: 2.44 hijos por mujer Composición por sexos: 50.5% mujeres y 49.5% hombres.

Esperanza de vida al nacer: 68.6 años en hombres y 74.91 años en mujeres.

Crecimiento Poblacional

La tasa de crecimiento está dada por la diferencia entre el número de habitantes en dos años distintos. También puede estimarse como la diferencia entre una tasa de adición (por nacimiento o migración) y una tasa de sustracción (por muerte o emigración) correspondientes al mismo año. El último censo poblacional en Colombia (1993) arrojó una cifra (ajustada para 1996) de 37.422.791. Se estima que actualmente estamos superando los 43 millones, y que en el año 2025 habrán 60 millones de habitantes.

El crecimiento poblacional en el país es altamente heterogéneo (basado en DANE 1999). Los departamentos con mayores tasas de crecimiento (2.5% o mayores) pertenecen a la Orinoquía y Amazonía, como son: Arauca, Vichada, Guanía, Amazonas, Putumayo, Guaviare y Casanare. Por otra parte, los departamentos pertenecientes a la región andina y que por tanto, sostienen un mayor número de centros urbanos, muestran los menores índices de crecimiento (menores a 1.6%). Es el caso de Nariño, Cundinamarca, Quindío, Risaralda, Huila, Antioquia, Santander, Caldas. Boyacá y Tolima. Estos dos últimos y el Chocó, presentan un crecimiento demográfico exageradamente bajo (menor al 1%). En Santefé de Bogotá la tasa es de 2.08%, siendo un valor contrastante con el promedio del departamento.

Este amplio mosaico demográfico actual del país sólo puede explicarse mediante la interacción de diversos factores como migración interna, densidad poblacional, violencia y desempleo.

Densidad Poblacional

Es la relación entre el número total de habitantes y la unidad de área o superficie (Km2). Adicionalmente, es un indicativo de la carga o presión que ejerce la población sobre una región determinada, es decir, permite conocer el grado de explotación de los diferentes recursos (particularmente agua y suelo) en dicha región.

La distribución de la población es ampliamente heterogénea en Colombia. Sobre la región Andina habita un 74% de la población, en la región Caribe un 20%, mientras en el Pacífico y en el flanco Oriental del país (Orinoquía y Amazonía) vive escasamente el 6% restante de la población Colombiana.

El efecto de una alta densidad poblacional en regiones donde la disponibilidad de recursos

naturales es limitada, se resume en una sobrexplotación cuyos costos pueden o no ser retribuídos. Generalmente, los sectores más pobres (y de menor acceso educativo) del país, son los que más degradan el medio físico, ante un requerimiento urgente de sustento económico, y sin herramientas para hacer un uso sostenible del recurso.

El mapa 9.2 indice de presión IDEAM 1998

Natalidad

El porcentaje de nacimientos se encuentra en descenso, a la par con la fecundidad en Colombia. Las tasas de reproducción han decrecido de 3.3 para el período1950-1955, a 1.28 en el período 2000-2005. Como en toda etapa avanzada del desarrollo de un país ( ver transición demográfica), a medida que se hace más difícil el sostenimiento de una pareja y de sus hijos, por cuanto los recursos naturales (espacio y agua) disminuyen con el crecimiento poblacional, y las oportunidades económicas son cada vez más competidas, se crea una cultura de planificación, que finaliza con un descenso significativo del número de nacimientos. Se estima que la natalidad continuará descendiendo durante el próximo quincenio.

Mortalidad

El desarrollo de la medicina durante el siglo XX causó una de las transformaciones más importantes de la dinámica poblacional en el mundo. Permitió aumentar significativamente el promedio de esperanza de vida, y reducir los porcentajes de mortalidad causadas por diferentes enfermedades contagiosas. Estos hechos fueron un acelerador del crecimiento poblacional (de un estimado de 2.500 millones de personas, en las primeras décadas del siglo XX, se pasó a 6.000 millones en la actualidad.

La tasa de mortalidad por homocidios se ha incrementado en 150% en los últimos treinta años: un 25% de la mortalidad en el país se debe a homicidios (IDEAM 1998), constituyendo el mayor índice de violencia en el mundo. De acuerdo a la historia demográfica, las tasas de homicidios se han incrementado desde 15 casos (por cada 100.000 habitantes) en 1938, hasta más de 110 casos en la actualidad. La violencia compromete el mayor número de años perdidos de vida saludable en hombres jóvenes, creando un desequilibrio poblacional por sexos: González & Velandia (1999) afirman que si bien se ha logrado a un incremento en las esperanzas de vida de la población colombiana, las personas de sexo masculino entre 15 y 24 años tienen un alto riesgo de morir por violencia (en este grupo de edad, se muere una mujer por cada13 hombres).

El mayor número de muertes causadas por violencia no intencional, se produce en

accidentes de tránsito, y de éstas, el 51% corresponde a peatones.

Aunque se ha reducido durante las últimas décadas, la mortalidad materna es la principal amenaza de las mujeres en edad reproductiva (González y Velandia, 1999). En Colombia, las probabilidades de que una mujer muera por complicaciones del embarazo y del parto son de 1 en 289. La mortalidad materna está directamente relacionada con la mortalidad infantil, y éstas a su vez con el nivel de educación: Las mujeres con menos de 5 años de educación presentan tasas de mortalidad infantil de 150/100.000, frente a 68,4/100.000 en mujeres con un promedio mayor a 8 años de educación. Las Regiones más propensas son la Orinoquía y la Amazonía

En Colombia se presenta un índice de mortalidad infantil de 27.2 cada 1.000 nacimientos. Esta tasa se ha reducido notoriamente durante las últimas décadas (en 1970, la mortalidad era de 70 cada 1000 nacimientos).

Por último, de las enfermedades transmisibles, las que deben considerarse con mayor atención en cuanto a su aporte en los balances totales de mortalidad son: tuberculosis, SIDA, Infección Respiratoria Aguda, enfermedad de Chagas, dengue, malaria y cólera.

Fecundidad

A partir de 1968, como resultado de un conjunto de campañas lideradas por el gobierno para la difusión de métodos de planificación familiar, comenzó en Colombia una disminución sustancial del promedio de hijos por mujer: 7 en 1965, 6 en 1968, 4 en 1978 y 3 en 1990. Como resultado, la fecundidad se redujo al 40% y las tasas de natalidad disminuyeron de 50 a 23 nacimientos/1000 habitantes entre 1965 y 1993.

El sector rural continúa teniendo una tasa de fertilidad significativamente mayor que las cabeceras muncipales (en 1993: 4.4 y 2.6 respectivamente), demostrando fallas en educación sobre planificación, en las familias y escuelas.

FECUNDIDAD EN ADOLESCENTES

De acuerdo a la Encuesta Nacional de Demografía de 1995, realizada por PROFAMILIA, EL 8.8% de las mujeres tuvo su primera relación sexual antes de los 15 años, 35.6% antes de los 18 años y 55.3% antes de los 20 años. La tasa de fecundidad en adolescentes se incrementó alarmantemente durante la última década, conllevando a que el 17% de las mujeres entre 15 y 17 años ya sea madre o esté embarazada.

METODOS DE PLANIFICACIÓN

De acuerdo a encuestas realizadas sobre métodos de planificación a 4.450 mujeres emparejadas, en 1990 el 66% de las mujeres emparejadas usaban algún método anticonceptivo. Mientras Bogotá y el sector oriental mostraron los mayores porcentajes (75 y 73.5% respectivamente), en la región Atlántica casi la mitad de las mujeres no planificaba (Ver Gráfico) La situación de este sector se hace preocupante, por cuanto su bajo índice de planificación coincide con el mayor número de casos reportados de SIDA en el país.. La esterilidad femenina, el DIU y las píldoras son los métodos más usados, especialmente en mujeres con uno o más hijos.

En general, se ha comprobado que las tasas de fecundidad están estrechamente relacionadas al grado de educación, y al nivel de pobreza de la población. Mientras el departamento del Chocó presenta un estimado actual de 4 hijos por mujer, en Bogotá la tasa de fecundidad es la más baja de todo el país (2 hijos por mujer).

Estructura PoblacionalNo solo los cambios en el ritmo de crecimiento proporcionan una herramienta de tipo predictivo. Suele ser de mayor importancia la estructura por sexos y clases de edad de una población.

Existen tres clases de edad que cobran importancia dentro de la estructura poblacional: Prerreproductiva (conformada por personas menores de 15 años), reproductiva (de personas entre 15 y 45 años), y posreproductiva (personas mayores a 45 años). Como resultado de la historia demográfica de Colombia, donde se ha evidenciado un proceso reduccional del número de habitantes menores a 5 años, puede esperarse para los próximos decenios un predominio de los grupos de personas mayores de edad, y por lo tanto, personas laboralmente activas. Se espera que dentro de 25 años el 67% de la población será económicamente activa. La proporción de mujeres que pertenecen a la clase de edad reproductiva, es la base para pronosticar el crecimiento de la población de años futuros.

Esperanza de Vida

La esperanza de vida en las mujeres supera en casi 8 años a los hombres. Durante los últimos 20 años, la violencia ha provocado la mortalidad masculina entre los 15 y los14 años.

La fig. presenta la simulación de esperanza de vida para los próximos 15 años, de acuerdo a datos del DANE (1996). En el período 2000-2005 comenzaría una tendencia a disminuir la diferencia por sexos.

Migraciones

En Colombia, el factor que más altera los índices de población entre departamentos, es el fenómeno de migración interno o desplazamientos, que en la gran mayoría de los casos son producidas por el conflicto de guerra en el país.

Transición Demográfica

El ritmo cambiante de los diferentes parámetros que determinan la distribución y número de habitantes de un país, ocasiona que las pirámides poblacionales evolucionen a través del tiempo. Las transiciones epidemiológica y demográfica van a la par con el desarrollo de los países.

Como resultado de los grandes componentes demográficos (natalidad, mortalidad, crecimiento, esperanza de vida, densidad, estructura, migraciones), es posible hacer un análisis de las tendencias de la población colombiana. Se sabe, por ejemplo, teniendo en cuenta el incremento en la esperanza de vida, que hacia el 2025, las personas mayores de 60 años representarán el 16% y que el envejecimiento conllevará a que se incremente la edad media de la población hasta en 10 años.

Si bien el número de hijos por mujer tiende a reducirse, la población seguirá teniendo un crecimiento importante, ya que la clases de edad reproductivas se están ampliando actualmente y seguirán fortaleciéndose durante los próximos años.

Mientras la violencia se prolongue en Colombia, aumentará la brecha poblacional entre sexos, y disminuirán las clases de edad entre 15 y 25 años.

La gráfica presenta las tasa de mortalidad de las dos clases extremas de edad en diferentes países para 1987 y en Colombia para 1987 y 1995. De acuerdo a la teoría de Omram, en las etapas más evolucionadas de la transición demográfica, la proporción de muertes de personas mayores a 65 años será cada vez mucho mayor que la proporción de muertes en menores de 5 años. Este esquema coincide con el grado de desarrollo de un país. Colombia se encuentra en una etapa mediia-alta Rodríguez, y en progreso hacia una mayor esperanza de vida.

La gran problemática que tendrá que solucionar el país, es el incremento, de 26 millones actualmente, a 34 millones en el 2025, de personas en capacidad de trabajar. Adicionalmente debe tenerse en cuenta el proceso actual de migración desde el sector urbano, hacia las cabeceras municipales. La crisis actual de desempleo, la falta de esfuerzos por parte del Estado para crear políticas que garanticen mejorar la calidad de vida de los más pobres, y el recrudecimiento de la violencia en el sector rural, mientras permanezcan, debilitarán las espectativas en Colombia.

SALUD

 

Una de las problemáticas más importantes en los países tropicales, es la presencia de ambientes propicios (selvas y humedales) para el desarrollo de un sinnúmero de insectos transmisores de enfermedades. En la actualidad, enfermedades como paludismo, dengue y cólera, se presentan en el territorio colombiano manteniendo latente su potencial epidémico.

Realizar un acercamiento al estado del sector salud en Colombia permite no solo evaluar la condición de los habitantes. En muchos casos, proporciona indicativos de la calidad de vida de la población, de sus carencias fundamentales y de la accesibilidad a los centros de salud.

 

TRANSICIÓN EPIDEMIOLÓGICA

Ortiz (1999) en su reflexión sobre la búsqueda de un modelo de la transición epidemiológica, define este elemento, junto con la transición demográfica, la transición de los problemas ambientales y la diferencia en los problemas y necesidades de salud entre las clases sociales y económicas, como los grandes componentes del cuadro actual de la salud en Colombia.

Se conoce como Transición Epidemiológica al conjunto de etapas que pueden darse en relación a las enfermedades, la salud y la mortalidad, de acuerdo con las variaciones en el crecimiento, la densidad, y la estructura de la población (Omram, 1971). La transición Epidemiológica constaría de tres fases:

1. Las pestes y la hambruna, que dominaron a la humanidad cuando no se tenían herramientas para controlarlas.

2. Las epidemias residuales, que aún se presentan como variedades resistentes a la vacuna, o en focos bastante sectorizados donde aún persiste la enfermedad.

3. Las enfermedades degenerativas y generadas por el hombre, como se está dando actualmente con el uso de psicotrópicos, el consumo de alcohol, la contaminación ambiental y la no-prevención de enfermedades de transmisión sexual, entre otros.

La transición Epidemiológica está dada por la evolución de las sociedades, las cuales parten de un estado de alta mortalidad y fecundidad, espectativa de vida muy baja, estructura de la población muy joven y predominancia de enfermedades transmisibles, perinatales, maternas y nutricionales, y llegan a un estado de baja mortalidad y fecundidad, incremento importante de la esperanza de vida y de la población mayor de 60 años con predominancia de las enfermedades degenerativas (González & Velandia, 1999).

En Colombia, el mayor problema de salud es el de las zonas rurales, donde las condiciones de vida no son adecuadas. El agua no es apta para el consumo y la eliminación de residuos sólidos no es adecuada. Esas condiciones favorecen la incidencia de enfermedades epidémicas. La juventud está especialmente amenazada debido a los accidentes, la violencia, las toxicomanías, los embarazos no deseados, los abortos y las enfermedades de transmisión sexual (MINAMBIENTE, 1997).

 

PRESTACIÓN DE LOS SERVICIOS DE SALUD

A través de la ley 10 de 1990 comenzó el proceso de descentralización del sector Salud en Colombia. El nuevo sistema de salud permitió que los municipios fueran autónomos, distribuyendo sus propios recursos.

Aunque la meta esperada con la implementación de esta ley era llegar a una cobertura del régimen subsidiado de salud del 71.5% para la población con NBI (Necesidades Básicas Insatisfechas), en 1998 se encontró un cubrimiento de sólo el 57.5%. Bajo este porcentaje, pueden

encontrarse casos extremos de inequidad entre departamentos, e incluso entre municipios de un mismo departamento.

La disminución en la cobertura de vacunación también es preocupante. Aunque Colombia es de los pocos países en Latinoamérica donde la vacunación es totalmente financiada por el Estado, Los porcentajes de vacunación han disminuido alarmantemente en los departamentos con un alto porcentaje de NBI, como Chocó, Vaupés y Vichada. El problema de la inaccesibilidad de la vacunación durante los últimos 5 años, debe atribuírse en gran parte al conflicto armado. Los decesos de personal de salud que vacuna, en municipios amenazados por la guerrilla y las autodefensas, ha ocasionado el consiguiente abandono del sector (INS, 1999).

Por otra parte, Dennis et al., mediante una encuesta nacional, encontraron que los recursos para los servicios humanos y tecnológicos de cuidado intensivo se encuentran por debajo de los estándares esperados. 42% de las unidades de cuidado intensivo en hospitales públicos registraron rechazo de pacientes que necesitaban cuidados entre 1 a 10 veces por semana. La causa más frecuente fue la no disponibilidad de camas.

 

SIDA

Se considera que hasta hoy, 6 millones de personas han muerto por SIDA en el mundo (el 0.1% de la población actual). A comienzos de l998, la cifra estimada de personas contagiadas era de 33.4 millones de personas, y a final del mismo año 5.8 millones más se contagiaron por la enfermedad. Mientras el continente africano es el más afectado, los países latinos se enfrentan a una nueva amenaza, porque aunque no son el foco de la enfermedad, en muchos sitios las condiciones de vida de la población genera ambientes propicios para una transmisión acelerada del VIH.

Para 1999 la Organización Panamericana de la Salud calculaba una cifra de 1.6 millones de personas que viven con la infección del VIH en Latinoamérica y el Caribe. Las tasas de prevalencia en adultos entre 15 y 49 años, para Latinoamérica eran similares a Norteamérica (56%), pero en el Caribe (1.96%) sólo eran superadas por las regiones de mundo más afectadas, en el continente Africano.

De acuerdo a Zacarías (1999), la infección VIH/SIDA se manifiesta actualmente en dos tipos de epidemia diferentes, con vías de trasnsmisión que varían entre países y dentro de un mismo país. En algunos lugares hay pruebas de una mayor propagación en los segmentos pobre y analfabetos de la sociedad. La epidemia sigue afectando principalmente a los hombres. En Latinoamérica el 20% de los VIH-positivos son mujeres.

Entre las infecciones bacterianas relacionadas,se encuentran la tuberculosis, la micobacteriosis, las neumonías bacterianas por gérmenes capsulados, la salmonelosis, la enteritis por campylobacteriáceas y las infecciones por Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Rhodococcus equi. La aparición de cepas virales farmacorresistentes, el desplazamiento de la epidemia a los sectores más jóvenes, el aumento de transmisiones madre-hijo, el desconocimiento de muchas personas VIH-positivas de que son portadoras del virus, y las escasas herramientas de los gobiernos en los países más pobres para implementar medidas de ayuda, son los factores más importantes que ponen en alerta a la comunidad entera sobre la gravedad de la epidemia del SIDA.

En Colombia se registró el primer caso de SIDA en 1983. En abril de 1999 se habían reportado 21.048 casos de infección por VIH y de SIDA, de los cuales el 54% corresponden a personas asintomáticas que convivían con el VIH, 27.5% desarrollaron el síndrome y el 18.5% habían fallecido.

De Acuerdo a estimaciones más recientes, la cifra actual de casos supera las 23.000 personas, de las cuales el 40% corresponde a la ciudad de Bogotá. El VIH sería la tercera causa de muerte en la capital, en personas de entre 15 y 44 años de edad.

 

SIDA Y POBLACIÓN

Los principales factores biológicos para la exitosa transmisión del VIH en una población son: un prolongado período asintomático, el riesgo de transmisión por contacto y los factores coadyudantes, tales como la infección con otras enfermedades de transmisión sexual. Sin embargo, el comportamiento de los individuos es el eje principal de la evolución de la enfermedad. De éste depende la velocidad de propagación, y el grado de riesgo de contagio. La comunidad en general debe concientizarse de que los hábitos alimenticios y de higiene, los movimientos migratorios de la población y los regímenes hidroclimáticos están asociados al SIDA: como en todas las enfermedades epidemiológicas, se ha detectado una relación estrecha con la deficiencia de saneamiento ambiental (característica en los sitios más pobres del país). La reducción del número de compañeros sexuales, el uso de condón y la disminución de las personas con las que se comparte equipo para inyectarse drogas, son sólo algunos de los mecanismos al alcance de la población, que permiten controlar la enfermedad.

 

¿QUÉ DEBEN HACER LOS GOBIERNOS?

El Banco Mundial (1999), dentro de las medidas que pone a consideración para que los países en desarrollo y la comunidad internacional puedan hacerle frente al SIDA, afirma:

Que el Estado no puede dejar la lucha contra el SIDA en manos del sector privado, ya que el suministro de información sobre el estado de la epidemia y la eficacia de los diferentes medicamentos, constituye un bien público, algo que beneficia a la sociedad, pero que el sector privado no podría producir por su propia cuenta. Los gobiernos deben invertir en medidas de prevención en regiones donde el número de personas infectadas es escaso. Esto implica evitar que la comunidad llegue a la fase epidemiológica del SIDA, con un bajo costo.

Dirigir las campañas de prevención a las personas más expuestas a contraer el virus y a transmitirlo inadvertidamente (quienes practican el comercio sexual, quienes tienen mayor número de parejas y quienes no toman precauciones ). Estas personas son potenciales multiplicadores del VIH. Pueden reducir los costos de preservativos y de acceso a equipos esterilizados, suministrar privilegios a las instituciones y centros que promuevan campañas educativas a la comunidad, restringir el comercio sexual o aumentar sus costos y restringir el uso de drogas inyectables. Garantizar políticas que respalden a las mujeres casadas, por cuanto su condición las hace altamente vulnerables ante la infidelidad sexual de su pareja. Sancionar severamente la práctica de la esclavitud, la violación, el maltrato y la prostitución infantil. Crear políticas destinadas a reducir la pobreza y aliviar los obstáculos económicos que impiden el acceso de los pobres a los servicios básicos de prevención del VIH. Los gobiernos, en países con recursos limitados, deben garantizar el financiamiento de las medidas estrictamente esenciales para detener la propagación del VIH, recurriendo, en los aspectos donde sea conveniente, a la empresa privada. Los servicios de salud reproductiva y la educación sobre el VIH/SIDA en las escuelas son estrategias de bajo costo y alto beneficio. A Actuar, cuando sea posible, con la colaboración de las ONG y de las personas gravemente afectadas.

Derechos de las Personas con VIH-SIDA

Uno de los grandes avances en pro de la defensa de las personas VIH-positivas fue la declaración mundial de derechos como (Montreal, 1988):

Todas las personas tienen derecho a la información clara, exacta y científicamente fundada acerca del SIDA, sin ningún tipo de restricción. Toda persona que vive con VIH tiene derecho a la asistencia y al tratamiento. èNinguna persona que vive con VIH será sometida a aislamiento, cuarentena o cualquier tipo de discriminación. Nadie tiene derecho a restringir la libertad o los derechos de las personas por el único motivo de ser éstas personas que conviven con VIH, cualquiera sea su raza, nacionalidad, religión sexo u orientación sexual. Toda persona que convive con VIH tiene derecho a la participación en todos los aspectos de la vida social. Todas las personas tienen el derecho a recibir sangre y hemoderivados, órganos o tejidos que hayan sido rigurosamente analizados y comprobada en ellos la ausencia del virus del SIDA.

 

DESNUTRICIÓN

La tasa de desnutrición en niños se ha reducido significativamente en los últimos treinta años. Sin embargo debe hacerse énfasis en el comportamiento diferencial que presenta en los diferentes sectores del país: De acuerdo a la encuesta realizada por PROFAMILIA (1995), uno de cada cinco niños en la zona rural del país padece de desnutrición crónica, en comparación con 1 de cada 8 en la zona urbana, y los niños en departamentos como Cauca, Nariño y Chocó presentan mayores posibilidades de contraer la enfermedad. En general, el sector litoral Atlántico y Pacífico, en áreas y municipios donde las condiciones de pobreza disminuyen las condiciones sanitarias, es también seriamente afectado por la desnutrición.

Los estudios realizados hasta hoy sobre el consumo de alimentos en el país, sugieren que ciertas regiones del litoral Pacífico presentan un dieta muy por debajo del nivel adecuado de nutrientes, aunque aún no existe un dato real sobre el porcentaje de la población colombiana que se alimenta deficientemente.

En cuanto a la desnutrición en mujeres, los porcentajes de bajo peso son mayores en la región atlántica (7.9%) y mínimos en Bogotá (1.5%). De acuerdo a las encuestas nacionales, la prevalencia de la anemia en mujeres ha disminuido, aunque las cifras son variables entre regiones.

La situación actual del país en cuanto a desnutrición, al igual que como muchas otras enfermedades, no puede ser evaluada confiablemente desde 1995, debido al aislamiento a que han sido sometidos miles de municipios en medio de la guerra interna. Los desplazamientos, la inaccesibilidad a los servicios de salud, la disminución, en general de la productividad agraria campesina, y el incremento en las ciudades de la indigencia infantil (como consecuencia de los desplazamientos), son fuertes indicativos de que la desnutrición habría aumentado considerablemente en los últimos años, pudiendo llegar incluso al 20%, si tenemos en cuenta además que la potabilidad del agua se está reduciendo ampliamente como resultado de diferentes tipos de contaminación que se han fortalecido durante la última década.

 

TUBERCULOSIS

Esta Enfermedad es causada por el gérmen Mycobacterium tuberculosis, un bacilo aerobio, inmóvil, que se desarrolla a temperaturas óptimas de 37 grados; es incapaz de formar esporas, pero es resistente al frío y a la desecación. Mycobacterium bovis es otro agente que ocasiona casos de TB (TB bovina) por ingestión de leche contaminada.

Un paciente que presente la enfermedad puede agravarse seriamente antes de ser identificada la tuberculossis. En general, se requiere de 30 a 40 días para diagnosticar la enfermedad desde el momento en que se entrega la muestra para su análisis microbiológico. Frente a la poca sensibilidad y especificidad de la prueba, se han desarrollado metodologías que permitirán, en un futuro más o menos cercano, llegar al diagnóstico rápido de la TB.

De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud, casi un tercio de la población mundial está infectada con el bacilo Mycobacterium tuberculosis. La enfermedad ha cobrado importancia en los últimos años, debido al vínculo que se ha encontrado con el VIH. El 95% de las muertes ocurren en países en desarrollo, y el 75% de los casos se produce en la edad productiva (15-50 años).

El Instituto Nacional de Salud (INS), calcula que cada año se diagnostican 10.000 casos nuevos de tuberculosis en Colombia. Los departamentos que se consideran con más alto riesgo son: Vaupés, Guainía, La Guajira, San Andrés y Putumayo,

 

MALARIA

Ocasionada por parásitos del género Plasmodium, esta enfermedad es transmitida por el mosquito Anopheles. La persona infectada experimente inicialmente fiebre y malestar general, y diversos trastornos digestivos como náuseas, vómito y diarrea durante las 24-48 horas siguientes.

El Comportamiento histórico de esta enfermedad se ha caracterizado por presentar picos de infección con cierta periodicidad, especialmente en las áreas endémicas del país (por ejemplo, en el departamento del Chocó). Los casos más numerosos se presentan en pequeños municipios, asociados a las corrientes primarias y secundarias de las regiones Atlántica, Pacífica y Orinoquía (En 1999, el 29.5% de los casos reportados correspondía a la región pacífica, mientras 41% se

presentaron en los departamentos de Bolívar, Córdoba, Antioquia y Sucre. En el Guaviare, el 11%). En Colombia, la población que habita en altitudes mayores a 1800 msnm, bajo condiciones de temperatura y humedad favorables para el patógeno, están en alto riesgo. Montoya (1999) informa que incluso se han reportado casos en las ciudades como Pereira y Valledupar. Se sabe, además, que el Plasmodium puede transmitirse a una persona sana mediante transfusión de sangre, ya que no siempre se realiza en los centros de salud el procedimiento requerido para eliminar la parasitemia.

En Latinoamérica, a diferencia de lo que ocurre en Africa, el riesgo de infección para los visitantes a áreas urbanas en general y especialmente en aquellas ubicadas por encima de los 800 metros de altura, es extremadamente bajo.

 

CÓLERA

Causada por el patógeno Vibrio cholerae, la epidemia de cólera tuvo su foco entre 1991 y 1993 en la Guajira, desplazándose posteriormente a lo largo de toda la franja costera, caribe y Pacífica hasta adentrarse en el territorio colombiano. Se reportó en11 departamentos: Atlántico, Bolívar, Magdalena, Norte de Santander, Antioquia, Sucre, Cauca, Tolima, Chocó y Valle. En 1997, presentó una incidencia de 4.2/100.000 y una letalidad por encima del 2%.

El mecanismo típico de transmisión es el ciclo contaminación con materia fecal - ingestión (de alimentos o agua), ocasionada por deficientes hábitos de higiene. En la mayoría de los casos, medidas tan sencillas como el lavado de manos después de evacuar y antes de comer, evitan el riesgo a contraer la infección. El vibrión del cólera sobrevive por periodos hasta de 7 días fuera del organismo, especialmente en ambientes húmedos y templados; en el agua sobrevive unas cuantas horas y algunas semanas si ésta se encuentra contaminada con material orgánico. Presenta dos serotipos, de similar manifestación en el organismo.

Aunque se ha encontrado que no existe resistencia del germen a los antibióticos usados comúnmente, se han visto porcentajes preocupantes de letalidad en algunos departamentos (mayores al 5% de las personas contagiadas). Un indicador sensible del cólera es el número de casos de enfermedad diarréica aguda en mayores de 5 años. En muchos municipios debe intensificarse la vigilancia de este indicador, por parte del personal médico.

Actualmente, el cólera se encuentra en descenso en el país (y en Latinoamérica en general), pero no deja de ser preocupante la alta letalidad que presenta en Bolívar y Chocó.

 

DENGUE

Entre 1991 y 1992 comenzó el incremento en el número de pacientes con dengue hemorrágico en Colombia, cuatro décadas después de la eficiente erradicación del Aedis aegypti en casi todo el país. En 1972, este patógeno había ocasionado 450.000 casos de dengue clásico en la costa atlántica. Recientemente se clasificaba a Colombia y Venezuela dentro de los cinco países con mayor número de casos de dengue en Latinoamérica.

El dengue es transmitido por la hembra del mosquito Aedes aegypti. Desova en diferentes sitios de viviendas humanas donde pueda acumularse el agua, como en tanques, cisternas, macetas o recipientes que permanezcan en sitios expuestos al ambiente durante demasiado tiempo. La reproducción del mosquito aumente con a temperatura y la humedad.

Para minimizar la proliferación del insecto sólo es necesario eliminar los criaderos: evitar la acumulación de agua en recipientes y tapar los tanques de abastecimiento. La transmisión se reduce al evitar el traslado de recipientes de una a otra vivienda, y mejorando el saneamiento doméstico.

El dengue afecta preferentemente a niños y ancianos, y la gravedad de sus efectos depende en buena parte de la salud de la persona. La sintomatología incluye fiebre alta, náuseas y vómito, entre otros. De acuerdo a la Organización Panamericana de Salud, en América circulan 4 serotipos, y el número de casos en 1998 fue 11 veces mayor a lo reportado para 1980. El dengue hemorrágico es la forma que más decesos ha ocasionado en el mundo.

VIOLENCIA

Colombia lleva aproximadamente 15 años siendo centro de atención ante la opinión pública y la Comunidad internacional. Los atentados, secuestros, torturas, masacres, amenazas, apropiaciones y exilios forzosas han transcurrido frente a los ojos de la impunidad, en medio del desangre inaudito de miles de familias indígenas y campesinas. Conforme pasa el tiempo la situación se hace más compleja, en la medida en que cada vez son más los sectores que intervienen en el conflicto armado y mayores los intereses particulares. Mientras tanto ¿Quién o quienes han hecho algo por defender los intereses de la población civil, que sólo reclama el derecho a la vida?

Antecedentes y estado Actual

En Colombia, más de la mitad de los municipios del país se encuentran en manos de la guerrilla y los paramilitares. No tiene sentido hacer un inventario de las muertes que ha ocasionado la violencia hasta nuestro días, mientras sepamos que el componente activo permanece arraigado y latente, bastante lejos de ser anulado.

Noam Chomsky, analista norteamericano, expresó durante una entrevista: "El problema principal en Colombia, como lo ha sido durante largo tiempo, es una situación muy represiva en lo político y socioeconómico". No es sencillamente un frase de opinión. Probablemente es el móvil real del conflicto que vive actualmente el país. La represión que vivió el partido liberal al intentar surgir como movimiento a mediados del siglo XIX, la que obstaculizó los ideales de Gorge Eliécer Gaitán, la que acalló a los líderes del partido independiente Unión Patriótica y la misma que surgió frente a los primeros focos de insurgencia. Las consecuencias, en cualquiera de los eventos mencionados, es un cuadro asfixiante de sangre y dolor.

La represión no es la etiqueta de ningún sistema de gobierno en particular. En la medida en que persiste esa represión frente a cualquier elemento facultado para competir, surge una guerra que se prolonga y se complica ante la ausencia de soluciones o cambios. En Colombia se ha dado durante décadas una represión silenciosa por parte de quienes han tenido el poder, pero adicionalmente se dieron dos eventos que al combinarse ocasionaron la crisis actual: Los grupos subversivos surgieron en la década de los 50 y 60 en Colombia, siguiendo como en muchos países, el ejemplo idealista del Che Guevara. Los cultivos ilícitos se fortalecieron a comienzos de los 70, como una alternativa altamente lucrativa que finalmente daría lugar al narcotráfico.

Inicialmente guerrilla y narcotráfico operaban por aparte, aunque se desarrollaban en el mismo escenario rural del país. La muerte del máximo narcotraficante Pablo Escobar y el desmantelamiento del Cartel de Medellín, fue la luz verde para que la guerrilla ampliara su rango de acción abasteciendo la demanda de drogas como cocaína, marihuana y heroína. Por otra parte, un exmiembro del Ejército Popular de Liberación, Gilberto Rodríguez Orejuela, dirigía el Cartel de Cali.

Un tercer elemento apareció en el panorama cuando surgieron las Autodefensas Campesinas o paramilitares, cuyos primeros miembros fueron muy probablemente desertores de las FARC e

informantes del Ejército, apoyados por ganaderos y terratenientes. Actualmente dirigidas por Carlos Castaño, protagonizan una guerra a muerte contra la subversión.

El conflicto armado que actualmente azota al país no ha cobrado importancia a nivel internacional sólo porque involucra al narcotráfico. Colombia probablemente no es el país más violento del mundo pero sí donde más se violan los derechos humanos.

Conversaciones de Paz

El 8 de enero de 1999 se dio una histórica reunión entre el presidente colombiano, Andrés Pastrana, y el líder de las Fuerzas Armadas Revolucionarias de Colombia (FARC), Manuel Marulanda, en un acto que prometía el comienzo del proceso real de negociación de paz entre representantes gubernamentales y guerrilleros. Con el ELN se rompen negociaciones en febrero, y se desvanecen las posibilidades de continuar con el proceso.

Hacia agosto los diálogos de paz comenzaban a resultar improductivos, mientras las FARC continuaban aterrorizando a la población civil, alegando que mientras las autodefensas permanecieran en actitud de guerra no podían dar concesiones. Desde la fecha hasta la actualidad, se han congelado las negociaciones y reintentado el proceso, sin señales positivas para el cierre del conflicto guerrilla-ejército.

Los llamados "diálogos" han resultado en la ridiculización de las metas planteadas, como desarmar zonas estratégicas y firmar la paz. En ningún período de la historia del país, como el período 1999-2001se ha presentado tanta movilización de campesinos que temen por su seguridad y que no tienen absolutamente ninguna opción de subsistencia. En otros casos la única alternativa es la práctica de cultivos ilícitos

La actitud de los frentes guerrilleros, lejos de pretender el fin de la guerra, sugiere que se han acostumbrado a su modo de vida, financiado por un cómodo negocio de secuestros y vacunas, y por una apropiación descarada de bienes públicos abandonados por la población desplazada. Tras largos años de permanencia en los paisajes montañosos del país, han cometido tantos crímenes y atropellos cuya gravedad pone a tela de juicio hasta qué punto pueden ser eximidos de culpa luego de una rendición, que es difícil concebir su retorno a los cascos urbanos. Los compromisos efectuados durante los últimos meses entre el gobierno y las FARC, garantizan un intercambio de combatientes retenidos, señal de una reorganización y renovación de los frentes, que para la opinión pública es interpretada como una "señal de paz".

Episodios como el secuestro de un avión con todos sus pasajeros por parte del ELN para obligar al gobierno a proporcionar una zona de distensión, sólo son ejemplo de burla a las espectativas de paz , y un firme irrespeto a la comunidad nacional e internacional. Las Autodefensas, por su parte, rechazan cualquier posibilidad de desintegrar su andamiaje de combate. Es el grupo con mayores acusaciones por parte de los civiles, de violar el Derecho Internacional Humanitario. Su lucha, sanguinaria y macabra, no discrimina entre guerrilleros y campesinos. Criminales, homicidas y delincuentes que se esconden tras un uniforme y un ideal de poca, por no decir ninguna credibilidad.

El quinto componente (mencionamos a la guerrilla, el narcotráfico, el paramilitarismo y el ejército) que aún no ha entrado de lleno en la problemática nacional, pero que causa malestar en varios círculos de opinión, es Estado Unidos. Aunque en numerosas ocasiones ha descartado cualquier plan de intervención militar, el sector civil en general considera que el Plan Colombia es solo una estrategia para financiar la guerra, lejos de solucionar el problema del narcotráfico. La llegada del presidente Bill Clinton al país, terminó en manifestaciones por parte de la Universidad Nacional de Colombia (durante las cuales lastimosamente fue asesinado un cabo de la policía), fundamentadas en que no puede invertirse en la guerra, o en la erradicación de los cultivos ilícitos, mientras las necesidades básicas que tocan a las clases más desfavorecidas son dejadas de lado, como la falta de centros de salud o la necesidad de vivienda de millones de personas. El Plan Colombia no es una ayuda "desintersada" por parte de los Estados Unidos, y por la misma razón representa un arma de doble filo.

En resumen, el proceso de pacificación entre gobierno y guerrilla presenta una estructura bastante compleja. Hay elementos externos a los protagonistas del proceso, que son fuertes obstáculos y que necesariamente deben ser tenidos en cuenta, como el narcotráfico, la opinión

pública, las Autodefensas, y en general, el estado socioeconómico del país, además de los intereses de Norteamérica en el conflicto.

Derecho Internacional Humanitario

El Derecho Internacional Humanitario surge en los reglamentos de La Haya en 1899 y 1907 y en los Convenios de Ginebra de 1949, con el fin de minimizar los daños que pueda ocasionar la guerra sobre la población civil y sobre los combatientes que han sido heridos o capturados. En el caso de Colombia, sólo es aplicable el Artículo 3, el cual se refiere únicamente a los conflictos armados internos. A los Convenios de Ginebra, adoptados en 1977, se adicionaron los Protocolos I y II, de los cuales el Protocolo II trata fundamentalmente sobre las diversas circunstancias que se presentan en los conflictos armados internos. Ambos protocolos fueron adoptados en Colombia hacia la década de los noventa.

Aunque se supone que los países firmantes se comprometen a velar por el cumplimiento del Derecho Internacional Humanitario (DIH), y a que el ejército Nacional sea la primera parte combatiente que acoge sus reglamentos, lo que han detectado en Colombia las comisiones del DIH es un amplio desconocimiento, en la población civil de zonas de conflicto y en las brigadas de ejército, de las reglas mínimas humanitarias. La guerrilla y los paramilitares alegan, por su parte, que no pueden acoger el DIH porque no participaron en la negociación del Protocolo II y porque dichas reglas deben ser "modificadas" de cierto modo para el caso específico del país. Debe tenerse en cuente que a la Conferencia de implementación del Protocolo II asistieron 11 grupos subversivos de diferentes países del mundo.

El DIH se ha convertido en Colombia, en un medio de manipulación por parte de las partes en conflicto. El ejército "califica casi todas las actividades de la guerrilla de violaciones del derecho internacional humanitario, con la intención aparente de dañarlas públicamente y obtener simpatizantes". Por otra parte, las comisiones de Human Rights Watch "han recibido informes creíbles que indican que las partes en conflicto han cometido deliberadamente atrocidades que no les son propias para implicar a sus enemigos".

La visión general, por tanto, que tiene la comunidad Internacional sobre la posición de Ejército, la guerrilla y las AUC (Autodefensas de Colombia), es que no existe ninguna voluntad clara de paz, ni siquiera de hacer una guerra menos riesgosa para la población civil. Los siguientes son algunos casos en los que se aplica el Derecho Internacional Humanitario:

o Un civil es una persona que no participa activamente en las hostilidades con la intención de causar daño físico al personal o los objetos enemigos. Un civil no se convierte en combatiente por el simple hecho de alimentar a un combatiente, suministrar información fuera del área inmediata de combate, divulgar propaganda o participar en actividades políticas en apoyo a un grupo armado. Tienen que existir tanto la participación directa como la intención de causar daño físico a un combatiente para que un civil pierda su estatuto protegido.o Una persona residente en zona de conflicto no es

combatiente por transmitir, voluntaria o involuntariamente, información de importancia para las partes implicadas.o En Colombia, los hombres que prestan servicio militar obligatorio son combatientes durante el tiempo que permanezcan en el Ejército. Una vez salen de sus filas, son civiles, y por lo tanto son cobijados por el Derecho Internacional Humanitario.o Los objetivos militares se limitan a aquellos que por su naturaleza, ubicación, finalidad o utilización contribuyan a la acción militar. La destrucción total o parcial, captura o neutralización del objetivo militar debe ofrecer en las circunstancias del caso una ventaja militar definida. Ambas condiciones deben estar presentes para que un objeto pueda ser considerado objetivo militar legítimo.o Sitios específicos, que además de beneficiar un sector armado son empleados por la población civil, no pueden ser, en ningún momento, objetivo militar. Un objeto civil puede perder su inmunidad al ataque cuando las fuerzas militares lo ocupan y utilizan en un conflicto armado. Sin embargo, en todos los casos, la fuerza que lanza el ataque no sólo tiene que determinar que puede obtener una ventaja militar directa en las circunstancias vigentes en ese momento, sino también que un ataque no provocará daños excesivos a los civiles.o Human Rights Watch investigó el ataque de la guerrilla a diferentes municipios del país, donde se constató la voladura de tiendas, casas e iglesias. "En muchos casos, quedó claro que la guerrilla había tomado muy pocas precauciones, si alguna, para minimizar el daño excesivo a los civiles y que con frecuencia había atacado cuando existía muy poca ventaja militar, si es que la había. Está claro que el trabajo de inteligencia deficiente y las circunstancias imprevistas pueden provocar daños no planeados. Sin embargo, los combatientes no pueden alegar que han cometido un error si existen pruebas de que no han tomado en cuenta los riesgos evidentes para los civiles o no han hecho una evaluación razonable de los posibles daños". El reglamento del Derecho Internacional Humanitario es suficientemente específico al indicar que si una fuerza sospecha que un ataque puede provocar sufrimiento a civiles, el ataque debe ser suspendido o cancelado hasta que los mandos puedan tomar medidas específicas para evitar o minimizar víctimas civiles.o Las estaciones de teléfonos, o las plantas de energía, podrían ser objetivos militares si abastecen directamente a algún elemento militar. Los atentados contra el oleoducto colombiano constituyen una violación, dado que su destrucción no ofrece una ventaja militar directa. El ELN, en entrevista con Human Rights Watch ha dicho que no ataca el oleoducto por motivos militares, sino para protestar contra la política económica colombiana. Si bien el petróleo aporta al gobierno el dinero para financiar la guerra, entonces ¿los contribuyentes también serían blancos potenciales de la guerrilla?o Tanto los civiles como los combatientes fuera de combate por enfermedad, heridos, detención o cualquier otra causa son protegidos por el derecho internacional humanitario y como tales no pueden ser asesinados, torturados, o tratados en una forma cruel. Las masacres en Colombia son el resultado de planes delicadamente diseñados y orientados casi en su totalidad a la población civil.o El privilegio del combatiente consiste en una licencia para matar o capturar tropas enemigas, destruir objetivos militares y provocar bajas civiles inevitables. Este privilegio otorga inmunidad a los miembros de las fuerzas armadas o de las tropas rebeldes frente al enjuiciamiento criminal por parte de sus captores por haber cometido actos violentos que no constituyen una violación de las leyes humanitarias aunque sí de la legislación nacional.o Están prohibidas las condenas dictadas y las ejecuciones sin previo juicio ante un tribunal legítimamente constituido, con garantías judiciales reconocidas como indispensables por los pueblos civilizados. Esta regla es aplicable tanto a grupos al margen de la ley, como al componente judicial de las gobernaciones y municipios en Colombia. El Protocolo II considera un juicio justo al que: garantiza que el acusado sea informado de los delitos que se le acuse así como del procedimiento judicial; dispone de todos los derechos y medios de defensa necesarios, incluso un abogado competente; acusa a los demandados sólo sobre la base de su responsabilidad penal individual y no en función de la responsabilidad de un grupo; presume la inocencia del acusado y evita los juicios en los que el acusado no esté presente. Si no se aseguran estas garantías, no se puede dictar una sentencia.o "Pocas prohibiciones están tan claras en el DIH como la de no dañar instalaciones y vehículos sanitarios y profesionales de la salud por el simple hecho de atender a los heridos, independientemente de que sean combatientes o civiles. Las ambulancias y los hospitales oficiales no son las únicas instalaciones protegidas; cualquier estructura o vehículo marcado con el símbolo de la cruz roja y utilizado exclusivamente en un momento dado para atender a los heridos debe respetarse".

o El artículo 4 del Protocolo II, prohibe el reclutamiento o la participación en las hostilidades de niños menores de 15 años. Campesinos desplazados por el conflicto armado, han comunicado que los paramilitares se comprometían a proporcionarles tierra para trabajar pero que sus hijos tenían que comenzar el entrenamiento para entrar a las autodefensas, ya que tenían que defenderse de la guerrilla. Los datos recopilados durante los últimos años, proporcionados básicamente por la población civil que vivió en zonas de guerra, estiman que más de un millón de menores y jóvenes han crecido en medio de la guerra; del total de menores involucrados de manera directa al conflicto armado, el 18 por ciento de estos niños ha matado por lo menos una vez; el 60 por ciento ha visto matar, el 40 por ciento ha disparado contra alguien alguna vez y el 28 por ciento ha sido herido.o Todos las partes en conflicto tienen la obligación absoluta de aplicar el Artículo 3 del Derecho Internacional Humanitario, independientemente de las obligaciones de las otras partes.

Colombia ha firmado numerosos convenios que la comprometen a hacer cumplir el DIH (Como el Tratado sobre la Prohibición de las Minas en 1997). El gran error del Gobierno consiste en que no tiene sentido acoger convenios internacionales si no se trasciende más allá del papel. No existen penalizaciones fuertes para quienes incurren en violaciones del DIH, no se ha dado conocimiento a la comunidad civil sobre sus derechos fundamentales, y tampoco hay seguimiento ni castigo ejemplar para personas del Ejército Nacional que cometan violaciones de este tipo.

Existe un instrumento internacional que puede ser facultado, en última instancia, para imponer responsabilidad penal individual por graves violaciones del Artículo 3 Común, por violar ciertos principios y normas fundamentales relativos a los métodos de combate en el conflicto civil. El Tribunal Penal Internacional ya ha actuado en la antígua Yugoslavia y en Ruanda para procesar a personas por crímenes como asesinatos o torturas.

Consecuencias

o El desplazamiento interno de la población ha aumentado alarmantemente desde 1985. Se calcula que en Colombia, cada hora son desplazados dos hogares por violencia. Se estima que la violencia ha causado la migración de más de 390.000 familias entre 1985 y 1999, lo que puede representar una cifra aproximada de 1.900.000 personas, de las cuales alrededor del 60% son menores de edad. A comienzos del 2000, 27 departamentos y 220 municipios del país eran expulsores de población por diversas manifestaciones de la violencia. 53% provenían del área rural (González y Velandia, 1999).o El desplazamiento forzado conlleva a su vez a un aumento de los cinturones de miseria de las grandes urbes. Estos sectores de la ciudad, donde la calidad de vida se reduce a su mínima expresión, se convierten en un foco de delincuencia, maltrato, drogadicción e indigencia.o A La población infantil resulta siendo la más afectada: Aproximadamente el 77% de la población escolar en situación de desplazamiento forzado, no accede al sistema educativo formal. Mientras las condiciones insalubres aumentan los riesgos epidemiológicos, y el nivel de desnutrición se incrementa, el acceso a servicios de salud es bastante reducido.o A Adicionalmente, se estima que 650.000 niños y niñas conviven en medio del conflicto armado: entre el siete y el diez por ciento del total de miembros de la guerrilla son menores de edad. Hay cada vez más denuncias sobre el ingreso de menores de edad a las filas de los grupos armados que incitan, promueven y presionan este reclutamiento. En muchos casos los propios padres de familia colaboran en el reclutamiento, argumentando que es la única solución frente a la precaria situación económica causada por la crisis del campo y la ausencia de oportunidades para una juventud a la que se le niega el derecho a la educación, la salud y el trabajo. (CODHES, 2000)

CONTAMINACIÓN

La humanidad, siendo la única especie capaz de ejercer su dominio sobre el medio, y a su vez la que posee el potencial de conocer y entender los fenómenos de la naturaleza; siendo además, la única que puede idear soluciones a los problemas que ella misma genera. Es, paradójicamente, protagonista de un desequilibrio ambiental mundial sin antecedentes, generado por la producción incontrolable de sustancias tóxicas y residuos artificiales de alta permanencia. La cruda realidad ambiental que nos rodea no es más que el resultado de una sociedad consumista donde la balanza favorece a las industrias, al comercio y a la moda, más que a la salud.

AGUA

Ríos y Lagos

La ONU estima que dos terceras partes de la humanidad están en riesgo de sufrir de sed dentro de los próximos treinta años. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud, se considera que un agua está polucionada cuando su composición o su estado están alterados de tal modo que bajo esas condiciones no pueden ser empleadas para los diferentes usos que pueden hacerse en su estado natural (1961). Estas alteraciones pueden darse sobre las propiedades físicas, biológicas y químicas del agua, disminuyendo así su potabilidad para el consumo humano y su potencial de uso para actividades agrícolas o industriales.

En el país, una de las principales fuentes de contaminación de agua es la evacuación directa de aguas residuales, ya sea provenientes de las residencias, de fábricas, de minas u otros. Las sustancias más peligrosas provienen fundamentalmente de los residuos tóxicos, reactivos, inflamables y combustibles que produce la minería, la industria manufacturera, particularmente la industria del procesamiento del petróleo, la industria química y la industria de curtiembres (IDEAM, 1998). La industria alimentaria y de bebidas participan activamente en el aporte diario de 688 toneladas de materia orgánica e inorgánica a los ríos del país.

El incremento en el agua de sulfuros, amoníaco, nitratos y sustancias ácidas, por efecto de vertimiento ya sea de origen agrícola, industrial o residencial, puede ocasionar diversas enfermedades tras su consumo (elevadas cantidades de nitratos y fluoruros, por ejemplo, están relacionados con metahemoglobinemia infantil y fluorosis endémica crónica respectivamente). También cabe resaltar la presencia, cada vez más habitual de compuestos hidrocarburados y elementos como mercurio, plomo, cobre, zinc, selenio y cadmio. El agua

contaminada transporta bacterias, y larvas de nemátodos que ocasionan diversas enfermedades gastrointestinales y respiratoriasa los animales y al hombre.

Mares

El exceso de materia orgánica en el mar, al igual que en el caso de los cursos de agua continentales, desencadena la proliferación de ciertas comunidades de bacterias que desestabilizan el funcionamiento normal del medio. La asimilación de elementos extraños en la biomasa de los niveles tróficos inferiores ocasiona la mortalidad de peces, y diversas enfermedades en quienes consumen animales marinos contaminados.

La contaminación del agua marina puede ser de origen propio o alóctono:

o En el país unos 5 millones de personas habitan sobre las márgenes costeras, siendo considerables en muchos sitios las descargas de nitrógeno y fósforo. Los residuos industriales en zonas de litoral, vertidos sin ningún tipo de tratamiento.o Los océanos reciben buena parte de la contaminación proveniente de los ríos.

Legislación

Decreto 1594 de 1984. Reglamenta la eficiencia mínima en la remosión de la carga orgánica en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Ley 373 de 1997. Establece el programa para el uso eficiente del agua, haciendo énfasis en el reuso obligatorio.

AIRE

En Colombia, son liberados diariamente a la atmósfera óxidos de azufre, de nitrógeno y de carbono. El 39% de las emisiones atmosféricas son producidas por las industrias, y el 61% por los automotores. En general, estos compuestos son reconocidos internacionalmente por participar en la degradación del medio ambiente, y por tanto, de la calidad de vida de la población, causando enfermedades pulmonares y alteraciones nerviosas.

Disminución de la Capa de Ozono

El empleo de aerosoles, y en general cualquier actividad que libere clorofluorocarbonos, colaboran con la reducción de la capa de ozono. También los halocarburos de bromo, y los óxidos nitrosos producidos en la industria de abonos nitrofosforados, colaboran en la reducción de la capa de ozono.

Lluvia ácida

Los óxidos de nitrógeno y de azufre, los cuales son liberados ampliamente por el sector industrial (link), son los principales participantes en la formación de la lluvia ácida. La industria de cartón y papel, la de producción de ácido nítrico y los automotores, entre otros, registran este tipo de emisiones.

Efecto Invernadero

El vapor de agua, el CO2 y el óxido nitroso participan activamente en este fenómeno. En Colombia, además de los automotores, las industrias de abonos nitrofosforados, de producción de ácidos, de producción de panela en bloques y la fabricación de artículos de cerámica, contribuyen activamente al efecto invernadero. También participa el procesamiento de los residuos fósiles.

Legislación

Resolución 898 de 1995 sobre calidad de combustibles líquidos y sólidos utilizados en hornos y calderas de uso comercial e industrial y en motores de automóviles.

Resolución 005 de 1996 por la cual se reglamentan los niveles permisibles de emisión de contaminantes producidos por fuentes móviles terrestres a gasolina o diesel y se definen los equipos y procedimientos de medición de dichas emisiones.

Resolución 125/96 regula los criterios ambientales de calidad de combustibles líquidos y sólidos.

Resolución 1351/95 exige a las industrias Informes de Estado de Emisiones.

SUELO

La contaminación del suelo es favorecida gracias a la baja tasa de degradación de los compuestos. Estos pueden clasificarse en diversos tipos, de acuerdo a su naturaleza y orígen. Así, los contaminantes pueden ser:

Residuos Orgánicos: Procedentes de los elementos vegetales y animales.

Residuos Inorgánicos: Abarcan metales, plástico, papel, vidrio, telas, y muchos otros compuestos.

Polvo proveniente de emisiones industriales, y diferentes elementos didueltos en el agua que son absorbidos por el suelo.

PRINCIPALES CONTAMINANTES

INDUSTRIAS

Uno de los estudios más completos en cuanto a contaminación, con el fin de evaluar el impacto ambiental del sector industrial en Colombia, fue realizado por el IDEAM (1998). Luego de un análisis de las diferentes tecnologías empleadas para los procesos en varios tipos de industria, se concluyó que las siguientes tecnologías son las más negativas:

o Fabricación de pulpa química de sulfato blanqueada, con sistema de recuperación química.o Extracción de aceite vegetal por prensado con centrifugación.o Fabricación de alcohol etílico por fermentación discontinua de melaza y destilación multietapa.o Fabricación de papeles varios por medio de la máquina Fourdrinier.o Fabricación de pulpa química de sulfato sin blanquear, con sistema de recuperación química.o Producción de cuero curtido al mineral con depilado químico, secado al vacío, y pintado mecánico.

El estudio evaluó la incidencia ambiental de los diferentes sectores productivos, mediante un sistema de información que incluía bases de datos y el correspondiente análisis en cuanto a tecnología, etapas de proceso, efectos sobre el medio, fuentes y niveles de contaminación.

o Producción de abono nitrofosforado por vía fosfonítrica: Esta industria libera ácido nítrico, gases de fluoruros y amoniacales.o Fabricación de pulpas químicas por proceso "Kraft" con sistemas de recuperación química, con blanqueo y sin blanqueo: genera emisionbes de acido sulfhídrico y compuestos de azufre reducido, cloro en estado gaseoso y dióxido de cloro. Durante el proceso son empleados constantemente agentes químicos.

Los procesos relacionados con el sector alimentos fueron los principales aportantes de vertimientos orgánicos industriales; como resultado, aumentan la demanda química de oxígeno (DQO) y los sólidos suspendidos totales (SST) en el agua, y los residuos de biomasa (RB) en el agua o el suelo. Estos últimos pueden ser de origen animal o vegetal, y pueden tener un potencial importante de aprovechamiento que no es explotado al máximo.

o Produción de alcohol etílico mediante fermentación discontinua de melaza y destilación multietapa: Producen vinasas como residuos líquidos.o Extracción de aceite vegetal por prensado con centrifugación: Liberación de aceite, grasa, ácidos y sodas con las aguas residuales. De acuerdo al estudio, por cada tonelada de aceite extraído, son producidas 1.6 toneladas de residuos de biomasa.o Producción de caramelos por cocción instantánea, mezclado manual y cámara de enfriamiento rápida: Se emplea frecuentemente agentes químicos para la limpieza y desinfección de los equipos.o Producción de azúcar por inbibición, clarificación por

centrífuga, evaporación multiefecto y cristalización discontinua: Por cada tonelada de azúcar producida, se generan 1.8 toneladas en residuos de biomasa.

Otro proceso con alta capacidad de eutroficación del agua:

o Producción cuero curtido al mineral, con depilado químico y secado al vacío: Requiere gran cantidad de insumos químicos. Se generan cantidades considerables de materia orgánica como grasa, pedazos de carne y piel.

Las siguientes actividades aportan residuos inorgánicos inertes y combustibles. Aunque no suponen riesgos a la salud, en muchos casos su bajo índice de renovación conlleva a una alta permanencia y acumulación en el suelo:

o Producción de artículos cerámicos por molienda discontinua, secado por atomizado, moldeo por prensado en seco y monococción: Genera altas cantidades de arcilla inerte.o Tecnología para la producción de ladrillos refractarios por molienda discontinua, moldeo por prensado y cocción continua.o Tecnología para la producción de artículos de gres por molienda discontinua, moldeo por extrusión, secado artificial y cocción discontinua.o Tecnología para la producción de pulpa química al sulfato ("Kraft), blanqueada y sin blanquear con sistema de recuperación

Finalmente, de acuerdo a la Fundación MAFRE (1994; en: IDEAM, 1998), las siguientes actividades industriales producen residuos potencialmente tóxicos:

o Industria del vidrio: Genera flúor y plomo.o Industrias gráficas e impresión: Hidrocarburos clorados y aromáticos.o Pinturas, barcines y tintas: Hidrocarburos, plomo, cadmio, bario, cromo, alcoholes y residuos plásticos.o Industria metalúrgica /galvánica: Hidrocarburos aromáticos, metales pesados, cianuros.o Metales férricos y acerías: Cobre, níquel, plomo, ácidos disolventes, hidrocarburos alifáticos.o Curtidos: Hidrocarburos, ácidos disolventes, metales y cianuros.o Plásticos: Hidrocarburos aromáticos, magnesio, cadmio, cobalto, cianuros, aminas y monómeros reactivos.

Las siguientes tecnologías destacaron en la emisión de gases contaminantes y potencialmente tóxicos:

o Producción de abono nitrofosforado por vía fosfonítrica: Emite gases de óxidos de nitrógeno en proporciones que superan más de 7 veces a cualquier otra tecnología en esta clasificación.o Obtención de ácido nítrico diluido con absorción en cilindros a presión simple: presenta una alta emisión de óxidos de nitrógeno, aunque no se requiere de combustión para la producción del vapor.o Producción de alcohol etílico por fermentación discontinua de melaza y destilación multietapa: Emite altas cantidades de óxido nitroso y óxidos de azufre, debido a un elevado consumo de combustibles. Adicionalmente libera CO2 en cantidades importantes.o Obtención de pulpa química al sulfato blanqueada con sistema de recuperación química: Libera óxido nitroso.o Producción de panela en bloque con prelimpiadores, cámara ward y pailas evaporadas aleteadas: Produce óxido nitroso y altos niveles de óxidos de azufre, dependiendo del tipo de combustible empleado. Emite además CO2, en cantidades mayores a 1 tonelada / tonelada de producto.o Producción de papeles y cartón por medio de la fábrica Fourdrinier: Emite óxido nitroso y óxidos de azufre.o Fabricación de materiales eléctricos cerámicos: Libera altas

cantidades de CO2.

El IDEAM recalca que el grado de emisión de los compuestos mencionados puede reducirse en muchos casos, si se emplea como combustible gas natural en lugar de combustóleos o crudos.

En cuanto a los combustibles fósiles, la combustión de hulla y petróleo son los responsables de la emisión de altas cantidades de SO2, mientras que la producción de gas natural y carbón liberan metano. Se calcula que los combustibles fósiles aportan un 25% de los óxidos de nitrógeno producidos en el mundo.

Para 1996, Colombia producía el 33% de la producción neta de carbón bituminoso y el 7,5% del petróleo en Iberoamérica. Se calcula que actualmente produce unos 754 millones de pies3 / día de gas natural; si bien la perspectiva económica de estos recursos parece ser muy prometedora, deben mejorarse los procesos y minimizar al máximo el daño ambiental que pueda causar su explotación.

Artículo 16 de la Ley 23 de 1973: Sobre la creación de los seguros Ecológicos, como medio de apoyo a las personas perjudicadas como consecuencia de daños al ambiente y a los recursos naturales. Permite así penalizar los delitos ambientales.

CIUDADES

Residuos Sólidos

Particularmente en los asentamientos marginales de las ciudades, se presenta la

contaminación de los riachuelos por vertimiento directo de las basuras. Mientras sean pocas las ciudades y municipios que cuenten con rellenos sanitarios reglamentarios, hay un amplio riesgo de percolación de líquidos que llegan a las aguas superficiales y subterráneas. Se estima que entre Bogotá, Cali, Medellín y Barranquilla, se producen semanarmente unas 88.100 toneladas de basura, de las cuales sólo es recogido el 70%. El resto de residuos sólidos permanece en el medio, esto es en las calles, caños, alcantarillas y potreros.

Entre las ciudades que presentan una recolección de basuras del 100% se encuentran Bucaramanga, Pereira, Cali, Neiva y Riohacha. La ciudad con mayor deficiencia del servicio es Bogotá, con un 54% (Ministerio de Desarrollo, 1996). Existen cuatro sistemas en el país para la disposición final de los residuos sólidos:

o rellenos sanitarioso botadero a cielo abiertoo enterramientoo manejo integral.

Lo ideal en cuanto a soluciones, es la gestión integral de los residuos, respalda por las políticas ambientales y por la comunidad en general, empleando herramientas como el recliclaje a gran escala, la formulación conjunta de un solo proyecto para varios municipios y la implementación de manejos agroecológicos como el compostaje y la lombricultura.

En cuanto al sector industrial, las actividades metalúrgicas, de conservas, papel, sustancias químicas, mataderos, refinerías de petróleo y fabricación de cuero, producen una cantidad aproximada por año de 1,2 millones de toneladas en desechos sólidos. Existe actualmente una alternativa impulsada por el gobierno, que consiste en el intercambio de residuos y subproductos industriales, mediante transacciones de compraventa entre demandantes y ofertantes, permitiendo así que una buena parte de sus componentes sea reintroducido en las cadenas productivas.

Reciclaje

Dentro de los requerimientos para un conveniente tratamiento de las basuras, se encuentra la colaboración ciudadana en una práctica tan sencilla como es el seleccionamiento previo del material que puede ser reutilizado. No hacerlo puede retrasa y dificulta el proceso drásticamente.

o En Colombia, la compra de material reciclado para la industria papelera, generó una tasa de recuperación del 44.3% en 1990.o El vidrio es 100% reciclable.o El plástico y el metal están presentes en cantidades importantes, pero requieren de una gestión organizada para su reciclaje en el país.

Convenio de Basilea

Colombia firmó el convenio mediante el cual se controlan los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación. Es ejecutable mediante el artículo 81 de la Constitución, que prohibe la importación y posesión de desechos peligrosos. La prohibición incluye así armas químicas, biológicas y nucleares, o residuos de los mismos.

Aguas Residuales

Este aspecto ha sido recientemente documentado por la Contraloría General (2000):

Aunque en Colombia existen alrededor de 170 plantas de tratamiento de aguas residuales, se calcula que del volumen de agua generado por el sector urbano, sólo el 0.21% recibe tratamiento antes de ser descargado a los cuerpos de agua. En promedio, las plantas liberan un 19% de agua en las mismas condiciones en que es recibida.

Existen grandes inequidades por departamentos: Mientras Cundinamarca dispone de 24 plantas de tratamiento, Chocó, con 22 municipios y Cauca con 39 no poseen ninguna. En el departamento del Valle, sólo el 12% de los municipios cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales. En el distrito de Barranquilla sólo el 1% de las aguas industriales y el 6% de las aguas domésticas reciben manejo adecuado.

Entre los ríos que actualmente reciben aportes constantes y considerables de aguas residuales sin tratar, se encuentran el Río Magdalena, el Río Cauca y el Río Bogotá. Las emergencias sanitarias suelen presentarse en época de lluvias, cuando hay desborde de los ríos y letrinas, exponiendo a la población a epidemias y diversas afecciones del tracto digestivo.

Una alternativa desarrollada recientemente es el empleo de plantas acuáticas, las cuales mejorarían la eficacia del tratamiento de aguas al interactuar con las lagunas de estabilización, ya que absorben mayor cantidad de sustancias como nutrientes y metales pesados (Valderrama, 1997).

Plaguicidas, herbicidas y fertilizantes

En el sector rural, el uso sin control de plaguicidas, herbicidas y fertilizantes es el principal causante de contaminación del suelo y el agua. Dentro de las actividades practicadas a gran escala en el país, la floricultura es una de las que contamina los cuerpos de agua, debido al descargue de químicos por lavado del suelo. Dentro de las unidades de producción agrícola, los minifundios y cultivos familiares son los que menos control ejercen sobre el empleo de agroquímicos.

Se calcula que más de 50 empresas a nivel nacional importan por lo menos 510 productos químicos para usos agrícolas. Muchos de ellos ya han sido prohibidos en países desarrollados, pero justamente son sus empresas las que proveen a los países en desarrollo, los mismos productos a bajo costo. Igualmente, incrementan considerablemente los precios de agroquímicos modernos menos perjudiciales.

Dentro de los aspectos a considerar en la amplia gama de estos compuestos, tenemos:

o Toxicidad. Los efectos del compuesto en humanos y mamíferos puede variar desde alergias hasta dolencias agudas y la muerte.o Bioacumulación. Varios de los cidas se acumulan en ciertos tejidos en particular. Los plaguicidas lipofílicos, son aquellos que permanecen en el tejido graso de los peces. Otros se metabolizan y son eliminados con la excresión.o Afinidad. Los compuestos pueden ser afines a la materia sólida del suelo, a la materia líquida de los cuerpos de agua, o puede ser favorecida la volatilización. De la naturaleza de afinidad depende el grado de persistencia.o Persistencia: La biodegradación del compuesto puede ser de sólo unos meses hasta años. Los plaguicidas modernos suelen tener una vida media que corresponde con el tiempo durante el cual la plaga debe ser controlada.

En cuanto a los efectos de estos agroquímicos, no han sido evaluados seriamente en el país pero son insistentes y crecientes las denuncias de la población campesina en general sobre diferentes dolencias y sintomatologías. El daño más difícil de reparar, es el desequibrio ecológico que genera la contaminación en los diferentes ecosistemas: la disminución de ciertas poblaciones, que causan por tanto una reacción en cadena. Esto a su vez puede generar fenómenos de plagas, pérdida de la biodiversidad, y reacciones mutagénicas en todos los niveles de la vida, incluyendo el hombre.

RUIDO

Los altos niveles de ruido pueden ser ocasionados por las industrias (con un ,50% de la emisión total), el tráfico vehicular y aéreo. De acuerdo a la Contraloría (2000), el siguiente es el resumen para el sector Industrial:

SECTOR INDUSTRIAL% de participaciónen la emisión

de ruido

PEQUEÑA INDUSTRIA 40

INDUSTRIA METALMECÁNICA

28

TURBINAS 18

INDUSTRIA DE ALIMENTOS

6

INDUSTRIA DE MADERAS 4

INDUSTRIA TEXTIL 2

COMPRESORES 2

Fuente: Contraloría General de la República 2000.

La contaminación acústica causa daños en el órgano del oído que pueden ir desde la llamada fatiga auditiva hasta los traumatismos acústicos que significan simplemente la pérdida irreversible de la capacidad auditiva. El ruido en las industrias es uno de los problemas más críticos relacionados con la salud ocupacional.

Resolución 8321 de 1983: Establece los límites permisibles de ruido.

AUTOMOTORES

El número de vehículos circulantes se ha incrementado ampliamente en los últimos años. Colombia cuenta con cerca de 2 millones de vehículos, concentrados en las capitales, emisores diarios de óxidos de nitrógeno, carbono y azufre e hidrocarburos. El transporte es el responsable del 60% de la contaminación atmosférica en Colombia.

Las emisiones pueden reducirse hasta en un 95% mediante mejoramientos tecnológicos que incluyen:

o Utilización de catalizador (vehículos modelo 98 en adelante)o Refinación de los combustibleso Combustibles alternativoso Inspección y mantenimiento periódicos

Resolución 909 de 1996

Decreto 948 de 1995

Resolución 1048 de 1999

METALES PESADOS

Estos contaminantes inorgánicos, acogidos por a partir de la Revolución Industrial gracias a sus propiedades de alta resistencia a la degradación, han venido incrementando sus concentraciones en el medio ambiente. Por ejemplo, la acumulación de plomo en hielos de Groenlandia se quintuplicó desde 1950.

Son metales contaminantes y de uso común el plomo, el cadmio, mercurio, aluminio, zinc, níquel y cobre. Los efectos en humanos van desde problemas pulmonares hasta intoxicación y cáncer; en algunos casos producen aberraciones cromosómicas que se detectan en la

descendencia con rasgos anormales. Se ha comprobado que el cadmio se acumula en los riñones, provocando una alteración tubular y que los niños son la población más susceptible a la intoxicación por ingestión de plomo. Este material es producido en gases provenientes de diferentes industrias, es transportado por las lluvias y las aguas residuales, y se acumula en el sueloen altas cantidades.

El mercurio es uno de los cvontaminantes más comunes. Proveniente de las fábricas de papel, pinturas y baterías, entre otros, es desechado junto con lon las basuras; los derivados de mercurio se metilan en el agua para dar metilmercurio, el cual es incorporado en las cadenas tróficas, amplificando cada vez más su concentración.

Los efectos que pueden causar en plantas dependen del rango de tolerancia de cada especie, y del metal contaminante. Pueden ocasionar marchitamiento, amarillez, deformación de las hojas y raíz, y pudrición de los tejidos. Los máximos valores tolerables de metales pesados, estimados para cualquier especie vegetal son de:

259.2 (40 - 530) microgramos /g de peso seco para Zn.

58.2 (9 - 93) microgramos /g de peso seco para Cu.

3.2 (1 - 8) microgramos /g de peso seco para Cd.

90.0 (27 - 245) microgramos /g de peso seco para Pb.

Si bien es imposible un control drástico de los aportes de los metales pesados por la demanda de los productos industriales, dentro de las medidas importantes a tomar se propone:

o Minimizar el consumo de comida enlatada.o Evitar el uso de aditivos de plomo en la gasolina.o Prohibir las pinturas que contienen plomo.o En las poblaciones y ciudades ribereñas o costeras debe existir un manejo estricto y por separado de los residuos de mercurio, en particular de baterías o pilas.

ACTIVIDAD CARBONÍFERA

Las minas de carbón en el departamento de Boyacá fueron objeto de auditoría ambiental por parte de la Contraloría general de la República. Los aspectos más relevantes publicados en el informe de 1996 son:

o Ventilación: La ventilación en muchos casos suele ser menor a la estipulada por el decreto 1335 de 1987del ministerio de minas. Al escasear el aire dentro de la mina aumenta la posibilidad de riesgo en los trabajadores por inhalación de partículas de polvo.o Desagüe: La intervención de fuentes de agua subterráneas y la posterior extracción con bombas manuales, eléctricas o de gasolina, implican la contaminación con ácido sulfúrico, combustibles y metales. En la mayoría de los casos, el agua residual es conducida a través de un alcantarillado sin ningún tipo de tratamiento y es vertida en las fuentes de agua. En Boyacá se producen 3m3 de carbón / tonelada de vertimiento.o Lavado y Coquización: Se reporta hundimiento del suelo por mal manejo de los residuos. De acuerdo a estimacimaciones, en las minas subterráneasse produce 1millón de m3 de estériles en 0.33 toneladas de carbón explotado. El componente atmosférico se ve afectado por la emisión de partículas de gas metano.

La actividad carbonífera pequeña y mediana, en resumen, tiene bajos rendimientos y poca productividad debido al poco apoyo institucional y a los escasos recursos técnicos y administrativos con que cuentan los mineros.

IMPACTO AMBIENTAL DE LOS CULTIVOS ILÍCITOS

El conjunto de actividades que encierran los cultivos ilícitos desde la adecuación del terreno hasta el producto final de las bases de coca y amapola, está generando un impacto ambiental de considerables proporciones. Los efectos debidos al cultivo y procesamiento de drogas, particularmente de la cocaína, comprometen el medio edáfico en composición y estructura, e involucran también los cuerpos superficiales y subterráneos de agua

Los procedimientos de tala y quema, y las posteriores labores de cultivo implican una remosión y transformación de la cobertura vegetal, que en muchos sectores del territorio colombiano superan la

capacidad de carga del suelo. La toxicidad de los herbicidas afecta primordialmente a la micro y macrofauna del suelo: bacterias simbióticas, larvas, lombrices de tierra, organismos translocadores de nutrientes, entre otros. En cuanto al glifosato, sus aportes de fósforo al medio acuático ocasiona problemas de eutroficación (Pinillos, 1996), y reducen la calidad del agua para consumo.

Los sembradores de amapola aplican úreas sustituídas al cultivo para evitar la acción del glifosato. Los cultivos lícitos, en cambio, presentan síntomas de marchitamiento, secado, putrefacción y muerte; estas señales se han comprobado en pastos, tomate, chontaduro, papaya, yuca, arveja, papa, cebolla, fríjol y plátano. También se ha reportado la pérdida en más de 6.000 millones de pesos en cultivos frutales en Tibaná, Boyacá (Def. del P. 2000).

Los precursores e insumos químicos requeridos para el procesamiento de hojas de coca y el látex de amapola se acumulan en el suelo y son vertidos a los nacederos y corrientes de agua luego de las lluvias. Muchos de ellos presentan una alta tasa de residencia. Anualmente son requeridos unas 200 mil toneladas de insumos químicos y sólidos, entre los que se encuentran: cemento, gasolina, herbicidas, fertilizantes, permanganato de potasio, plaguicidas, acetona, cloroformo, éter etílico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, amoníaco, carbonato de sodio, metanol, disolventes alifáticos, thiner, acetato de etilo, acetato de butilo, diacetona y tolueno.

Sobra mencionar los daños proporcionados por estos compuestos a los diferentes ecosistemas y al medio ambiente en general.

ELECTROPOLUCIÓN

Este tipo de contaminación ha cobrado fuerza con el desarrollo y la posterior puesta al mercado de un sinnúmero de aparatos portátiles eléctricos y electrónicos, siendo los más comunes los celulares y radioteléfonos.

Todo artículo que funciona con microondas digitales de alta frecuencia, libera energía electromagnética que tiene una alta repetitividad y permanencia en el medio ambiente, generando contaminación. Por otra parte, se ha demostrado el efecto nocivo que tienen este tipo de ondas en la salud humana, alterando el funcionamiento normal del cerebro, particularmente de la glándula pineal. Estudios realizados por diferentes investigadores europeos concluyeron que la exposición urbana de las personas a electropolución, desestabiliza el ritmo de onda cerebral por más de 24 horas (este es el tiempo de anormalidad que sufre una persona si respondiera sólo una llamada de un teléfono celular).

La alta frecuencia de las radiaciones de microondas de telefonía móvil, les conferiría ciertas propiedades cercanas a las de ondas ionizantes, pudiendo entonces producir, en los casos más graves, efectos cancerígenos. Menores frecuencias tienen efectos a largo plazo, todos relacionados con el estado neuronal e inmunológico de la persona: estrés, insomnio, dolor de cabeza y depresiones; al intensificarse el problema pueden llegar a ocasionar pérdida de la memoria, tumores cerebrales, cáncer y leucemia.

COMUNIDADES INDÍGENAS

La industrialización, el desarrollo de la ciencia y el complejo económico global, conforman la concepción actual del progreso. Esta misma concepción permitió el aterrador incremento

poblacional de los últimos dos siglos, bajo la errada creencia de que el mundo sería una fuente inagotable para la humanidad, estando entonces, a su servicio.

Existe sin embargo, una ideología bastante distinta, que paradójicamente es compartida por cientos de comunidades de diferentes lugares del globo, que lo único que tienen en común es su sabiduría ancestral. Ellos, los indígenas, y todos los que conservan su cultura tradicional, afirman que es el hombre quien está al servicio de la naturaleza, que debe existir un sentido

de pertenencia espiritual con el agua, la tierra y el cielo.

Manejo Indígena de los Ecosistemas

La naturaleza, desde el punto de vista de las comunidades indígenas, hace parte del contexto cosmológico y espiritual que rige al mundo. Las siguiente son algunas premisas comunes a

diferentes culturas:

o Aunque los estudios demográficos de las comunidades indígenas en Colombia indican altas tasa de natalidad y fecundidad, también muestran altos índices de mortalidad en edad reproductiva. Varias culturas postulan que el hombre debe asumir la responsabilidad de autorregular su densidad poblacional, y de establecer restricciones al uso de la tierra y el agua.o El conocimiento tradicional está asociado con un carácter indivisible e integral: la recolección, la agricultura, la pesca y la caza deben complementarse para conformar un sistema de producción que armonice al hombre con la naturaleza.o En general, a cada tribu de una misma etnia le corresponde un territorio específico. Por lo tanto cada grupo debe subsistir bajo el uso adecuado de los recursos allí disponibles, implementando entre otras cosas: La imposición de restricciones sexuales, el reciclaje de materiales extraídos, la organización de temporadas para caza y pesca intensiva, la migración para permitir la regeneración natural de áreas perturbadas y el desarrollo de cultivos mixtos multiestratificados.

La Chagra

Son unidades de producción indígena, manejadas por el grupo familiar. Consisten en áreas con cultivos transitorios durante los dos o tres primeros años, y "rastrojos" que son las mismas áreas luego de terminados estos cultivos. La ubicación, tamaño y composición florística de las chagras varía de acuerdo a las características de los suelos, al tipo de cultivo apropiado para cada lugar y sus requerimientos básicos, y al manejo agronómico que tiene cada grupo familiar.

Mientras para la agricultura y selvicultura modernas las especies de bosque poco conocidas

son desechadas por considerarse improductivas y complejas en cuanto a su ordenamiento espacial, estas plantas son la base del sistema agroforestal de las chagras (Vélez, 1995).

Algunas actividades que se realizan en paralelo con el desarrollo de la chagra, son:

o La pesca y caza de reptiles y mamíferoso Explotación de fauna semiacuáticao Obtención de fibras, maderas, extractos medicinales y otros materiales

Política Ambiental frente a las Comunidades Indígenas

Durante los últimos años en el mundo se ha reconocido que debe existir una propiedad legítima de los pueblos originarios, aquellos que han convivido usando sabiamente los recursos de los lugares a donde pertenecen.

Ante la gran importancia que cobra la propiedad en cualquier país, los pueblos indígenas, en desventaja frente los terratenientes, las empresas y los grupos armados, han decidido iniciar la participación activa en elecciones, juntas y otras actividades de tipo político. El derecho de propiedad y la estabilidad socio-económica de estas comunidades se enfrenta a fuertes obstáculos:

o El interés económico de sectores poderosos (incluyendo el gobierno) en áreas con reconocido potencial en hidrocarburos, de minerales, o de recursos no renovables.o La guerra interna.o El Plan de Desarrollo del gobierno, el cual incluye obras de construcción en diversos tipos. En general no existe una documentación adecuada ni conciliación previa con las comunidades indígenas involucradas.o La diversificación y extensión de la contaminación y degradación ambiental. Si bien la sociedad moderna acepta el consumismo como un modo de vida, muchas culturas tradicionales no lo aceptan, y como propietarios de un territorio específico tienen derecho a exigir que sus recursos no sean alterados por

influencia externa.o La manipulación por parte de las gobernaciones y alcaldías, de las disposiciones en cuanto a inversión. Si bien la constitución promueve la protección de las sociedades indígenas, sólo se brinda financiamiento a aquellos proyectos orientados a la modernización y capitalización.

Hasta hoy son innumerables los atropellos y delitos cometidos en contra de nuestras culturas indígenas. Baste mencionar el asesinato de líderes y campesinos en diferentes sitios del país y el confinamiento que han tenido que soportar en los resguardos, todos estos actos orientados a retrasar su representación en cargos del gobierno.

La presión a la que están sometidos estos pueblos y las etnias en general, les ha obligado a abandonar muchos de sus principios tradicionales, a participar en la dinámica económica y monetaria del país, e incluso a enfrentar grupos de un mismo núcleo étnico por la propiedad o la ganancia. Como quiera que sea, la intromisión de la civilización avanza como un cáncer incurable.

Legislación

Convenio 169 de la OIT (Organización Internacional del Trabajo): establece la protección de los valores culturales, sociales y espirituales de los indígenas; promueve la creación de medios que permitan a los pueblos indígenas participar libremente; establece el derecho de los pueblos indígenas a la propiedad, a conservar sus instituciones propias, incluidas las judiciales y a convivir en un ambiente sano.

Artículo 5, decreto 1386 de 1994. Alcaldes y gobernadores serán quienes desarrollen los proyectos elaborados por los resguardos, lo cual implica que serían ellos quienes decidirían sobre ejecución de los recursos, contrataciones, gastos, etc. de acuerdo con la Ley 80 de 1993.

CLONACIÓN

Hay que diferenciar el uso de la palabra clonación en distintos contextos de la biología:

o En el ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en tubo de ensayo un determinado gen o, en general, un trozo de ADN. o En el contexto a que nos referimos, clonar significa obtener uno o varios individuos a partir de una célula somática o de un núcleo de otro individuo, de modo que los individuos clonados son idénticos o casi idénticos al original.

En los animales superiores, la única forma de reproducción es la sexual, por la que dos células germinales o gametos (óvulo y espermatozoide) se unen, formando un zigoto (o huevo), que se desarrollará hasta dar origen a un individuo adulto. La reproducción sexual garantiza que en cada generación de una especie van a apEn los animales superiores, la única forma de reproducción es la sexual, por la que dos células germinales o gametos (óvulo y espermatozoide) se unen, formando un zigoto (o huevo), que se desarrollará hasta dar origen a un individuo adulto. La reproducción sexual garantiza que en cada generación de una especie van a aparecer nuevas combinaciones de genes en la descendencia, las cuales serán sometidas a la dura prueba de la selección y adaptación al ambiente. Las células de un animal proceden en última instancia de la división repetida y diferenciación del zigoto.

Las células somáticas, que constituyen los tejidos del animal adulto, han recorrido un largo camino "sin retorno", de modo que, a diferencia de las células de las primeras fases del embrión, han perdido la capacidad de generar nuevos individuos y cada tipo se ha especializado en una función distinta (a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo material genético).arecer nuevas combinaciones de genes en la descendencia, las cuales serán sometidas a la dura prueba de la selección y adaptación al ambiente. Las células de un animal proceden en última instancia de la división repetida y diferenciación del zigoto. Las células somáticas, que constituyen los tejidos del animal adulto, han recorrido un largo camino "sin retorno", de modo que, a diferencia de las células de las primeras fases del embrión, han perdido la capacidad de generar nuevos individuos y cada tipo se ha especializado en una función distinta (a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo material genético).

Tipos de clonación

Partición (fisión) de embriones tempranos: analogía con la gemelación natural. Los individuos son muy semejantes entre sí, pero diferentes a sus padres. Es preferible emplear la expresión gemelación artificial, y no debe considerarse como clonación en sentido estricto.

Paraclonación: transferencia de núcleos procedentes de blastómeros embrionarios o de células fetales en cultivo a óvulos no fecundados enucleados y a veces, a zigotos enucleados. El "progenitor" de los clones es el embrión o feto.

Clonación verdadera: transferencia de núcleos de células de individuos ya nacidos a óvulos o zigotos anucleados. Se originan individuos casi idénticos entre sí (salvo mutaciones somáticas) y muy parecidos al donante (del que se diferencian en mutaciones somáticas y en el genoma mitocondrial, que procede del óvulo receptor). El núcleo procede de un individuo nacido. Se transfiere a un óvulo o un zigoto anucleados, y el embrión se implanta en útero. El resultado: individuos casi idénticos entre sí y casi idénticos a su progenitor (donante del núcleo).

El 27 de febrero de 1997 la revista científica Nature publicaba el informe sobre la primera clonación de un mamífero a partir del núcleo de una célula adulta de otro individuo. La "presentación en sociedad" de la oveja Dolly es uno de esos momentos en los que la ciencia espolea una plétora de reacciones emocionales de todo tipo, despertando sueños (o pesadillas) y reavivando mitos y viejos fantasmas. Cuando el equipo de Ian Wilmut, del Instituto Roslin de Edimburgo comunicó que habían logrado una oveja por clonación a partir de una célula diferenciada de un adulto,

causo gran revuelo científico; debido a que desde hace unos años se vienen obteniendo mamíferos clónicos a partir de células embrionarias muy tempranas, debido a que poseen la propiedad de pluripotencia, por que aún no han entrado en diferenciación.

Esencialmente el método de clonación consiste en:

Obtener un óvulo de oveja, eliminarle su núcleo, sustituirlo por un núcleo de célula de oveja adulta (en este caso, de las mamas), e implantarlo en una tercera oveja que sirve como "madre sustituta" para llevar el embarazo.

Así pues, Dolly carece de padre y es el producto de tres "madres": la donadora del óvulo, la cual contribuye con el citoplasma (que contiene, además mitocondrias que llevan un poco de material genético), la donadora del núcleo (que es la que aporta la inmensa mayoría del ADN), y la que parió a Dolly, que genéticamente no aportó nada. Científicamente se trata de un logro muy interesante, ya que demuestra que, al menos bajo determinadas circunstancias es posible "reprogramar" el material genético nuclear de una célula diferenciada (algo así como volver a poner a cero su reloj, de modo que se comporta como el de un zigoto). De este modo, este núcleo comienza a "dialogar" adecuadamente con el citoplasma del óvulo y desencadena todo el complejo proceso del desarrollo intrauterino.

Objetivos teóricamente posibles de la clonaciónEn animales:

3. Investigación básica 4. Mejora en los procesos de fertilización in vitro (FIV) 5. Mejoramiento de la fertilidad. 6. Mejoramiento de la productividad ganadera 7. Desarrollo de la biotecnología de tejidos "humanizados" 8. Fuente de tejidos para xenotrasplantes 9. Mejoramiento del conocimiento en biomedicina, a través del uso de animales como

modelos de enfermedades 10. Obtención de animales transgénicos para la producción de proteínas terapeuticas. 11. Intentos de salvar especies en peligro de extinción. Incluso se intenta resucitar especies

desaparecidas como el mamut y el tigre de Tasmanía. 12. Obtención de individuos idénticos para investigación.

En humanos:

13. En programas de FIV para mejorar resultados en mujeres con pobre estimulación ovárica. 14. Producción de gemelos idénticos separados en el tiempo. 15. Investigación básica y aplicada 16. Terapia para enfermedades mitocondriales que producen ceguera o epilepsia transfiriendo

el núcleo del embrión hasta un óvulo zigoto receptor. 17. Clonación reproductiva para crear individuos clónicos. 18.

Investigación sobre fertilidad, desarrollo embrionario, obtención de células madres e inducción de diferenciación a diferentes tejidos.

 

CLONACIÓN

Principio éticos y el uso de embriones humanos en investigación

Uno de los mayores errores morales de nuestra era es asignar valor moral sobre la base de la valoración por parte de otros individuos. El argumento "x tiene valor si x es valorado por alguien"

es indigno. Así podemos seguir con el valor de los esclavos, o con el valor de las mujeres asignado por los hombres en ciertas culturas, o el valor de los niños frente a las niñas en China, para justificar infanticidios selectivos, etc. El hecho de que una cultura haga o crea algo no le da automáticamente a esto valor moral.Hace tiempo se discute acerca del uso de embriones humanos en la investigación presentándose diversos argumentos a favor y en contra. Para Courtney Campbell la ciencia sin humanidad y la política sin filosofía parece la receta ideal para lograr gazpachos morales incrustados en maravillas tecnológicas. Los investigadores verán en el embrión humano no una entidad con interés y valor intrínseco, sino un ente dotado de posibilidades para los intereses y objetivos y utilidades científico-comerciales.

McGee y Caplan (1999)dicen que incluso si se concede humanidad y personeidad al embrión, su destrucción para células madre se justifica porque esta investigación promete eliminar gran sufrimiento. "El imperativo moral de la compasión nos obliga a la investigación con células madre embrionarias". En este caso el tema central moral tiene que ver "con los criterios para sacrificios morales de vidas humanas". ¿Cuándo es permisible sacrificar una vida humana al servicio del bien común? Para McGee y Caplan "no hay necesidad más obvia ni menos compulsiva que el sufrimiento de la mitad del mundo a manos de enfermedades miserables".

Necesitamos urgentemente algún tipo de acuerdo ético y legal para establecer de una vez una línea divisoria a partir de la cual el ser humano en desarrollo adquiera irreversiblemente estatuto merecedor de protección. Si seguimos enredados en criterios "extrinsecistas", quizá no nos quede más remedio que ser consecuentes y adscribirnos a las polémicas posturas del biotecista australiano Peter Singer, que justifica el infanticidio porque el niño aún no ha adquirido nivel psicológico de persona y carecería por tanto de intereses y derechos. La insistencia en adscribir valor moral a lo humano en función de su contexto y de valores externos adjudicados por otras personas no puede conducir más que a inseguridad legal, y en última instancia a una sociedad que sólo protege a aquellos que pueden levantar su voz o que puedan decir de sí mismos que son personas.

Pienso que sin necesidad de volver al esencialismo aristotélico, cabe seguir la reflexión sobre los fundamentos de la dignidad humana para aclarar el estatuto moral de las fases prenatales y neonatales del ser humano . Por otro lado, Javier Gafo, en su voto particular presentado como Anexo III.2 al Informe de la CNRHA, muestra su preocupación por el hecho de que la tendencia a aprobar la destrucción de embriones o su uso en experimentación "puedan significar una creciente depreciación de esa incipiente realidad humana y una progresiva ampliación de los límites que legitimen el recurso a la experimentación con fines científicos en embriones en etapas ulteriores de desarrollo" (p. 107).

TEMA DE FORO:

Un informe de 1994 del panel sobre investigación en embriones humanos del NIH no concede estatuto moral significativo al embrión; sin embargo señalan que éste se debe considerar como una forma de desarrollo humano, la cual merece respeto especial y por lo tanto se deben establecer restricciones en la investigación. De esta consideración se desprende que los valores simbólicos son personales y variables y no ejercen obligaciones morales absolutas. Por esta razón el subordinar a los embriones humanos a objetivos de investigación no violaría deberes éticos; bajo la premisa de que " los embriones que están dedicados a la investigación están hechos para ser sacrificados, es decir " el fin justifica los medios".Las personas que están a favor de la investigación con embriones humanos no han argumentado que estemos en un caso de necesidad estratégica, para mostrar que el progreso no se puede hacer, ni siquiera más lentamente, sin eliminar embriones.

Invocar la "necesidad moral" nos compromete nada menos que a erradicar todo tipo de enfermedades horribles. Y con ello, la "urgencia" se hace permanente, e igualmente se hace ineludible el sacrificio de vidas humanas al servicio del bien común. La dignidad humana exige una mayor valoración de los embriones, un rechazo a la mercantilización de la vida y la reproducción, poner límites a las presiones del mercado sobre los valores sociales y culturales y de manera coherente desarrollar legislaciones que afecten los valores éticos considerados en la investigación tanto en el sector público como en el privado.Si lo único que cuenta es la autonomía individual, no contrapesada por responsabilidad social ni criterios de justicia y bien común, no habrá impedimentos legales para una variedad de prácticas:

Selección de embriones por rasgos triviales

Manipulación genética de embrionesClonación reproductivaPartenogénesis

o ¿Se crearán mercados libres u ocultos de embriones y células madre?. o ¿Cómo se pretende dejar cándidamente a la buena voluntad de las empresas su propia regulación, ante las fuertes apuestas económicas en juego? o ¿se crearan Incentivos a embriones sobrantes? o ¿Incentivos a crear embriones para investigar? o ¿Presiones más o menos sutiles a las mujeres? o ¿Mercados "negros" con mujeres en el Tercer Mundo? o Evidentemente, aquí entramos en otro universo moral, ya que al menos hay que evaluar la legitimidad de traer al mundo individuos predeterminados en su constitución genética y de modos nada convencionales. ¿Se respetan derechos humanos básicos? ¿Atentamos a la dignidad de las personas? ¿La investigación que se propone, como por ejemplo la de infertilidad, justifica esa alta prioridad moral, por encima de la de los embriones? o El imperativo científico del progreso tiende a pasar por encima de preocupaciones morales o no morales. ¿Solo nos queda adaptarnos?

¿Un protocolo universal para clonación reproductiva?

El grupo de Wakayama, en el artículo reciente que informa sobre clonación de ratones a partir de núcleos de células madre, propone un posible esquema que permitiría la clonación ilimitada a partir de casi cualquier célula del organismo (al menos en esta especie) [22]:

9. Transferencia por microinyección de un núcleo de célula somática a un óvulo enucleado. 10. Se dejaría desarrollar el embrión in vitro hasta una fase previa a la de implantación. 11. A partir de las células de la masa interna del blastocisto se pueden establecer cultivos

estables (inmortales) de células madre (ES). Todas esas células contendrían el mismo genoma nuclear que el individuo donante, genoma que quedaría de esta forma "inmortalizado".

12. Las células madre pueden servir a su vez para: 1. Terapias celulares 2. Clonación reproductiva 3. Manipulación genética: se podrían generar ratones mutantes, incluso en homozigosis, en una sola generación, sin pasar por la generación intermedia de quimeras. Ello permitiría analizar las funciones complejas que dependen de varios genes. 4. Combinación de 2) y 3) para producir individuos clónicos transgénicos.

La posibilidad teórica que ha llamado más la atención recientemente es la transferencia de núcleos somáticos del paciente a óvulos enucleados. Las desprogramación y reprogramación del núcleo seguiría en sus primeras fases la lógica a lo Dolly: se obtendría un zigoto y embrión artificial. Al llegar a la fase de blastocisto, se obtienen células de la masa celular interna (con lo que se destruye el embrión), y se cultivan en placa de Petri, obteniéndose células madre (ES) con la información genética nuclear del donante. Finalmente, las ES serían tratadas para diferenciarse a distintos tipos celulares:

Neuronas dopaminérgicas en el tratamiento de ParkinsonCélulas beta del páncreas para diabéticosHepatocitos para pacientes con cirrosis hepática.

En resumen, esta es la idea de lo que se ha dado en llamar "clonación terapéutica": el uso de células clonadas a partir del propio paciente para la realización de autotrasplantes sin problemas de rechazo inmunológico.En el esquema anterior queda claro que estamos ante una técnica de "doble uso", ya que el embrión artificial obtenido, transferido a un útero preparado, podría eventualmente originar un ser humano completo, en cuyo caso estaríamos ante una clonación reproductiva verdadera.

Fuentes: Comisión Europea, Dirección general de Investigación, 2002 y Current Biology 11: R414, con elaboración propia

País Situación legal actual y debates ante la opinión pública

¿Existen proyectos de nuevos marcos legales?

Alemania Prohibida por la Ley de Protección de Embrión (1990)

El DFB, principal organismo de financiación pública de investigación biomédica recomendó (mayo 2001) que se permitiera investigación con ES.

Creación del Consejo Nacional de Ética, que está abordando estos temas (mayo 2001).

El Bundestag decidió (30-1-2002) permitir la importación de células madre embrionarias para investigación, bajo controles rigurosos

AustraliaPermitida investigaciones con embriones, incluyendo la creación de embriones para investigación.

AustriaProhibida la investigación con embriones. No se crean embriones sobrantes.

BélgicaNo hay legislación específica sobre la investigación en embriones humanos.

Actualmente se está debatiendo un proyecto de ley gubernamental

Canada No legislación. El MRC financia estudios sobre embriones sobrantes hasta 17 días. Creación de embriones para investigación.

Proyecto de ley que autorizaría estudios con ES derivadas de embriones sobrantes, pero prohibiría la creación de embriones para investigación, incluida la clonación

terapéutica

Dinamarca

Prohibida. Embriones sobrantes de FIV se destruyen enseguida.

La Ley sobre reproducción asistida sólo permite investigación para mejorar las técnicas de fertilización in vitro y el diagnóstico preimplantatorio

El Ministro de Sanidad está preparando una revisión de la legislación

España

La Ley 38/1988 sólo permite investigación con embriones "no viables" sobrantes de FIV, de hasta 14 días. En embriones viables sólo se permite intervenciones diagnósticas y preventivas para beneficio del embrión.

El 2º informe de la Comisión Nacional de Reproducción Humana Asistida ha recomendado al Gobierno que permita la investigación con embriones "sobrantes" bajo ciertas condiciones. El Gobierno no ha dado ningún paso, pero tampoco está permitiendo un debate social y parlamentario

Estados Unidos

No financiación federal sobre embriones. Reciente aprobación de uso de líneas de células madre ya generadas, pero no al empleo de dinero público para derivar nuevas líneas ni para usar embriones en investigación.

Libertad en el sector privado. Algunos estados tienen regulaciones restrictivas, y otros la permiten hasta el día 14.

Grupos de presión a favor de la clonación terapéutica:

"Coalición para el avance de la investigación Médica", formada por American Society for Cell Biology, Juvenile Diabetes Foundation, Universida de Harvard, etc.

Carta de 80 premios Nobel al Presidente Bush

FranciaLa Ley de 1994 prohíbe la investigación no terapéutica sobre embriones. Permitida la investigación con blastómeros de hasta 14 días, pero no la investigación que suponga su destrucción.

Consejo de Estado: recomendación para que se permita investigar en células madre con embriones sobrantes. Similar propuesta del CCNE (Comité Consultivo Nacional de Ética)

HolandaInvestigación sobre embriones sobrantes. Moratoria sobre creación de embriones.

Proyecto de Ley presentado al Parlamento en 2000. Nueva legislación para regular la investigación con embriones y células madre

IrlandaNo hay legislación específica, pero la Constitución (1937, reformada en 1983) protege al embrión desde el inicio.

No se está preparando nueva legislación. Pero un Comité sobre Reproducción Asistida está tratando el tema de las células madre y emitirá un informe en 2002

Italia No hay legislación.

Se está preparando un proyecto de ley sobre fertilización asistida

JapónLey del Parlamento (noviembre 2000) que autoriza investigación con embriones sobrantes de FIV y la creación de embriones por clonación (transferencia de núcleo som.)

Noruega Prohibida

Reino Unido

Ley HFEA (1990), que aceptó parte del Informe Warnock, permite investigar con embriones para los siguientes objetivos:

Avances en tratamiento de infertilidad Avances sobre causas de enfermedades congénitas Avances sobre causas de abortos espontáneos Desarrollo de nuevas técnicas anticonceptivas Métodos para diagnosticar en embriones enfermedades genéticas Además, permitida creación de embriones para investigación. Límite 14 días

Informe del Nuffield Council on BioethicsNuevas Regulaciones (2001) sobre Fertilización Humana y Embriología (propósitos de investigación): ampliación de objetivos de investigación respecto de la Ley de 1990:

Aumentar conocimiento sobre el desarrollo de embriones

Incrementar conocimiento sobre enfermedades

severas

Aplicar tal conocimiento al desarrollo de tratamientos

En la práctica esto significa la aprobación de la clonación terapéutica. Convalidación en el Parlamento en 2002.

Suecia

Ley 1991. Investigación con embriones sobrantes hasta el día 14.

Tras cierta discusión, acuerdo de que esta ley también permite investigar sobre células madre (nueva interpretación de la Ley).

No se permite la clonación terapéutica.

Prohibida la venta de material biológico humano.

Están en marcha discusiones.

Más acerca del tema en:

"Cloned pigs produced by nuclear transfer from adult somatic cells", Nature 407: 86-90).

T. Wakayama, A.C.F. Perry, T. Zuccotti, K.R. Johnson, R. Yanagimachi (1998): "Full-term development of mice from enucleated oocytes injected with cumulus cell nuclei", Nature 394: 369-374.

T. Wakayama, I. Rodríguez, A.C.F. Perry, R. Yanagimachi, P. Mombaerts (1999): "Mice cloned from embryonic stem cells", Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 14984-14989.

P. R. Gindoff (1998): "Clonación por separación embrionaria", En las fronteras de la vida: ciencia y ética de la clonación, Fundación Ciencias de la Salud, Ediciones Doce Calles, Madrid, pp. 52-61.

A.W. Chan, T. Dominko, C.M. Luetjens, E. Neuber, C. Martinovich, L. Hewitson, C.R. Simerly, G.P. Schatten (2000): "Clonal propagation of primate offspring by embryo splitting", Science 287: 317-319.

[16] A.E. Schieke, A.J. Kind, W.A. Richtie, K. Mycock, A.R. Scott, M Ritchie, I. Wilmut, A. Colman, K.H.S. Campbell (1997): "Human factor IX transgenic sheep produced by transfer of nuclei from transfected fetal fibroblasts", Science 278: 2130-2133.

[17] T. Wakayama, I. Rodríguez, A.C.F. Perry, R. Yanagimachi, P. Mombaerts (1999): "Mice cloned from embryonic stem cells", Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 14984-14989.

[18] Véase comentario de D. Solter (1998): "Dolly is a clone-and no longer alone", Nature 394: 315-316.

[19] T. Wakayama, I. Rodríguez, A.C.F. Perry, R. Yanagimachi, P. Mombaerts (1999): "Mice cloned from embryonic stem cells", Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 14984-14989.

[11] A.W. Chan, T. Dominko, C.M. Luetjens, E. Neuber, C. Martinovich, L. Hewitson, C.R. Simerly, G.P. Schatten (2000): "Clonal propagation of primate offspring by embryo splitting", Science 287: 317-319.

[12] M.Sims, N.L. First (1994): "Production of calves by transfer of nuclei from cultured inner mass cells", Proceedings of the National Academy of Sciences 91: 6143-6147; S.M. Willadsen (1986): "Nuclear transplantation in the bovine embryo: assessment of donor nuclei and recipient oocyte", Biology of Reproduction 37: 859-866.

M. Palacios (2000): "La clonación humana con fines terapéuticos: Algunos aspectos biológicos, éticos y legales", Diario El País (Madrid), 16 de abril, p. 15.

[20] H. Shapiro (1998): "Sistemas éticos y políticas públicas: la clonación de seres humanos. Un ejercicio de noventa días sobre la ética práctica y profesional", en En las fronteras de la vida: ciencia y ética de la clonación, Fundación Ciencias de la Salud y Ediciones Doce Calles, Madrid, p. 127.

[21] Una discusión de este tipo de dilemas, en Comité de Expertos sobre Bioética y Clonación (1999): Informe sobre clonación: en las fronteras de la vida, Instituto de Bioética de la Fundación Ciencias de la Salud, Ediciones Doce Calles, Madrid, pp. 154-156. Allí se alude a la ignorancia que aún tenemos sobre la supuesta totipotencialidad de ovocitos enucleados y trasplantados con núcleos somáticos. Parece que este "zigoto" artificial sólo se convertiría en totipotente bajo ciertas condiciones de laboratorio, mientras que el zigoto natural es intrínsecamente totipotente. ¿Permite esta diferencia sacar consecuencias ontológicas y morales distintas para cada tipo de entidad? Pero no se olvide que los recientes experimentos del grupo de Wakayama (Proceedings of the National Academy of Sciences 96: 14984-14989) demuestran en ratón que aunque la célula madre no sea totipotente, su núcleo, inyectado en el ovocito, puede programar la formación de individuos viables. Ello acentúa aún más el potencial de "doble uso" de estas tecnologías.

[22] G. McGee y A.L. Caplan (1999): "What's in the dish?", Hasting Center Report 29 (2): 36-38.

[23] Para un análisis de las dificultades legales de este tema, véase el I Informe Anual de la Comisión Nacional de Reproducción Asistida (1998), pp. 48-49, y el Informe sobre la clonación: en las fronteras de la vida (1999) elaborado por el Comité de Expertos sobre Bioética y Clonación para el Instituto de Bioética de la Fundación Ciencias de la Salud, pp. 230-231.

[24] M. Palacios (2000): "La clonación humana con fines terapéuticos: Algunos aspectos biológicos, éticos y legales", Diario El País (Madrid), 16 de abril, p. 15.

CONTAMINACIÓN CON CADMIO Y ARSÉNICO EN SUELOS Y HORTALIZAS DE UN SECTOR DE LA CUENCA DEL RIO BOGOTA.

Tomado de González, S. Y Mejía, L. 1995 Rev. de Suelos Ecuatoriales

 

La agricultura en Colombia ha experimentado una notable modernización en las zonas de mayor producción y con más intenso uso. Esto aunque ha representado un importante aumento de la producción agropecuaria, ha aumentado la tasa de contaminación en algunas regiones del país, ocasionando en ellas un notable deterioro de los suelos, de las aguas, de la calidad de muchos productos agropecuarios y en general del medio ambiente.

La magnitud y naturaleza de la contaminación del Río Bogotá y sus afluentes ha sido estudiada y reportada durante más de 50 años en numerosos informes. Los informes confirman la presencia de concentraciones significativas de metales como Hg (0.002-0.67 mg/lt), Pb (>0.01 mg/lt), Cd (>0.01 mg/lt), Cr (0.050-0.076 mg/lt) y de otros, que como el arsénico se consideran que están presentes a juzgar por la naturaleza, volumen y alto contenido de arsénico de los contaminantes (desechos de curtiembres, de pinturas, colorantes, detergentes industriales y caseros) que diariamente son arrojados por toneladas en estos ríos. Las concentraciones de cadmio y arsénico superan los niveles máximos considerados permisibles para aguas de riego (Cd: 0.01 mg/lt y As: 0.10 mg/lt )

(AYERS & WESCOTT, 1985, Water quality for agriculture, FAO, Nr 29) y para alimentos (< 1 ppm para Cd y As) (WORLD HEALTH ORGANIZATION--WHO, 1963, International Standards for drinking water).

 

El Cd y As en los cultivos:El Cd puede ser absorbido por las plantas y acumulado en cantidades que pueden entrañar serios riesgos para la salud humana. Su similitud con el Zn, le permite reemplazarlo, ser absorbido por la planta en su lugar y desempeñar sus funciones. Por su alta toxicidad ocasiona serios trastornos en la actividad enzimática de la planta. Se le atribuye un marcado efecto en la reducción del crecimiento, la extensibilidad de la pared celular, el contenido de clorofila, la rata de fotosíntesis, la asimilación de CO2, y la apertura estomatal. Todos los efectos negativos varían de una especie a otra. Con relación al efecto del As se presume que la alta afinidad de este elemento con los grupos tilo (-SH) determina serios trastornos en los procesos enzimáticos y en algunos de los procesos metabólicos de las plantas.

Cd y As en humanos:El Cd es acumulativo y altamente tóxico para los humanos y animales. El 90% del Cd ingerido se acumula en diversos tejidos en los que se asocia a los grupos -SH de las proteínas para formar el complejo "metalotioneina" siete veces más tóxico que el Cd solo. Niveles tóxicos de Cd dan origen a hipertensión y trastornos cardiovasculares, disfunciones renales, disturbios en las funciones del crecimiento, enfisema pulmonar, rinitis, osteomalacia, y afecciones cancerígenas. El comité mixto FAO-OMS recomienda una ingesta máxima semanal entre 0.0067 y 0.0083 g/kg.Niveles superiores a 1 ppm de As en alimentos se consideran potencialmente peligrosa. La afinidad del As por los grupos -SH de algunas proteínas tisulares afecta sistemas enzimáticos esenciales del metabolismo celular. La intoxicación con As se manifiesta por degeneración grasa del hígado, hiperhemía, y hemorragia del intestino, problemas renales, neuropatías axonales, cambios cutáneos, irritación de las mucosas, anemia y/ o leucopenia, problemas respiratorios, gastrointestinales, cardiovasculares y nerviosa.

 

Una importante fuente de contaminación de los suelos y cultivos de la Sabana de Bogotá, ha sido el uso tradicional y continuo de las aguas del Río Bogotá y sus afluentes con fines de riego, especialmente en las zonas hortícolas. Como lo indica la composición de sus aguas y la alta concentración de metales pesados como el cadmio, plomo, mercurio, arsénico, níquel, etc., que son añadidos diariamente con el riego a los suelos y a través de ellos a los cultivos.

Los suelos de seis zonas hortícolas de la Sabana de Bogotá (Cundinamarca) tradicionalmente regadas con las aguas altamente contaminadas del Río Bogotá, fueron muestreados por los autores con el fin de determinar las cantidades de Cd y As acumuladas en ellos. Y la cantidad de estos elementos que pueden ser acumuladas en las partes comestibles de tres hortalizas diferentes: Lechuga (Lactuca sativa), pepino (Cucumis sativus) y zanahoria (Daucus caraota).

 

RESULTADOS:

Tabla: 1 Contenido total de Cd y As de los suelos de las seis zonas hortícolas muestreadas (serie río Bogotá, promedio de tres repeticiones)

Zona Hortìcola Profundidad cm.Concentraciòn de Cd en ppm

Concentraciòn de As en ppm

10-30

30-60

2.0

1.2

8.3

9.0

20-30

30-60

1.6

1.4

7.8

6.4

30-30

30-60

1.35

1.15

8.4

6.6

40-30

30-60

1.05

1.0

8.7

7.7

50-30

30-60

1.8

1.3

12.5

8.9

60-30

30-60

0.95

0.65

6.8

5.8

 

Tabla 2: Concentración de Cd en la parte comestible de las tres hortalizas bajo los diferentes de Cd y As en el agua de riego.

Niveles de Cd (ppm) Niveles de Cd en la parte comestible

Lechuga Pepino Zanahoria

0.1 7.17 1.42 3.20

1.0 10.17 1.77 4.28

10.0 31.22 3.50 8.66

Niveles de As (ppm)

0.1 26.46 2.44 5.02

1.0 25.64 2.31 5.88

10.0 26.41 2.02 5.24

 

Tabla 3: Concentración de As en la parte comestible de las tres hortalizas bajo los diferentes de Cd y As en el agua de riego.

Niveles de Cd (ppm) Niveles de Cd en la parte comestible

Lechuga Pepino Zanahoria

0.1 6.12 0.46 0.47

1.0 5.94 0.47 0.45

10.0 6.22 0.49 0.44

Niveles de As (ppm)

0.1 0.97 0.04 0.073

1.0 3.82 0.141 0.358

10.0 13.50 1.256 0.944

 

La tabla 1 muestra el contenido de Cd y As en los primeros dos horizontes (0-30 y 30-60 cm) de los suelos de las seis zonas de la cuenca del Río Bogotá muestreadas. Las tablas 2 y 3 muestran la acumulación de Cd y As en la parte comestible de las hortalizas bajo diferentes niveles de Cd y As en el agua de riego.

Los suelos estudiados muestran un proceso de acumulación creciente de Cd y As resultado del aporte que con el tiempo han hecho las aguas de riego del Río Bogotá o sus afluentes.Con el incremento en las aguas de riego de Cd y As aumentó la tasa de acumulación en las hortalizas. La lechuga acumuló mayores cantidades de Cd y As que la zanahoria y el pepino respectivamente.Para las tres especies los niveles de acumulación superan ampliamente los límites establecidos por la OMS para los niveles de Cd y As permisibles en productos alimenticios.Las concentraciones encontradas en los suelos y en las partes comestibles de las hortalizas representan un alto riesgo para la salud de los humanos y animales que consumen estos vegetales.

1. PROYECTO GENOMA HUMANO

INTRODUCCIÓN

Proyecto Genoma Humano: es un programa internacional de colaboración científica cuyo objetivo es obtener un conocimiento básico de la dotación genética humana completa. Esta información genética se encuentra en todas las células del cuerpo, codificada en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El programa pretende identificar todos los genes del núcleo de la célula humana, establecer el lugar que los genes ocupan en los cromosomas del núcleo y determinar mediante secuenciación la información genética codificada por el orden de las subunidades químicas de ADN.

El objetivo último de la representación y secuenciación del genoma es asociar rasgos humanos específicos y enfermedades heredadas con genes situados en lugares precisos de los cromosomas. Cuando se termine, el Proyecto Genoma Humano proporcionará un conocimiento sin precedentes de la organización esencial de los genes y cromosomas humanos. Promete revolucionar el tratamiento y la prevención de numerosas enfermedades humanas, ya que penetrará en los fenómenos bioquímicos básicos que las sustentan.

La idea de iniciar un estudio coordinado del genoma humano surgió de una serie de conferencias científicas celebradas entre 1985 y 1987. El Proyecto Genoma Humano ganó impulso en Estados Unidos en 1990 con la ampliación de la financiación de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) y del Departamento de Energía (DOE). Uno de los primeros directores del programa en Estados Unidos fue el bioquímico James Watson, que en 1962 compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina con los biofísicos británicos Francis Crick y Maurice Wilkins por el descubrimiento de la estructura del ADN. Muchos países tienen en marcha programas oficiales de investigación sobre el genoma humano como parte de esta colaboración informal, entre ellos Francia, Alemania, Japón, Reino Unido y otros miembros de la Unión Europea. El coste de la parte del programa que se realiza en Estados Unidos es de 3.000 millones de dólares a lo largo de 15 años, hasta el 2005.

ESTRUCTURA DEL ADN

El elemento más importante del cromosoma es la molécula continua de ADN. Esta molécula de doble cadena con forma de escalera retorcida está formada por compuestos químicos enlazados llamados nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres partes: un azúcar llamado desoxirribosa, un compuesto de fósforo y una de cuatro posibles bases: adenina, timina, guanina o citosina. Estos componentes están enlazados de manera que el azúcar y el fosfato forman los lados paralelos de la escalera de ADN; las bases de ambos lados se unen por parejas para formar los travesaños; la adenina se enlaza siempre con la timina, y la guanina siempre con la citosina.

El código genético viene determinado por el orden que ocupan las bases adenina, timina, guanina y citosina en la escalera de ADN. Por lo general, cada sección de esta escalera tiene una secuencia única de pares de bases. Como un gen no es más que una de estas secciones, posee también una secuencia única, que puede utilizarse para diferenciar unos genes de otros y fijar su posición en el cromosoma.

EL GENOMA HUMANO:

Se llama genoma a la totalidad del material genético de un organismo. El genoma humano tiene entre 50.000 y 100.000 genes distribuidos entre los 23 pares de cromosomas de la célula. Cada cromosoma puede contener más de 250 millones de pares de bases de ADN y se estima que la totalidad del genoma tiene aproximadamente 3.000 millones de pares de bases.

El ADN analizado en el Proyecto genoma humano procede por lo general de pequeñas muestras de sangre o de tejidos obtenidas de personas diferentes. Aunque los genes del genoma de cada individuo están formados por secuencias de ADN exclusivas, se estima que la variación media de los genomas de dos personas distintas es muy inferior al 1%. Por tanto, las muestras de ADN humano de distintas fuentes presentan muchas más similitudes que diferencias.

CARTOGRAFÍA Y SECUENCIACIÓN:

Hay dos categorías principales de técnicas de cartografía genética: ligamiento o cartografía genética, que identifica sólo el orden relativo a los genes a lo largo del cromosoma; y cartografía física, un conjunto de métodos más precisos que permite determinar las distancias entre genes dentro del cromosoma. Ambos tipos de cartografía utilizan marcadores genéticos, que son características físicas o moleculares detectables que se diferencian entre los individuos y se transmiten por herencia.

La cartografía mediante ligamiento se desarrolló a principios de la década de 1900 gracias al trabajo del biólogo y genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan. Al observar la frecuencia con que determinadas características se heredaban unidas en numerosas generaciones de moscas de la fruta, llegó a la conclusión de que estos rasgos que con frecuencia se heredan juntos debían estar asociados con genes próximos en el cromosoma. Basándose en sus investigaciones, Morgan logró elaborar un mapa aproximado que recogía el orden relativo de estos genes asociados en los cromosomas, y en 1933 recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por su obra.

Los mapas de ligamiento humanos se han elaborado sobre todo siguiendo las pautas de herencia de familias extensas a lo largo de muchas generaciones. Inicialmente, estos estudios se limitaban a los rasgos físicos heredados, fácilmente observables en todos los miembros de la familia. Pero actualmente hay técnicas de laboratorio muy refinadas que permiten a los investigadores crear mapas de ligamiento más detallados comparando la posición de los genes diana en relación con el orden de marcadores genéticos o de segmentos específicos y conocidos del ADN.

La cartografía física determina la distancia real entre puntos diferenciados de los cromosomas. Las técnicas más precisas combinan robótica, uso de láser e informática para medir la distancia entre marcadores genéticos. Para realizar estos mapas se extrae ADN de los cromosomas humanos y se rompe aleatoriamente en numerosos fragmentos. A continuación, éstos se duplican muchas veces en el laboratorio para analizar en las copias idénticas así obtenidas, llamadas clones, la presencia o ausencia de marcas genéticas específicas distintivas. Los clones que comparten varias marcas proceden por lo general de segmentos solapados del cromosoma. Las regiones de solapamiento de los clones pueden a continuación compararse para determinar el orden global de las marcas a lo largo del cromosoma y la secuencia exacta que ocupan inicialmente los segmentos de ADN clonados.

Para determinar la secuencia real de nucleótidos hacen falta mapas físicos muy detallados que recojan el orden exacto de las piezas clonadas del cromosoma. En el Proyecto Genoma Humano se utiliza primordialmente un método de secuenciación desarrollado por el bioquímico británico y dos veces premio Nobel, Frederick Sanger. Este método consiste en replicar piezas específicas de ADN y modificarlas de modo que terminen en una forma fluorescente de uno de los cuatro nucleótidos. En los modernos secuenciadores automáticos de ADN, el nucleótido modificado situado al extremo de una de estas cadenas se detecta con un haz de láser y se determina el número exacto de nucleótidos de la cadena. A continuación se combina esta información en un ordenador para reconstruir la secuencia de pares de bases de la molécula original de ADN.

Duplicar el ADN con precisión y rápidamente tiene una importancia crítica, tanto para la cartografía como para la secuenciación. Inicialmente los fragmentos de ADN humano se replicaban mediante clonación en organismos unicelulares que se dividen rápidamente, como bacterias o levaduras. Esta técnica exige mucho tiempo y mucho trabajo. A finales de la década de 1980 se generalizó el uso de un método revolucionario de reproducción de ADN llamado reacción en cadena de polimerasa (RCP). Esta técnica es fácil de automatizar y puede copiar una sola molécula de ADN varios millones de veces en unas pocas horas. En 1993, el bioquímico estadounidense Kary Mullis recibió el Premio Nobel de Química por idear esta técnica.

 

PROYECTO GENOMA HUMANO

BIOINFORMÁTICA:

Cuando esté terminado, el Proyecto Genoma Humano habrá generado un catálogo con la descripción de 50.000 a 100.000 genes humanos con cierto grado de detalle, mapas de alta resolución de los cromosomas, incluidos cientos de miles de puntos significativos, y miles de millones de información sobre secuencias de pares de bases. Para ayudar a los investigadores del genoma a determinar el sentido de este aluvión de datos hacen falta muchos instrumentos informáticos, como sistemas de información y gestión de laboratorios, robots, sistemas de gestión de bases de datos e interfaces de usuario gráficas.

Se ha desarrollado un nuevo campo de investigación llamado bioinformática para satisfacer las exigencias planteadas por el programa. Los investigadores de bioinformática han creado bases de datos públicas conectadas a Internet para poner los datos del genoma a disposición de los científicos de todo el mundo. Así, los resultados de la cartografía de los genes humanos se encuentran en la Genome Database, y la información de secuenciación del ADN en varias bases de datos, entre ellas GenBank del NIH, Base de Datos de Secuencias de Nucleóticos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, DNA Databank de Japón y Genome Sequence Database del DOE.

SITUCACIÓN DEL PROYECTO:

A principios de 1996, el Proyecto Genoma Humano iba ya por delante del calendario y por detrás del presupuesto. Se han cartografiado más de 4.000 genes al menos en un cromosoma específico, se han clonado 1.600 genes de función conocida, se han asociado 1.000 enfermedades genéticas con algún defecto de un gen cartografiado y se han secuenciado más de 150 millones de pares de bases de ADN humano. Se han publicado mapas de todo el genoma humano con marcas separadas por término medio cerca de 200.000 pares de bases. El objeto final del Proyecto Genoma Humano es estrechar la separación entre marcas hasta aproximadamente 100.000 pares de bases y secuenciar al menos 3.000 millones de pares de bases para el año 2005.

En años recientes se han identificado los genes asociados con enfermedades hereditarias, como la fibrosis quística, la distrofia muscular o la enfermedad de Huntington. Éste es el primer paso en el desarrollo de mejores pruebas de selección genética, nuevos medicamentos y tratamientos genéticos para combatir estas patologías. La capacidad para corregir defectos mortales de la herencia genética humana puede alterar espectacularmente la forma de enfocar la enfermedad.

El mayor conocimiento del genoma humano puede tener también consecuencias éticas, jurídicas y sociales muy controvertidas. Los primeros resultados ya han estimulado un debate internacional

sobre la conveniencia o no de patentar para uso comercial secuencias de genes humanos y de poner la información sobre genética humana a disposición de empresas de seguros y empleadores, así como de corregir los defectos genéticos de forma que podrían transmitirse de generación en generación.Articulo que salio el Domingo en el Diario Clarín

Domingo 19 de marzo de 2000 La Guerra De Los Genes: Polemica En Los Estados Unidos Los intereses que hay detrás del proyecto Genoma Humano Algunos científicos se oponen a que las empresas privadas patenten los genes. Sin embargo, éstos ya se cotizan en Wall Street. El primer borrador del mapa genético humano se conocerá en setiembre.

La guerra de los genes" tuvo un nuevo capítulo esta semana cuando el presidente estadounidense Bill Clinton y el primer ministro británico Tony Blair aseguraron que la información sobre el proyecto Genoma Humano debe ser de dominio público. Pero ambos mandatarios obviaron una parte importante del debate, más cercana a Wall Street que a un laboratorio: si es ético patentar genes.

El proyecto Genoma Humano, que ya lleva diez años, se propone "dibujar" el conjunto de genes que posee un individuo y que determina todas las características que conforman su herencia, desde sus rasgos físicos hasta su predisposición a padecer algunas enfermedades.

Quien posea esta información tendrá mucho poder en el futuro. Porque sabrá qué gen está vinculado a determinada enfermedad y podrá desarrollar fármacos precisos para combatirla. Además, quien sea dueño de un gen podrá cobrar derechos a quien quiera utilizar esa información. En pocas palabras, los genes ya comenzaron a cotizar en bolsa.

En sus orígenes, el proyecto era exclusivamente estatal, financiado por el Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos y por el Welcome Trust de Londres. Pero en 1995 entraron en carrera empresas privadas como Celera Genomics, que ya patentó cientos de genes. Ambos sectores invierten por año 600 millones de dólares en esta investigación.Mientras los logros eran pequeños, la convivencia fue tranquila. Pero a medida en que el mapa genético fue tomando forma, todos mostraron las garras. Y el debate explotó cuando se anunció que el primer borrador estará listo esta primavera.

Ahora, los científicos del organismo estatal quieren difundir los resultados del proyecto por Internet y los empresarios pretenden que sea de acceso más restringido. Los primeros están en contra de "patentar el conocimiento" y aseguran que hay que evitar el monopolio de los genes. Los segundos creen, sin embargo, que invirtieron muchos años y mucho dinero y que las reglas del mercado son otras.

El experto argentino Víctor Penchaszadeh es jefe de la División de Genética Médica del Betch Israel Medical Center en Nueva York y es miembro del comité asesor sobre pruebas genéticas de la Secretaría de Salud Pública de los Estados Unidos. En una charla telefónica con Clarín, explicó la complejidad de este debate.

"Las palabras de Clinton y Blair respondieron a una presión de la comunidad científica que se opone al patentamiento", explicó. A partir de estas investigaciones nació HUGO (Human Genome Organization), una organización formada por expertos que "luchan porque la ciencia se limpie de tanto negocio". Penchaszadeh contó que el patentamiento de genes no es algo nuevo en los Estados Unidos. "Pero puede ser muy peligroso. Pongo el caso del cáncer de mama. Una empresa descubrió un gen que predispone a la mujer a padecer este mal. Lo patentaron y ahora tienen el monopolio exclusivo del análisis que detecta la mutación del gen que provoca la enfermedad".

"Además, -contó-, muchas veces se da que dos empresas patentan fragmentos de un mismo gen y la pelea por quién es dueño de ese gen llega a los tribunales." ¿Es lícito este tironeo genético? La cosa no es nada fácil. Y concentra intereses cruzados. Por un lado están las empresas biotecnológicas (como Celera) que secuencian y patentan los genes. Su objetivo es patentar el máximo de conocimiento para "venderlo" después a posibles usuarios como, por ejemplo, los laboratorios interesados en desarrollar medicamentos o métodos de detección a partir de esa información. Y también están los médicos, que son los que prescriben análisis y remedios y que consideran que la patente traba y encarece el sistema de salud.

Algo lejos quedó el paciente. Y la naturaleza de las cosas. Porque, como bien dicen algunos, patentar un gen es como patentar la Luna y después pretender cobrarle al que quiera mirarla. "El

acerbo genético de una especie no puede ser patentado porque es algo propio de la naturaleza", reflexionó Penchaszadeh. Además se está sobrevalorando la información. No podemos volver a un peligroso determinismo genético. El 90% de las enfermedades como el cáncer o los males cardiovasculares depende de interacciones mucho más complejas que la sola presencia de un gen defectuoso."

3. PROYECTO GENOMA HUMANO

LA GUERRA POR PATENTAR GENES:

La batalla por patentar o privatizar el genoma humano -el mapa de la vida- y la cura de las enfermedades genéticas son una cuestión moral y cultural y el negocio del siglo XXI, de miles de millones de dólares, tan incalculable como si se cobrara el aire. Quiénes son los contrincantes de esta pelea. ANA BARON. Corresponsal de Clarín en Washington

En el terreno de la genética no podemos perder tiempo. El descubrimiento de un solo gen puede salvar la vida de miles de personas. Cada minuto que perdemos es de vida o muerte", le dijo a Clarín el doctor Craig Venter, un biólogo que se ha propuesto derrotar a los científicos apoyados por el gobierno de Estados Unidos y de Gran Bretaña en la carrera que existe actualmente por anunciar primero el genoma humano, el mapa de la vida o genético de la especie humana.

A primera vista el apuro de Venter parece muy altruista. De acuerdo a las estadísticas uno de cada 1.000 chicos nace con algún defecto genético. Es verdad que una gran cantidad de enfermedades fatales son de origen genético y que el descubrimiento del gen que las provoca no sólo permitirá producir drogas para tratarlas, sino que también vacunas para prevenirlas. Sin embargo, detrás de las buenas intenciones, hay tantos millones y millones de dólares en juego que en Wall Street llaman a Venter el "Bill Gates" de la genética y a su empresa Celera, la Microsofot de la industria de la biotecnología. Tantos, que es incalculable su monto hacia el siglo XXI. Según los corredores de la Bolsa en la llamada "nueva economía" las empresas biotecnológicas que logren apropiarse legalmente de nuestros genes patentándolos atraerán inversiones muy superiores a las que están obteniendo actualmente la empresas de la informática y de Internet.

El negocio de los genes y las enormes ganancias que pueden llegar a generar ha desencadenado una verdadera guerra socioeconómica y ética. Hay un grupo de científicos norteamericanos y británicos que, apoyados financieramente por los gobiernos de Clinton y Blair, están trabajando basados en el principio altruista que nadie debe apoderarse del genoma humano. Según ellos, todo el mundo tiene que poder acceder al mapa genético de la vida, porque es un bien que le pertenece a la humanidad. En ese sentido, a medida que avanzan en sus investigaciones sobre el genoma humano, van publicando los resultados de sus investigaciones. En EE.UU. estos científicos están trabajando en el Instituto Nacional de la Salud bajo la dirección de Francis Collins en el Proyecto Público de Genoma Humano (HGP).

En la vereda de enfrente hay un grupo muy pequeño de empresas de biotecnología que también están investigando el genoma humano pero se niegan a hacer público el resultado de sus investigaciones, porque la intención es ir vendiendo la información que vayan obteniendo. La empresa más conocida en este terreno es Celera Genomics, la empresa de Venter, que tiene su sede principal en Rockville, muy cerca de Washington.

Pero Celera no es la única. También esta Incyte Phamaceutical, el Human Genome Sciences, SmithKline Beechman, y otras. Craig Venter no tiene ningún problema en decir que su empresa "no es una empresa sin fines de lucro". De hecho, Celera cotiza en Wall Street bajo el logo CLR. Esta semana sus acciones cotizaron a un promedio de 104 dólares la acción. Lideradas por Venter, la ofensiva de estas empresas ha sido tan feroz en el último año que el presidente Clinton y Blair decidieron hace diez días establecer las reglas del juego de lo que hoy se conoce como la "guerra de los genes".

En la declaración conjunta que hicieron el 15 de marzo, Clinton y Blair pidieron a los científicos de todo el mundo que publiquen toda la información que tengan relativa al genoma humano. "Los datos fundamentales sobre el genoma humano, incluyendo la secuencia de todo el genoma del

ADN humano y sus variaciones, tendrían que ser de libre acceso para los científicos del mundo entero", dijeron. La identidad genética humana tendría que permitir "reducir la incidencia de las enfermedades, mejorar la salud en el mundo y la calidad de vida de toda la humanidad", agregaron.

Sin analizar bien lo que decía el resto del texto firmado por Clinton y Blair, Wall Street reaccionó con la furia de un rayo: todas las acciones de las empresas de biotecnología bajaron vertiginosamente. Según The New York Times, las empresas como Celera, ligadas al estudio del mapa genético, es decir al genoma, fueron las más afectadas. Sus acciones perdieron hasta un 20 por ciento de su valor. Pero eso no fue todo, el Nasdaq, es decir el indice de las empresas de tecnología de punta, cayó más 200 puntos en un día.El pánico que todo eso creó, obligó al vocero de la Casa Blanca Joe Lockhart a explicar que Blair y Clinton no estaban en contra de la industria de la biotecnología ni de la posibilidad de que registren patentes de tipo biotecnológico. Una lectura detenida de la declaración conjunta indica que Clinton y Blair hacen una distinción entre el descubrimiento de un gen y un invento genético. Esto abriría las puertas a la privatización de las curas genéticas y al verdadero negocio multimillonario.

El descubrimiento de un gen no es más que el descubrimiento de algo que se encuentra en la naturaleza y por eso, de acuerdo a la declaración no debe ser patentado. Pero una vez conocido el gen, si un científico logra descubrir una enferme dad (o mutación de uno o más genes) para poder fabricar ya sea una droga para tratarla o una vacuna para prevenirla, eso sí podría ser patentado.

"La protección intelectual de las invenciones a partir de los genes desempeña un papel importante en el desarrollo de nuevos productos para salud", dicen Blair y Clinton. No es posible pensar, ingenuamente, que los secretos del genoma no serán aprovechados por las empresas farmacéuticas y de biotecnología para el desarrollo de medica mentos. También es cierto que empresas como Celera y Incyte han hecho inversiones enormes para poder avanzar en el conocimiento del mapa genético del ser humano. "A pesar de la retórica altruista de los principales científicos universitarios involucrados en el Proyecto Genoma Humano muchos de ellos han invertido en empresas que si bien no se dedican a trazar el mapa genético esperan sacar provecho a largo plazo de la información obtenida por las investigaciones públicas y privadas", escribió el profesor de Biología Molecular de la Universidad de Princeton Lee Silver en el The New York Times. Y agregó: "Pero el problema son los límites. La falta de legislación en el terreno de la biotecnología es un buen indicador de las rapidez con que se están produciendo los cambios. Estamos viviendo en un momento donde todo está siendo redefinido, desde cómo definir el principio y el final de la vida hasta si la humanidad debería permitir que un ser humano sea clonado".

Esta corresponsal entrevistó a Venter por primera vez en 1994, cuando ya había abandonado el Proyecto Público del Genoma Humano del Instituto Nacional de la Salud donde trabajó durante 10 años y se había instalado por su cuenta en una ex fábrica de cerámica en las afueras de Washington con un objetivo bien preciso: derrotar a sus ex compañeros, y ser el primero en publicar el mapa genético del ser humano. El objetivo parecía en aquel momento demasiado ambicioso, pero actualmente Venter está por lograrlo. En menos de seis años, se mudó de la fábrica de cerámica a un edificio nuevo donde fundó Celera, la compañía que ahora preside. Recientemente Venter invitó a la impresionante masión que tiene en Miami en South Beach a 1.800 líderes mundiales en investigación genética con todo pago. Se calcula que ya tiene una fortuna personal de más de 300 millones de dólares.

Más allá de su aire de playboy científico, el éxito de Venter se debe a que descubrió un método para rastrear los genes en nuestro organismo 1.000 veces más rápido del que usan sus colegas. "Nuestro objetivo fue desde un principio descubrir la mayor cantidad de genes humanos en el menor tiempo posible. Necesitamos esa información por dos razones: una, para poder combatir eficazmente las enfermedades fatales de tipo genético, y la segunda, para poder comprender quiénes somos y de dónde venimos. Nuestra historia está en los genes", explicó Venter.

Justamente porque nuestra historia está en nuestro mapa genético, cuesta comprender que haya científicos dispuestos a patentar nuestros genes para poder lucrar con ellos. Venter insiste, sin embargo, con que ése no es el objetivo de su compañía. Venter quiere en realidad que Celera se transforme en lo que Bloomberg es para la comunidad financiera. Es decir, el objetivo es que Celera venda información sobre cómo interpretar el mapa genético humano, pero no el mapa en sí. De todas maneras, los problemas de tipo ético que plantea biotecnología hoy no terminan allí. Como todo descubrimiento científico, el mapa genético podrá ser utilizado de una manera positiva como también de una manera negativa: se teme que el conocimiento genético sea utilizado para la discriminación laboral, como arma contra una etnia o para elegir el color de pelo y de ojos de nuestros hijos. El tema es tan importante que el 11 de noviembre de 1997 se estableció en las

Naciones Unidas la Declaración Universal sobre el Genoma Humano y los derechos humanos que pone límites a cualquier tipo de discriminación o manipulación del genoma humano.

Lo cierto es que la sutil diferencia entre descubrimiento e invento que surge de la declaración conjunta de Clinton y Blair pone en tensión la relación entre ciencia y ética y entre ciencia y sociedad. Y entre lo público y lo privado. Los gobiernos creen que dejar las claves únicas de la especie humana y de su cura libradas a una guerra del mercado es, por lo menos, un riesgo y puede ser un peligro extremo. La guerra, sin embargo, ya comenzó.

PROYECTO GENOMA HUMANO

UN CIENTÍFICO CARISMÁTICO:

Se lo considera el científico más mediático que dio la comunidad y decodifica genes con la velocidad de un rayo. Hace poco demostró su poder ofreciendo una gran fiesta en su mansión de South Beach, en Mia mi, adonde invitó a 1.800 líderes mundiales en investigación genética, con todo pago. Craig Venter, presidente de Celera Genomics, a los 53 años quizá sea el Bill Gates de la ciencia: su empresa puede llegar a concentrar las patentes de gran parte de los genes que conforman el genoma de un individuo.

Muchos se sienten traicionados por este hombre calvo, muy americano, que antes trabajaba en el Instituto Nacional de Salud y que después formó su propia empresa. Casado con Claire Frase, famosa bióloga molecular, Venter asegura que la información sobre el genoma debe ser pública pero, en la práctica, la Oficina de Patentes de los Estados Unidos tiene una lista de por lo menos cien secuencias de genes que Celera quiere patentar.

Como muchos genios, Venter tuvo serios problemas en la escuela y un buen día dejó todo para dedicarse al surf en el sur de California. Mientras su único objetivo en la vida era barrenar, lo alistaron para luchar en Vietnam. "La guerra me cambió", dijo, simplemente. Y decidió ser el protagonista de la tercera guerra mundial: la guerra de los genes. "El tiempo es oro, cada minuto cuenta, por eso ahora estoy en mi laboratorio muchas horas, para descubrir finalmente el misterio del ADN." Venter anunció que en la primavera tendrá listo su mapa genético. Y ahora todos corren a su ritmo.

GENOMA HUMANO - ÉTICA

Fleming, John Y. La ética y el Proyecto de Genoma Humano sobre Diversidad. Revista de Derecho y Genoma Humano/Universidad de Deusto. (Bilbao), Nº 4, enero-junio, 1996. p. 159-186.

Se plantea que es posible que la genética de poblaciones ponga en peligro los derechos humanos y las libertades fundamentales de las personas, y de los grupos que participan en el Proyecto Genoma Humano sobre Diversidad (PGHD).

La genética de poblaciones es una disciplina que estudia la variación genética en poblaciones definidas, incluidos los aspectos pertinentes de la estructura poblacional y la variabilidad geográfica de las secuencias de ADN y sus frecuencias. El PGHD, en cambio, ha sido calificado de proyecto antropológico internacional que trata de estudiar la riqueza genética de toda la especie humana.

El principal objetivo científico del PGHD sería ,según sus defensores, a) Profundizar en el conocimiento de la historia e identidad del ser humano; b) Adquirir conocimientos sobre los factores medioambientales y genéticos presentes en la predisposición y la resistencia a la enfermedad, la denominada epidemiología genética; y c) Alentar la creación de laboratrorios locales en donde se recojan y analicen muestras genéticas.

Se estima que la ciencia contemporánea todavía lleva consigo el bagaje filosófico del siglo XVII; que, lejos de ser "neutral" desde un punto de vista filosófico, está cargada de valores. Reconocer las actitudes filosóficas profundamente arraigadas en la mente de la mayoría de los científicos y en

la cultura occidental arroja una considerable luz sobre las cuestiones éticas afectadas por el desarrollo del proyecto y la acumulación de información resultante.

El conocimiento científico y las opciones que parece imponer a la sociedad pudieran ser incontrolables y es posible que la lucha por alcanzar este tipo de ciencia ponga en peligro los derechos fundamentales de las personas y de las comunidades que participan en el PGHD. En estos momentos es imposible indicar cuáles serán las consecuencias para el derecho a la intimidad de las personas y de las sociedades que deseen proteger el conocimiento de su pasado, presente y futuro, especialmente cuando dicho conocimiento pueda constituir una amenza para la coherencia social, religiosa y cultural del propio grupo.

Por otra parte, cuando se ve afectado "el interés nacional" los viejos prejuicios contra las personas enfermas o discapacitadas, junto con un apremiante deseo de liberarse de la carga económica y social que supone cuidar a personas con discapacidades, pueden servir muy bien para superar escrúpulos cuando se trata de eliminar a personas con discapacidades heredadas (aborto e infanticidio) y soslayar o anular las disposiciones legales concebidas para proteger los derechos a la confidencialidad, la intimidad y el igual acceso a niveles razonables de atención sanitaria. Es posible que la información sobre poblaciones y grupos concretos resulte demasiado tentadora como para no ser utilizada en pro de la eficiencia social. Disponer de más información simplemente puede ofrecer más posibilidades de que se cometan violaciones de derechos humanos en todo el mundo, junto con el utópico deseo de tener una población libre de personas con graves minusvalías heredadas.

Quizás el PGH y el PGHD se conviertan en el proyecto Manhattan del próximo siglo trayendo indudables beneficios para la sociedad humana, pero, asimismo, inimaginadas y espantosas amenazas, especialmente, desde el punto de vista de los derechos humanos.

CAMPAÑA SOBRE PATENTES:

   

Los genes son de nosotras, las patentes son ajenas. Los genes humanos también están siendo privatizados. A medida que los proyecto sobre el genoma humano avanzan en la localización y determinación de las funciones de un número creciente de segmentos de material genético (ADN), aumenta la carrera para obtener la propiedad comercial de este material y sus aplicaciones. La apropiación de las personas (esclavitud) se ha trasladado a la de sus genes.

El Proyecto Genoma Humano es un Programa de investigación consistente en determinar la secuencia completa de nucleótidos de los cromosomas de la especie humana -al tiempo que de organismos modelo utilizados en experimentación de laboratorio-, para conocer todos y cada uno de los genes humanos, su localización y función. Dependiente del Departamento de Energía y de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU., cuenta con un presupuesto anual sostenido de 200 millones de dólares (mas de 20.000 millones de pesetas) durante 15 años, hasta 2005. James Watson, renombrado premio Nobel por su enunciado de la estructura del ADN, se opuso, hasta dimitir en 1992 de su cargo como director del Programa, cuando los dirigentes del NIH patentaron los tramos de genoma secuenciados; también han solicitado patentes sobre material del cerebro humano alegando su posible utilidad futura. La empresa biotecnológica californiana INCYT pretende patentar 40.000 sinapsis y material genético del cerebro humano. Entre 1981 y 1995 se han concedido en todo el mundo 1.175 patentes sobre secuencias genéticas humanas, aunque en la mayoría de los casos se desconoce su función.

A John Moore le extirparon el bazo en una operación quirúrgica. Su médico extrajo células del órgano sin el consentimiento del paciente, y patentó una línea de células desarrollada a partir de ese material. Moore pidió a los tribunales la revocación de la patente argumentando que se concedía a otros la propiedad de su esencia genética. Sin embargo el titular de la patente sostuvo que las células patentadas eran diferente de las originales extraídas de su cuerpo, y Moore perdió el caso. El fallo del Tribunal supone que se pueden patentar los genes de una persona no solamente en el caso de que se haya negado a dar su consentimiento sino inclusive habiendo adoptado acciones legales para impedirlo.

Los tribunales son reacios a otorgar patentes a los pacientes sobre sus órganos, por temor a inhibir la investigación médica. Los dueños de patentes se escudan en el argumento de que la propiedad de las patentes no equivale a la propiedad de los materiales orgánicos derivados del cuerpo humano, sino que simplemente poseen los derechos de su desarrollo comercial. En la realidad, sin embargo, estas dos formas de propiedad están intrínsecamente ligadas.

El Proyecto Diversidad del Genoma Humano de Naciones Unidas, impulsado por Luca Cavalli-Sforza de la Universidad de Stanford (EE.UU.), consiste en una recolección genética de poblaciones que representan reliquias históricas en peligro de extinción, para almacenarlas en bancos genéticos y posteriormente descifrarlas y patentarlas. Una secuencia de una mujer guaymi de Panamá, que se cree contiene el gen contra la obesidad, ha sido patentada en EE.UU. con Ron Brown, ministro de comercio estadounidense, como titular. Los NIH han solicitado patentes mundiales sobre ADN y líneas celulares de indígenas de Panamá, Papúa y las Islas Salomón.

 

Una masacre no aclarada de 73 yanomamis a los que les habían extraído los órganos, se ha relacionado con la presencia en esas fechas del avión de reconocimiento del Proyecto de Diversidad del Genoma. Muestras de sangre, cabellos y células epiteliales de la boca son tomadas de los indígenas de 722 tribus, sin ser informados sobre su objetivo y sin su consentimiento. El punto clave es el debate ético sobre el "consentimiento informado" de difícil solución porque si los indígenas no entienden el proyecto no pueden dar el consentimiento, y si lo entendieran, muy probablemente rehusarían hacerlo. Genetistas del Instituto de Genética de Bogotá han reconocido que tomaron muestras de indígenas asarios en la Sierra Nevada colombiana simulando programas de ayuda sanitaria con la ayuda de personal de la multinacional farmacéutica Hoffman-La Roche. La solución propuesta de suscribir contratos para que los pueblos indígenas obtengan parte de los beneficios de la explotación comercial de su material genético resulta muy problemática por la imposibilidad para estas poblaciones de vigilar y hacer cumplir los acuerdos. Una vez inmortalizados los genes de estos pueblos, no parecen tan necesario los esfuerzos para garantizar su supervivencia.

. PROYECTO GENOMA HUMANO

¿CUÁLES SON LAS ALTERNATIVAS?

Mientras los legisladores no establezcan unos límites inequívocos a la patentabilidad de formas de vida, las solicitudes de patentes sobre material, productos y procesos genéticos en el ámbito nacional y europeo crecerán y crearán precedentes jurídicos ad hoc. La inclusión en la normativa legal de una prohibición explícita de patentes sobre tejidos humanos, animales y vegetales como la solicitada en la Declaración Por una Prohibición de las Patentes sobre las Formas de Vida, resolvería algunos pero no todos los problemas. La prohibición de patentes no impedirá la mercantilización de los recursos genéticos mundiales ni recompensará a quienes las han preservado ni a las auténticas innovaciones conseguidas.

El conjunto de los recursos genéticos del mundo, incluyendo los que han sido apropiados y están siendo utilizados para el desarrollo industrial del Norte, deberían ser considerados Patrimonio Común de la Humanidad, garantizándose el libre acceso a todo el mundo. No obstante, es preciso preguntarse si su simple declaración como herencia común inapropiable garantiza un uso equitativo y sostenible de los mismos. ¿Existe una alternativa aceptable a las patentes que reconozca la herencia colectiva a la vez que recompense la innovación?.

¿DERECHOS DE PROPIEDAD COMUNITARIOS?

Genetic Resources Action International (GRAIN), Aedenat y otros grupos de todo el mundo están reclamando un marco legal que establezca un régimen de derechos comunales locales basado en los principios de Herencia, Territorialidad y Comunalidad. En base a ello los Estados recono-cerían los derechos de propiedad indígena y comunales, y el derecho al control de acceso a los recursos genéticos por parte de las comunidades locales, e inclusive el derecho a decir NO a una propuesta de recogida o comercialización de elementos de la diversidad biológica. De esta forma se asegura una información y el consentimiento previo informado de quienes han preservado la riqueza genética local, como prerrequisito para el acceso a los recursos genéticos. Se asegura también una participación equitativa en los beneficios, ya sean financieros o de otro tipo, y una participación plena de las comunidades locales en la toma de decisiones.

La normativa que regula los derechos de propiedad en el Norte ha sido pensada para un sistema industrial con sus particularidades propias, y el reto actual es conseguir su adaptación a un modelo

mas participativo. Las organizaciones firmantes creemos que es posible desarrollar un régimen jurídico alternativo, y que las bases para ello se han esbozado ya en algunos convenios internacionales. Creemos que si los derechos de las comunidades locales no se consagran en la legislación internacional, la biodiversidad se convertirá en simple mercancía entre quienes se pueden permitir el lujo de pagar por ella, o establecer las condiciones de su venta.

En Colombia, India, Filipinas y los países del Pacto Andino se están desarrollando activamente sistemas alternativos de este tipo. Concluimos que "la lucha contra los derechos de propiedad intelectual al estilo monopolístico, como los vigentes en el Norte, es clave si queremos ganar la pelea mas amplia por los derechos de los pueblos al control de su subsistencia, y en particular de sus recursos biológicos". Diez buenas razones para oponerse a las patentes sobre la vidasi patentan la vida:

Los CONSUMIDORES pagarán precios mas altos por los alimentos, las medicinas y otros productos en cuyo proceso de producción intervenga la ingeniería genética. La industria primará la adopción de tecnologías y componentes patentables, en detrimento de la calidad. La SEGURIDAD ALIMENTARIA y la SALUD dependerán cada vez mas de las grandes multinacionales, que tendrán mucho mas fácil conseguir mercados cautivos. Una misma empresa podrá controlar semillas agrícolas, razas ganaderas, su proceso de producción, también el de transformación o elaboración y finalmente incluso los medicamentos. Es decir, la misma empresa responsable de la calidad de los alimentos (salud) podrá controlar también los productos farmacéuticos (enfermedad).

Los AGRICULTORES y GANADEROS tendrán que pagar precios mas elevados por las semillas, plantas y animales que compren. No les estará permitido reproducirlos para la venta sin la autorización y pago de royalties. De esta forma, agricultores y ganaderos perderán el control sobre el primer eslabón de la cadena alimentaria aumentando aún más su dependencia de las multinacionales. La estructura del MERCADO y el TRABAJO se concentrarán cada vez mas. Menos empresas van a poder competir en un contexto de mercado cada vez más internacionalizado. Se afirma que se crearán más empleos pero no se menciona para quién, ni cuántos empleos desaparecerán tanto por causas directas como indirectas.

Las MUJERES se verán especialmente afectadas: el control patriarcal sobre su capacidad reproductiva puede incrementarse, tanto en lo que se refiere al número de hij@s (políticas de población), como a las "características" de ést@s (discriminación de sexos en India y China; pruebas fetales obligatorias en EE.UU...). El "TERCER MUNDO" verá disminuir cada vez más su acceso a la información científica y a la transferencia de tecnología. El abismo entre el Norte y el Sur se acentuará. Los países mas pobres pagarán precios más elevados por los productos a los países industrializados, agravándose el peso de la deuda externa y la marginación social.

El hecho de que los genes humanos puedan convertirse en propiedad exclusiva de los titulares de las patentes atenta contra el fundamento mismo de los DERECHOS HUMANOS. La inviolabilidad de la información genética personal y su control se verá igualmente violentada por la búsqueda de genes patentables.

Los VALORES ETICOS y RELIGIOSOS basados en el respeto a la vida, la creación y la reproducción serán totalmente alterados. Las patentes sobre los materiales genéticos imponen un concepto reduccionista y materialista de la vida misma como mera colección de sustancias químicas que pueden reproducirse, manipularse, modificarse y patentarse: "todo por dinero".

La relación de la SOCIEDAD con la naturaleza se verá reducida a intereses comerciales basados en la explotación y el lucro. No se puede "inventar" o "crear" a la naturaleza... pero unos pocos pretenden, valiéndose de su poder "científico" y económico, apropiarse de una parte de ella mediante manipulaciones y modificaciones genéticas, expropiando al resto de la sociedad. El concepto de BIENESTAR ANIMAL desaparecerá. Las patentes estimulan la utilización de los animales como si fueran auténticas fábricas de elaboración de alimentos y productos farmacéuticos, restando importancia a su sufrimiento.

La BIODIVERSIDAD natural y domesticada, y los conocimientos populares ligados a ellas, estarán cada vez mas bajo el dominio y control monopolístico de los grandes conglomerados empresariales. Con ello se incrementará en gran medida la uniformidad genética. Los sistemas de producción alimentaria y de medicamentos serán cada vez mas vulnerables ante los cambios ecológicos y presiones sociales.

 

PROYECTOS GENOMA DE DIVERSOS ORGANISMOS

En esta sección presentamos los enlaces a las páginas web de diversos proyectos de secuenciamiento de genomas de algunos, organismos por orden alfabético, con los nombres y ubicación de las diversas instituciones a cargo de ellos.

Como resultado secundario del proyecto Genoma Humano, coordinado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, se han empezado a desarrollar y en algunos casos completar, los genomas de algunos organismos bien sea por intereses comerciales, de investigación o ambos. Algunos de estos organismos ya han sido totalmente secuenciados y caracterizados.

Los proyectos a que aquí se presentan tienes muy distintos estadios de desarrollo. En algunos casos se han completado las secuencias del genoma de todo el organismo, en otros casos están apenas en sus inicios. Dado que cada uno de los proyectos esta siendo llevado adelante por muy distintas instituciones a nivel mundial, también se deben esperar muy diversos niveles de calidad en los servicios prestados. Otros Organismos cuyos genomas están empezando a ser secuenciados:

Archaeoglobus fulgidus Clostridium acetobutylicum Deinococcus radiodurans Helicobacter pylori Methanobacterium thermoautotrophicum Mycoplasma pneumoniae Pseudomonas aeruginosa Pyrobaculum aerophilum Pyrococcus furiosus Rickettsia prowazekii Rickettsia rickettsii Rhodobacter capsulatus Rhodobacter sphaeroides Staphylococcus aureus Ureaplasma urealyticum Vibrio cholerae

Trabajo enviado por:Gabriel Di Mario. bell@infovia.com.ar