Las plantas obtienen nutrientes de los coloides del suelo, partículas diminutas parecidas a la arcilla que se mezclan con el agua, aunque no se disuelven en ella. Se forman como producto de la meteorización física y química de minerales primarios. Consisten en cantidades variables de óxidos hidratados de hierro, aluminio y silicio y de minerales cristalinos secundarios como la caolinita y la montmorillonita.

Los coloides tienen algunas propiedades físicas marcadas que afectan fuertemente las características agrícolas de los distintos suelos. Los suelos de las regiones con precipitación escasa y poca agua subterránea están sometidos a lixiviación moderada y, por tanto, contienen gran cantidad de compuestos originales, como calcio, potasio y sodio. Los coloides de este tipo se expanden en gran medida cuando se mojan y tienden a dispersarse en el agua. Al secarse toman una consistencia gelatinosa y pueden, tras un secado adicional, formar masas impermeables al agua.

Donde el terreno queda cubierto por bosques, los coloides inorgánicos y orgánicos penetran en la tierra transportados por agua subterránea después de lluvias o inundaciones; forman una capa concentrada en la parte inferior del suelo y consolidan otras partículas de él para producir una masa densa y sólida.

Una de las características importantes de las partículas coloidales es su capacidad para participar en un tipo de reacción química conocida como intercambio de bases. En esta reacción un compuesto cambia al sustituir uno de sus elementos por otro. Así, los elementos que estaban ligados a un compuesto pueden quedar libres en la solución del suelo y estar disponibles como nutrientes para las plantas. Cuando se añade a un suelo materia fertilizante como el potasio, una porción del elemento requerido entra en la solución del suelo de forma inmediata, y queda disponible, mientras que el resto participa en el intercambio de bases y permanece en el suelo incorporado a los coloides.

Uno de los ejemplos de intercambio de bases más simple y valioso para la agricultura es la reacción que se produce cuando la caliza (Caco3) se utiliza para neutralizar la acidez. La acidez del suelo, que puede definirse como la concentración de iones de hidrógeno, afecta a muchas plantas; las legumbres, por ejemplo, no pueden crecer en un terreno ácido.

6 AGUA DEL SUELO

Como se dijo, la cantidad de agua disponible en un suelo dado tiene un efecto importante en la productividad del terreno para su uso agrícola. Tanto en estado líquido como gaseoso, el agua ocupa cerca de un cuarto del volumen del suelo productivo. La cantidad de agua retenida depende del tamaño y de la disposición de los poros en el terreno. En suelos gruesos y desagregados, el agua tiende a drenarse hacia abajo por la acción de la gravedad, dejando un pequeño remanente.

Los suelos compuestos por partículas finas suelen tener una porosidad total superior, por tanto, retienen cantidades de agua mayores que los suelos de textura gruesa. El agua se mueve y queda retenida por un sistema de poros. Sólo están disponibles para las plantas dos tercios del agua almacenada después de que se haya drenado el exceso. La partículas del suelo absorben el agua restante con fuerza suficiente como para impedir su uso por las plantas.

Las fuerzas que actúan sobre el agua, llamadas succión del suelo, pueden clasificarse así: las causadas por las partículas (fuerzas mátricas), por los solutos disueltos en el agua (fuerzas osmóticas) y por la gravedad (fuerzas gravitatorias). Las fuerzas mátricas surgen de la acción capilar y de las interacciones electrostáticas entre el agua y las partículas del suelo. Las fuerzas osmóticas dependen de la cantidad de sales disueltas en el agua y que influyen de forma indirecta en su movimiento por el suelo. La suma de las fuerzas métricas y osmóticas se llama potencial total del agua.

El agua que interactúa con las superficies de los minerales del suelo tiene propiedades distintas de las del agua libre. Por tanto se llama agua ligada. Ésta, comparada con el agua libre, tiene volumen específico, viscosidad y calor específico mayor, constante dieléctrica menor y una mayor resistencia a los reordenamientos. Estos efectos se extienden a distancias muy cortas, del orden de tres a diez capas de moléculas de agua. El enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals (atracción intermolecular) se mencionan como razones por las que el agua queda ligada a las superficies de suelo.

Las necesidades de agua de las plantas se satisfacen con el agua del suelo. El límite máximo de embalse depende de la capacidad del terreno, y el mínimo depende del porcentaje de secado permanente y también de la ocupación efectiva de las raíces de la cosecha. La capacidad del terreno es la cantidad de agua en un suelo dos o tres días después de una inundación completa de su perfil, expresada como peso seco del suelo. El coeficiente de marchitamiento se define como el valor de la humedad del suelo bajo el cual un vegetal se marchitaría y moriría, aún cuando se encuentre en una atmósfera húmeda. Se expresa como porcentaje de masa de suelo seco.
7 MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO

El término general utilizado para definir la mezcla compleja de materia orgánica del suelo es humus. No es una mezcla estable de sustancias químicas, es más bien una mezcla dinámica, en constante cambio, que representa cada etapa de la descomposición de la materia orgánica muerta, desde la más simple a la más compleja. El proceso de descomposición está causado por la acción de un gran número de bacterias y hongos microscópicos. Estos microorganismos atacan y digieren los compuestos orgánicos complejos que constituyen la materia viva, reduciéndola a formas más simples que las plantas pueden usar como alimento. Un ejemplo típico de acción de las bacterias es la formación de amoníaco a partir de proteínas animales y vegetales.

Unas bacterias oxidan el amoniaco para formar nitritos, y otras actúan sobre los nitritos para constituir nitratos, un tipo de compuesto del nitrógeno que puede ser utilizado por las plantas. Algunas bacterias son capaces de atraer, o extraer, nitrógeno del aire (véase Fijación del nitrógeno) de forma que quede disponible en el suelo. Incluso partes no descompuestas del humus, o que sólo han experimentado descomposición parcial, contribuyen a la fertilidad del terreno dando al suelo una textura más ligera y porosa.

Bajo condiciones naturales, así como en zonas que no han sido nunca perturbadas por cultivo o deforestación, hay un equilibrio entre la cantidad de humus destruido por descomposición total y la materia añadida por la putrefacción de plantas y de cuerpos animales. Donde se practica la agricultura o donde se altera el equilibrio de los procesos naturales, bien por los humanos, bien por accidentes naturales como el fuego, se pierde la estabilidad y se reduce el contenido orgánico del suelo hasta que se alcanza un nuevo equilibrio.

Contaminación – sustancias nocivas que altera al Agua – Aire y Suelo.
Causas y Consecuencias – en los seres vivos = degradación de los recursos naturales y
Disminución de la calidad de vida.
Causas de origen industrial –
1. Vertimiento de residuos líquidos.
2. Emisión de residuos gaseosos.
3. Producción de ruidos.
4. Disposición de residuos sólidos peligrosos.

Efectos Invernaderos – Es producto del recalentamiento de la atmósfera.
Elementos peligrosos – contaminación Radiactiva –por Ruido – Lluvia acida –Petróleo –
Efectos Invernaderos.

Nivel Freático: Punto donde se consigue el agua, en cualquier punto del suelo.
La Percolación – se produce cuando el terreno es demasiado arenoso.
Para obtener un buen estudio de suelo, se sugiere que de una Hectárea se le haga como mínimo 10 pruebas o muestras en el terreno.
El Decreto de Cardique que permite una Licencia ambiental es el 1753/94.
Tasa retributiva
Atmósfera, mezcla de varios gases que rodea un objeto celeste (como la Tierra) cuando éste cuenta con un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen.

2 COMPOSICIÓN
La atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El 1% restante lo forman el argón (0,9%), el dióxido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.

El estudio de muestras indica que hasta los 88 km por encima del nivel del mar la composición de la atmósfera es sustancialmente la misma que al nivel del suelo. El movimiento continuo ocasionado por las corrientes atmosféricas contrarresta la tendencia de los gases más pesados a permanecer por debajo de los más ligeros.

El contenido en vapor de agua del aire varía considerablemente en función de la temperatura y de la humedad relativa. Con un 100% de humedad relativa, máxima cantidad de vapor de agua admisible a una determinada temperatura, la cantidad de vapor de agua varía de 190 partes por millón (ppm) a -40 °C hasta 42.000 ppm a 30 °C. Otros elementos que en ocasiones constituyen parte de la atmósfera en cantidades minúsculas son el amoníaco, el sulfuro de hidrógeno y óxidos, como los de azufre y nitrógeno cerca de los volcanes, arrastrados por la lluvia o la nieve.

3 FORMACIÓN

La actual mezcla de gases se ha desarrollado a lo largo de 4.500 millones de años. La atmósfera primigenia debió estar compuesta únicamente de emanaciones volcánicas. Los gases que emiten los volcanes actuales están formados por una mezcla de vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y nitrógeno, sin rastro apenas de oxígeno. Si ésta era la masa gaseosa presente en la atmósfera primitiva, han tenido que desarrollarse una serie de procesos para dar lugar a la atmósfera actual. Uno de ellos fue la condensación. Al enfriarse, la mayor parte del vapor de agua de origen volcánico se condensó, dando lugar a los antiguos océanos. También se produjeron reacciones químicas. Parte del dióxido de carbono debió reaccionar con las rocas de la corteza terrestre para formar carbonatos, algunos de los cuales se disolverían en los nuevos océanos. Más tarde, cuando evolucionó en ellos la vida primitiva capaz de realizar la fotosíntesis, los organismos marinos recién aparecidos empezaron a producir oxígeno. Se cree que casi todo el oxígeno que en la actualidad se encuentra libre en el aire procede de la combinación fotosintética de dióxido de carbono y agua. Hace unos 570 millones de años, el contenido en oxígeno de la atmósfera y los océanos aumentó lo bastante como para permitir la existencia de la vida marina. Más tarde, hace unos 400 millones de años, la atmósfera contenía el oxígeno suficiente para permitir la evolución de animales terrestres capaces de respirar aire.

4 ESTRUCTURA

La atmósfera se divide en varias capas. En la capa inferior, la troposfera, la temperatura suele bajar 5,5 °C por cada 1.000 metros. Es la capa en la que se forman la mayor parte de las nubes. La troposfera se extiende hasta unos 16 km en las regiones tropicales (con una temperatura de -79 °C) y hasta unos 9,7 km en latitudes templadas (con una temperatura de unos -51 °C). A continuación está la estratosfera. En su parte inferior la temperatura es prácticamente constante, o bien aumenta ligeramente con la altitud, especialmente en las regiones tropicales. Dentro de la capa de ozono, aumenta más rápidamente, con lo que, en los límites superiores de la estratosfera, casi a 50 km sobre el nivel del mar, es casi igual a la temperatura en la superficie terrestre. El estrato llamado mesosfera, que va desde los 50 a los 80 km, se caracteriza por un marcado descenso de la temperatura al ir aumentando la altura.

Gracias a las investigaciones sobre la propagación y la reflexión de las ondas de radio, sabemos que a partir de los 80 km, la radiación ultravioleta, los rayos X y la lluvia de electrones procedente del Sol ionizan varias capas de la atmósfera, con lo que se convierten en conductoras de electricidad. Estas capas reflejan de vuelta a la Tierra ciertas frecuencias de ondas de radio. Debido a la concentración relativamente elevada de iones en la atmósfera por encima de los 80 km, esta capa, que se extiende hasta los 640 km, recibe el nombre de ionosfera. También se la conoce como termosfera, a causa de las altas temperaturas (en torno a los 400 km se alcanzan unos 1.200 °C). La región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera.

La troposfera y la mayor parte de la estratosfera pueden explorarse mediante globos sonda preparados para medir la presión y la temperatura del aire y equipados con radiotransmisores que envían la información a estaciones terrestres. Se ha explorado la atmósfera más allá de los 400 Km. de altitud con ayuda de satélites que transmiten a tierra las lecturas realizadas por los instrumentos meteorológicos. El estudio de la forma y el espectro de la aurora ofrecen información hasta altitudes de 800 kilómetros.

5 DENSIDAD Y PRESIÓN

La densidad del aire seco al nivel del mar representa aproximadamente un 1/800 de la densidad del agua. A mayor altitud desciende con rapidez, siendo proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura. La presión se mide mediante un barómetro y su valor, expresado en torrs, está relacionado con la altura a la que la presión atmosférica mantiene una columna de mercurio; 1 torr equivale a 1 Mm. de mercurio. La presión atmosférica normal a nivel del mar es de 760 torrs, o sea, 760 Mm. de mercurio. En torno a los 5,6 Km. es de 380 torrs; la mitad de todo el aire presente en la atmósfera se encuentra por debajo de este nivel. La presión disminuye más o menos a la mitad por cada 5,6 km de ascensión. A una altitud de 80 Km. la presión es de 0,007 torr.

6 EFECTO DE LAS ACTIVIDADES HUMANAS

Las actividades humanas están variando la composición global de la atmósfera terrestre. Uno de los principales impactos, debido fundamentalmente al uso de combustibles fósiles, ha sido el incremento de la concentración de dióxido de carbono que puede afectar al clima planetario a través del proceso conocido como efecto invernadero. La emisión de dióxido de azufre y de óxidos de nitrógeno emitidos a la atmósfera por las industrias y los vehículos origina la lluvia ácida, de efectos dañinos sobre el medio ambiente. Véase Contaminación atmosférica.
Hay similar preocupación por el brusco aumento del contenido de metano en la atmósfera. Su concentración ha aumentado un 11% desde 1978. Más o menos el 80% del gas es producido por descomposición en arrozales, pantanos, intestinos de los animales herbívoros, y por las termitas tropicales. Añadido al efecto invernadero, el metano reduce el volumen atmosférico de iones hidroxilo, alterando así la capacidad de la atmósfera para autodepurarse de contaminantes.
Estratosfera
Capa superior de la atmósfera que empieza a una altitud entre los 12,9 y 19,3 km y que se extiende 50 km hacia arriba. En su parte inferior, la temperatura permanece casi invariable con la altitud, pero a medida que se asciende aumenta muy deprisa porque el ozono absorbe la luz solar. La estratosfera carece casi por completo de nubes u otras formaciones meteorológicas. Por debajo de la estratosfera se sitúa la troposfera, de la que está separada por una zona denominada tropopausa. Por encima, la estratosfera termina en la estratopausa.
Capa de ozono, zona de la atmósfera que abarca entre los 20 y 40 km por encima de la superficie de la Tierra, en la que se concentra casi todo el ozono atmosférico. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm).

El ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esto lleva ocurriendo muchos millones de años, pero los compuestos naturales de nitrógeno presentes en la atmósfera parecen ser responsables de que la concentración de ozono haya permanecido a un nivel razonablemente estable. A nivel del suelo, unas concentraciones tan elevadas son peligrosas para la salud, pero dado que la capa de ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta cancerígena, su importancia es inestimable. Por ello, los científicos se preocuparon al descubrir, en la década de 1970, que ciertos productos químicos llamados clorofluorocarbonos, o CFC (compuestos del flúor), usados durante largo tiempo como refrigerantes y como propelentes en los aerosoles, representaban una posible amenaza para la capa de ozono. Al ser liberados en la atmósfera, estos productos químicos, que contienen cloro, ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, liberando átomos de cloro que reaccionan fuertemente con las moléculas de ozono; el monóxido de cloro resultante puede, a su vez, reaccionar con un átomo de oxígeno, liberando otro átomo de cloro que puede iniciar de nuevo el ciclo. Otros productos químicos, como los halocarbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes, son también lesivos para la capa de ozono.

Las primeras evidencias sobre la destrucción del ozono debida a los CFC se remontan a la década de 1970 y llevaron a la firma, en 1985, del Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, cuyo principal cometido era fomentar la investigación y la cooperación entre los distintos países. En mayo de ese mismo año, varios científicos británicos publicaron un documento que revelaba y confirmaba la disminución espectacular de la capa de ozono sobre la Antártida. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indicaban que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida estaba descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que en ellas se gestaba un problema similar. Estas pruebas llevaron a que, el 16 de septiembre de 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción de CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono. En 1989 la Comunidad Europea (hoy Unión Europea) propuso la prohibición total del uso de CFC durante la década de 1990. En 1991, con el fin de estudiar la pérdida de ozono global, la NASA lanzó el Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior, de 7 toneladas. En órbita sobre la Tierra a una altitud de 600 km, la nave mide las variaciones en las concentraciones de ozono a diferentes altitudes, y suministra datos completos sobre la química de la atmósfera superior.

Como consecuencia de los acuerdos alcanzados en el Protocolo de Montreal, la producción de CFCs en los países desarrollados cesó casi por completo a finales de 1995. En los países en vías de desarrollo los CFCs se van a ir retirando progresivamente hasta eliminarse por completo en el año 2010. En la Enmienda de Londres (1990) se añadieron, a los calendarios de eliminación, otras sustancias destructoras del ozono, como el metilcloroformo y el tetracloruro de carbono. Los hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), menos destructivos que los CFCs aunque también pueden contribuir al agotamiento del ozono, se están usando como sustitutos de los CFCs hasta el año 2030 en que deberán eliminarse por completo en los países desarrollados; en los países en desarrollo la eliminación debe producirse en el año 2040, como se adoptó en la segunda Enmienda al Protocolo de Montreal (Copenhague, 1992). En la Enmienda de Beijing (1999), se hizo hincapié en la necesidad de reforzar los controles, no sólo de la producción de los compuestos que afectan a la capa de ozono, sino a su comercialización. También se incidió en la necesidad de adoptar medidas suplementarias para controlar la producción de los hidroclorofluorocarbonos y de otras sustancias nuevas.

Los CFCs y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado para eliminar gradualmente estos productos, la destrucción del ozono estratosférico continuará en los próximos años. Así, en septiembre de 2003, el agujero en la capa de ozono sobre la Antártica alcanzó una superficie de unos 28 millones de kilómetros cuadrados, inferior al récord registrado en el año 2000, cuando alcanzó 29,78 millones de kilómetros cuadrados. A pesar de las dimensiones del agujero de ozono, los científicos prevén que, si las medidas del Protocolo de Montreal se siguen aplicando, la capa de ozono comenzará a restablecerse en un futuro próximo y llegará a recuperarse por completo a mediados del siglo XXI. De hecho, científicos del Instituto Max Planck (Alemania) prevén que el agujero de la capa de ozono desaparecerá en 30 o 40 años. Esta misma consideración se hace desde la Organización Mundial de la Meteorología, que estiman que la recuperación de la capa de ozono se producirá hacia el año 2050. La destrucción de la capa de ozono Capa de ozono en peligro





Residuos
Sólidos. – Aguas Residuales – R.S.H
. (Residuos sólidos hospitalarios)
PGIR – PGIRS en Cartagena.
Presentación.
Dentro del amplio espectro de temas que guardan relación con una problemática de tanta actualidad como l protección del Medio Ambiente, la Gestión de los Residuos Sólidos ocupa un lugar principal dentro de la gestión ambiental. Esta gestión integrada es el término aplicado a todas las actividades asociadas al manejo de los diversos flujos de residuos dentro de la sociedad y su meta básica es administrar los residuos de una forma que sea compatible con el medio ambiente y la salud pública.

Documento de políticas, presenta una propuesta que contiene lo elementos conceptuales para avanzar hacia la gestión integrada de residuos sólidos en Colombia incluyendo los peligrosos.

El documento está conformado por 5 capitulo:
Diagnostico – Bases – Objetivos y Metas – Estrategias y Plan de Acción

PGIRS en Cartagena.
















Región Atlántica Región Pacifica Región Andina Región Amazó
nica Región de la Orinoquia
Extensión 83.170 Kmts2
Departamentos que lo integran. .Antioquia(occ)
Cauca(occ)-Chocó-Nariño-Risaralda
-Valle del Cauca(occ)
Clima – 24º y 28º Ctgdos
Biodiversidad –con una selva nublada que
es refugio de aves y mamíferos
Días de lluvia – hasta 300 al año
Etnias -
Población -
Flora - 265
Fauna -
Aspecto Mayor cultivo- físico Con presencia de rocas
de origen oceánico.
Áreas Protegidas
Área productiva.
Hidrografía
Región Atlántica Región Pacifica Región Andina Región Amazónica Región de la Orinoquia
Extensión 83.170 Kmts2
Departamentos que lo integran. .Antioquia(occ)
Cauca(occ)-Chocó-Nariño-Risaralda
-Valle del Cauca(occ)
Clima – 24º y 28º Ctgdos
Biodiversidad –con una selva nublada que
es refugio de aves y mamíferos
Días de lluvia – hasta 300 al año
Etnias -
Población -
Flora - 265
Fauna -
Aspecto Mayor cultivo- físico Con presencia de rocas
de origen oceánico.
Áreas Protegidas
Área productiva.
Hidrografía


Zoogeografía. f. Ciencia que estudia la distribución de las especies animales en la Tierra.


Regiones Zoogeográficas en Colombia
Estrella Hidrográficas
Macizo Colombiano
El Cerro Garamanta
El Nudo Santurban
El Nudo de Paramillo
El Páramo de Sumapaz
Páramo de Guachaneque
Nudo de Huaca o de los Pastos
Sierra Nevada de Santa Marta












Vierte - Golfo de Morisquillo Vierte – Río Magdalena Vierte – Océano Atlántico Vierte – Lago Maracaibo
Caudal - Caudal Caudal - 6.987 Mts/S Caudal-
E. Río Guaviare F. Río Amazonas G. Río San Juan H. Río Putumayo
Cuenca – 620 Kmts2 Cuenca - Cuenca – 14.606 Kmts 2 Cuenca – 53.165 Kmts2
Curso – 1.350 Kmts/L Curso - Curso -376 Kmts” Curso – 1.350 Kmts/L
Vierte – Río Orinoco Vierte – océano Pacifico Vierte – Océano Pacifico Vierte -
Caudal – 8.200 M3/S. Caudal - Caudal – 2.550 Mts3/S Caudal – 6.250 M3/S
I. Río Meta J. Río Caquetá K. Río Atrato L. Río Vaupés
Cuenca - 103..000 Kmts2 Cuenca – 199.203 Kmt2 Cuenca- 35.702 Cuenca- 37.748 Kmts 2
Curso – 1.000 Kmts/L Curso - 1.200 Kmts/L Curso – 612 Curso – 660 Kmts/L
Vierte – Río Orinoco -Venez Vierte - Vierte - Vierte -
Caudal – 6.496 Mts3/S Caudal Caudal – 4.155 Mts.3/Seg. Caudal - 2.650 Mts./S





Cuencas Hidrográficas
Son un territorio cuyas aguas afluyen a un río, lago o mar.
En Colombia existen las siguientes cuencas:

Vertientes Hidrografía
Caribe Aguas de escorrentía.
Pacifico Aguas depositadas
Orinoco Aguas Oceánicas
Amazónica Aguas subterráneas




Ríos
Cauca –Caquetá –Magdalena y Paita
Atrato y San Juan
Algodonal –Margua –Zulia y Tarra
Sinú y San Jorge
Guayabero-Guaviare-Meta y Sumapaz
Bogota – Upia y Sogamoso
Mira y Putumayo
Ranchería – Cesar Y fundación


A. Río Sinú. B. Río Cauca. C. Río Magdalena. D. Río Catatumbo
Cuenca 4.200 kmts 2 Cuenca - 63.200 Kmts2 Cuenca – 273.300 Kmts2 Cuenca – 24.416 Kmts2
Curso 400 kmts/L Curso – 1.350 kmts/L Curso – 1.538 Kmts/L Curso – 450 Kmts/L
A. Función Hidrográfica.
• Captación de aguas de las diferentes fuentes
• Almacenamiento en ls diferentes formas y tiempo.
• Descarga- el agua como escurrimiento.

B. Función Ecológica:
• Provee diversidad de los sitios y rutas a lo largo de lo cual se llevan a cabo interacciones entre las característica de calidad física y química del agua.
• Provee el habitad para la flora y la fauna, que constituyen los elementos biológicos del ecosistema y tienen interacciones entre las características físicas y biológicas del agua.
C. Función Ambiental:
• Constituyen sumideros del CO2
• Albergan bancos de agua
D. Función Socioeconómica:

Manejo – Uso y Aprovechamiento de las Cuencas Hidrográficas:

Objetivo primordial el agua se capta, se almacena
Ostenta identidad cultural y socio económica, dado por la misma historia del














Manglares:
(su día mundial el 20 de Julio)
Conjunto de árboles de un altura de 3 mts, muy abundante en las ciénagas, lagos, ensenadas o bahia.
Tipos de Mangles:

• Mangle Rojo • Mangle Bobo • Mangle Zaragoza

El Manglar.
• Son usados para la recuperación y manejo de ciénagas, son el ecosistema natural de mayor productividad a su alta producción de materia orgánica.
• Actúan como criadero para muchas especies de peces y marisco.
• Sirven de habitáculo para una gran variedad de aves y otro organismo marinos.
• Protege la costa contra la erosión, las mareas, tormentas y huracanes.
• Son pulmones del medio ambiente.
• Producen oxigeno y usa el bióxido de carbono del aire.




Componentes Físicos Componentes Biológicos Componente Cultural Componente Socioeconómicos
Clima Suelo El medio y la población El medio y la comunidad.
Relieve Fauna La comunidad y el entorno
Hidrográficos Flora
Geológicos


Interacción de Organismos

 Ínterespecíficos: Cuando se realiza entre una misma especie.
 Intraespecificos: Cuando se realiza entre varias especies.
 Competencia: Entre dos especies cuando utilizan o aprovechan un mismo recurso.
 La competencia en el Reino Vegetal.

 Competencia en el Reino Animal. Cuando dos especies compiten por su mismo medio ecológico y una de ella desplaza a la otra total o parcial

La Depredación. Es una forma de relación entre especies y una consecuencia de la competencia por los recursos trópicos – tráficos.

Foto Pólipo. Depredación en las Plantas.
Depredación en los Animales.

 Carroñeria
 Simbiosis
 Mutualismo
 Comensalismo
 Parasitismo
 Comunidad – es un conjunto de personas incluyendo los animales y aves y otras especies.
 Población - es un conjunto de personas o de animales u otra especie.

Tipo Clasificación
Predación + -
Parasitismo + -
Competencia + - 1 - -
Territorialidad + - 1 - -
Comensalismo + - 1 - -
Mutualismo 0
Amensalimo









El Clima
Línea dinámica del tiempo
Evaporación del mar Mediterráneo

Clima, efecto a largo plazo de la radiación solar sobre la superficie y la atmósfera de la Tierra en rotación. El modo más fácil de interpretarlo es en términos de medias anuales o estaciónales de temperatura y precipitaciones.

Europa: mapa climático Las masas de agua moderan el clima de la parte occidental de Europa; una región caracterizada por sus inviernos fríos y sus veranos cálidos. En países de la zona mediterránea como España, Italia y Grecia las temperaturas son más calurosas. En el interior de Europa el efecto moderador del mar desaparece, por lo que los países al este de Polonia experimentan condiciones climáticas mucho más frías y secas

Sudamérica: mapa climático El clima de Sudamérica es cálido en general; la cordillera de los Andes es la única zona del subcontinente donde hay temperaturas frías constantes a causa de su altitud. Por lo general, el clima varía dependiendo de las regiones: abundantes precipitaciones alimentan las selvas ecuatoriales amazónicas, mientras que hay severas sequías en regiones áridas como el desierto de Atacama, en
Norteamérica: mapa climático Groenlandia y los dos tercios septentrionales de Canadá y Alaska tienen climas subártico y ártico. Los largos y fríos inviernos y los veranos templados, de estas regiones de Norteamérica, marcan un fuerte contraste con los climas del extremo meridional del continente. La mayor parte del sur de México tiene clima tropical, caluroso durante casi todo el año
África: mapa climático África tiene el clima más uniforme de todos los continentes. La ausencia de cadenas montañosas importantes, las corrientes oceánicas frías y su situación en la zona tropical, contribuyen a la uniformidad general del clima. También hay grandes regiones áridas, como los desiertos de Sahara, Horn, Namibia y Kalahari, cuyas precipitaciones anuales oscilan entre 250 y 500 mm

Asia: mapa climático Asia experimenta prácticamente todas las condiciones climáticas de la tierra. Posee un terreno tan variado y extenso, que comprende numerosos e impresionantes rasgos topográficos y climáticos; es a la vez cálido, frío, húmedo y seco
Australia: mapa climático Aunque existen diferencias climáticas entre las diversas regiones australianas, el continente no experimenta variaciones extremas de clima. El norte de Australia es tropical, mientras que la región del sur es templada. Casi el 40% del territorio conoce sólo dos estaciones: una estación caliente y húmeda, y otra seca y cálida

Antártida: mapa climático La Antártida, donde se ha registrado la temperatura más baja de la tierra (-88,3 ºC) es el continente más frío. Aunque el clima es uniforme, las precipitaciones son variables, siendo mínimas en la zona desértica interior. Los fuertes vientos elevan la nieve desde las regiones costeras y la depositan en el interior

El clima y los biomas terrestres Los climas regionales pueden describirse en términos de cinco tipos de biomas. Éstos se caracterizan por una combinación de temperatura, humedad, vegetación y fauna asociada a un área determinada. El mapa muestra la distribución de los grandes biomas: pluvisilva y sabana, bosque mixto y pradera, bosque mixto y de hoja acicular, estepa y desierto, y tundra y casquetes polares
Las áreas de tierra firme y las marinas, al ser tan variables, reaccionan de modos muy distintos ante la atmósfera, que circula constantemente en un estado de actividad dinámica. Las variaciones día a día en un área dada definen su climatología, mientras que el clima es la síntesis a largo plazo de esas variaciones (ambas pueden considerarse subdisciplinas de la meteorología). El clima se mide por medio de termómetros, pluviómetros, barómetros y otros instrumentos, pero su estudio depende de las estadísticas. Con todo, un resumen sencillo a largo plazo de los cambios climáticos no proporciona una representación exacta del clima. Para obtener ésta es necesario el análisis de los patrones diarios, mensuales y anuales. La investigación de los cambios climáticos en términos de tiempo geológico es el campo de estudio de la paleoclimatología, que requiere las herramientas y métodos de la investigación geológica.
Interactividad
Clima urbano

La palabra clima viene del griego klima, que hace referencia a la inclinación del Sol. Además de los efectos de la radiación solar y sus variaciones, el clima siempre está bajo la influencia de la compleja estructura y composición de la atmósfera y de los mecanismos por los que ésta y los océanos transportan el calor. Así pues, para cualquier área dada de la Tierra, debe considerarse no sólo su latitud (que determina la inclinación del Sol), sino también su altitud, el tipo de suelo, la distancia del océano, su relación con sistemas montañosos y lacustres, y otras influencias similares. Otra consideración a tener en cuenta es la escala: el término macroclima hace referencia a una región extensa, como por ejemplo un país; mesoclima, a una más pequeña; y microclima, a un área diminuta. Así, se puede especificar que un buen microclima para cultivar plantas es el que hay al abrigo de grandes árboles de sombra, o se puede hablar del mesoclima regional que caracteriza un sistema montañoso y que difiere del macroclima general de la zona. Por ejemplo, las mesetas de la península Ibérica presentan un macroclima caracterizado por escasas precipitaciones e inviernos secos y fríos o muy fríos, con veranos secos y calurosos; sin embargo, en la cadena montañosa que las separa, el sistema Central, el mesoclima es diferente: fresco en verano y húmedo en invierno.

El clima tiene una gran influencia en la vegetación y la vida animal, incluyendo a los seres humanos. Desempeña un papel significativo en muchos procesos fisiológicos, desde la concepción y el crecimiento de los seres vivos hasta la salud y la enfermedad. El ser humano, por su parte, puede influir en el clima al cambiar su medio ambiente, tanto a través de la alteración de la superficie de la Tierra como por la emisión de contaminantes y productos químicos, como el dióxido de carbono, a la atmósfera.

2 ZONAS CLIMÁTICAS

Los climas se describen con arreglo a códigos previamente acordados o con términos descriptivos un tanto imprecisos en su definición que, no obstante, resultan útiles. A escala global se puede hablar del clima en términos de zonas, o cinturones, que pueden trazarse entre el ecuador y el polo en cada hemisferio. Para comprender éstas hay que tomar en consideración la circulación en la capa superior de la atmósfera, o estratosfera, así como en la atmósfera inferior, o troposfera, zona donde se manifiesta el clima. Los fenómenos de la atmósfera superior no fueron conocidos hasta el desarrollo de tecnologías avanzadas, como los cohetes, los vuelos a gran altitud y los satélites artificiales.

En condiciones ideales, es posible suponer que el aire caliente asciende por convección a lo largo del ecuador y desciende cerca de los polos. Así pues, el cinturón ecuatorial tiende a ser una región de baja presión y periodos de calma interrumpidos por tormentas eléctricas, asociadas a enormes nubes llamadas cúmulos. Debido a los periodos de calma, este cinturón recibe el nombre de doldrums (estancamiento). Se desplaza ligeramente hacia el norte del ecuador durante el verano boreal y hacia el sur durante el meridional. Por contraste, el aire desciende en las regiones polares. Esto produce una elevada presión atmosférica y vientos secos y helados que tienden a radiar hacia el exterior desde los polos.

Para complicar este cuadro simplista, hay que tener en cuenta la rotación de la Tierra, que desvía los componentes norte y sur de la circulación atmosférica. Así, los vientos tropicales y polares tienden a ser del Este (vientos procedentes del Este), y se desarrollan dos cinturones intermedios en cada hemisferio. A unos 30° de latitud N y S hay una zona de alta presión en la que el aire de las capas superiores desciende y se divide enviando corrientes hacia el ecuador. En el hemisferio norte soplan vientos regulares del Noreste, y del Sureste en el hemisferio sur. Estas zonas de alta presión producen áreas áridas en los continentes, pero hacen que el aire se cargue de humedad sobre los océanos debido a la evaporación. Si estos vientos regulares chocan con una isla dispuesta a modo de barrera topográfica o con la costa de un continente, el aire húmedo se eleva hasta zonas más frescas dando lugar normalmente a fuertes lluvias.

Entre los 50° y los 60° de latitud N y S se encuentra un cinturón de baja presión caracterizado por los vientos dominantes del Oeste, que son desviados hacia el Suroeste en el hemisferio norte y hacia el Noroeste en el hemisferio sur. En este caso las precipitaciones se relacionan con los frentes polares; el aire frío de los vientos polares del Este penetra por debajo del aire cálido y húmedo de los vientos del Oeste que, al enfriarse, liberan la humedad que contienen. En invierno ésta es la causa de la mayoría de las nevadas en los continentes.

3 TIPOS DE CLIMAS

Los autores clásicos dividieron la Tierra en tres grandes zonas climáticas que se correspondían con los climas frío, templado y tórrido. En general, se considera la isoterma de los 10 ºC para el mes más cálido, que coincide aproximadamente con el límite de la tundra y el bosque de coníferas, como valor para distinguir los climas templados de los fríos; por otro lado, la separación entre los climas tórridos o tropicales de los templados se establece en la isoterma de los 18 ºC para el mes más frío. Sin embargo, dentro de cada una de estas zonas cabe distinguir diferentes tipos y subtipos en función de factores tales como la temperatura y la precipitación. Otros elementos que contribuyen a explicar el clima de una región pueden ser la presión atmosférica, los vientos, la humedad, la latitud, la altitud, el relieve, la proximidad de los mares, las corrientes oceánicas y la influencia de la naturaleza del suelo y la vegetación.

Muchos climatólogos han establecido sus propias clasificaciones climáticas, entre las que cabe destacar la de Köppen, una clasificación empírica dada a conocer por primera vez en 1918 y sometida posteriormente a varias revisiones. Köppen y su colaborador Geiger definieron seis grandes grupos de climas, asociados a la vegetación, a los que designaron mediante letras mayúsculas: A (tropical), B (subtropical), C (templado), D (frío), E (polar) y H (montaña). Estos grupos se subdividían a su vez en función del régimen pluviométrico y de las temperaturas, también señalados mediante letras, en este caso minúsculas, que unidas a las anteriores especificaban la variedad climática de un espacio determinado dentro de cada categoría principal. Así, por ejemplo, un clima tipo Csa indica que se trata de un clima templado con veranos secos y calurosos e inviernos húmedos y suaves, es decir, lo que se conoce como un clima mediterráneo.

A continuación, se exponen los principales tipos de clima del planeta considerando los valores, siempre aproximados, de la temperatura y las precipitaciones.

3.1 Clima ecuatorial

Es característico de las regiones de latitudes bajas, localizadas fundamentalmente entre los 10º N y 10º S. La temperatura y la humedad son altas y constantes a lo largo del año. La temperatura media del mes más frío supera los 18 ºC, y la temperatura media anual se sitúa por encima de los 25 ºC. Las precipitaciones anuales sobrepasan los 1.500 mm e incluso, en algunas áreas, los 3.000 milímetros. La duración del día y de la noche es muy similar.

3.2 Clima tropical

Es propio de las regiones tropicales. Las temperaturas medias mensuales son elevadas y bastante uniformes a lo largo del año, siendo la media anual superior a los 20 ºC. El régimen térmico varía entre 3º y 10º, mayor en el interior y menor en las áreas costeras. Las precipitaciones oscilan entre los 400 y los 1.000 mm anuales, aunque la variedad de clima monzónico alcanza valores muy superiores. Alternan las estaciones secas y lluviosas. En función de la distribución estacional de las precipitaciones y de la cantidad se distinguen las variedades siguientes: sudanés (precipitaciones entre 750 y 1.100 mm y tres estaciones, una seca y fresca, otra seca y calurosa, y otra lluviosa), subecuatorial (dos estaciones lluviosas y dos secas), saheliense (precipitaciones entre 400 y 750 mm, con una larga estación seca) y monzónico (estación lluviosa de gran intensidad que alterna con otra seca).

3.3 Clima desértico

Propio de las áreas desérticas, se caracteriza por altas temperaturas y escasez de precipitaciones. Se distinguen dos importantes variantes: el clima desértico cálido, con una temperatura media anual en torno a los 20 ºC, una fuerte oscilación térmica (puede alcanzar los 20º) y precipitaciones inferiores a los 200 mm, y el clima desértico costero, que presenta una temperatura media anual inferior a los 20 ºC, menor oscilación térmica (en general por debajo de los 10º) y precipitaciones insignificantes, por debajo de los 100 mm anuales. Además de estos desiertos propios de la zona cálida o tropical, existen otros tipos en la zona templada resultado de la degradación de los climas propios de sus latitudes. Aquí cabría hablar de los desiertos continentales, donde el elemento condicionante del régimen termopluviométrico, además de las altas presiones, es la continentalidad, que acentúa la sequía y la oscilación térmica diaria.

3.4 Clima templado

Bajo este epígrafe se aúnan una gran variedad de climas que tienen en común el hecho de contar con unas temperaturas estivales más elevadas que en invierno. Los climas templados se clasifican en:

3.4.1 Clima mediterráneo

Este tipo de clima se da particularmente en los países ribereños del mar Mediterráneo, de ahí su denominación, aunque se han establecido varios subtipos en relación con la distancia a las masas oceánicas. También se da en la costa meridional de Australia, en el suroeste de la República de Suráfrica, en California y en las estrechas áreas costeras de Chile central, donde los Andes actúan como barrera climática. En sentido amplio, define el clima de las regiones costeras occidentales de los continentes comprendidas dentro de la zona de las latitudes medias de la Tierra (entre los 30º y los 45º, aproximadamente). Se caracteriza por veranos cálidos, secos y soleados, e inviernos suaves y húmedos. Las temperaturas medias anuales varían entre los 12 ºC y los 18 ºC, y la oscilación térmica anual está comprendida entre los 10º y los 15º por lo general. El promedio de precipitaciones se sitúa entre los 400 y los 700 mm, concentradas en el invierno, ya que durante el verano el clima está sujeto a la presencia de anticiclones subtropicales, y en el invierno, a las depresiones de la atmósfera.

3.4.2 Clima chino

Este clima presenta una temperatura media ligeramente superior a la del mediterráneo, lo mismo que la oscilación térmica anual, que supera los 15º. El promedio de precipitaciones sobrepasa los 1.000 mm, concentradas en el periodo estival, que contrasta con la sequedad del invierno.

3.4.3 Clima oceánico

Es el clima característico de las regiones comprendidas dentro de la zona de latitudes medias de la Tierra sujetas a la influencia oceánica. La proximidad del mar determina una amplitud térmica anual en general pequeña y unas precipitaciones importantes (1.000-2.000 mm) y bien distribuidas a lo largo del año, aunque el máximo se sitúa en la estación invernal. La temperatura media depende de la latitud, aunque se puede establecer en torno a los 10 ºC; los inviernos presentan unas temperaturas moderadas y en verano son frescas.

3.4.4 Clima continental

Este clima es propio de las regiones del interior de los continentes. Se caracteriza por una relativa escasez de precipitaciones, sobre todo en invierno, debido a la distancia que las separa de las áreas de influencia marítima, y por una notable amplitud térmica estacional (que puede alcanzar hasta los 60º), con unas temperaturas estivales bastante altas que contrastan fuertemente con los inviernos fríos. La temperatura media anual es inferior a los 10 ºC. Las precipitaciones oscilan entre los 300 y los 700 mm de promedio, que se producen principalmente en verano. Se pueden distinguir varios tipos: el siberiano (el más extremado, con una temperatura media inferior a los 0 ºC, una oscilación térmica que puede alcanzar los 60º y precipitaciones inferiores a los 200 mm anuales concentradas en el periodo estival); el manchuriano (con un temperatura media inferior a los 10 ºC, oscilación térmica en torno a los 40º y precipitaciones, concentradas en el periodo estival, que superan los 500 mm); y el ucraniano (con unas características térmicas similares al anterior, aunque la temperatura media es ligeramente más baja y la amplitud un poco superior, y unas precipitaciones comprendidas entre los 300 y los 400 mm anuales).

3.5 Clima polar

Clima propio de aquellas regiones que presentan una temperatura media mensual y anual por debajo de los 0 ºC, amplitudes térmicas superiores a los 30º y precipitaciones insignificantes que se producen en forma de nieve. En estas regiones, cubiertas por la nieve durante la mayor parte del año, el tipo de suelo característico es el permafrost.

3.6 Clima de alta montaña

En las montañas la temperatura disminuye con la altitud, mientras que aumentan las precipitaciones, al menos hasta un cierto nivel altimétrico. La montaña, en este sentido, altera las características de la zona climática en la que se sitúa. Por este motivo, no se pueden establecer unos rasgos con validez universal que lo definan, aunque sus variedades climáticas son fácilmente reconocibles, como el clima alpino. Presenta unas temperaturas invernales negativas y unas estivales positivas, aunque la temperatura media anual se establece en torno a los 0 ºC; la oscilación térmica es inferior a los 20º y las precipitaciones, más abundantes en verano que en invierno, superan los 1.000 mm anuales. Este clima de alta montaña es el que predomina en la cordillera andina.

Por último, como se mencionó con anterioridad, tienen lugar cambios microclimáticos causados por la acción antrópica. Así, por ejemplo, en las ciudades se forman las denominadas ‘islas de calor’; cuando este espacio se encuentra bajo una situación anticiclónica cálida, durante la noche la temperatura es más alta en relación con el medio ambiente circundante. También la contaminación atmosférica de los núcleos urbanos provoca un aumento de la nubosidad media, modifica el régimen de lluvias, altera la circulación de los vientos y disminuye la radiación solar y la transparencia del aire.


4 CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA LIGADA A LA VEGETACIÓN

Bibliografía
Estas fuentes proporcionan información adicional sobre Clima.

Los dos parámetros meteorológicos en los que se basa la clasificación anterior no son suficientes para satisfacer la necesidad de una descripción climática exacta y universal. La vegetación, por su parte, ofrece una referencia importante, sobre todo en casos como el de la selva, o cinturón ecuatorial de bosque tropical húmedo, con temperaturas cálidas y lluvias durante la mayor parte del año (véase Pluvisilva); la sabana, cálida y con una marcada estacionalidad; y la tundra, fría, con escasas precipitaciones y veranos cortos. Es particularmente útil considerar ambos factores, clima y vegetación, para conocer la naturaleza de una zona y lo que representa vivir en ella. La influencia del clima en la vegetación natural viene determinada fundamentalmente por las precipitaciones, la temperatura y la luz; de ahí la estrecha relación existente entre la distribución de los regímenes climáticos y de la vegetación. Se pueden distinguir nueve grandes formaciones vegetales o biomas, en función de la vegetación dominante. El bioma I se corresponde con las pluvisilvas tropicales en sentido amplio (cuenca del Amazonas, Centroamérica, Nueva Guinea, cuenca del río Congo, Indonesia, la península de Malaca, Filipinas y la costa oriental de Australia). El bioma II está formado por los bosques y sabanas tropicales, secos o húmedos, que reverdecen con las lluvias; se corresponde con la zona climática tropical con lluvias estivales en ambos hemisferios. El bioma III se asocia con los desiertos y semidesiertos subtropicales (suroeste de los Estados Unidos, franja costera de Perú y Chile, norte y suroeste de África, Arabia, Irán y este de la India). El bioma IV se corresponde con las áreas de bosques mediterráneos esclerófilos, es decir, con las zonas de inviernos lluviosos y veranos secos y cálidos (cuenca mediterránea, centro de Chile, sur de California, sur de África y sur y suroeste de Australia). El bioma V se corresponde con los bosques húmedos de clima templado siempre verdes (este asiático, costa suroriental de Australia, norte de Nueva Zelanda, costa oriental de Sudáfrica, sureste de Brasil y noreste de Argentina y costa suroriental de Estados Unidos hasta Florida). El bioma VI son los bosques caducifolios de la zona templada (parte oriental de Norteamérica, Europa central y occidental, Asia oriental y sur de Chile). EL bioma VII son las estepas y desiertos fríos en invierno (desde el mar Negro hasta el mar Amarillo, Oriente Próximo, la pampa argentina oriental, parte de la Patagonia y pequeñas zonas de Nueva Zelanda). EL bioma VIII o zona de bosques boreales (parte septentrional de Norteamérica y Eurasia, faltando en el hemisferio sur). Y, por último, el bioma IX es la zona de tundra y se extiende circumpolarmente en la región de clima ártico y en el extremo más meridional de Sudamérica.
Clímax (ecología), equilibrio estable óptimo alcanzado por los diferentes elementos del complejo clima–suelo–flora–fauna al término de una sucesión dinámica en un lugar y un momento determinados.

La evolución de las comunidades vegetales y animales desde las fases pioneras, herbáceas, hasta las de equilibrio, con frecuencia forestales, en ausencia de toda intervención humana conduce teóricamente a un clímax. A partir de la roca desnuda, la vegetación se implanta poco a poco, primero líquenes, a continuación especies herbáceas seguidas de otras arbustivas y, por último, arbóreas; éstas forman un bosque en equilibrio dinámico con la fauna, el suelo y el clima.

Sin embargo, esta fase final raramente se alcanza, pues los desequilibrios son permanentes e impiden que esta evolución llegue a su término. Estos desequilibrios pueden ser de origen natural; así, la alternancia entre periodos glaciales e interglaciares modifica las condiciones de vida de la vegetación y la formación de suelos. La mayor parte de las sucesiones vegetales están actualmente perturbadas por la acción humana, que interviene en forma de roturación de bosques, la expansión urbanística, la destrucción de suelos o los incendios forestales. En caso de destrucción grave, la evolución natural que sigue sólo alcanza hasta una situación degradada, y no se recupera el estado original. La destrucción del bosque mediterráneo, por ejemplo, transforma los robledales y alcornocales en maquis y los encinares en garrigas, que son formaciones vegetales secundarias.

Trifosfato de adenosina (ATP)
molécula que se encuentra en todos los seres vivos y constituye la fuente principal de energía utilizable por las células para realizar sus actividades. El ATP se origina por el metabolismo de los alimentos en unos orgánulos especiales de la célula llamados mitocondrias. El ATP se comporta como una coenzima, ya que su función de intercambio de energía y la función catalítica (trabajo de estimulación) de las enzimas están íntimamente relacionadas. La parte adenosina de la molécula está constituida por adenina, un compuesto que contiene nitrógeno (también uno de los componentes principales de los genes) y ribosa, un azúcar de cinco carbonos. Cada unidad de los tres fosfatos (trifosfato) que tiene la molécula, está formada por un átomo de fósforo y cuatro de oxígeno y el conjunto está unido a la ribosa a través de uno de estos últimos. Los dos puentes entre los grupos fosfato son uniones de alta energía, es decir, son relativamente débiles y cuando las enzimas los rompen ceden su energía con facilidad. Con la liberación del grupo fosfato del final se obtiene siete kilocalorías (o calorías en el lenguaje común) de energía disponible para el trabajo y la molécula de ATP se convierte en ADP (difosfato de adenosina). La mayoría de las reacciones celulares que consumen energía están potenciadas por la conversión de ATP a ADP, incluso la transmisión de las señales nerviosas, el movimiento de los músculos, la síntesis de proteínas y la división de la célula. Por lo general, el ADP recupera con rapidez la tercera unidad de fosfato a través de la reacción del citocromo, una proteína que se sintetiza utilizando la energía aportada por los alimentos. En las células del músculo y del cerebro de los vertebrados, el exceso de ATP puede unirse a la creatina, proporcionando un depósito de energía de reserva.

La liberación de dos grupos fosfatos del ATP por la enzima adenilato ciclasa forma AMP (monofosfato de adenosina), un nucleótido que forma parte de los ácidos nucleicos o el material del ADN. Esta enzima es importante en muchas de las reacciones del organismo. Una forma de AMP llamada AMP cíclico originado por la acción de ésta participa en la actividad de muchas hormonas, como la adrenalina y la ACTH.

Las plantas producen ATP utilizando directamente la energía solar. Véase Fotosíntesis.

Las investigaciones llevadas a cabo sobre el mecanismo enzimático para la síntesis de ATP, dieron lugar en 1997 a la concesión del Premio Nobel de Química a los investigadores: Paul D. Boyer, John E. Walker y Jens C. Skou, quienes han dedicado sus trabajos a dilucidar el mecanismo y la estructura de la enzima ATPasa, la cual participa en el metabolismo del ATP y, por tanto, en la producción de energía en la célula.




Ciclo de Calvin
Conjunto de reacciones enzimáticas que tienen lugar en las plantas y que, en líneas generales, transforman el dióxido de carbono (CO2) en sacarosa (un azúcar) y almidón (una sustancia de reserva). Todo este proceso, conocido con el nombre de ciclo de fijación del carbono o ciclo de Calvin en reconocimiento a su descubridor, el bioquímico estadounidense Melvin Calvin, tiene lugar en el estroma de los cloroplastos, ubicados en las hojas verdes de las plantas. El mecanismo de síntesis de los azúcares es catalizado por la enzima ribulosa 1,5-difosfato carboxilasa, la proteína más abundante en el cloroplasto. En una primera etapa esta enzima utiliza el CO2 para desencadenar la reacción de producción de 3-fosfoglicerato a partir de ribulosa 1,5-difosfato. Después de una serie de reacciones, este compuesto se transforma en gliceraldehído 3-fosfato. Una parte de este azúcar es utilizada para regenerar mas ribulosa 1,5-difosfato; otra parte se convertirá en aminoácidos, grasas y almidón. Pero la parte más importante de gliceraldehído 3-fosfato es transportada desde el cloroplasto hasta el citoplasma de la célula donde se integra, como un producto intermediario, en el ciclo de la glucosa, proceso durante el cual se transformará en fructosa 6-fosfato y glucosa 6-fosfato. Estos azúcares se unirán más tarde para dar lugar al producto final, un disacárido llamado sacarosa 6-fosfato. De esta manera la planta va almacenando sacarosa en las células de las hojas hasta que, en función de los requerimientos de hidratos de carbono, es exportada al resto de la planta a través de los haces vasculares. Algunas plantas tropicales que crecen en ambientes secos y muy calurosos han desarrollado una ruta alternativa para compensar la carencia de CO2 en el mesofilo (parte media de la hoja compuesta de tejido parenquimático). Este proceso tiene lugar en los cloroplastos de las células de la vaina o anillo que rodean los haces conductores.

Ciclo del carbono (astronomía), o ciclo de carbono-nitrógeno-oxígeno, una de las dos series de reacciones nucleares que suministran la energía a una estrella de primera magnitud. El ciclo del carbono comienza y acaba con un núcleo de carbono 12 que actúa como catalizador en la producción de un núcleo de helio a partir de núcleos de hidrógeno; también se producen neutrinos y rayos gamma. Cuando se agota el hidrógeno, el ciclo termina. El ciclo del carbono es más importante en las estrellas de gran masa, mientras que en las estrellas con una masa menor como el Sol, otra secuencia de reacciones, denominada cadena protón-protón, es la forma principal por la cual el hidrógeno se convierte en helio.

Ciclo del nitrógeno, proceso cíclico natural en el curso del cual el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los organismos vivos antes de regresar a la atmósfera. El nitrógeno, una parte esencial de los aminoácidos, es un elemento básico de la vida. Se encuentra en una proporción del 79% en la atmósfera, pero el nitrógeno gaseoso debe ser transformado en una forma químicamente utilizable antes de poder ser usado por los organismos vivos. Esto se logra a través del ciclo del nitrógeno, en el que el nitrógeno gaseoso es transformado en amoníaco o nitratos. La energía aportada por los rayos solares y la radiación cósmica sirven para combinar el nitrógeno y el oxígeno gaseosos en nitratos, que son arrastrados a la superficie terrestre por las precipitaciones. La fijación biológica (véase Fijación de nitrógeno), responsable de la mayor parte del proceso de conversión del nitrógeno, se produce por la acción de bacterias libres fijadoras del nitrógeno, bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas (sobre todo leguminosas y alisos), algas verde azuladas, ciertos líquenes y epifitas de los bosques tropicales.

El nitrógeno fijado en forma de amoníaco y nitratos es absorbido directamente por las plantas e incorporado a sus tejidos en forma de proteínas vegetales. Después, el nitrógeno recorre la cadena alimentaría desde las plantas a los herbívoros, y de estos a los carnívoros (véase Red trófica). Cuando las plantas y los animales mueren, los compuestos nitrogenados se descomponen produciendo amoníaco, un proceso llamado amonificación. Parte de este amoníaco es recuperado por las plantas; el resto se disuelve en el agua o permanece en el suelo, donde los microorganismos lo convierten en nitratos o nitritos en un proceso llamado nitrificación. Los nitratos pueden almacenarse en el humus en descomposición o desaparecer del suelo por lixiviación, siendo arrastrado a los arroyos y los lagos. Otra posibilidad es convertirse en nitrógeno mediante la desnitrificación y volver a la atmósfera.

En los sistemas naturales, el nitrógeno que se pierde por desnitrificación, lixiviación, erosión y procesos similares es reemplazado por el proceso de fijación y otras fuentes de nitrógeno. La interferencia antrópica (humana) en el ciclo del nitrógeno puede, no obstante, hacer que haya menos nitrógeno en el ciclo, o que se produzca una sobrecarga en el sistema. Por ejemplo, los cultivos intensivos, su recogida y la tala de bosques han causado un descenso del contenido de nitrógeno en el suelo (algunas de las pérdidas en los territorios agrícolas sólo pueden restituirse por medio de fertilizantes nitrogenados artificiales, que suponen un gran gasto energético). Por otra parte, la lixiviación del nitrógeno de las tierras de cultivo demasiado fertilizadas, la tala indiscriminada de bosques, los residuos animales y las aguas residuales han añadido demasiado nitrógeno a los ecosistemas acuáticos, produciendo un descenso en la calidad del agua y estimulando un crecimiento excesivo de las algas. Además, el dióxido de nitrógeno vertido en la atmósfera por los escapes de los automóviles y las centrales térmicas se descompone y reacciona con otros contaminantes atmosféricos dando origen al smog fotoquímico.

Fragmento del artículo Abonos nitrogenados que expone los problemas con que se enfrenta el mundo para poder reducir el uso del nitrógeno en la fertilización de la tierra. La aportación de nitrógeno en los suelos, elemento decisivo para las plantas, animales y seres humanos, presenta consecuencias nocivas para el medio ambiente. Hoy se buscan nuevas formas de fertilizar los cultivos.

Fragmento de Abonos nitrogenados: abuso de una cosa buena.

La aportación de grandes cantidades de nitrógeno reactivo a los suelos y a las aguas tiene muchas consecuencias nocivas para el medio ambiente, problemas que van desde los sanitarios de determinadas regiones hasta cambios que afectan a todo el planeta y se extienden, en sentido muy literal, desde las profundidades de la Tierra hasta las alturas estratosféricas. Los grandes niveles de nitratos pueden originar metahemoglobinemia, una afección infantil mortal, también conocida como la enfermedad de los “niños azules”: se les ha relacionado también epidemiológicamente con algunos cánceres. La lixiviación de los nitratos, que son muy solubles y pueden contaminar severamente tanto los suelos como las aguas superficiales de las zonas donde se abone intensamente, es un asunto que viene perturbando las regiones agrícolas desde hace más de treinta años. El agua de los pozos del “cinturón del maíz” americano y las aguas subterráneas de muchas partes de Europa occidental presentan una peligrosa acumulación de nitratos. Concentraciones que exceden con mucho los límites legalmente autorizados aparecen no sólo en los arroyuelos que drenan las áreas de cultivo, sino también en ríos principales, como el Mississippi o el Rin.

El nitrógeno que termina llegando a las lagunas, los lagos y las bahías oceánicas suele causar eutrofización, es decir, la abundancia en las aguas de un nutriente cuya concentración previa era escasa. El resultado es que las algas y las cianobacterias encuentran pocas restricciones para crecer; su posterior descomposición priva de oxígeno a otras criaturas y produce la reducción (o la eliminación) de determinadas especies de peces y crustáceos. La eutrofización constituye una plaga de las zonas sobrecargadas de nitrógeno, como son el brazo de mar de Long Island en el estado de Nueva York, la bahía de San Francisco en California o enormes zonas del mar Báltico. La escorrentía superficial de fertilizantes que escapan de los campos de Queensland amenaza con un crecimiento excesivo de algas en algunas partes de la Gran Barrera de arrecife australiana.
Mientras que los problemas de eutrofización se deben a las grandes distancias que pueden recorrer los nitratos disueltos, la persistencia en el suelo de productos nitrogenados provoca también problemas, pues contribuye a la acidificación de muchos suelos cultivables, junto con los compuestos azufrados que se forman durante los procesos de combustión y después precipitan desde la atmósfera. Si no se contrarresta esta tendencia mediante la aportación de cal, la acidificación excesiva puede originar un aumento de la pérdida de oligonutrientes y la liberación hacia los acuíferos de los metales pesados del suelo.
El exceso de fertilizantes no sólo perjudica al suelo y al agua, puesto que el uso creciente de abonos nitrogenados ha contribuido también a enviar más óxido nitroso a la atmósfera. Las concentraciones de este gas, generadas por la acción de las bacterias sobre los nitratos del suelo, son todavía relativamente bajas, pero se trata de un producto que interviene en dos procesos preocupantes. La reacción del óxido nitroso con el oxígeno excitado contribuye a la destrucción del ozono de la estratosfera (donde estas moléculas sirven de pantalla reflectora frente a los peligrosos rayos ultravioleta), mientras que más abajo, en la troposfera, promueve el calentamiento excesivo producido por el efecto invernadero. La vida media del óxido nitroso atmosférico es superior a un siglo, al tiempo que sus moléculas absorben la radiación unas doscientas veces mejor que las de dióxido de carbono.

Todavía hay más perturbaciones atmosféricas debidas a la liberación de óxido nítrico por las bacterias que actúan sobre el nitrógeno de los abonos. El óxido nítrico (producido en cantidades todavía mayores en los procesos de combustión) reacciona con otros agentes contaminantes en presencia de la luz solar y produce una neblina o “smog” fotoquímico. Aunque la deposición de productos nitrogenados procedentes de la atmósfera pudiera tener efectos fertilizantes beneficiosos en algunos bosques y praderas, dosis mayores podrían sobrecargar los ecosistemas sensibles.
Cuando se empezó a sacar partido de los abonos nitrogenados sintéticos no pudo preverse ninguno de estos ultrajes al medio ambiente. Más sorprendente resulta que estas perturbaciones reciban muy poca atención incluso en la actualidad, sobre todo comparada con la que se dedica al aumento del dióxido de carbono en la atmósfera. A pesar de todo, la introducción de nitrógeno reactivo a esta escala significa otro inmenso y peligroso experimento geoquímica, igual que la liberación de dióxido de carbono procedente de los combustibles fósiles.

Ciclo del fósforo, circulación a través de los ecosistemas, del fósforo, un elemento esencial para la célula, ya que forma parte de los ácidos nucleicos, de moléculas que almacenan energía química como el ATP, y de moléculas como los fosfolípidos que forman las membranas celulares.El fósforo se encuentra en la naturaleza principalmente en forma de rocas fosfáticas y apatito. A partir de estas rocas, y debido a procesos de meteorización, el fósforo se transforma en ion fosfato y queda disponible para que pueda ser absorbido por los vegetales. A partir de las plantas, el fósforo pasa a los animales, volviendo de nuevo al medio tras la muerte de éstos y de los vegetales, así como por la eliminación continua de fosfatos en los excrementos. Un caso especial lo constituyen los excrementos de las aves, que en zonas donde son particularmente abundantes forman auténticos “yacimientos” de fósforo, conocidos como guano.

El fósforo proveniente de las rocas puede ser también arrastrado por las aguas, llegando a los océanos. Parte de este fósforo puede sedimentar en el fondo del mar formando grandes acúmulos que, en muchos casos, constituyen reservas que resultan inaccesibles, ya que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar estas sales de fósforo, generalmente gracias a movimientos orogénicos. Pero no todo el fósforo que es arrastrado hasta el mar queda inmovilizado, ya que parte es absorbido por el fitoplancton, pasando a través de la cadena alimentaría hasta los peces, que posteriormente son ingeridos por los seres humanos o constituyen la fuente de alimento de numerosas aves.




Estudio de la relación entre los organismos y su medio ambiente físico y biológico. El medio ambiente físico incluye la luz y el calor o radiación solar, la humedad, el viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y los nutrientes del suelo, el agua y la atmósfera. El medio ambiente biológico está formado por los organismos vivos, principalmente plantas y animales.

Debido a los diferentes enfoques necesarios para estudiar a los organismos en su medio ambiente natural, la ecología se sirve de disciplinas como la climatología, la hidrología, la física, la química, la geología y el análisis de suelos. Para estudiar las relaciones entre organismos, la ecología recurre a ciencias tan dispares como el comportamiento animal, la taxonomía, la fisiología y las matemáticas.

El creciente interés de la opinión pública respecto a los problemas del medio ambiente ha convertido la palabra ecología en un término a menudo mal utilizado. Se confunde con los programas ambientales y la ciencia medioambiental (véase Medio ambiente). Aunque se trata de una disciplina científica diferente, la ecología contribuye al estudio y la comprensión de los problemas del medio ambiente.

El término ecología fue acuñado por el biólogo alemán Ernst Heinrich Haeckel en 1869; deriva del griego oikos (hogar) y comparte su raíz con economía. Es decir, ecología significa el estudio de la economía de la naturaleza. En cierto modo, la ecología moderna empezó con Charles Darwin. Al desarrollar la teoría de la evolución, Darwin hizo hincapié en la adaptación de los organismos a su medio ambiente por medio de la selección natural. También hicieron grandes contribuciones naturalistas como Alexander von Humboldt, profundamente interesados en el cómo y el por qué de la distribución de los vegetales en el mundo.

2 LA BIOSFERA

Biosfera terrestre La biosfera terrestre contiene numerosos ecosistemas complejos que engloban, en conjunto, todos los organismos vivos del planeta. Esta perspectiva única de la Tierra permite apreciar la inmensidad y complejidad de la biosfera terrestre. En dirección a la Luna en diciembre de 1972, el Apolo 17 tomó esta imagen de la Tierra, en la que se ven la península de Arabia y el continente africano.Photo Researchers, Inc./NASA/Science Source

El delgado manto de vida que cubre la Tierra recibe el nombre de biosfera. Para clasificar sus regiones se emplean diferentes enfoques.

2.1 Biomas

Biomas o formaciones vegetales Los ecólogos norteamericanos llaman biomas a los grandes grupos vegetales, que en Europa reciben el nombre de formaciones. Los biomas incluyen las comunidades animales asociadas a ellos y se ven influenciados por muchos factores como son: la latitud, la altitud, la humedad y la temperatura (las formaciones sólo incluyen la vida vegetal). Ambos términos toman su nombre de la forma de vida vegetal dominante
Desierto Un ecosistema dominado por un tipo de vida animal y vegetal recibe el nombre de bioma. Además de estas características, los biomas, como el del desierto de Namibia aquí representado, tienen climas y altitudes típicos.Oxford

Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por los ecólogos europeos y biomas por los de América del Norte. La principal diferencia entre ambos términos es que los biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes biomas, no obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida vegetal.
Pradera Las praderas forman una zona ecológica que se extiende entre los desiertos y los bosques templados, e incluyen gran variedad de comunidades vegetales. Propias, por lo general, del interior de los continentes, las praderas se componen de hierbas, vegetación herbácea perenne y gramíneas. Se cultivan y explotan como pastos. Si se sobreexplotan, el suelo puede quedar denudado y expuesto a la erosión, proceso llamado desertización.Photo Researchers, Inc./Jhon Bova

Matorral Las zonas de matorral, caracterizadas por arbustos caducifolios y perennes de hoja pequeña, están presentes en todo el mundo entre los 20 y los 40º de latitud N y S. Los climas en estas zonas varían desde aquellos en que se diferencia una estación húmeda y otra seca hasta climas de veranos calientes y secos e inviernos frescos y húmedos, como el de la península Ibérica.Photo Researchers, Inc./John Buitenkant
Bajo la influencia de la latitud, la elevación y los regímenes asociados de humedad y temperatura, los biomas terrestres varían geográficamente de los trópicos al Ártico, e incluyen diversos tipos de bosques, praderas, monte bajo y desiertos. Estos biomas incluyen también las comunidades de agua dulce asociadas: corrientes, lagos, estanques y humedales. Los medios ambientes marinos, que algunos ecólogos también consideran biomas, comprenden el océano abierto, las regiones litorales (aguas poco profundas), las regiones bentónicas (del fondo oceánico), las costas rocosas, las playas, los estuarios y las llanuras mareales asociadas.

Pluvisilva, Costa Rica Cada año, las talas y la agricultura destruyen una superficie de bosques tropicales equivalente a la de Bélgica, amenazando la supervivencia de los bosques tropicales húmedos en todo el mundo. Éstos son el hogar de miles de especies, conocidas o no, de animales y plantas. Su destrucción está eliminando, a un ritmo alarmante, a muchas de estas especies irremplazables.Animals Animals/Michael Fogden

Véase también Chaparral; Arrecife de coral; Estuario; Comunidades marinas; Pantanal; Turbera; Sabana; Comunidades de la zona intermareal; Tundra.

2.2 Ecosistemas

Ecosistema La ilustración representa un ecosistema simplificado, una comunidad de organismos y sus interacciones con el entorno. Los productores, consumidores, descomponedores y la materia abiótica constituyen un todo integrado cuya fuente de energía es el Sol.©
Resulta más útil considerar a los entornos terrestres y acuáticos, ecosistemas, término acuñado en 1935 por el ecólogo vegetal sir Arthur George Tansley para realzar el concepto de que cada ecosistema es un todo integrado. Un sistema es un conjunto de partes interdependientes que funcionan como una unidad y requiere entradas y salidas. Las partes fundamentales de un ecosistema son los productores (plantas verdes), los consumidores (herbívoros y carnívoros), los organismos responsables de la descomposición (hongos y bacterias), y el componente no viviente o abiótico, formado por materia orgánica muerta y nutrientes presentes en el suelo y el agua. Las entradas al ecosistema son energía solar, agua, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y otros elementos y compuestos. Las salidas del ecosistema incluyen el calor producido por la respiración, agua, oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes. La fuerza impulsora fundamental es la energía solar. Por último, en un nivel de organización superior se encuentran las relaciones entre los diferentes elementos o partes del ecosistema.

2.3 Energía y nutrientes

El carbono y el oxígeno en el ecosistema Todos los organismos vivos están formados por compuestos de carbono. Algunas plantas y algas son capaces de sintetizar estos compuestos por medio de la luz solar. El proceso, llamado fotosíntesis, emplea el dióxido de carbono atmosférico y el agua como materias primas. Los organismos que carecen de capacidad fotosintética obtienen el carbono, de forma indirecta, a través de las plantas. El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis necesario para la vida de casi todas las plantas y animales. Los organismos que respiran oxígeno exhalan dióxido de carbono y también, tras la descomposición de sus cuerpos, devuelven carbono a la atmósfera.© Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

Los ecosistemas funcionan con energía procedente del Sol, que fluye en una dirección, y con nutrientes, que se reciclan continuamente. Las plantas usan la energía lumínica transformándola, por medio de un proceso llamado fotosíntesis, en energía química bajo la forma de hidratos de carbono y otros compuestos. Esta energía es transferida a todo el ecosistema a través de una serie de pasos basados en el comer o ser comido, la llamada red trófica. En la transferencia de la energía, cada paso se compone de varios niveles tróficos o de alimentación: plantas, herbívoros (que comen vegetales), dos o tres niveles de carnívoros (que comen carne), y organismos responsables de la descomposición. Sólo parte de la energía fijada por las plantas sigue este camino, llamado red alimentaría de producción. La materia vegetal y animal no utilizada en esta red, como hojas caídas, ramas, raíces, troncos de árbol y cuerpos muertos de animales, dan sustento a la red alimentaría de la descomposición. Las bacterias, hongos y pequeños animales (generalmente invertebrados) que se alimentan de materia muerta se convierten en fuente de energía para niveles tróficos superiores vinculados a la red alimentaría de producción. De este modo la naturaleza aprovecha al máximo la energía inicialmente fijada por las plantas.

En ambas redes alimentarías el número de niveles tróficos es limitado debido a que en cada transferencia se pierde gran cantidad de energía (como calor de respiración) que deja de ser utilizable o transferible al siguiente nivel trófico. Así pues, cada nivel trófico contiene menos energía que el que le sustenta. Debido a esto, por ejemplo, los ciervos o los alces (herbívoros) son más abundantes que los lobos (carnívoros).

El flujo de energía alimenta el ciclo biogeoquímico o de los nutrientes. El ciclo de los nutrientes comienza con su liberación por desgaste y descomposición de la materia orgánica en una forma que puede ser empleada por las plantas. Éstas incorporan los nutrientes disponibles en el suelo y el agua y los almacenan en sus tejidos. Los nutrientes pasan de un nivel trófico al siguiente a lo largo de la red trófica. Dado que muchas plantas y animales no llegan a ser comidos, en última instancia los nutrientes que contienen sus tejidos, tras recorrer la red alimentaría de la descomposición, son liberados por la descomposición bacteriana y fúngica, proceso que reduce los compuestos orgánicos complejos a compuestos inorgánicos sencillos que quedan a disposición de las plantas.

2.4 Desequilibrios

Bosque dañado por la lluvia ácida Los bosques, lagos, estanques y otros ecosistemas terrestres y acuáticos del mundo sufren graves daños ocasionados por la lluvia ácida. Ésta se origina por la combinación, con la humedad atmosférica, de los óxidos de azufre y nitrógeno que se emiten a la atmósfera, originando ácidos sulfúrico y nítrico. La lluvia ácida, además de quemar las hojas de las plantas también acidifica el agua de los lagos dejando sin vida muchos de estos ecosistemas acuáticos.Oxford Scientific Films/Steffen Hauser

Los nutrientes circulan en el interior de los ecosistemas. No obstante, existen pérdidas o salidas, y éstas deben equilibrarse por medio de nuevas entradas o el ecosistema dejará de funcionar. Las entradas de nutrientes al sistema proceden de la erosión y desgaste de las rocas, del polvo transportado por el aire, y de las precipitaciones, que pueden transportar materiales a grandes distancias. Los ecosistemas terrestres pierden cantidades variables de nutrientes, arrastrados por las aguas y depositados en ecosistemas acuáticos y en las tierras bajas asociadas. La erosión, la tala de bosques y las cosechas extraen del suelo una cantidad considerable de nutrientes que deben ser reemplazados. De no ser así, el ecosistema se empobrece. Es por esto por lo que las tierras de cultivo han de ser fertilizadas.

Si la entrada de un nutriente excede en mucho a su salida, el ciclo de nutrientes del ecosistema afectado se sobrecarga, y se produce contaminación. La contaminación puede considerarse una entrada de nutrientes que supera la capacidad del ecosistema para procesarlos. Los nutrientes perdidos por erosión y lixiviación en las tierras de cultivo, junto con las aguas residuales urbanas y los residuos industriales, van a parar a los ríos, lagos y estuarios. Estos contaminantes destruyen las plantas y los animales que no pueden tolerar su presencia o el cambio medioambiental que producen; al mismo tiempo favorecen a algunos organismos con mayor tolerancia al cambio. Así, en las nubes llenas de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno procedentes de las áreas industriales, éstos se transforman en ácidos sulfúrico y nítrico diluidos y caen a tierra, en forma de lluvia ácida, sobre grandes extensiones de ecosistemas terrestres y acuáticos. Esto altera las relaciones ácido-base en algunos de ellos, mueren los peces y los invertebrados acuáticos y se incrementa la acidez del suelo, lo que reduce el crecimiento forestal en los ecosistemas septentrionales y en otros que carecen de calizas para neutralizar el ácido.



3 POBLACIONES Y COMUNIDADES

Las unidades funcionales de un ecosistema son las poblaciones de organismos a través de las cuales circulan la energía y los nutrientes. Una población es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo (véase Especies y especiación). Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas. Estas poblaciones interdependientes forman una comunidad, que abarca la porción biótica del ecosistema.

3.1 Diversidad

La comunidad tiene ciertos atributos, entre ellos la dominancia y la diversidad de especies. La dominancia se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que influyen en las especies asociadas. En un bosque, por ejemplo, pueden ser dominantes una o más especies de árboles, como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. La dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad porque la diversidad no se refiere solamente al número de especies que la componen, sino también a la proporción que cada una de ellas representa.

La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer. Las comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación vertical, suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede tener varias capas: suelo, herbácea, arbustos, árboles de porte bajo, árboles de porte alto con copa inferior o superior, entre otras. Estos estratos influyen en el medio ambiente físico y en la diversidad de hábitats para la fauna. La estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste, recibe sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación, temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de carbono.
3.2 Hábitat y nicho
La comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las distintas plantas o animales. Dentro de cada hábitat, los organismos ocupan distintos nichos. Un nicho es el papel funcional que desempeña una especie en una comunidad, es decir, su ocupación o modo de ganarse la vida. Por ejemplo, el cándelo oliváceo vive en un hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en parte, es alimentarse de insectos del follaje. Cuanto más estratificada esté una comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su hábitat.


3.3 Tasas de crecimiento de la población

Las poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo) una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de crecimiento. El principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de descenso de la población es la muerte. Cuando el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es cero.

Al ser introducida en un medio ambiente favorable con abundantes recursos, una pequeña población puede experimentar un crecimiento geométrico o exponencial. Muchas poblaciones experimentan un crecimiento exponencial en las primeras etapas de la colonización de un hábitat, ya que se apoderan de un nicho infraexplotado o expulsan a otras poblaciones de uno rentable. Las poblaciones que siguen creciendo exponencialmente, no obstante, acaban llevando al límite los recursos, y entran con rapidez en declive debido a algún acontecimiento catastrófico como una hambruna, una epidemia o la competencia con otras especies. En términos generales, las poblaciones de plantas y animales que se caracterizan por experimentar ciclos de crecimiento exponencial son especies con abundante descendencia y se ocupan poco de sus crías o producen abundantes semillas con pocas reservas alimenticias. Estas especies, que acostumbran a tener una vida corta, se dispersan con rapidez y son capaces de colonizar medios ambientes hostiles o alterados. Se conocen como especies generalitas o estrategas de la R, aunque a menudo reciben también el nombre de especies oportunistas, y se caracterizan por presentar altas tasas de reproducción, pocas exigencias ecológicas y no explotar con eficacia los recursos.

Otras poblaciones tienden a crecer de forma exponencial al comienzo y logísticamente a continuación, es decir, su crecimiento va disminuyendo al ir aumentando la población, y se estabiliza al alcanzar los límites de la capacidad de sustentación de su medio ambiente. A través de diversos mecanismos reguladores, tales poblaciones mantienen un cierto equilibrio entre su tamaño y los recursos disponibles. Los animales que muestran este tipo de crecimiento poblacional tienden a tener menos crías, pero les proporcionan atención familiar; las plantas producen grandes semillas con considerables reservas alimenticias. Estos organismos tienen una vida larga, tasas de dispersión bajas y son malos colonizadores de hábitats alterados. Suelen responder a los cambios en la densidad de población (número de organismos por unidad de superficie) con cambios en las tasas de natalidad y de mortalidad en lugar de con la dispersión. Cuando la población se aproxima al límite de los recursos disponibles, las tasas de natalidad disminuyen y las de mortalidad entre jóvenes y adultos aumentan. Se conocen como especies especialistas o estrategas de la K y se caracterizan por presentar menor fecundidad, mayores exigencias ecológicas y mejor aprovechamiento de los recursos.

3.4 Interacciones en la comunidad

Las principales influencias sobre el crecimiento de las poblaciones están relacionadas con diversas interacciones, que son las que mantienen unida a la comunidad. Estas incluyen la competencia, tanto en el seno de las especies como entre especies diferentes, la depredación, incluyendo el parasitismo, y la coevolución o adaptación.

3.4.1 Competencia

Cuando escasea un recurso compartido, los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito sobreviven. En algunas poblaciones vegetales y animales, los individuos pueden compartir los recursos de tal modo que ninguno de ellos obtenga la cantidad suficiente para sobrevivir como adulto o reproducirse. Entre otras poblaciones, vegetales y animales, los individuos dominantes se apoderan de la totalidad de los recursos y los demás quedan excluidos. Individualmente, las plantas tienden a aferrarse al lugar donde arraigan hasta que pierden vigor o mueren, e impiden que sobrevivan otros individuos controlando la luz, la humedad y los nutrientes del entorno.

Muchos animales tienen una organización social muy desarrollada a través de la cual se distribuyen recursos como el espacio, los alimentos y la pareja entre los miembros dominantes de la población. Estas interacciones competitivas pueden manifestarse en forma de dominancia social, en la que los individuos dominantes excluyen a los subdominantes de un determinado recurso, o en forma de territorialidad, en la que los individuos dominantes dividen el espacio en áreas excluyentes, que ellos mismos se encargan de defender. Los individuos subdominantes o excluidos se ven obligados a vivir en hábitats más pobres, a sobrevivir sin el recurso en cuestión o a abandonar el área. Muchos de estos animales mueren de hambre, por exposición a los elementos y víctimas de los depredadores.

La competencia entre los miembros de especies diferentes provoca el reparto de los recursos de la comunidad. Las plantas, por ejemplo, tienen raíces que penetran en el suelo hasta diferentes profundidades. Algunas tienen raíces superficiales que les permiten utilizar la humedad y los nutrientes próximos a la superficie. Otras que crecen en el mismo lugar tienen raíces profundas que les permiten explotar una humedad y unos nutrientes no disponibles para las primeras.

3.4.2 Depredación

Una de las interacciones fundamentales es la depredación, o consumo de un organismo viviente, vegetal o animal, por otro. Si bien sirve para hacer circular la energía y los nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-presa a un determinado nivel trófico influyen sobre las relaciones depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de especies.

3.4.3 Parasitismo

Una lamprea se fija sobre un pez La lamprea marina, un vertebrado parásito, pertenece al grupo más primitivo de peces vivos, los agnatos o peces sin mandíbulas. En esta especie falta la mandíbula inferior y la superior está transformada en un disco chupador. El animal se alimenta de sangre taladrando un pequeño agujero en la piel del pez con su pequeña y musculosa lengua. Rara vez mata a su huésped, pero las heridas se infectan a menudo.
El parasitismo está estrechamente relacionado con la depredación. En él, dos organismos viven unidos, y uno de ellos obtiene su sustento a expensas del otro. Los parásitos, que son más pequeños que sus huéspedes, incluyen multitud de virus y bacterias. Debido a esta relación de dependencia, los parásitos no suelen acabar con sus huéspedes, como hacen los depredadores. Como resultado, huéspedes y parásitos suelen coevolucionar hasta un cierto grado de tolerancia mutua, aunque los parásitos pueden regular la población de algunas especies huéspedes, reducir su éxito reproductivo, modificar su comportamiento e incluso producir su muerte. Véase Parásito.

3.4.4 Coevolución

Mariposas virrey y monarca Las aves y otros animales insectívoros rehúyen a la mariposa monarca (derecha), cuya dieta a base de asclepiadáceas le da un sabor amargo. Aunque la virrey (izquierda) carece de ese sabor, los depredadores, engañados por la similitud entre ambas, la rehúyen también.

La coevolución es la evolución conjunta de dos especies no emparentadas que tienen una estrecha relación ecológica, es decir, que la evolución de una de las especies depende en parte de la evolución de la otra. La coevolución también desempeña un papel en las relaciones depredador-presa. Con el paso del tiempo, al ir desarrollando el depredador formas más eficaces de capturar a su presa, ésta desarrolla mecanismos para evitar su captura. Las plantas han desarrollado mecanismos defensivos como espinas, púas, vainas duras para las semillas y savia venenosa o de mal sabor para disuadir a sus consumidores potenciales. Algunos herbívoros son capaces de superar estas defensas y atacar a la planta. Ciertos insectos, como la mariposa monarca, pueden incorporar a sus propios tejidos sustancias venenosas tomadas de las plantas de las que se alimentan, y las usan como defensa contra sus depredadores. Otros organismos similares relacionados con ella (véase Mariposa virrey) pueden adquirir, a través de la selección natural, un patrón de colores o una forma que imita la de la especie no comestible. Dado que se asemejan al modelo desagradable, los imitadores consiguen evitar la depredación. Otros animales recurren a asumir una apariencia que hace que se confundan con su entorno o que parezcan formar parte de él. El camaleón es un ejemplo bien conocido de esta interacción. Algunos animales que emplean olores desagradables o venenos a modo de defensa suelen exhibir también coloraciones de advertencia, normalmente colores brillantes o dibujos llamativos, que actúan como aviso adicional para sus depredadores potenciales. Véase Adaptación; Mimetismo.

Otra relación coevolutiva es el mutualismo, en el que dos o más especies dependen la una de la otra y no pueden vivir más que asociadas. Un ejemplo de mutualismo es el de las micorrizas, relación forzosa entre determinados hongos y las raíces de ciertas plantas. En uno de los grupos, el de las ectomicorrizas, los hongos forman una capa o manto en torno a las radicelas. Las hifas de los hongos invaden la radicela y crecen entre las paredes celulares, además de extenderse suelo adentro a partir de ella. Los hongos, que incluyen varias setas comunes de los bosques, dependen del árbol para obtener energía. A cambio, ayudan al árbol a obtener nutrientes del suelo y protegen sus raicillas de ciertas enfermedades. Sin las micorrizas, algunos grupos taxonómicos, como las gimnospermas y algunas angiospermas (aliso, árbol del paraíso), no pueden sobrevivir y desarrollarse. Por su parte, los hongos no pueden existir sin los árboles. El ejemplo más concluyente de simbiosis mutualista lo constituyen los líquenes: una asociación entre un hongo y un simbionte fotosintético, un alga, de cuya interacción se origina un talo estable con estructura y fisiología específicas. Véase Simbiosis.

3.5 Sucesión y comunidades clímax

Sucesión de las comunidades vegetales Un campo devastado por el fuego o despejado para el uso agrícola recupera la vegetación con rapidez en ausencia de erosión. En los primeros años, surgen praderas, pobladas por especies oportunistas capaces de tolerar las condiciones ambientales. Después surgen arbustos y plantas más competitivas que no tardan en ser dominantes. Luego brotan los primeros árboles y, tras el primer siglo, un bosque de coníferas ocupa lo que fue una superficie sobreexplotada o calcinada. El bosque crea un nuevo entorno que, tras otro medio siglo, permite la competencia de otras especies de árboles que pueden llegar a reemplazar a las iniciales. En el ejemplo, la comunidad clímax está dominada por árboles caducifolios. La sucesión debida a cambios ambientales es un proceso recurrente e inacabable.©

Los ecosistemas son dinámicos en el sentido de que las especies que los componen no son siempre las mismas. Esto se ve reflejado en los cambios graduales de la comunidad vegetal con el paso del tiempo, fenómeno conocido como sucesión. Comienza por la colonización de un área alterada, como un campo de cultivo abandonado o un río de lava recientemente expuesto, por parte de especies capaces de tolerar sus condiciones ambientales. En su mayor parte se trata de especies oportunistas que se aferran al terreno durante un periodo de tiempo variable. Dado que viven poco tiempo y que son malas competidoras, acaban siendo reemplazadas por especies más competitivas y de vida más larga, como ocurre con ciertos arbustos que más tarde son reemplazados por árboles. En los hábitat acuáticos, los cambios de este tipo son en gran medida resultado de cambios en el medio ambiente físico, como la acumulación de sedimentos en el fondo de un estanque. Al ir haciéndose éste menos profundo, se favorece la invasión de plantas flotantes como los lirios de agua y de plantas emergentes como las espadañas. La velocidad de la sucesión depende de la competitividad de la especie implicada; de la tolerancia a las condiciones ambientales producidas por el cambio en la vegetación; de la interacción con los animales, sobre todo con los herbívoros rumiantes, y del fuego. Con el tiempo, el ecosistema llega a un estado llamado clímax (estado óptimo de una comunidad biológica, dadas las condiciones del medio), en el que todo cambio ulterior se produce muy lentamente, y el emplazamiento queda dominado por especies de larga vida y muy competitivas. Al ir avanzando la sucesión, no obstante, la comunidad se vuelve más estratificada, permitiendo que ocupen el área más especies de animales. Con el tiempo, los animales característicos de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a los propios de las primeras fases.
La práctica del canibalismo ha sido detectada en muchas partes del mundo. Algunos indicios apuntan su existencia ya en la época neolítica. El historiador griego Herodoto y otros escritores de la antigüedad describieron algunos pueblos caníbales. En la época medieval, el viajero italiano Marco Polo habló de la existencia de tribus, desde el Tíbet hasta Sumatra,

Bibliografía
Canibalismo, práctica, costumbre o rito de consumir carne humana por parte de seres de su misma especie (también antropofagia).

que practicaban la antropofagia. También era común entre algunos pueblos indígenas americanos, como los iroqueses de América del Norte, los tupinambas de Brasil o los pueblos de la costa occidental del golfo de México. Se cree que hasta hace poco tiempo existía el canibalismo en África central y occidental, Australia, Nueva Zelanda, Melanesia, Sumatra, Nueva Guinea, Polinesia y algunas partes remotas de Sudamérica.

Se han aducido motivos muy variados para la práctica del canibalismo. En algunas culturas existía la creencia de que la persona que consumía el cuerpo de otra adquiría las cualidades de ésta, sobre todo si se trataba de un enemigo valiente. En algunos casos, el canibalismo obedecía exclusivamente a razones de venganza. Incluso se creía que el espíritu del enemigo quedaba totalmente destruido si se engullía su cuerpo, pues no tendría donde alojarse. En ocasiones el canibalismo formaba parte de los rituales religiosos. Los binderwurs de la India central se comían a los enfermos y ancianos en la creencia de que dicho acto agradaba a su diosa Kali. En México, los aztecas sacrificaban cada año miles de víctimas humanas en honor a Tezcatlipoca. El sacrificio consistía en extraer el corazón de la víctima y ofrecerlo al dios. La ceremonia incluía algunas veces el ofrecimiento de la sangre del sacrificado, el desollamiento del cadáver y el consumo de su carne.

Entre los pueblos occidentales no existe el canibalismo, aunque, en ocasiones, una situación desesperada de carencia de alimentos ha llevado a algunas personas a consumir carne humana. En Estados Unidos se dio un caso entre los miembros de la aciaga expedición Donner en la sierra Nevada de California durante el invierno de 1846-1847. Otro caso se produjo en Chile en 1972, cuando 16 miembros de un equipo de fútbol uruguayo lograron sobrevivir durante 70 días tras haberse estrellado su avión en las cumbres de la cordillera de los Andes.
Canibalismo, ¿un mito?

Relaciones entre especies
TIPO DE RELACIÓN CARACTERÍSTICAS

Depredación Consumo de un ser viviente por parte de otro. Los carnívoros se alimentan de herbívoros (como el león que caza gacelas o la grulla que captura peces), pero también caben en este apartado los herbívoros, que se nutren de plantas, o las plantas carnívoras, que capturan insectos.
Competencia Lucha, directa o indirecta, entre varios seres vivos, de una misma especie o de especies distintas, por el acceso a un recurso. Todas las plantas y todos los animales compiten unos con otros, sea por el alimento, por un lugar para nidificar, por una madriguera, por las hembras o, en el caso de las plantas, por ejemplo, por la luz.
Comensalismo Relación asimétrica entre dos seres vivos; uno de ellos se beneficia, mientras que el otro no obtiene beneficio ni perjuicio. Los peces piloto acompañan a numerosas especies más grandes y se alimentan de los restos que dejan; la garcilla bueyera se alimenta de los pequeños animales que tratan de huir ante los rebaños. Pero el comensalismo absoluto es raro. Así, la rémora, se aferra a tiburones y ballenas para ser transportada ‘gratuitamente’, pero el portador obtiene a cambio una cierta ventaja, se libera de parásitos de los cuales se alimenta la rémora.
Simbiosis Relación entre dos seres vivos con beneficio recíproco, a menudo hasta el extremo de que ninguno de ellos podría vivir sin el otro. Numerosos protozoos y bacterias ayudan a toda clase de animales a digerir el alimento a cambio de cobijo. Es el caso, por ejemplo, de los flagelados que viven en el tubo digestivo de las termitas y se encargan de facilitar la digestión de la celulosa. Los hongos aumentan la superficie de absorción de las raíces de los árboles, en las que forman micorrizas a cambio de un poco de savia. Las acacias sirven de alimento a ciertas hormigas que protegen a estas plantas de los herbívoros.
Parasitismo Relación asimétrica con beneficio para uno y perjuicio para el otro. El parásito se alimenta a expensas de su huésped. El cuco pone los huevos en el nido de otras especies; el muérdago chupa la savia del árbol en el que crece. A menudo el parásito es mucho más pequeño que el huésped. Los parásitos externos se llaman ectoparásitos y viven fuera del huésped (piojos, pulgas); los internos o endoparásitos viven en el interior del organismo, como la tenia.
Interacción de organismos – competencia –parasitismo – simbiosis –depredación – canibalismo –carroñeria.
Biotecnología e Ingeniería Genética
Ciclo del Carbono,(Ecológico),
Nitrógeno y Fósforo.

Anémona
Actinia equina

Aunque algunas veces se confunde con una planta, la anémona es un animal que mata a sus presas con sus tentáculos venenosos. Cuando un pez se acerca demasiado, los tentáculos lanzan sus dardos envenenados, paralizando a la víctima; los brazos atraen a la presa dentro del cuerpo en forma de bolsa, que es básicamente un gran estómago. La anémona habita en la zona intermareal a lo largo de las costas atlánticas y mediterráneas de Europa y África. Los biólogos marinos creen que algunas anémonas pueden vivir 100 o más años. Algunos peces, como el pez payaso, tienen desarrollados modos de vida en simbiosis con anémonas, utilizándolas como refugio para ponerse a salvo de los posibles depredadores.Atlas mundial Encarta

Cultivo Hidropónico

Cultivos hidropónicos, término aplicado al cultivo de plantas en soluciones de nutrientes sin emplear la tierra como sustrato. El cultivo sin tierra de plantas cultivadas comenzó en la década de 1930 como resultado de las técnicas de cultivo empleadas por los fisiólogos vegetales en experimentos de nutrición vegetal. Los métodos más recientes de cultivo sin tierra difieren en algunos detalles, pero tienen dos rasgos comunes: los nutrientes se aportan en soluciones líquidas y las plantas se sostienen sobre materiales porosos, como turba, arena, grava o fibra de vidrio, las cuales actúan como mecha y transportan la solución de nutrientes desde su lugar de almacenamiento hasta las raíces.




NUTRIENTES

Las plantas verdes elaboran sus propios alimentos orgánicos por medio de la fotosíntesis; emplean dióxido de carbono y oxígeno como materias primas. Los nutrientes aportados por el suelo a las plantas son en su mayoría sales minerales. Los fisiólogos vegetales han descubierto que las plantas necesitan carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre, calcio, hierro, manganeso, boro, cinc, cobre y, con mucha probabilidad, molibdeno. Extraen carbono, hidrógeno y oxígeno en grandes cantidades del agua y del aire, pero el resto de los elementos suelen ser aportados por el suelo en forma de sales. Las cantidades relativas de estos elementos necesarias para un crecimiento normal difieren para cada planta, pero todas requieren proporciones grandes de nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, azufre y calcio. El hierro, el manganeso, el boro, el cinc, el cobre y el molibdeno se requieren en cantidades muy exiguas, y reciben el nombre de micronutrientes o elementos vestigiales. Las sales específicas que se usan para proveer estos elementos varían a criterio del cultivador; una solución típica de minerales primarios se compone de agua destilada con nitrato de potasio, KNO3, nitrato de calcio, Ca(NO3)2, fosfato ácido de potasio, KH2PO4, y sulfato magnésico MgSO4. En las soluciones, las sales se disocian en iones; el nitrato de potasio, por ejemplo, llega a las plantas en forma de los iones K+ y NO3-. A la solución de elementos primarios se añaden sales de micronutrientes para completarla, además de una pequeña cantidad de fungicida para impedir el crecimiento de mohos.

3 MÉTODOS DE CULTIVO HIDROPÓNICO

Se emplean varias técnicas de cultivo. El método comercial más práctico es la subirrigación, en la que las plantas se cultivan en bandejas llenas de grava, escoria u otros materiales de grano grueso, que sufren una inundación periódica con una solución de nutrientes. Después se drena la solución, con lo que es posible reutilizarla mientras conserve suficientes minerales. El método de cultivo en agua es muy utilizado en la experimentación botánica. Un tipo común de cultivo en agua emplea frascos de porcelana vidriada llenos de solución; las plantas se asientan sobre lechos de fibra de vidrio o un material similar, que se sustenta sobre la superficie del líquido. Las raíces de las plantas atraviesan estos lechos y penetran en la solución. El método menos exacto es el más fácil de emplear. Se utiliza arena gruesa y limpia en vez de tierra, y se vierte sobre ella la solución nutriente a intervalos regulares y en cantidades más o menos iguales. Una versión más refinada es el método del goteo, en el que se mantiene una aportación lenta y constante de nutrientes. El exceso de solución de nutrientes se drena en ambos métodos.

Los métodos de cultivo hidropónico se están usando con éxito para producir plantas fuera de estación en invernaderos y para cultivar plantas donde el suelo o el clima no son adecuados para una especie determinada; también se utilizan en zonas muy áridas, en suelos pobres o en aquellos susceptibles al ataque de parásitos. Durante la II Guerra Mundial, por ejemplo, se cultivaron con éxito verduras por este procedimiento en varias bases de ultramar. En la década de 1960, el cultivo hidropónico se desarrolló a escala comercial en las regiones áridas de Estados Unidos donde se emprendieron también investigaciones en las universidades estatales. En otras regiones áridas, como el golfo Pérsico y los estados árabes productores de petróleo, está en marcha el cultivo hidropónico de tomates y pepinos; estos países continúan investigando sobre otros cultivos susceptibles de ser explotados por este método, dado que sus tierras cultivables son limitadas.

pólipo.
(Del lat. poly̆pus, y este del gr. πολύπους). m. MED. Tumor de estructura diversa, pero de forma pediculada, que se forma y crece en las membranas mucosas de diferentes cavidades y principalmente de la nariz y de la vagina y la matriz en la mujer. || 2. Zool. Una de las dos formas de organización que se presenta en los celentéreos cnidarios, bien como tipo único, como en las actinias y restantes antozoos, bien en alternancia con una forma medusa, como ocurre en el ciclo reproductor alternante de muchos cnidarios. El pólipo vive fijo en el fondo de las aguas por uno de sus extremos, y lleva en el otro la boca, rodeada de tentáculos. || 3. p. us. Pulpo



HORIZONTES, RASGOS CARACTERÍSTICOS FERTILIDAD

DISTRIBUCIÓN

Entisol Ninguno o rudimentario; se forma en tierras de aluvión húmedas Buena Valles fluviales, como por ejemplo el Nilo, el Yangtzé, el Huang He (Amarillo)
Vertisol Ninguno; alto contenido de arcilla hinchable Buena Pastizales de regiones estacionalmente secas, como por ejemplo India, Sudán, Texas
Inceptisol Incipiente; se forma en superficies de tierras jóvenes Variable En todo el mundo, aunque más común en regiones montañosas
Aridisol Diferenciado, especialmente el horizonte de arcilla Buena con riego En regiones desérticas de todo el mundo
Molisol Diferenciado, con horizonte de gruesa superficie orgánica oscura Excelente, especialmente para cereales Grandes praderas, pampas argentinas, estepas rusas
Espodosol Diferenciado, con concentraciones de materias orgánicas, aluminio y hierro Buena, especialmente para trigo Bosques septentrionales de Europa y Norteamérica
Alfisol Diferenciado, especialmente el horizonte de arcilla Deficiente, requiere fertilizantes Regiones húmedas y templadas de Norteamérica y Europa
Ultisol Diferenciado, altamente lixiviado con horizonte de arcilla ácida Deficiente, requiere fertilizantes orgánicos Subtrópicos húmedos, como por ejemplo: el sureste de EEUU, India, regiones medias de Perú y Brasil
Oxisol No diferenciado, con brillantes rojos y amarillos debido a los minerales ferrosos Deficiente, requiere fertilizantes Trópicos húmedos, en especial las cuencas del Amazonas y del Congo
Histosol No diferenciado, drenaje deficiente, el más alto contenido de carbono orgánico que todos los demás suelos Variable Regiones húmedas, tanto frías (turberas) como cálidas (pantanos) de todo el mundo

Humus, materia orgánica en descomposición que se encuentra en el suelo y procede de restos vegetales y animales muertos. Al inicio de la descomposición, parte del carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno se disipan rápidamente en forma de agua, dióxido de carbono, metano y amoníaco, pero los demás componentes se descomponen lentamente y permanecen en forma de humus. La composición química del humus varía porque depende de la acción de organismos vivos del suelo, como bacterias, protozoos, hongos y ciertos tipos de escarabajos, pero casi siempre contiene cantidades variables de proteínas y ciertos ácidos urónicos combinados con ligninas y sus derivados. El humus es una materia homogénea, amorfa, de color oscuro e inodora. Los productos finales de la descomposición del humus son sales minerales, dióxido de carbono y amoníaco.

Al descomponerse en humus, los residuos vegetales se convierten en formas estables que se almacenan en el suelo y pueden ser utilizados como alimento por las plantas. La cantidad de humus afecta también a las propiedades físicas del suelo tan importantes como su estructura, color, textura y capacidad de retención de la humedad. El desarrollo ideal de los cultivos, por ejemplo, depende en gran medida del contenido en humus del suelo. En las zonas de cultivo, el humus se agota por la sucesión de cosechas, y el equilibrio orgánico se restaura añadiendo humus al suelo en forma de compost o estiércol. Véase también Mantillo; Acondicionamiento del suelo.

Edafología, ciencia que estudia las características de los suelos, su formación y su evolución (edafogénesis), sus propiedades físicas, morfológicas, químicas y mineralógicas y su distribución. También comprende el estudio de las aptitudes de los suelos para la explotación agraria o forestal. Aunque la idea de suelo es muy antigua (ya aparece en la Biblia), la edafología se constituye como ciencia a finales del siglo XIX, gracias a las investigaciones del geólogo ruso Dokouchaev sobre los suelos de Ucrania. Basándose en zanjas, Dokouchaev estableció y describió por primera vez perfiles de suelos caracterizados por horizontes, para llegar a la conclusión de que la naturaleza de los suelos depende de la vegetación y el clima. Estos trabajos, apoyados en una cartografía de suelos, suscitaron mucho interés y marcaron el origen de un avance muy rápido en todo el mundo. Los suelos se desarrollan bajo la influencia del clima, la vegetación, los animales, el relieve y la roca madre. La edafología se sitúa en la encrucijada de las ciencias de la Tierra y de la vida y es fundamental para la conservación del medio ambiente natural.

Biodiversidad.
Contracción de la expresión ‘diversidad biológica’, expresa la variedad o diversidad del mundo biológico. En su sentido más amplio, biodiversidad es casi sinónimo de ‘vida sobre la Tierra‘. El término se acuñó en 1985 y desde entonces se ha venido utilizando mucho, tanto en los medios de comunicación como en círculos científicos y de las administraciones públicas.

Pinzón vegetariano Al visitar las islas Galápagos en 1835, el naturalista británico Charles Darwin reparó en la diversidad de la vida animal y observó que en cada isla habitaban especies distintas de tortugas, burlones y pinzones, como el pinzón vegetariano ilustrado aquí. Darwin postuló que el aislamiento geográfico había estimulado la evolución gradual de estas especies diferentes. Esta teoría de la evolución por selección natural, tal como la expuso en 1859 en su obra El origen de las especies, revolucionó el conocimiento del mundo natural.Photo Researchers, Inc./Frans Lanting

Se ha hecho habitual, por funcionalidad, considerar tres niveles jerárquicos de biodiversidad: genes, especies y ecosistemas. Pero es importante ser consciente de que ésta no es sino una de las varias formas de evaluar la biodiversidad y que no hay una definición exacta del término ni, por tanto, acuerdo universal sobre el modo de medir la biodiversidad. El mundo biológico puede considerarse estructurado en una serie de niveles de organización de complejidad creciente; en un extremo se sitúan las moléculas más importantes para la vida y en el otro las comunidades de especies que viven dentro de los ecosistemas. Se encuentran manifestaciones de diversidad biológica a todos los niveles. Como la biodiversidad abarca una gama amplia de conceptos y puede considerarse a distintos niveles y escalas, no es posible reducirla a una medida única. En la práctica, la diversidad de especies es un aspecto central para evaluar la diversidad a los demás niveles y constituye el punto de referencia constante de todos los estudios de biodiversidad.

2 DIVERSIDAD DE ESPECIES

Al ser la unidad que más claramente refleja la identidad de los organismos, la especie es la moneda básica de la biología y el centro de buena parte de las investigaciones realizadas por ecologistas y conservacionistas. El número de especies se puede contar en cualquier lugar en que se tomen muestras, en particular si la atención se concentra en organismos superiores (como mamíferos o aves); también es posible estimar este número en una región o en un país (aunque el error aumenta con la extensión del territorio). Esta medida, llamada riqueza de especies, constituye una posible medida de la biodiversidad del lugar y una base de comparación entre zonas. Es la medida general más inmediata de la biodiversidad.

La riqueza de especies varía geográficamente: las áreas más cálidas tienden a mantener más especies que las más frías, y las más húmedas son más ricas que las más secas; las zonas con menores variaciones estaciónales suelen ser más ricas que aquellas con estaciones muy marcadas; por último, las zonas con topografía y clima variados mantienen más especies que las uniformes.

Pese a la importancia que tiene la especie, no hay todavía una definición inequívoca de este término. Se han usado criterios distintos para clasificar las especies en grupos de organismos diferentes (así, las especies de bacterias y las de aves se definen de manera muy distinta) y, con frecuencia, diferentes taxónomos aplican criterios distintos a un mismo grupo de organismos y, por tanto, identifican un número de especies diferente. No obstante, no deben exagerarse estas diferencias; a muchos efectos, hay un acuerdo suficiente sobre el número de especies presente en grupos bien estudiados, como mamíferos, aves, reptiles o anfibios.

El número o riqueza de especies, aunque es un concepto práctico y sencillo de evaluar, sigue constituyendo una medida incompleta de la diversidad y presenta limitaciones cuando se trata de comparar la diversidad entre lugares, áreas o países. Además aunque es importante la diversidad como criterio de evaluación de una comunidad, un ecosistema o un territorio, no deben perderse de vista otros criterios complementarios, como la rareza o la singularidad.

3 ESPECIES ENDÉMICAS

Lince ibérico El lince ibérico, endemismo ibérico y considerado especie en peligro de extinción, se distingue del lince boreal en su tamaño algo menor y su piel más moteada. Hoy se encuentra en escasas zonas de la península Ibérica, en especial en los parques nacionales de Doñana (Huelva), Cabañeros (Ciudad Real) y el Parque natural de Monfragüe (Cáceres).Photo Researchers, Inc./Jose L Grande

Cualquier área contribuye a la diversidad mundial, tanto por el número de especies presentes en ella como por la proporción de especies únicas de esa zona. Estas especies únicas se llaman endémicas (véase Endemismo). Se dice que una especie es endémica de una zona determinada si su área de distribución está enteramente confinada a esa zona (el término se aplica también dentro del área de la medicina; se consideran enfermedades endémicas las limitadas a cierto territorio y epidémicas las muy extendidas). Así, las islas suelen tener menos especies que las zonas continentales de superficie equivalente, pero también suelen albergar más especies que no se encuentran en ningún otro lugar. En otras palabras: a igualdad de otras circunstancias, tienen menor riqueza de especies, pero mayor proporción de especies endémicas. Evaluar la importancia relativa de estos dos factores y, por tanto, comparar la importancia de la biodiversidad de las áreas isleñas y continentales no es cosa sencilla.

Las áreas ricas en especies endémicas pueden ser lugares de especiación activa o de refugio de especies muy antiguas; sea cual sea su interés teórico, es importante para la gestión práctica de la biodiversidad identificar estas áreas discretas con proporciones elevadas de endemismos. Por definición, las especies endémicas de un lugar determinado no se encuentran en ningún otro. Cuanto menor es el área de endemismo, mayor es el riesgo de que las especies endémicas sufran cambios de población de origen selectivo o aleatorio. Aunque todas pueden ser vulnerables a un mismo episodio de modificación del hábitat, por el mismo motivo pueden también beneficiarse de una misma medida conservacionista. Es deseable identificar estas oportunidades de emprender acciones de conservación rentables.

Los endemismos pueden también definirse en términos de límites nacionales. Esto tiene una importancia enorme para la conservación de la diversidad biológica, porque, casi sin excepción, las acciones de conservación y gestión ambiental se aplican y mantienen a escala de política nacional. Esto es así con independencia del origen del asesoramiento científico o el apoyo financiero de las medidas adoptadas.

4 OTROS ASPECTOS DE LA DIVERSIDAD DE ESPECIES

Además de la riqueza de especies y las especies endémicas, una posible medida de la biodiversidad sería la magnitud de las diferencias entre especies. Una forma de evaluar este aspecto se basa en el contenido informativo del sistema de clasificación o taxonómico. Las especies similares se agrupan en géneros, los géneros similares en familias, las familias en órdenes y así sucesivamente hasta el nivel más elevado, que es el reino. Esta organización taxonómica es un intento de representar las verdaderas relaciones entre organismos, es decir, de reflejar la historia de la evolución, pues se considera que las especies agrupadas en un mismo género están más estrechamente relacionadas que las pertenecientes a géneros distintos, y lo mismo para los demás niveles taxonómicos. Ciertos taxones superiores tienen miles de especies (o millones en el caso de los escarabajos, que forman el orden de los Coleópteros), mientras que otros sólo tienen una. Las especies muy distintas (clasificadas en familias u órdenes diferentes) contribuyen por definición más a la biodiversidad que las similares (clasificadas dentro de un mismo género). Por tanto, según esta medida mejorada de la biodiversidad, si hay que elegir entre conservar uno de dos lugares con igual número de especies, sería mejor elegir el que alberga mayor número de especies esencialmente distintas frente al que mantiene especies más afines. Algunos científicos llevan este argumento más lejos y sugieren que la diversidad se mide mejor a niveles taxonómicos superiores (género o familia, por ejemplo) que al de especie.

La importancia ecológica de la especie puede ser también considerable, pues algunas especies clave desempeñan una importante función en el mantenimiento de la diversidad de una comunidad de otras especies. Estas especies clave agrupan los organismos descomponedores, los depredadores de nivel más alto y los polinizadores, entre otros. En general, los árboles grandes aumentan la biodiversidad local porque proporcionan numerosos recursos naturales para otras especies (aves nidificadoras, epifitos, parásitos, herbívoros que se alimentan de frutos, y muchos otros organismos). Pero todavía no hay forma de cuantificar esta clase de función de sostenimiento ni de comparar su magnitud para distintos grupos.

5 DIVERSIDAD GENÉTICA

Diversidad genética en los guepardos El guepardo es el mamífero que tiene el nivel más bajo de diversidad genética debido al alto grado de endogamia que se da en esta especie. Cuando se realiza un injerto de un tejido de un guepardo a otro, este último no experimenta ningún tipo de rechazo, pues las diferencias genéticas entre los tejidos son mínimas. Estos niveles de diversidad tan bajos hacen del guepardo una especie vulnerable a las enfermedades y pone en peligro su supervivencia. Las esperanzas están puestas ahora en los programas de cría en cautividad de la especie.ALLSTOCK, INC./Art. Wolfe

Las diferencias entre organismos individuales tienen dos causas: las variaciones del material genético que todos los organismos poseen y que pasan de generación en generación y las variaciones debidas a la influencia que el medio ambiente ejerce sobre cada individuo. La variación heredable es la materia prima de la evolución y la selección natural y, por tanto, constituye en última instancia el fundamento de toda la biodiversidad observable actualmente. Depende en lo esencial de las variaciones que experimenta la secuencia de los cuatro pares de bases que forman los ácidos nucleicos, entre ellos el ácido desoxirribonucleico o ADN, base del código genético en la inmensa mayoría de los organismos. Los individuos adquieren nuevas variaciones genéticas por mutación de genes y cromosomas; en organismos que se reproducen sexualmente, estos cambios se difunden a la población por recombinación del material genético durante la división celular que antecede a la reproducción sexual.

Las poblaciones que forman una especie comparten una reserva de diversidad genética, aunque la herencia de algunas de tales poblaciones puede diferir sustancialmente de la de otras, en especial cuando se trata de poblaciones alejadas de especies muy extendidas. Si se extinguen poblaciones que albergan una proporción considerable de esta variación genética, aunque persista la especie, la selección natural cuenta con un espectro de variedad genética menor sobre el que actuar, y las oportunidades de cambio evolutivo pueden verse relativamente mermadas. La pérdida de diversidad genética dentro de una especie se llama erosión genética, y muchos científicos se muestran cada vez más preocupados por la necesidad de neutralizar este fenómeno.

La diversidad genética es particularmente importante para la productividad y el desarrollo agrícolas. Durante siglos, la agricultura se ha basado en un número reducido de especies vegetales y animales, pero, sobre todo en el caso de las plantas, se ha desarrollado un número extraordinariamente elevado de variedades locales. Esta diversidad de recursos genéticos vegetales tiene en muchos casos ventajas prácticas reales; si un agricultor de subsistencia, por ejemplo, planta cierto número de variedades de una especie, quedará en cierto modo asegurado frente al riesgo de perder toda la cosecha, pues es poco común que las condiciones climatológicas adversas o los parásitos afecten por igual a todas ellas. A medida que los hábitat naturales se han visto desplazados por otros usos del suelo, con la consiguiente destrucción de formas silvestres de plantas cultivadas que podrían ser necesarias con fines de selección, y a medida que los modernos sistemas de cultivo intensivo se han ido concentrando en un número muy reducido de variedades comerciales, se hace más urgente la necesidad de identificar y conservar los recursos genéticos vegetales y animales. Aunque, en este ámbito particular, es posible localizar y medir aspectos de diversidad genética, no hay forma práctica de responder a la pregunta general de cuál es la diversidad genética presente en una zona determinada, y mucho menos a escala global; por tanto, la pregunta no tiene sentido a este nivel.


6 DIVERSIDAD DE LOS ECOSISTEMAS

Éste es sin duda el peor definido de todos los aspectos cubiertos por el término biodiversidad. Evaluar la diversidad de los ecosistemas, es decir, la diversidad a escala de hábitat o comunidad, sigue siendo un asunto problemático. No hay una forma única de clasificar ecosistemas y hábitat Las unidades principales que actualmente se reconocen representan distintas partes de un continuo natural muy variable.

La diversidad de los ecosistemas puede evaluarse en términos de distribución mundial o continental de tipos de ecosistemas definidos con carácter general, o bien en términos de diversidad de especies dentro de los ecosistemas. Hay varios esquemas de clasificación mundial, que hacen mayor o menor hincapié en el clima, la vegetación, la biogeografía, la vegetación potencial o la vegetación modificada por el ser humano. Estos esquemas pueden aportar una visión general de la diversidad mundial de tipos de ecosistemas, pero proporcionan relativamente poca información sobre diversidad comparativa dentro de los ecosistemas y entre ellos. La diversidad de ecosistemas suele evaluarse en términos de diversidad de especies. Esto puede abarcar la evaluación de su abundancia relativa; desde este punto de vista, un sistema formado por especies presentes con una abundancia más uniforme se considera más diverso que otro con valores de abundancia extremos.

7 ¿CUÁL ES LA MAGNITUD DE LA BIODIVERSIDAD?

En esta sección se aborda la biodiversidad en términos de riqueza de especies. El número de especies que pueblan la Tierra es enorme, pero se desconoce incluso con un margen de un orden de magnitud. Hasta la fecha se han descrito cerca de 1,7 millones de especies. En este contexto, descripción significa que se han descubierto ejemplares, se han recogido muestras, se han llevado a un museo, se han identificado como especies nuevas y, por último, se han descrito y nombrado con carácter formal en una publicación científica. Las estimaciones del número total de especies que podría haber en el mundo se basan sobre todo en el número de especies hasta la fecha desconocidas que se han descubierto en zonas tropicales muestreadas meticulosamente y en la proporción que representan dentro del conjunto de muestras recogido. Estas estimaciones oscilan entre 5 y casi 100 millones de especies. Se ha propuesto un valor de aproximadamente 12,5 millones como estimación conservadora útil.

Sin duda, la mayor parte de las especies que viven en la Tierra continúan siendo desconocidas. El grupo mejor inventariado es, con diferencia, el de los animales vertebrados. En las últimas décadas se han descrito cerca de 200 nuevas especies de peces, frente a sólo una veintena de mamíferos y entre una y cinco especies de aves. Algunas de estas especies son realmente nuevas, pero muchas descripciones nuevas son consecuencia de la división en varias especies de lo que se tenía por una especie única. Pese a la idea generalizada de que no queda por descubrir ningún mamífero de gran tamaño, hace poco se han encontrado en Vietnam del Norte tres especies nuevas que responden a esta descripción.

Cada año se describen miles de insectos nuevos. De hecho, hay base para suponer que, con excepción de mamíferos y aves, el único factor que limita el número de especies nuevas descritas es el número de taxonomistas activos y el ritmo con el que son capaces de estudiar ejemplares nuevos. Hay muchas más especies descritas de insectos que de cualquier otro grupo. Aunque recientemente se ha sugerido que los nematodos, hongos, microorganismos y coleópteros (los insectos más numerosos) engloban un número de especies muy superior al que antes se creía, según algunas estimaciones de la riqueza global de especies la mayor parte de la vida terrestre estaría formada por insectos.

8 ¿QUÉ ESTÁ OCURRIENDO CON LA BIODIVERSIDAD?

Es ahora motivo común de inquietud el hecho de que las actividades humanas han reducido la biodiversidad a escala mundial, nacional y regional y que esta tendencia continúa. Esto se manifiesta en la pérdida de poblaciones vegetales y animales, en la extinción y en el agotamiento de especies y en la simplificación de comunidades y ecosistemas. Hay dos formas de evaluar el agotamiento de la biodiversidad: la investigación y la observación directa y la elaboración de hipótesis de lo que puede ocurrir sobre la base de lo que actualmente se sabe. El análisis de restos animales (sobre todo huesos y conchas de moluscos) y de datos históricos revela que desde el comienzo del siglo XVII se han extinguido unas 600 especies. Desde luego, esto no constituye el cuadro completo, pues muchas especies se han extinguido sin que la humanidad tenga conocimiento de ello. Cerca de las tres cuartas partes de estas extinciones conocidas han ocurrido en islas, como consecuencia de la ocupación por colonos; las causas han sido la sobreexplotación, la destrucción de hábitat y el impacto causado por la introducción de animales. Las extinciones registradas han aumentado mucho desde principios del siglo XIX hasta mediados del XX, y han disminuido desde entonces. Este descenso aparente puede ser consecuencia de las iniciativas de conservación adoptadas en el curso de las últimas décadas, o bien reflejar el hecho de que pueden pasar muchos años entre la última vez que se ve una especie y el momento en que puede registrarse como extinguida con cierta seguridad. De hecho, se han redescubierto varias especies que se consideraban extinguidas.

Cerca de 6.000 especies animales se consideran amenazadas de extinción porque está disminuyendo el número de individuos que las forman, porque se están destruyendo su hábitat a consecuencia de la sobreexplotación o porque, sencillamente, se ha limitado mucho su área de distribución. Aunque es un número considerable, el estado de conservación de la mayor parte de las especies sigue sin evaluar. Se ha estudiado una parte importante de las aproximadamente 9.700 especies de aves que hay en el mundo, pero sólo cerca de la mitad de los 4.630 mamíferos y proporciones pequeñas de otros vertebrados. Se ha examinado un número relativamente reducido de las más de 280.000 especies de plantas superiores y, aunque se dispone de cierta información sobre mariposas, libélulas y moluscos, en términos reales no se ha evaluado el estado de conservación de la mayoría de las especies de invertebrados.

Observaciones de campo han confirmado que hay una relación entre el tamaño de un área y el número de especies que contiene. Una generalización sugiere que si una mancha de hábitat se reduce hasta la décima parte de su superficie original, es probable que pierda la mitad de las especies que tenía. Puede utilizarse esta relación entre área y especies para predecir las tasas de extinción. Como la mayor parte de las especies viven en las selvas tropicales húmedas, suscita especial inquietud la influencia que la tala y la modificación de este hábitat pueda ejercer sobre la extinción de especies. Aunque no cuentan con mucho apoyo, si se toman como punto de partida las estimaciones más elevadas de riqueza de especies de los trópicos húmedos, la relación entre especies y área sugiere que las tasas mundiales de extinción podrían ser extremadamente altas. Los medios de comunicación han prestado mucha atención a estas tasas de extinción elevadas, pero es importante tener en cuenta el fundamento en que se basan.

Numerosos individuos, organizaciones y países han trabajado en las últimas décadas para identificar poblaciones, especies y hábitat amenazados de extinción o degradación y para invertir estas tendencias. Los objetivos comunes son gestionar más eficazmente el mundo natural para mitigar la influencia de las actividades humanas y, al mismo tiempo, mejorar las opciones de desarrollo de los pueblos desfavorecidos. Muchos conservacionistas esperan que la historia demuestre que el año 1992 ha constituido un punto de inflexión. En junio de ese año se presentó a la firma el Convenio sobre la Diversidad Biológica en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo, celebrada en Río de Janeiro. El Convenio entró en vigor a finales de 1993, y a principios de 1995 lo habían firmado más de cien países; esto significa que están de acuerdo con sus fines y que harán todo lo posible por cumplir con sus disposiciones.

Los objetivos generales del Convenio son: conservar la diversidad biológica, utilizar una biodiversidad sostenible a largo plazo y compartir lealmente las ventajas del uso de los recursos genéticos (en selección vegetal y biotecnología, por ejemplo). Las dificultades son muchas e imponentes, pero el Convenio constituye el único marco mundial amplio para planificar y emprender las acciones necesarias. En él se declara explícitamente que, aun cuando los países tienen la responsabilidad de la biodiversidad dentro de sus fronteras, la planificación eficaz exige tener en cuenta el contexto mundial y que los países en desarrollo necesitarán el apoyo de todos los demás.
Bioingeniería.
Aplicación de principios de ingeniería y de procedimientos de diseño para resolver problemas médicos. Dentro de sus especialidades se incluyen la biomecánica, la ingeniería bioquímica y la bioelectricidad.

2 INGENIERÍA BIOMECÁNICA
La biomecánica estudia el sistema osteoarticular y muscular como estructuras mecánicas sometidas a movimientos y fuerzas. Esto incluye el análisis del modo de andar humano y la investigación de las fuerzas deformantes que sufre el cuerpo en un accidente. La biomecánica también estudia otros sistemas y órganos corporales, como el comportamiento de la sangre como fluido en movimiento, la mecánica de la respiración, o el intercambio de energía en el cuerpo humano.

Las aplicaciones de la biomecánica van, por tanto, desde el diseño de cinturones de seguridad para automóviles hasta el diseño y utilización de máquinas de circulación extracorpórea (utilizadas durante la cirugía cardíaca para sustituir las funciones cardíacas y pulmonares). Un desarrollo importante fue el pulmón de acero, primer dispositivo de respiración artificial que salvó la vida a algunos enfermos de poliomielitis. La biomecánica interviene en el desarrollo de implantes y órganos artificiales. Se han desarrollado prótesis mioeléctricas para extremidades de enfermos amputados. Están movidas por pequeños motores eléctricos estimulados por sistemas electrónicos que recogen las señales musculares (no todos los pacientes son capaces de utilizarlas de forma apropiada). Uno de los avances más importantes de la medicina de las últimas décadas son las prótesis articulares, que permiten sustituir articulaciones destruidas por diferentes enfermedades reumáticas mejorando, de forma radical, la calidad de vida de los pacientes; han obtenido gran éxito clínico las de cadera y rodilla, y algo menos las de hombro. El desarrollo de implantes artificiales para tratar fracturas ha revolucionado el mundo de la traumatología: su enorme variedad incluye tornillos, agujas, placas atornilladas, clavos intramedulares y sistemas de fijación externa; todos requieren un estudio biomecánico pormenorizado previo a su ensayo y aplicación clínica. También se están desarrollando corazones artificiales; desde 1982 muchos pacientes han sido tratados con tales dispositivos con éxito.

3 INGENIERÍA BIOQUÍMICA -Estudia las interacciones químicas entre el organismo y los materiales artificiales. Éstos nunca son inertes, siempre provocan un cierto grado de reacción o rechazo. La especialidad más implicada en este fenómeno es la cirugía ortopédica: se trata de obtener prótesis articulares que generen el menor rechazo posible en el organismo y sean capaces de integrarse o adherirse de la manera más firme al hueso adyacente, consiguiendo duraciones superiores a las actuales. Se han desarrollado asimismo implantes para sustituir arterias fabricados en tejido acrílico que evita la formación de coágulos. Para proteger los implantes electrónicos se encapsulan en silicona, lo que facilita la integración tisular. El logro más importante es el desarrollo de las máquinas de diálisis, que permiten vivir a millones de pacientes que sufren insuficiencia renal en todo el mundo.

4 BIOELECTRICIDAD -Estudia la actividad bioeléctrica, base fundamental del sistema nervioso y de la mayoría de los procesos vitales. El ingeniero bioeléctrico investiga estos procesos y utiliza las señales bioeléctricas para fines diagnósticos. Los desarrollos de esta especialidad han conducido a la invención del marcapasos, el desfibrilador y el electrocardiógrafo. El marcapasos controla y restaura el ritmo normal de la contracción cardíaca mediante electroestimulación. El desfibrilador sirve para aplicar una descarga eléctrica potente pero controlada sobre el tórax de un paciente cuyo corazón se ha parado, e intentar conseguir que reanude sus contracciones. El electrocardiógrafo registra, a través de electrodos sobre la piel, las ondas eléctricas cardíacas. Hoy en día se analizan los electrocardiogramas con ayuda de la informática y se transmiten vía telefónica a centros diagnósticos. La monitorización de muchas otras funciones bioeléctricas juega un papel fundamental en las salas modernas de reanimación quirúrgicas y unidades de cuidados intensivos.

Lluvia.
Precipitación de gotas líquidas de agua. Las gotas de agua tienen en general diámetros superiores a 0,5 mm y pueden llegar a unos 3 mm. Las gotas grandes tienden a achatarse y a dividirse en gotas menores por la caída rápida a través del aire. La precipitación de gotas menores, llamada llovizna, suele limitar fuertemente la visibilidad, pero no suele producir acumulaciones significativas de agua.

La cantidad o volumen de agua caída se expresa como la altura que alcanzaría el agua caída sobre el terreno suponiendo que no hubiera pérdidas o infiltraciones. Se suele expresar en milímetros. Existe una equivalencia entre esta medida en milímetros y el volumen por superficie, de manera que 1 mm de altura supone 1 l/m2.

2 EL PROCESO DE LA PRECIPITACIÓN

Las masas de aire adquieren humedad al pasar sobre masas de agua cálida o sobre superficies de tierra mojada. La humedad, o vapor de agua, es elevada entre las masas de aire por turbulencia y convección (véase Transferencia de calor). Este transporte necesario para enfriar y condensar el vapor es el resultado de varios procesos, y su estudio suministra una clave para la comprensión de la distribución de las lluvias en las distintas partes del mundo.

El fenómeno de elevación, asociado con la convergencia de los vientos alisios (véase Viento), produce una banda de lluvias copiosas cerca del ecuador. Esta banda, llamada zona de convergencia intertropical (ZCIT), se desplaza hacia el Sur o hacia el Norte según las estaciones. En latitudes superiores, gran parte de la elevación también está asociada a los ciclones móviles (véase Ciclón) que toman la forma de aire ascendente húmedo y caliente sobre una masa de aire más frío con una interfase llamada frente. La elevación se asocia, en una escala menor, a la convección de aire calentado por una superficie subyacente cálida que da lugar a aguaceros y tormentas. Las lluvias más intensas en cortos periodos de tiempo suelen deberse a estas tormentas. El aire también puede ascender al verse forzado a subir sobre una barrera montañosa, con el resultado de que la ladera expuesta al viento, a barlovento, tenga lluvias más abundantes que la de sotavento, en el otro lado.

3 PRECIPITACIONES MEDIAS

Precipitación mundial y media La precipitación juega un papel principal en la determinación del clima de una zona. La precipitación de lluvia es crítica porque rellena los acuíferos y provee de sistemas naturales de cuencas y canales de irrigación. Los promedios de precipitaciones en el mundo varían entre las distintas regiones. Las áreas que reciben menos de 250 mm de lluvia al año se consideran desiertos, mientras que las que reciben más de 2.000 mm son ecuatoriales o tropicales. La precipitación media o promedio se determina por la altura alcanzada por el agua caída sobre una superficie plana y se mide con un pluviómetro.
La distribución de las lluvias es muy irregular, apreciándose fuertes contrastes de unas zonas a otras. La distribución anual de lluvia en la Tierra refleja la influencia de la distribución de las tierras y de los mares y de la altura del terreno.

La precipitación más grande del mundo, unos 10.922 mm por año, se produce en Cherrapunji, en el noreste de la India, donde el aire cargado de humedad de la bahía de Bengala se ve forzado a ascender sobre las colinas Khasi del estado de Assam; hasta 26.466 mm de lluvia han caído en un año. Otros récords de precipitación incluyen los cerca de 1.168 mm de lluvia en un día durante un tifón en Baguio, en Filipinas; 304,8 mm en una hora durante una tormenta en Holt, Estados Unidos y 62,7 mm en 5 minutos en Portobelo, Panamá. En España, las mayores precipitaciones se registran en Galicia, cornisa Cantábrica y sierras de Ronda y Grazalema.




4 PRECIPITACIÓN ARTIFICIAL

Pese a la presencia de humedad, a veces las nubes no llegan a producir precipitación. Esta circunstancia ha estimulado el estudio de los procesos de precipitación, en concreto cómo se forma una gota de lluvia a partir de cerca de un millón de gotitas diminutas en el interior de las nubes. Se diferencian dos procesos de precipitación: 1) evaporación de gotas de agua a temperaturas menores a la de congelación en pequeños cristales de hielo que más tarde caen a capas más cálidas y se funden, y 2) la unión de pequeñas gotitas en gotas mayores que caen a velocidades superiores. Los esfuerzos para efectuar o estimular estos procesos artificialmente han tenido un éxito limitado, ya que las regiones con mayores deficiencias de lluvias están dominadas por masas de aire sin humedad o altura adecuadas.
Véase también Monzón. Precipitación mundial y media La precipitación juega un papel principal en la determinación del clima de una zona. La precipitación de lluvia es crítica porque rellena los acuíferos y provee de sistemas naturales de cuencas y canales de irrigación. Los promedios de precipitaciones en el mundo varían entre las distintas regiones. Las áreas que reciben menos de 250 mm de lluvia al año se consideran desiertos, mientras que las que reciben más de 2.000 mm son ecuatoriales o tropicales. La precipitación media o promedio se determina por la altura alcanzada por el agua caída sobre una superficie plana y se mide con un pluviómetro
La cantidad o volumen de agua caída se expresa como la altura que alcanzaría el agua caída sobre el terreno suponiendo que no hubiera pérdidas o infiltraciones. Se suele expresar en milímetros. Existe una equivalencia entre esta medida en milímetros y el volumen por superficie, de manera que 1 mm de altura supone 1 l/m2.











Troposfera
Troposfera, capa inferior de la atmósfera terrestre y escenario de todos los procesos meteorológicos. La troposfera se extiende hasta una altitud de unos 11 km sobre las zonas polares y hasta unos 16 km sobre las regiones ecuatoriales. La tropopausa es la frontera entre la troposfera y la estratosfera.
La troposfera contiene el 80% de toda la masa de gases de la atmósfera y el 99% de todo el vapor de agua. En general, la temperatura de la troposfera decrece con la altitud a razón de 5 y 6 °C/km. En la troposfera, los intercambios de calor se producen por turbulencia y por el viento, y los intercambios de agua por evaporación y Agua, nombre común que se aplica al estado líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno H2O. Los antiguos filósofos consideraban el agua como un elemento básico que representaba a todas las sustancias líquidas. Los científicos no descartaron esta idea hasta la última mitad del siglo XVIII. En 1781 el químico británico Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire. Sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados claramente hasta dos años más tarde, cuando el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno. En un documento científico presentado en 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula actual H2O.
Molécula de agua Una molécula de agua consiste en un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno, unidos formando un ángulo de 105°. Al estar unido cada átomo de hidrógeno con un elemento muy electronegativo como el oxígeno, el par de electrones del enlace estará muy atraído por éste. Estos electrones forman una región de carga negativa, que polariza eléctricamente a toda la molécula. Esta cualidad polar explica el fuerte enlace entre las moléculas, así como ciertas propiedades del agua poco comunes, por ejemplo, el hecho de que se expande al solidificarse.
Casi todo el hidrógeno del agua tiene una masa atómica de 1. El químico estadounidense Harold Clayton Urey descubrió en 1932 la presencia en el agua de una pequeña cantidad (1 parte por 6.000) de lo que se denomina agua pesada u óxido de deuterio (D2O); el deuterio es el isótopo del hidrógeno con masa atómica 2. En 1951 el químico estadounidense Aristid Grosse descubrió que el agua existente en la naturaleza contiene también cantidades mínimas de óxido de tritio (T2O); el tritio es el isótopo del hidrógeno con masa atómica 3. Véase Átomo.
2-PROPIEDADES Del Agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólo puede detectarse en capas de gran profundidad. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto de ebullición de 100 °C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4 °C y se expande al congelarse. Como muchos otros líquidos, el agua puede existir en estado sobreenfriado, es decir, que puede permanecer en estado líquido aunque su temperatura esté por debajo de su punto de congelación; se puede enfriar fácilmente a unos -25 °C sin que se congele. El agua sobreenfriada se puede congelar agitándola, descendiendo más su temperatura o añadiéndole un cristal u otra partícula de hielo. Sus propiedades físicas se utilizan como patrones para definir, por ejemplo, escalas de temperatura.
Enlaces de hidrógeno en el agua Los enlaces de hidrógeno son enlaces químicos que se forman entre moléculas que contienen un átomo de hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo (un átomo que atrae electrones). Debido a que el átomo electronegativo atrae el par de electrones del enlace, la molécula se polariza. Los enlaces de hidrógeno se forman debido a que los extremos o polos negativos de las moléculas son atraídos por los polos positivos de otras, y viceversa. Estos enlaces son los responsables de los altos puntos de congelación y ebullición del agua.
El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos (véase Ionización). Puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente universal. El agua combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando ácidos (véase Ácidos y bases) y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes.
3 ESTADO NATURAL El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia, o sea, sólido, líquido y gas. Como sólido o hielo se encuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficies de agua en invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y en las nubes formadas por cristales de hielo. Existe en estado líquido en las nubes de lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de rocío en la vegetación. Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y océanos. Como gas, o vapor de agua, existe en forma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos de humedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el aire a una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esa temperatura. Véase Atmósfera.
El agua está presente también en la porción superior del suelo, en donde se adhiere, por acción capilar, a las partículas del mismo. En este estado, se le denomina agua ligada y tiene unas características diferentes del agua libre (véase Suelo; Acondicionamiento del suelo). Por influencia de la gravedad, el agua se acumula en los intersticios de las rocas debajo de la superficie terrestre formando depósitos de agua subterránea que abastecen a pozos y manantiales, y mantienen el flujo de algunos arroyos durante los periodos de sequía.
EL AGUA EN LA VIDA El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. El protoplasma, que es la materia básica de las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos, proteínas, sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúa como disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente esas sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar el material de desperdicio. El agua desempeña también un papel importante en la descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas. CICLO NATURAL DEL AGUA
El ciclo del agua El ciclo hidrológico consta de 4 etapas: almacenamiento, evaporación, precipitación y escorrentía. El agua se almacena en océanos y lagos, en ríos y arroyos, y en el suelo. La evaporación, incluida la transpiración que realizan las plantas, transforma el agua en vapor de agua. La precipitación tiene lugar cuando el vapor de agua presente en la atmósfera se condensa y cae a la Tierra en forma de lluvia, nieve o granizo. El agua de escorrentía incluye la que fluye en ríos y arroyos, y bajo la superficie del terreno (agua subterránea.
La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta. El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico. Se produce vapor de agua por evaporación en la superficie terrestre y en las masas de agua, y por transpiración de los seres vivos. Este vapor circula por la atmósfera y precipita en forma de lluvia o nieve. Véase Meteorología.
Al llegar a la superficie terrestre, el agua sigue dos trayectorias. En cantidades determinadas por la intensidad de la lluvia, así como por la porosidad, permeabilidad, grosor y humedad previa del suelo, una parte del agua se vierte directamente en los riachuelos y arroyos, de donde pasa a los océanos y a las masas de agua continentales; el resto se infiltra en el suelo. Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo, y puede evaporarse directamente o penetrar en las raíces de las plantas para ser transpirada por las hojas. La porción de agua que supera las fuerzas de cohesión y adhesión del suelo, se filtra hacia abajo y se acumula en la llamada zona de saturación para formar un depósito de agua subterránea, cuya superficie se conoce como nivel freático. En condiciones normales, el nivel freático crece de forma intermitente según se va rellenando o recargando, y
luego declina como consecuencia del drenaje continuo en desagües naturales como son los manantiales.
6 COMPOSICIÓN - Debido a su capacidad de disolver numerosas sustancias en grandes cantidades, el agua pura casi no existe en la naturaleza.Durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben de la atmósfera cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico. Además, la precipitación deposita lluvia radiactiva en la superficie de la Tierra.
En su circulación por encima y a través de la corteza terrestre, el agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son los sulfatos, los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio y magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener también residuos domésticos e industriales. Las aguas subterráneas poco profundas pueden contener grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y de cloruros, derivados de los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos profundos sólo contienen minerales en disolución. Casi todos los suministros de agua potable natural contienen fluoruros en cantidades variables. Se ha demostrado que una proporción adecuada de fluoruros en el agua potable reduce las caries en los dientes. Véase Flúor.
El agua del mar contiene, además de grandes cantidades de cloruro de sodio o sal, muchos otros compuestos disueltos, debido a que los océanos reciben las impurezas procedentes de ríos y arroyos. Al mismo tiempo, como el agua pura se evapora continuamente (véase Evaporación) el porcentaje de impurezas aumenta, lo que proporciona al océano su carácter salino. Véase Océanos y oceanografía.
7 PURIFICACIÓN DEL AGUA - Las impurezas suspendidas y disueltas en el agua natural impiden que ésta sea adecuada para numerosos fines. Los materiales indeseables, orgánicos e inorgánicos, se extraen por métodos de criba y sedimentación que eliminan los materiales suspendidos. Otro método es el tratamiento con ciertos compuestos, como el carbón activado, que eliminan los sabores y olores desagradables. También se puede purificar el agua por filtración, o por cloración o irradiación que matan los microorganismos infecciosos. Véase también Depuración de aguas.

En la ventilación o saturación de agua con aire, se hace entrar el agua en contacto con el aire de forma que se produzca la máxima difusión; esto se lleva a cabo normalmente en fuentes, esparciendo agua en el aire. La ventilación elimina los olores y sabores producidos por la descomposición de la materia orgánica, al igual que los desechos industriales como los fenoles, y gases volátiles como el cloro. También convierte los compuestos de hierro y manganeso disueltos en óxidos hidratados insolubles que luego pueden ser extraídos con facilidad.
La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo por las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción por el hierro, el aluminio y otros metales. La que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio se denomina dureza temporal y puede eliminarse por ebullición, que al mismo tiempo esteriliza el agua. La dureza residual se conoce como dureza no carbónica o permanente. Las aguas que poseen esta dureza pueden ablandarse añadiendo carbonato de sodio y cal, o filtrándolas a través de ceolitas naturales o artificiales que absorben los iones metálicos que producen la dureza, y liberan iones sodio en el agua (véase Intercambio iónico). Los detergentes contienen ciertos agentes separadores que inactivan las sustancias causantes de la dureza del agua.
El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua potable, puede extraerse por medio de la ventilación y sedimentación, o pasando el agua a través de filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro añadiendo ciertas sales, como los polifosfatos. El agua que se utiliza en los laboratorios, se destila o se desmineraliza pasándola a través de compuestos que absorben los iones.
8 DESALINIZACIÓN DEL AGUA - Planta de desalinización En las plantas de desalinización se elimina el componente salino del agua, bien del agua de mar o del agua continental salobre. En la actualidad se continúa investigando en nuevas técnicas o en el perfeccionamiento de las ya utilizadas para desalinizar el agua .Photo Researchers, Inc./Calvin Larsen
Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce, especialmente en las áreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la sal del agua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado varios procesos para producir agua dulce a bajo costo.
Tres de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación del vapor resultante, y se conocen como: evaporación de múltiple efecto, destilación por compresión de vapor y evaporación súbita. En este último método, que es el más utilizado, se calienta el agua del mar y se introduce por medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora bruscamente. Al condensarse el vapor se obtiene el agua pura.
La congelación es un método alternativo que se basa en los diferentes puntos de congelación del agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se separan del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten, convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado ósmosis inversa, se emplea presión para hacer pasar el agua dulce a través de una fina membrana que impide el paso de minerales. La ósmosis inversa sigue desarrollándose de forma intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar aguas salobres. Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos, que se extraen pasando una corriente eléctrica a través de membranas aniónicas y catiónicas.
Desalinización del agua La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestran tres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidad de sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérvese que el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al condensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de mar .Un problema importante en los proyectos de desalinización son los costos para producir agua dulce.
La mayoría de los expertos confían en obtener mejoras sustanciales para purificar agua ligeramente salobre, que contiene entre 1.000 y 4.500 partes de minerales por millón, en comparación a las 35.000 partes por millón del agua del mar. Puesto que el agua resulta potable si contiene menos de 500 partes de sal por millón, desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato que desalinizar el agua del mar.. Véase también Energía hidráulica; Energía solar; Suministro de agua.Para otras funciones del agua, véase Erosión; Geología; Metabolismo.La intensidad de los vientos crece con la altura, y las nubes más altas alcanzan una altitud de 10 km. Véase también Clima; Meteorología.
Desalinización del agua - La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestran tres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidad de sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérvese que el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al condensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de mar.


La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta. El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico. Se produce vapor de agua por evaporación en la Deposición de partículas radiactivas, liberadas en la atmósfera por explosiones nucleares o escapes de instalaciones y centrales nucleares, sobre la superficie de la Tierra (véase Energía nuclear; Armas nucleares; Radiactividad). El interés de la opinión pública se ha centrado sobre todo en los efectos de la lluvia radiactiva desde el periodo de las pruebas nucleares atmosféricas a gran escala realizadas en la década de 1950 y comienzos de la de 1960. Se hicieron alegatos sobre sus efectos dañinos durante muchos años, pero hasta 1984 no se adoptó una decisión trascendental, cuando un juez federal de Utah dictaminó que 10 personas habían enfermado de cáncer debido a la negligencia del gobierno en lo referente a la exposición de los ciudadanos a la lluvia radiactiva en aquel estado. En 1985 el Tribunal de apelación de pensiones de Inglaterra y Gales llegó a una conclusión similar en el caso de un veterano de las pruebas nucleares británicas en las islas Christmas durante la década de 1950.
Desde la firma del tratado de limitación de pruebas nucleares en 1963, los niveles de lluvia radiactiva han disminuido en todo el mundo (véase Control internacional de armas). El accidente nuclear de Chernóbil produjo cierta cantidad de lluvia radiactiva.

2 MECANISMO

El material del que se compone la lluvia radiactiva se produce por fisión nuclear y por la activación del suelo, el aire, el agua y otros materiales en las inmediaciones del lugar de la detonación (véase Átomo).

Las partículas radiactivas individuales son invisibles, y tan ligeras que podrían dar vueltas una y otra vez en torno al planeta sin llegar a descender a la superficie. No obstante, esta situación sólo se daría si una bomba nuclear fuera detonada a una distancia considerable de la atmósfera. Cuando un arma nuclear es detonada cerca de la superficie terrestre, la violencia de la explosión pulveriza ingentes cantidades de material, que en buena parte es absorbido hacia la bola de fuego y por tanto hacia la masa caliente que se eleva formando la característica nube en forma de hongo. En el interior de la bola de fuego y en el tallo de la nube de la bomba, las partículas radiactivas se adhieren a partículas más pesadas, que actúan como lastre.

Las partículas de materia de mayor masa caen de vuelta a la Tierra en cuestión de minutos, formando una lluvia radiactiva muy localizada. Las partículas de masa menor, pero fácilmente visibles, arrastradas por el viento, caen a la superficie terrestre al cabo de varias horas, y reciben el nombre de lluvia radiactiva local. La naturaleza y extensión de ésta dependen del tipo y potencia de la explosión, de la altitud de la detonación y de la velocidad y dirección del viento.

Las partículas microscópicas permanecen suspendidas durante periodos más largos. Si la explosión es de escasa potencia o de potencia media, la nube de la bomba puede no alcanzar la tropopausa, es decir, la capa atmosférica situada entre la troposfera y la estratosfera. En casos así, se produce la llamada lluvia radiactiva troposférica, y los fragmentos de la bomba se desplazan en torno a la Tierra siguiendo la latitud donde se produjo la detonación, cayendo a la superficie cuando la lluvia y otras formas de precipitación arrastran la materia extraña de la atmósfera.

Si la potencia de la explosión es suficiente como para introducir residuos de la bomba en la estratosfera, muchas de las partículas pequeñas permanecen en ella, y quedan sometidas a la acción de los vientos estratosféricos. La lluvia producida en este caso recibe el nombre de lluvia atómica estratosférica o global. Dado que en la estratosfera no existen precipitaciones, estas partículas permanecen en suspensión durante considerables periodos. Se dispersan horizontalmente, por lo que algunas partículas, tras haber dado varias vueltas al planeta, acaban distribuidas por toda la estratosfera. La mezcla vertical, sobre todo en las regiones polares en invierno y a comienzos de la primavera, devuelve el material a la troposfera, donde se comporta como la lluvia radiactiva troposférica.

3 PERSISTENCIA DE LA LLUVIA RADIACTIVA

Las partículas producidas por la fisión de átomos de uranio o plutonio y los materiales activados por los neutrones constituyen unos 300 isótopos radiactivos diferentes (véase Isótopo). Cada radioisótopo se caracteriza por su vida media, es decir, el tiempo necesario para que la mitad de la materia radiactiva se desintegre espontáneamente. En el plazo de una hora tras la explosión, la mayor parte de las sustancias de vida muy corta, es decir aquellas cuya vida media se mide en segundos y minutos, se desintegran, y la radiactividad total producida por la bomba disminuye en un factor superior a cien.

Transcurrida la primera hora, la radiactividad remanente se disipa a un ritmo cada vez menor. Los productos de vida más larga de la fisión son los que producen la mayor parte de la radiactividad residual. Unos pocos productos de la fisión tienen una vida muy larga; por ejemplo, el radioisótopo estroncio 90 (símbolo 90Sr), también llamado radioestroncio, tiene una vida media de 28 años. Estas partículas de vida larga son la causa del riesgo radiactivo a largo plazo.

4 EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA LLUVIA RADIACTIVA GLOBAL

La retención a largo plazo de residuos radiactivos en la atmósfera permite que algunos de los productos de vida corta se disipen en la atmósfera. En el caso de la lluvia radiactiva troposférica, se produce cierto grado de desintegración radiactiva en la atmósfera, lo que reduce algo la dosis de radiactividad a la que se ve expuesta la superficie de la Tierra.

Con todo, los radioisótopos de vida larga, como el 90Sr, no se desintegran apreciablemente durante el tiempo que permanecen en la estratosfera, y por tanto, pueden seguir siendo un riesgo potencial durante muchos años, sobre todo a través de los alimentos contaminados y destinados al consumo humano. Véase Efectos biológicos de la radiación.

4.1 Estroncio 90 -Víctimas de la radiación Una bomba nuclear libera radiaciones que pueden causar graves lesiones a largo plazo en los supervivientes. Las bombas atómicas lanzadas sobre las poblaciones japonesas de Nagasaki e Hiroshima en 1945 causaron numerosas víctimas. El estroncio radiactivo se comporta, químicamente, de forma similar al calcio, incluyendo su incorporación a los huesos humanos. La mayor parte de los organismos prefieren el calcio al estroncio; por lo tanto, la cantidad de 90Sr absorbido por las raíces de las plantas y por los animales depende de la disponibilidad de calcio. Cuando el 90Sr se deposita directamente sobre las plantas durante la lluvia radiactiva, no obstante, las plantas absorben más cantidad de éste que si sólo lo hubieran hecho a través de las raíces y, por tanto, transmiten más 90Sr a los animales y al ser humano. Además, aunque la leche se usa como indicador del contenido en 90Sr de los alimentos, debido a que contiene mucho calcio, el cuerpo humano absorbe menos 90Sr de la leche que de otros alimentos con menor contenido en calcio. La mayor parte del resto de alimentos proceden de una serie de áreas geográficas con tasas variables de deposición por lluvia radiactiva y de acumulación en el suelo de 90Sr. Este hecho, junto con las diferencias según los periodos de crecimiento y los tipos de suelos, produce niveles de 90Sr en la dieta, en relación con el calcio, inferiores en algunas áreas y superiores en otras a los que cabría esperar sobre la base de la cantidad de lluvia radiactiva.

Cuando el 90Sr penetra en el organismo, parte es excretado y el resto se deposita en el tejido óseo nuevo junto con el calcio. En los huesos jóvenes, el 90Sr y el calcio son reemplazados sin cesar al ir creciendo el hueso. En los huesos adultos la sustitución es escasa; se deposita poco 90Sr y su eliminación es muy lenta. La cantidad de 90Sr que permanece en el hueso depende de las cantidades de 90Sr y calcio ingeridos con la dieta durante los periodos de crecimiento óseo. El largo tiempo de retención del 90Sr en el hueso es la base de su peligrosidad potencial. En experimentos realizados con animales, y en casos de envenenamiento humano, en los que se depositan en los huesos cantidades suficientes de materias radiactivas, se detecta mayor incidencia de leucemia y cáncer. Los niveles actuales de 90Sr en los seres humanos son, con mucho, excesivamente bajos para que se detecten tales efectos.

4.2 Otros radioisótopos

Aunque el yodo 131, un isótopo radiactivo, tiene una vida muy corta (vida media, ocho días), es una de las fuentes potencialmente importantes de exposición interna a las radiaciones, debido a que se concentra en la glándula tiroides. Poco tiempo después de un accidente o explosión nucleares, la hierba contaminada con yodo 131 es consumida por las vacas; el isótopo aparece rápidamente en la leche. Debido a que la leche suele consumirse pocos días después de su producción, la gente puede consumir cantidades significativas de yodo 131 sin darse cuenta. Otros alimentos suelen consumirse transcurrido un intervalo más largo, por lo que la radiactividad ha disminuido apreciablemente. Cuando se acumulan cantidades significativas de yodo radiactivo en el tiroides, se produce un aumento en la incidencia del cáncer de tiroides; hasta la fecha, los niveles acumulados debido a la lluvia radiactiva son demasiado bajos, o la exposición a ellos demasiado reciente, como para que se detecte tal efecto.

El cesio 137, que tiene una vida media de 30 años, se incorpora también a la red alimentaría y penetra, por lo tanto, en el organismo humano. Como el potasio, al que químicamente se parece, se dispersa por todo el cuerpo, irradiándolo. No obstante, el cesio radiactivo sólo permanece en el organismo unos pocos meses. El carbono 14, que tiene una vida media de 5.760 años, se produce sobre todo por activación de los átomos de nitrógeno del aire durante las detonaciones nucleares. También se produce de forma continua y natural por acción de los rayos cósmicos. Desciende a la superficie de la Tierra en forma de dióxido de carbono, y como tal es absorbido por las plantas, distribuyéndose por último en toda la materia orgánica. El carbono radiactivo, es pues otro radioisótopo que irradia la totalidad del organismo. El cesio 137, el carbono 14, y los isótopos depositados en la Tierra que irradian el organismo desde el exterior, contribuyen a la dosis total de irradiación corporal. Esta irradiación es un riesgo genético en potencia, y también afecta al organismo en sí.

5 EFECTOS GENÉTICOS DE LA LLUVIA RADIACTIVA

A la hora de evaluar los efectos a largo plazo de la lluvia radiactiva, es esencial considerar los efectos genéticos de la radiación (véase Genética). La radiación puede producir mutaciones, es decir, cambios genéticos en las células reproductoras que transmiten las características heredadas de una generación a la siguiente. Casi todas las mutaciones inducidas por las radiaciones son dañinas, y sus efectos nocivos persisten en sucesivas generaciones.

6 RIESGOS POTENCIALES

La evaluación de los riesgos potenciales de la radiación procedente de la lluvia radiactiva implica en gran medida las mismas consideraciones que otros riesgos que afectan a grandes poblaciones. Estas evaluaciones son complejas y están relacionadas con posibles beneficios y otros riesgos. En el caso de la lluvia radiactiva, el riego potencial es global e implica múltiples incertidumbres relacionadas con las dosis de irradiación y sus efectos; la cambiante situación internacional debe ser evaluada continuamente.

El riesgo que representaría la lluvia radiactiva en una guerra nuclear sería mucho más serio que en una prueba nuclear. Habría que considerar los efectos letales inmediatos, así como los efectos a largo plazo. Los estudios de este tipo han llevado a la construcción de refugios nucleares como parte de los planes de defensa civil. Se están desarrollando sistemas para descontaminar el agua, el suelo y los alimentos con el fin de combatir los posibles efectos de la lluvia radiactiva durante y después de un ataque nuclear. Muchas investigaciones independientes, no obstante, sugieren que incluso aunque algunos seres humanos sobrevivieran a una guerra nuclear a gran escala y al probable invierno nuclear, la contaminación del medio ambiente haría prácticamente imposible para los supervivientes escapar a los efectos de la radiación, ya fuera por exposición directa o indirecta a ella. La esterilidad podría ser uno de los problemas que surgieran como consecuencia de esa exposición.

7 RIESGOS DE LAS CENTRALES NUCLEARES

El creciente empleo de la energía nuclear como fuente de energía plantea ciertos problemas relacionados con el control de los riesgos radiactivos. Los productos de la fisión controlada empleada en los reactores son peligrosos para el medio ambiente y la salud si se liberan en grandes cantidades, como ocurrió en Chernóbil en 1986. En caso de producirse un accidente en una central con liberación de sustancias radiactivas, la Tierra podría quedar contaminada en muchos kilómetros a la redonda. Para impedir esto, los ingenieros nucleares diseñan los sistemas intentando minimizar el riesgo de fugas accidentales.

Erosión, proceso natural de naturaleza física y química que desgastan y destruyen continuamente los suelos y rocas de la corteza terrestre; incluyen el transporte de material pero no la meteorización estática. La mayoría de los procesos erosivos son resultado de la acción combinada de varios factores, como el calor, el frío, los gases, el agua, el viento, la gravedad y la vida vegetal y animal. En algunas regiones predomina alguno de estos factores, como el viento en las zonas áridas. En función del principal agente causante de la erosión y del tiempo que sus efectos sobre la superficie terrestres tardan en manifestarse, se habla de erosión geológica o natural y de erosión acelerada. La primera es debida a la acción de agentes y procesos naturales que actúan a lo largo de millones de años; mientras que la erosión acelerada es el resultado de la acción antrópica y sus efectos se dejan sentir en un periodo de tiempo mucho menor.

Casa amenazada por la erosión Los agentes naturales como el viento, la lluvia y los ciclos de temperaturas erosionan continuamente la superficie de la tierra. En muchos casos la erosión se combate mediante la plantación de hierba y árboles que formen un fuerte sistema de raíces o extendiendo redes que eviten la pérdida de roca y suelo.Photo Researchers, Inc./Lowell Georgia
2 EROSIÓN GEOLÓGICA

Val Pusteria, Italia Estas espectaculares pirámides de tierra plateada, con una altura de varios metros, se originaron por la acción erosiva del agua sobre unas rocas blandas y poco compactas cubiertas por grandes bloques masivos y coherentes; con el paso del tiempo, el agua de arroyada y de la lluvia ha creado surcos cada vez más profundos sobre la roca y se han eliminado los minerales más blandos. Es un fenómeno muy difundido por la región alpina de Trentino-Alto Adigio.Fotocronache Olympia/Homo

Los fenómenos climáticos inician la erosión de los suelos y causan alteraciones en la superficie de sus estratos. En climas secos, el estrato superior de la roca se expande debido al calor del sol y acaba resquebrajándose, ya que si la roca está compuesta por varios minerales, éstos sufren diferentes grados de expansión y la tensión que se genera conduce a su fragmentación. El viento puede arrastrar diversos fragmentos y acumularlos en otro lugar, formando dunas o estratos de arena. El material perdido por la roca también puede ser arrastrado por la arroyada en fenómenos de escorrentía.

En climas húmedos, la lluvia actúa tanto química como mecánicamente en la erosión de las rocas. El vapor de agua contenido en la atmósfera absorbe dióxido de carbono y lo transforma en ácido carbónico; al precipitar, en forma de lluvia (lluvia ácida), disuelve algunos minerales y descompone otros. El duro feldespato del granito se transforma en arcilla; y determinados minerales del basalto, combinados con oxígeno y agua, forman óxidos de hierro como la limonita. Las altas temperaturas intensifican este tipo de erosión.

En climas fríos, el hielo rompe las rocas debido al agua que se introduce por sus fisuras y poros y se expande con las heladas. Las rocas también se agrietan por la acción de las raíces de las plantas.

El agua de los arroyos y de los ríos es un poderoso agente erosivo; disuelve determinados minerales y los cantos que transporta la corriente desgastan y arrastran los depósitos y lechos fluviales. Los ríos helados también erosionan sus valles; el lento movimiento del glaciar remueve gradualmente todo el material suelto de la superficie por la que se desliza, dejando algunas partes de roca desnuda cuando el hielo se derrite. Además de movilizar los materiales sueltos, los glaciares erosionan activamente la roca por la que se desplazan; los fragmentos de roca inmersos en el fondo y en los lados de la masa de hielo en movimiento actúan como un abrasivo, al arañar y pulir el lecho rocoso de los lados y del fondo de los valles.


En la costa, la erosión de acantilados rocosos y playas de arena es el resultado de la acción del mar, las olas y las corrientes. Ésta es especialmente fuerte durante las tormentas. En muchos lugares del mundo, la pérdida de terreno debido a la erosión costera representa un serio problema; de cualquier modo, la acción de las olas es superficial, por lo que la erosión marina tiende a modelar una característica plataforma plana sobre las rocas de la costa.

El agua tiene un papel aún más importante en lo que se refiere al transporte de material erosionado. Desde el momento en el que cualquier lugar reciba más agua (en forma de lluvia, nieve derretida o hielo) de la que el terreno pueda absorber, el excedente fluirá hacia niveles más bajos arrastrando el material suelto. Las laderas suaves sufren una erosión laminar y abarrancamientos, durante los cuales la denominada escorrentía arrastra la fina capa superior del suelo sin dejar rastros visibles de haber erosionado esa superficie. Este tipo de erosión puede compensarse con la formación de nuevos suelos. A menudo, especialmente en zonas áridas con escasa vegetación, los arroyos dejan un rastro de cárcavas. Parte de los detritos y de los suelos que arrastran los arroyos se depositan en los valles, pero una gran parte llega hasta el mar a través de los cursos de agua. El río Mississippi deposita todos los años unos 300 millones de m3 de sedimentos en el golfo de México.

La erosión esculpe constantemente nuevos relieves en la superficie de la tierra. La forma de los continentes cambia continuamente, a medida que las olas y las mareas invaden tierra firme y el limo de los ríos gana terreno al mar. De igual modo que los arroyos y ríos ahondan sus cauces, las cárcavas se convierten en barrancos y éstos en valles. El Gran Cañón, en Estados Unidos, con más de 2 km de profundidad, es el máximo ejemplo de un cañón producido por la erosión a lo largo de un millón de años, no sólo por la acción del viento y las temperaturas extremas, sino también por la del río Colorado, cortando grandes espesores de roca.

El efecto conjunto del desgaste de montañas y mesetas tiende a nivelar el terreno; existe una propensión a la reducción del relieve al nivel del mar (nivel de base). Por ejemplo, cada 7.000 ó 9.000 años, la cuenca del Mississippi pierde un promedio de 30 cm de altitud. La tendencia contraria la representan las erupciones volcánicas y movimientos de la corteza terrestre, que levantan montañas, mesetas y nuevas islas. Gran parte de la geología y de la geografía (en particular la geomorfología) se ocupa de las fuerzas y resultados de las formas de erosión sobre la tierra.

3 EROSIÓN ACELERADA -Deforestación y erosión Este valle fluvial deforestado de Costa Rica se está erosionando porque no tiene un buen sistema de raíces que sujeten el suelo ni recibe materia vegetal muerta para regenerar sus nutrientes. Si el ciclo continua, esta área se convertirá en un desierto.Photo Researchers, Inc./S.E. Cornelius

Sin la intervención humana, las pérdidas de suelo debidas a la erosión probablemente se verían compensadas por la formación de nuevos suelos en la mayor parte de la Tierra. En terreno sin alterar, los suelos están protegidos por el manto vegetal. Cuando la lluvia cae sobre una superficie cubierta por hierba u hojas, parte de la humedad se evapora antes de que el agua llegue a introducirse en la tierra. Los árboles y la hierba hacen de cortavientos y el entramado de las raíces ayuda a mantener los suelos en el lugar, frente a la acción de la lluvia y el viento. La agricultura y la explotación forestal, la urbanización, la instalación de industrias y la construcción de carreteras destruyen parcial o totalmente el dosel protector de la vegetación, acelerando la erosión de determinados tipos de suelos. Ésta es menos intensa en zonas con cultivos como el trigo, que cubren uniformemente el terreno, que en zonas con cultivos como el maíz o el tabaco, que crecen en surcos.
Deforestación y erosión
Este valle fluvial deforestado de Costa Rica se está erosionando porque no tiene un buen sistema de raíces que sujeten el suelo ni recibe materia vegetal muerta para regenerar sus nutrientes. Si el ciclo continua, esta área se convertirá en un desierto.

El exceso de pastoreo, que a la larga puede transformar la pradera en desierto, y las prácticas agrícolas poco cuidadosas, han tenido efectos desastrosos en determinadas regiones del mundo. Algunos historiadores piensan que la erosión del suelo ha sido un factor determinante en el conjunto de causas que han provocado algunos desplazamientos de población, debidos a la sequía, y en la decadencia de algunas civilizaciones. Las ruinas de pueblos y ciudades encontradas en regiones áridas, como los desiertos de Mesopotámica, indican que hubo un momento en el que la agricultura fue una actividad generalizada por toda la zona.









Ecología
Ecoplus
Ecología, estudio de la relación entre los organismos y su medio ambiente físico y biológico. El medio ambiente físico incluye la luz y el calor o radiación solar, la humedad, el viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y los nutrientes del suelo, el agua y la atmósfera. El medio ambiente biológico está formado por los organismos vivos, principalmente plantas y animales.

Debido a los diferentes enfoques necesarios para estudiar a los organismos en su medio ambiente natural, la ecología se sirve de disciplinas como la climatología, la hidrología, la física, la química, la geología y el análisis de suelos. Para estudiar las relaciones entre organismos, la ecología recurre a ciencias tan dispares como el comportamiento animal, la taxonomía, la fisiología y las matemáticas.

El creciente interés de la opinión pública respecto a los problemas del medio ambiente ha convertido la palabra ecología en un término a menudo mal utilizado. Se confunde con los programas ambientales y la ciencia medioambiental (véase Medio ambiente). Aunque se trata de una disciplina científica diferente, la ecología contribuye al estudio y la comprensión de los problemas del medio ambiente.

El término ecología fue acuñado por el biólogo alemán Ernst Heinrich Haeckel en 1869; deriva del griego oikos (hogar) y comparte su raíz con economía. Es decir, ecología significa el estudio de la economía de la naturaleza. En cierto modo, la ecología moderna empezó con Charles Darwin. Al desarrollar la teoría de la evolución, Darwin hizo hincapié en la adaptación de los organismos a su medio ambiente por medio de la selección natural. También hicieron grandes contribuciones naturalistas como Alexander von Humboldt, profundamente interesados en el cómo y el por qué de la distribución de los vegetales en el mundo.

2 LA BIOSFERA

Biosfera terrestre La biosfera terrestre contiene numerosos ecosistemas complejos que engloban, en conjunto, todos los organismos vivos del planeta. Esta perspectiva única de la Tierra permite apreciar la inmensidad y complejidad de la biosfera terrestre. En dirección a la Luna en diciembre de 1972, el Apolo 17 tomó esta imagen de la Tierra, en la que se ven la península de Arabia y el continente africano.
El delgado manto de vida que cubre la Tierra recibe el nombre de biosfera. Para clasificar sus regiones se emplean diferentes enfoques.

2.1 Biomas

Biomas o formaciones vegetales Los ecólogos norteamericanos llaman biomas a los grandes grupos vegetales, que en Europa reciben el nombre de formaciones. Los biomas incluyen las comunidades animales asociadas a ellos y se ven influenciados por muchos factores como son: la latitud, la altitud, la humedad y la temperatura (las formaciones sólo incluyen la vida vegetal). Ambos términos toman su nombre de la forma de vida vegetal dominante
Desierto Un ecosistema dominado por un tipo de vida animal y vegetal recibe el nombre de bioma. Además de estas características, los biomas, como el del desierto de Namibia aquí representado, tienen climas y altitudes
Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por los ecólogos europeos y biomas por los de América del Norte. La principal diferencia entre ambos términos es que los biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes biomas, no obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida vegetal.
Pradera Las praderas forman una zona ecológica que se extiende entre los desiertos y los bosques templados, e incluyen gran variedad de comunidades vegetales. Propias, por lo general, del interior de los continentes, las praderas se componen de hierbas, vegetación herbácea perenne y gramíneas. Se cultivan y explotan como pastos. Si se sobreexplotan, el suelo puede quedar denudado y expuesto a la erosión, proceso llamado


Matorral Las zonas de matorral, caracterizadas por arbustos caducifolios y perennes de hoja pequeña, están presentes en todo el mundo entre los 20 y los 40º de latitud N y S. Los climas en estas zonas varían desde aquellos en que se diferencia una estación húmeda y otra seca hasta climas de veranos calientes y secos e inviernos frescos y húmedos, como el de la península

Bajo la influencia de la latitud, la elevación y los regímenes asociados de humedad y temperatura, los biomas terrestres varían geográficamente de los trópicos al Ártico, e incluyen diversos tipos de bosques, praderas, monte bajo y desiertos. Estos biomas incluyen también las comunidades de agua dulce asociadas: corrientes, lagos, estanques y humedales. Los medios ambientes marinos, que algunos ecólogos también consideran biomas, comprenden el océano abierto, las regiones litorales (aguas poco profundas), las regiones bentónicas (del fondo oceánico), las costas rocosas, las playas, los estuarios y las llanuras mareales asociadas.

Pluvisilva, Costa Rica Cada año, las talas y la agricultura destruyen una superficie de bosques tropicales equivalente a la de Bélgica, amenazando la supervivencia de los bosques tropicales húmedos en todo el mundo. Éstos son el hogar de miles de especies, conocidas o no, de animales y plantas. Su destrucción está eliminando, a un ritmo alarmante, a muchas de estas especies irremplazables.

2.2 Ecosistemas

Ecosistema La ilustración representa un ecosistema simplificado, una comunidad de organismos y sus interacciones con el entorno. Los productores, consumidores, descomponedores y la materia abiótica constituyen un todo integrado cuya fuente de energía es el Sol.
Resulta más útil considerar a los entornos terrestres y acuáticos, ecosistemas, término acuñado en 1935 por el ecólogo vegetal sir Arthur George Tansley para realzar el concepto de que cada ecosistema es un todo integrado. Un sistema es un conjunto de partes interdependientes que funcionan como una unidad y requiere entradas y salidas. Las partes fundamentales de un ecosistema son los productores (plantas verdes), los consumidores (herbívoros y carnívoros), los organismos responsables de la descomposición (hongos y bacterias), y el componente no viviente o abiótico, formado por materia orgánica muerta y nutrientes presentes en el suelo y el agua. Las entradas al ecosistema son energía solar, agua, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y otros elementos y compuestos. Las salidas del ecosistema incluyen el calor producido por la respiración, agua, oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes. La fuerza impulsora fundamental es la energía solar. Por último, en un nivel de organización superior se encuentran las relaciones entre los diferentes elementos o partes del ecosistema.

2.3 Energía y nutrientes

El carbono y el oxígeno en el ecosistema Todos los organismos vivos están formados por compuestos de carbono. Algunas plantas y algas son capaces de sintetizar estos compuestos por medio de la luz solar. El proceso, llamado fotosíntesis, emplea el dióxido de carbono atmosférico y el agua como materias primas. Los organismos que carecen de capacidad fotosintética obtienen el carbono, de forma indirecta, a través de las plantas. El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis necesario para la vida de casi todas las plantas y animales. Los organismos que respiran oxígeno exhalan dióxido de carbono y también, tras la descomposición de sus cuerpos, devuelven carbono a la atmósfera

Los ecosistemas funcionan con energía procedente del Sol, que fluye en una dirección, y con nutrientes, que se reciclan continuamente. Las plantas usan la energía lumínica transformándola, por medio de un proceso llamado fotosíntesis, en energía química bajo la forma de hidratos de carbono y otros compuestos. Esta energía es transferida a todo el ecosistema a través de una serie de pasos basados en el comer o ser comido, la llamada red trófica. En la transferencia de la energía, cada paso se compone de varios niveles tróficos o de alimentación: plantas, herbívoros (que comen vegetales), dos o tres niveles de carnívoros (que comen carne), y organismos responsables de la descomposición. Sólo parte de la energía fijada por las plantas sigue este camino, llamado red alimentaria de producción. La materia vegetal y animal no utilizada en esta red, como hojas caídas, ramas, raíces, troncos de árbol y cuerpos muertos de animales, dan sustento a la red alimentaria de la descomposición. Las bacterias, hongos y pequeños animales (generalmente invertebrados) que se alimentan de materia muerta se convierten en fuente de energía para niveles tróficos superiores vinculados a la red alimentaria de producción. De este modo la naturaleza aprovecha al máximo la energía inicialmente fijada por las plantas.

En ambas redes alimentarias el número de niveles tróficos es limitado debido a que en cada transferencia se pierde gran cantidad de energía (como calor de respiración) que deja de ser utilizable o transferible al siguiente nivel trófico. Así pues, cada nivel trófico contiene menos energía que el que le sustenta. Debido a esto, por ejemplo, los ciervos o los alces (herbívoros) son más abundantes que los lobos (carnívoros).

El flujo de energía alimenta el ciclo biogeoquímico o de los nutrientes. El ciclo de los nutrientes comienza con su liberación por desgaste y descomposición de la materia orgánica en una forma que puede ser empleada por las plantas. Éstas incorporan los nutrientes disponibles en el suelo y el agua y los almacenan en sus tejidos. Los nutrientes pasan de un nivel trófico al siguiente a lo largo de la red trófica. Dado que muchas plantas y animales no llegan a ser comidos, en última instancia los nutrientes que contienen sus tejidos, tras recorrer la red alimentaria de la descomposición, son liberados por la descomposición bacteriana y fúngica, proceso que reduce los compuestos orgánicos complejos a compuestos inorgánicos sencillos que quedan a disposición de las plantas.

2.4 Desequilibrios

Bosque dañado por la lluvia ácida Los bosques, lagos, estanques y otros ecosistemas terrestres y acuáticos del mundo sufren graves daños ocasionados por la lluvia ácida. Ésta se origina por la combinación, con la humedad atmosférica, de los óxidos de azufre y nitrógeno que se emiten a la atmósfera, originando ácidos sulfúrico y nítrico. La lluvia ácida, además de quemar las hojas de las plantas también acidifica el agua de los lagos dejando sin vida muchos de estos ecosistemas acuáticos.

Los nutrientes circulan en el interior de los ecosistemas. No obstante, existen pérdidas o salidas, y éstas deben equilibrarse por medio de nuevas entradas o el ecosistema dejará de funcionar. Las entradas de nutrientes al sistema proceden de la erosión y desgaste de las rocas, del polvo transportado por el aire, y de las precipitaciones, que pueden transportar materiales a grandes distancias. Los ecosistemas terrestres pierden cantidades variables de nutrientes, arrastrados por las aguas y depositados en ecosistemas acuáticos y en las tierras bajas asociadas. La erosión, la tala de bosques y las cosechas extraen del suelo una cantidad considerable de nutrientes que deben ser reemplazados. De no ser así, el ecosistema se empobrece. Es por esto por lo que las tierras de cultivo han de ser fertilizadas.

Si la entrada de un nutriente excede en mucho a su salida, el ciclo de nutrientes del ecosistema afectado se sobrecarga, y se produce contaminación. La contaminación puede considerarse una entrada de nutrientes que supera la capacidad del ecosistema para procesarlos. Los nutrientes perdidos por erosión y lixiviación en las tierras de cultivo, junto con las aguas residuales urbanas y los residuos industriales, van a parar a los ríos, lagos y estuarios. Estos contaminantes destruyen las plantas y los animales que no pueden tolerar su presencia o el cambio medioambiental que producen; al mismo tiempo favorecen a algunos organismos con mayor tolerancia al cambio. Así, en las nubes llenas de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno procedentes de las áreas industriales, éstos se transforman en ácidos sulfúrico y nítrico diluidos y caen a tierra, en forma de lluvia ácida, sobre grandes extensiones de ecosistemas terrestres y acuáticos. Esto altera las relaciones ácido-base en algunos de ellos, mueren los peces y los invertebrados acuáticos y se incrementa la acidez del suelo, lo que reduce el crecimiento forestal en los ecosistemas septentrionales y en otros que carecen de calizas para neutralizar el ácido.

Véase Ciclo del carbono; Ciclo del nitrógeno.

3 POBLACIONES Y COMUNIDADES

Las unidades funcionales de un ecosistema son las poblaciones de organismos a través de las cuales circulan la energía y los nutrientes. Una población es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo (véase Especies y especiación). Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas. Estas poblaciones interdependientes forman una comunidad, que abarca la porción biótica del ecosistema.

3.1 Diversidad

La comunidad tiene ciertos atributos, entre ellos la dominancia y la diversidad de especies. La dominancia se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que influyen en las especies asociadas. En un bosque, por ejemplo, pueden ser dominantes una o más especies de árboles, como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. La dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad porque la diversidad no se refiere solamente al número de especies que la componen, sino también a la proporción que cada una de ellas representa.

La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer. Las comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación vertical, suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede tener varias capas: suelo, herbácea, arbustos, árboles de porte bajo, árboles de porte alto con copa inferior o superior, entre otras. Estos estratos influyen en el medio ambiente físico y en la diversidad de hábitats para la fauna. La estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste, recibe sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación, temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de carbono.

3.2 Hábitat y nicho

La comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las distintas plantas o animales. Dentro de cada hábitat, los organismos ocupan distintos nichos. Un nicho es el papel funcional que desempeña una especie en una comunidad, es decir, su ocupación o modo de ganarse la vida. Por ejemplo, el candelo oliváceo vive en un hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en parte, es alimentarse de insectos del follaje. Cuanto más estratificada esté una comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su hábitat.

3.3 Tasas de crecimiento de la población

Las poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo) una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de crecimiento. El principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de descenso de la población es la muerte. Cuando el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es cero.

Al ser introducida en un medio ambiente favorable con abundantes recursos, una pequeña población puede experimentar un crecimiento geométrico o exponencial. Muchas poblaciones experimentan un crecimiento exponencial en las primeras etapas de la colonización de un hábitat, ya que se apoderan de un nicho infraexplotado o expulsan a otras poblaciones de uno rentable. Las poblaciones que siguen creciendo exponencialmente, no obstante, acaban llevando al límite los recursos, y entran con rapidez en declive debido a algún acontecimiento catastrófico como una hambruna, una epidemia o la competencia con otras especies. En términos generales, las poblaciones de plantas y animales que se caracterizan por experimentar ciclos de crecimiento exponencial son especies con abundante descendencia y se ocupan poco de sus crías o producen abundantes semillas con pocas reservas alimenticias. Estas especies, que acostumbran a tener una vida corta, se dispersan con rapidez y son capaces de colonizar medios ambientes hostiles o alterados. Se conocen como especies generalistas o estrategas de la R, aunque a menudo reciben también el nombre de especies oportunistas, y se caracterizan por presentar altas tasas de reproducción, pocas exigencias ecológicas y no explotar con eficacia los recursos.

Otras poblaciones tienden a crecer de forma exponencial al comienzo y logísticamente a continuación, es decir, su crecimiento va disminuyendo al ir aumentando la población, y se estabiliza al alcanzar los límites de la capacidad de sustentación de su medio ambiente. A través de diversos mecanismos reguladores, tales poblaciones mantienen un cierto equilibrio entre su tamaño y los recursos disponibles. Los animales que muestran este tipo de crecimiento poblacional tienden a tener menos crías, pero les proporcionan atención familiar; las plantas producen grandes semillas con considerables reservas alimenticias. Estos organismos tienen una vida larga, tasas de dispersión bajas y son malos colonizadores de hábitats alterados. Suelen responder a los cambios en la densidad de población (número de organismos por unidad de superficie) con cambios en las tasas de natalidad y de mortalidad en lugar de con la dispersión. Cuando la población se aproxima al límite de los recursos disponibles, las tasas de natalidad disminuyen y las de mortalidad entre jóvenes y adultos aumentan. Se conocen como especies especialistas o estrategas de la K y se caracterizan por presentar menor fecundidad, mayores exigencias ecológicas y mejor aprovechamiento de los recursos.

3.4 Interacciones en la comunidad

Las principales influencias sobre el crecimiento de las poblaciones están relacionadas con diversas interacciones, que son las que mantienen unida a la comunidad. Estas incluyen la competencia, tanto en el seno de las especies como entre especies diferentes, la depredación, incluyendo el parasitismo, y la coevolución o adaptación.





3.4.1 Competencia

Cuando escasea un recurso compartido, los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito sobreviven. En algunas poblaciones vegetales y animales, los individuos pueden compartir los recursos de tal modo que ninguno de ellos obtenga la cantidad suficiente para sobrevivir como adulto o reproducirse. Entre otras poblaciones, vegetales y animales, los individuos dominantes se apoderan de la totalidad de los recursos y los demás quedan excluidos. Individualmente, las plantas tienden a aferrarse al lugar donde arraigan hasta que pierden vigor o mueren, e impiden que sobrevivan otros individuos controlando la luz, la humedad y los nutrientes del entorno.

Muchos animales tienen una organización social muy desarrollada a través de la cual se distribuyen recursos como el espacio, los alimentos y la pareja entre los miembros dominantes de la población. Estas interacciones competitivas pueden manifestarse en forma de dominancia social, en la que los individuos dominantes excluyen a los subdominantes de un determinado recurso, o en forma de territorialidad, en la que los individuos dominantes dividen el espacio en áreas excluyentes, que ellos mismos se encargan de defender. Los individuos subdominantes o excluidos se ven obligados a vivir en hábitats más pobres, a sobrevivir sin el recurso en cuestión o a abandonar el área. Muchos de estos animales mueren de hambre, por exposición a los elementos y víctimas de los depredadores.

La competencia entre los miembros de especies diferentes provoca el reparto de los recursos de la comunidad. Las plantas, por ejemplo, tienen raíces que penetran en el suelo hasta diferentes profundidades. Algunas tienen raíces superficiales que les permiten utilizar la humedad y los nutrientes próximos a la superficie. Otras que crecen en el mismo lugar tienen raíces profundas que les permiten explotar una humedad y unos nutrientes no disponibles para las primeras.

3.4.2 Depredación

Una de las interacciones fundamentales es la depredación, o consumo de un organismo viviente, vegetal o animal, por otro. Si bien sirve para hacer circular la energía y los nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-presa a un determinado nivel trófico influyen sobre las relaciones depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de especies.

3.4.3 Parasitismo

Una lamprea se fija sobre un pez La lamprea marina, un vertebrado parásito, pertenece al grupo más primitivo de peces vivos, los agnatos o peces sin mandíbulas. En esta especie falta la mandíbula inferior y la superior está transformada en un disco chupador. El animal se alimenta de sangre taladrando un pequeño agujero en la piel del pez con su pequeña y musculosa lengua. Rara vez mata a su huésped, pero las heridas se infectan a menudo.Photo Researchers, Inc./Berthoule

El parasitismo está estrechamente relacionado con la depredación. En él, dos organismos viven unidos, y uno de ellos obtiene su sustento a expensas del otro. Los parásitos, que son más pequeños que sus huéspedes, incluyen multitud de virus y bacterias. Debido a esta relación de dependencia, los parásitos no suelen acabar con sus huéspedes, como hacen los depredadores. Como resultado, huéspedes y parásitos suelen coevolucionar hasta un cierto grado de tolerancia mutua, aunque los parásitos pueden regular la población de algunas especies huéspedes, reducir su éxito reproductivo, modificar su comportamiento e incluso producir su muerte. Véase Parásito.



3.4.4 Coevolución

Mariposas virrey y monarca Las aves y otros animales insectívoros rehúyen a la mariposa monarca (derecha), cuya dieta a base de asclepiadáceas le da un sabor amargo. Aunque la virrey (izquierda) carece de ese sabor, los depredadores, engañados por la similitud entre ambas, la rehúyen también.
La coevolución es la evolución conjunta de dos especies no emparentadas que tienen una estrecha relación ecológica, es decir, que la evolución de una de las especies depende en parte de la evolución de la otra. La coevolución también desempeña un papel en las relaciones depredador-presa. Con el paso del tiempo, al ir desarrollando el depredador formas más eficaces de capturar a su presa, ésta desarrolla mecanismos para evitar su captura. Las plantas han desarrollado mecanismos defensivos como espinas, púas, vainas duras para las semillas y savia venenosa o de mal sabor para disuadir a sus consumidores potenciales. Algunos herbívoros son capaces de superar estas defensas y atacar a la planta. Ciertos insectos, como la mariposa monarca, pueden incorporar a sus propios tejidos sustancias venenosas tomadas de las plantas de las que se alimentan, y las usan como defensa contra sus depredadores. Otros organismos similares relacionados con ella (véase Mariposa virrey) pueden adquirir, a través de la selección natural, un patrón de colores o una forma que imita la de la especie no comestible. Dado que se asemejan al modelo desagradable, los imitadores consiguen evitar la depredación. Otros animales recurren a asumir una apariencia que hace que se confundan con su entorno o que parezcan formar parte de él. El camaleón es un ejemplo bien conocido de esta interacción. Algunos animales que emplean olores desagradables o venenos a modo de defensa suelen exhibir también coloraciones de advertencia, normalmente colores brillantes o dibujos llamativos, que actúan como aviso adicional para sus depredadores potenciales. Véase Adaptación; Mimetismo.

Otra relación coevolutiva es el mutualismo, en el que dos o más especies dependen la una de la otra y no pueden vivir más que asociadas. Un ejemplo de mutualismo es el de las micorrizas, relación forzosa entre determinados hongos y las raíces de ciertas plantas. En uno de los grupos, el de las ectomicorrizas, los hongos forman una capa o manto en torno a las radicelas. Las hifas de los hongos invaden la radicela y crecen entre las paredes celulares, además de extenderse suelo adentro a partir de ella. Los hongos, que incluyen varias setas comunes de los bosques, dependen del árbol para obtener energía. A cambio, ayudan al árbol a obtener nutrientes del suelo y protegen sus raicillas de ciertas enfermedades. Sin las micorrizas, algunos grupos taxonómicos, como las gimnospermas y algunas angiospermas (aliso, árbol del paraíso), no pueden sobrevivir y desarrollarse. Por su parte, los hongos no pueden existir sin los árboles. El ejemplo más concluyente de simbiosis mutualista lo constituyen los líquenes: una asociación entre un hongo y un simbionte fotosintético, un alga, de cuya interacción se origina un talo estable con estructura y fisiología específicas. Véase Simbiosis.

3.5 Sucesión y comunidades clímax
Sucesión de las comunidades vegetales Un campo devastado por el fuego o despejado para el uso agrícola recupera la vegetación con rapidez en ausencia de erosión. En los primeros años, surgen praderas, pobladas por especies oportunistas capaces de tolerar las condiciones ambientales. Después surgen arbustos y plantas más competitivas que no tardan en ser dominantes. Luego brotan los primeros árboles y, tras el primer siglo, un bosque de coníferas ocupa lo que fue una superficie sobreexplotada o calcinada. El bosque crea un nuevo entorno que, tras otro medio siglo, permite la competencia de otras especies de árboles que pueden llegar a reemplazar a las iniciales. En el ejemplo, la comunidad clímax está dominada por árboles caducifolios. La sucesión debida a cambios ambientales es un proceso recurrente e inacabable

Biblioteca de Co Véase también Chaparral; Arrecife de coral; Estuario; Comunidades marinas; Pantanal; Turbera; Sabana; Comunidades de la zona intermareal; Tundra. Consulta.
INTRODUCCIÓN


Bioingeniería, aplicación de principios de ingeniería y de procedimientos de diseño para resolver problemas médicos. Dentro de sus especialidades se incluyen la biomecánica, la ingeniería bioquímica y la bioelectricidad.

2 INGENIERÍA BIOMECÁNICA

La biomecánica estudia el sistema osteoarticular y muscular como estructuras mecánicas sometidas a movimientos y fuerzas. Esto incluye el análisis del modo de andar humano y la investigación de las fuerzas deformantes que sufre el cuerpo en un accidente. La biomecánica también estudia otros sistemas y órganos corporales, como el comportamiento de la sangre como fluido en movimiento, la mecánica de la respiración, o el intercambio de energía en el cuerpo humano.

Las aplicaciones de la biomecánica van, por tanto, desde el diseño de cinturones de seguridad para automóviles hasta el diseño y utilización de máquinas de circulación extracorpórea (utilizadas durante la cirugía cardíaca para sustituir las funciones cardíacas y pulmonares). Un desarrollo importante fue el pulmón de acero, primer dispositivo de respiración artificial que salvó la vida a algunos enfermos de poliomielitis. La biomecánica interviene en el desarrollo de implantes y órganos artificiales. Se han desarrollado prótesis mioeléctricas para extremidades de enfermos amputados. Están movidas por pequeños motores eléctricos estimulados por sistemas electrónicos que recogen las señales musculares (no todos los pacientes son capaces de utilizarlas de forma apropiada). Uno de los avances más importantes de la medicina de las últimas décadas son las prótesis articulares, que permiten sustituir articulaciones destruidas por diferentes enfermedades reumáticas mejorando, de forma radical, la calidad de vida de los pacientes; han obtenido gran éxito clínico las de cadera y rodilla, y algo menos las de hombro. El desarrollo de implantes artificiales para tratar fracturas ha revolucionado el mundo de la traumatología: su enorme variedad incluye tornillos, agujas, placas atornilladas, clavos intramedulares y sistemas de fijación externa; todos requieren un estudio biomecánico pormenorizado previo a su ensayo y aplicación clínica. También se están desarrollando corazones artificiales; desde 1982 muchos pacientes han sido tratados con tales dispositivos con éxito.

3 INGENIERÍA BIOQUÍMICA

Estudia las interacciones químicas entre el organismo y los materiales artificiales. Éstos nunca son inertes, siempre provocan un cierto grado de reacción o rechazo. La especialidad más implicada en este fenómeno es la cirugía ortopédica: se trata de obtener prótesis articulares que generen el menor rechazo posible en el organismo y sean capaces de integrarse o adherirse de la manera más firme al hueso adyacente, consiguiendo duraciones superiores a las actuales. Se han desarrollado asimismo implantes para sustituir arterias fabricados en tejido acrílico que evita la formación de coágulos. Para proteger los implantes electrónicos se encapsulan en silicona, lo que facilita la integración tisular. El logro más importante es el desarrollo de las máquinas de diálisis, que permiten vivir a millones de pacientes que sufren insuficiencia renal en todo el mundo.

4 BIOELECTRICIDAD

Estudia la actividad bioeléctrica, base fundamental del sistema nervioso y de la mayoría de los procesos vitales. El ingeniero bioeléctrico investiga estos procesos y utiliza las señales bioeléctricas para fines diagnósticos. Los desarrollos de esta especialidad han conducido a la invención del marcapasos, el desfibrilador y el electrocardiógrafo. El marcapasos controla y restaura el ritmo normal de la contracción cardíaca mediante electroestimulación. El desfibrilador sirve para aplicar una descarga eléctrica potente pero controlada sobre el tórax de un paciente cuyo corazón se ha parado, e intentar conseguir que reanude sus contracciones. El electrocardiógrafo registra, a través de electrodos sobre la piel, las ondas eléctricas cardíacas. Hoy en día se analizan los electrocardiogramas con ayuda de la informática y se transmiten vía telefónica a centros diagnósticos. La monitorización de muchas otras funciones bioeléctricas juega un papel fundamental en las salas modernas de reanimación quirúrgicas y unidades de cuidados intensivos.