Fundamentos de Ecología, Ecosistemas y Ciclos Biogeoquímicos Esenciales

Conceptos Fundamentales de Ecología y Salud

La Ecología es la rama de la biología que estudia la interacción de los seres vivos con su medio ambiente. Se compone de dos elementos principales:

• Elementos Bióticos: Con vida (ej. los 5 Reinos).
• Elementos Abióticos: Sin vida (ej. virus, los 4 elementos, frío, calor).

Salud y Homeostasis

Salud: Estado de bienestar físico, mental y social.

Enfermedad: Pérdida del equilibrio interno de un organismo.

Homeostasis: Equilibrio interno.

La Triada Ecológica

La Triada Ecológica describe los factores que intervienen en la salud y la aparición de enfermedades:

• AGENTE: Altera un organismo y origina una respuesta.
  • Agente Biótico: Bacteria, tifoidea, gonorrea.
  • Agente Abiótico: Sida, rabia.
• HUÉSPED: Organismo donde se aloja un agente.
• MEDIO: Forma en que el agente llega al organismo.

Ecosistemas y Biomas Terrestres y Acuáticos

Un Ecosistema es un sistema de seres vivos donde estos viven e interactúan.

Definiciones Clave del Ecosistema

• Bioma: Regiones definidas por sus condiciones climáticas y la fauna y flora que albergan.
• Biotopo: Condición ambiental necesaria para el desarrollo de flora y fauna.
• Biotipo: Forma típica de un animal o vegetal.
• Biota: Conjunto de seres vivos que ocupan un área determinada.

Tipos de Biomas

• Bioma Acuático: Marinos y de agua dulce.
• Bioma Terrestre: Diversos tipos de biomas.

Biomas Terrestres Específicos

• Tundra: Superficie congelada (Permafrost). Temperaturas de hasta -28°C. Localización: Canadá, Alaska. Fauna y Flora: Focas, oso polar, musgo.
• Taiga (Bosque de Coníferas): Árboles en el hemisferio norte (Rusia, Siberia). Flora: Líquenes, helechos. Fauna: Reno, lobo, ardilla.
• Permafrost: Capa del suelo permanentemente congelada.
• Desierto: Escasa precipitación. Días calurosos, noches frías.
• Selva: Temperaturas entre 20°C y 27°C. Alta pluviosidad y gran vegetación. Genera aproximadamente el 40% del oxígeno global.
• Bosque: Húmedo, similar a la selva, con lluvia y ríos.
• Pradera: Matorrales o hierbas. Espacios abiertos entre árboles, aptos para la crianza de animales.
• Chaparral: Robles y vegetación de poca altura (ej. Australia).
• Manglar: Ecosistema terrestre-acuático, pantanoso, con gran diversidad biológica.
• Sabana: Poca vegetación, diversidad de animales. Regiones con fuentes de agua.
• Páramo: Regiones altas de montañas, húmedas. Fauna: Animales peludos. Mucha vegetación.

Los Océanos Más Grandes

Los océanos más grandes son: Pacífico, Atlántico, Índico, Ártico y Antártico.

Flujo de Energía y Leyes de la Termodinámica

El Flujo de Energía es el aporte energético de un ecosistema, generalmente en forma de luz solar, necesario para su funcionamiento.

Principios Energéticos

Ley de la Termodinámica (Primera Ley): La materia y la energía no se crean ni se destruyen, solo se transforman.

Estados de la Materia

Líquido, Sólido, Gaseoso, Plasmático.

Tipos de Energía

1. Solar (Sol)
2. Eólica (Aire)
3. Undimotriz (Mar)
4. Hidráulica (Ríos)
5. Nuclear (Atómica)

Red Trófica y Niveles de Consumidores

La Red Trófica (o cadena alimentaria) es el proceso bioquímico que la naturaleza establece para el control y la transferencia de energía (generalmente iniciando con la energía solar).

• Consumidores Primarios: Heterótrofos y herbívoros.
• Consumidores Secundarios: Carnívoros.
• Desintegradores de la Materia: Bacterias y hongos.

Ciclos Biogeoquímicos: La Recirculación de Elementos

El Ciclo Biogeoquímico es el movimiento cíclico en los ecosistemas que permite que los elementos químicos pasen de orgánicos a inorgánicos y sean reutilizados. El 95% de la composición química de los seres vivos se basa en C, H, O, N, P, S (Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Fósforo y Azufre).

Tipos de Ciclos Biogeoquímicos

• Ciclo Sedimentario: Incluye Carbono, Fósforo, Azufre, Calcio. Se desarrolla en la corteza terrestre y fondos marinos (rocas, suelos). Reservorio: Corteza terrestre.
• Ciclo Gaseoso: Incluye CO₂, Nitrógeno, Oxígeno. Reservorio: Atmósfera.
• Ciclo Hidrológico: El ciclo del agua.

El Ciclo del Carbono (C)

El Carbono (Símbolo químico: C; Masa atómica: 12.01) es un no metal. Posee un isótopo radiactivo importante: el Carbono 14.

Formas y Reservorios del Carbono

• El carbono orgánico está formado por carbohidratos, lípidos y proteínas, y pasa a los animales a través de las redes tróficas.
• 7% del carbono se encuentra en el agua.
• 22% en restos fósiles.
• 3% en materia orgánica muerta.
• 4% en bosques y selvas.

Pasos del Ciclo del Carbono

1. El carbono orgánico pasa a los seres vivos (vía fotosíntesis).
2. Respiración Aeróbica.
3. Descomposición de excrementos.
4. Formación de carbón y petróleo a partir de restos fósiles.
5. Conchas y caparazones forman sedimentos.
6. Disolución de rocas por agua y viento.
7. Actividad volcánica.
8. Utilización de combustibles fósiles.
9. Intercambio de CO₂ entre la atmósfera y los océanos.

El Ciclo del Oxígeno (O)

El Oxígeno (Número atómico: 8; Valencia: 2) es un no metal. Es un gas incoloro, inodoro e insípido.

• El agua (H₂O) es la molécula más importante formada por oxígeno.
• Forma parte del agua y de las moléculas orgánicas.
• La fotosíntesis devuelve oxígeno a la atmósfera.
• La respiración: El ser vivo consume oxígeno y regresa CO₂ a la atmósfera.

El Ozono (O₃)

El oxígeno se transforma en ozono (gas compuesto por 3 átomos de oxígeno), el cual afecta indirectamente a los seres vivos.

• El ozono forma la Capa de Ozono.
• Se forma en la estratosfera terrestre y protege a la Tierra.
• Localizada entre 19 y 48 km de la corteza.
• Absorbe el 47% de los rayos ultravioleta.
• Se forma por la acción de la luz solar sobre el oxígeno.

El Ciclo Hidrológico (H₂O)

Describe la circulación y conservación del agua.

Propiedades del Agua

El agua está compuesta por 3 átomos (2 de hidrógeno y 1 de oxígeno). Punto de ebullición: 100°C. Punto de congelación: 0°C.

Características del estado líquido:

1. Alta capacidad calorífica: No se calienta ni se enfría rápidamente.
2. Ayuda a proteger a los organismos de los cambios de temperatura ambiental.
3. Mantiene el clima.
4. Transporta nutrientes.
5. Se contamina fácilmente.
6. Interviene en los ciclos del carbono y nitrógeno.
7. Tiene menor densidad cuando se congela (el hielo flota).
8. El 70% del peso humano es agua.
9. El agua pura es inodora, insípida e incolora.

Pasos del Ciclo del Agua

El ciclo del agua es dinámico: la energía solar calienta el agua y esta se evapora constantemente.

1. Evaporación: El agua se transforma en vapor (formando nubes).
2. Condensación: El vapor se enfría y forma gotas grandes.
3. Precipitación: Las lluvias y el agua regresan a la tierra y a los océanos.