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SIMBIOSIS La simbiosis es la asociación por parte de dos o más individuos de especies diferentes con el fin de recibir provecho mutuo para todos ellos. La simbiosis también se conoce como mutualismo y es considerada una relación interespecífica de organismos, es decir, una relación entre distintas especies. En la simbiosis, los organismos que participan reciben el nombre de simbiontes. En la naturaleza, la simbiosis está en casi todos los grupos y reinos y se da de maneras muy variadas. no de los e!emplos más claros de simbiosis son los líquenes, que en realidad, son la unión de un hongo y un alga que se unieron para beneficiarse mutuamente, hasta el punto de perder cada uno su identidad y convertirse un simbionte independiente. Es interesante, que los hongos simbiontes de esta unión buscan una especie específica de alga para dar lugar al liquen. "mbas especies no podrían sobrevivir por sí mismas a condiciones e#tremas$ en cambio, el liquen sí puede hacerlo. %tro caso es el de las micorrizas, que son uniones o asociaciones de hongos y raíces de algunos árboles. El beneficio mutuo en esta simbiosis consiste en que las raíces del árbol aprovechan el poder de absorción de los hongos para obtener los nutrientes que necesita la planta, que a su vez, produce las sustancias que los hongos necesitan para desarrollarse. La simbiosis puede clasificarse& •
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"tendiendo a la relación espacial entre los organismos participantes& ectosimbiosis ectosimbiosis y y endosimbiosis endosimbiosis.. En la ectosimbiosis, el simbionte vive sobre el cuerpo, en el e#terior del organismo anfitrión, incluido en el interior de la superficie del recorri recorrido do diges digestiv tivo o o el conduct conducto o de las glánd glándulas ulas e#ocri e#ocrinas nas.. En la endo endosi simb mbio iosi sis, s, el simbionte vive o bien en el interior de las células del anfitrión, o bien en el espacio entre éstas.' (esde una perspectiva de los costos y los beneficios que obtienen cada uno de los partic participa ipante ntes, s, las relaci relacione ones s simbió simbióti ticas cas en la natura naturalez leza a pueden pueden clasif clasific icars arse e como como de mutualismo mutualismo,,comensalismo comensalismo y y parasitismo parasitismo.. En En el mu mutu tual aliismo smo amba mbas esp especi ecies se benefician$ en el comensalismo la relación es beneficiosa para una de ellas e indiferente para la otra$ y en el parasitismo la relación es positiva para una, aunque per!udicial para la otra. )eg* )eg*n n sean sean esta estas s facu facult ltat ativ ivas as u obli obliga gato tori rias as,, o tamb tambié ién n dist distin ingu guie iend ndo o si son son + permanentes o temporales. (e modo similar, se puede distinguir entre simbiosis de transmisi ón vertical, en la que e#iste e#i ste una tra transf nsfere erenci ncia a dir direct ecta a de la inf infecc ección ión des desde de los org organi anismos smos anf anfitr itrion iones es a su progenie, y simbiosis de transmisión horizontal, en la que el simbionte es adquirido del medio ambiente en cada generación. -
El continuo entre parasitismo, comensalismo y mutualismo •
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El criterio teórico para asignar las etiquetas de parasitismo, comensalismo o mutualismo es el efecto neto sobre la aptitud inclusiva del inclusiva del hospedador. hospedador. El parasitismo parasitismo está está profusamente e#tendido en la naturaleza. En algunos casos puede ser el primer estadio de un proceso continuo que conduciría al mutualismo. En este estadio, el parásito debe atenuar la virulencia contra su hospedador y, entre otras adaptaciones adaptaciones,, se desprende desprende de una caracterí característic stica a típica típica de todo organismo, su tendencia a reproducirse geométricamente, auto/regulando esta tendencia$0 paralelamente, el hospedador deberá reaccionar neutralizando los efectos deletéreos de su parásito. 1En cualquier momento esas asociaciones pueden disolverse, sus miembros pueden cambiar e incluso destruirse entre sí, o simplemente perder a su simbionte2.34 Este primer estadio simbiótico es el más inestable, dado que 1el é#ito del parasitismo 5é#i 5é #ito to de dell pa pará rási sito to y ta tambi mbién én de la si simb mbio iosi sis6 s6 ra radi dica ca en la ac acomo omoda daci ción ón y en la supervivencia. El é#ito del parásito se mide no por los trastornos que causa a su hospedador sino por su capacidad para adaptarse y para integrarse al medio interno de este *ltimo2. 33 )e podría llegar a estadios de integración muy elevados en los que, antes de alcanzar una relación mutualista ya se podría estar produciendo transferencia de material genético. 37
Ejemplos de simbiosis en la naturaleza GÉNESIS MUTHRE FREIRE
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Los líquenes son organismos simbióticos característicos, en su caso producto de la simbiosis entre un hongo y un alga o cianobacteria. )e pueden distinguir numerosos tipos estructurales de líquenes& desde los más simples, donde hongo y alga se unen de forma casual, a los más comple!os, donde sus simbiontes dan lugar a un talo morfológicamente muy diferente a aquel que forman por separado, y donde el alga se encuentra formando una capa ba!o la protección del hongo. 8roducto de la simbiosis son e#cepcionalmente resistentes a las condiciones ambientales adversas y capaces, por tanto, de colonizar muy diversos ecosistemas, encontrándoselos en nichos ecológicos de condiciones e#tremas. 9uchos corales, así como otros grupos de cnidarios tales como Aiptasia :un género de anémonas de mar;, forman una relación simbiótica con una clase de algas, zoo#antelas, del géneroSymbiodinium, un dinoflagelado.3- Aiptasia, una plaga conocida entre los aficionados de acuarios de coral, sirven como un valioso organismo modelo en el estudio de la simbiosis cnidarios/algas. <ípicamente, cada pólipo alberga una especie de alga. " través de la fotosíntesis, estos proporcionan energía al coral, y ayudan en la calcificación.3 =asta un '4> del te!ido de un pólipo puede ser material vegetal.3-
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9uchos organismos presentan asociaciones simbióticas con bacterias que realizan quimiosíntesis, siendo los primeros en descubrirse en los a?os 30@4 los gusanos tubícolas gigantes de las fuentes hidrotermales del océano profundo.
Amportancia de la simbiosis en la naturaleza La simbiosis, el sistema en el cual miembros de especies diferentes viven en contacto físico, es un concepto arcano, un término biológico especializado que nos sorprende. Esto se debe a lo poco conscientes que somos de su abundancia. No son sólo nuestras pestañas e intestinos los que están abarrotados de simbiontes animales bacterianos! si uno mira en su "ardín o en el parque del vecindario los simbiontes quizá no sean obvios pero están omnipresentes. El trébol la vicia, dos #ierbas comunes, tienen bolitas en sus raíces. $on bacterias fi"adoras de nitrógeno esenciales para su sano crecimiento en suelos pobres en este elemento. %omemos después los árboles, el arce, el roble el nogal americano! entrete"idos en sus raíces #a del orden de trescientos #ongos simbiontes diferentes& las micorrizas que nosotros podemos observar en forma de setas. ' contemplemos un perro, normalmente incapaz de percatarse de los gusanos simbióticos que viven en sus intestinos. n e!emplo típico de 1simbiosis de comportamiento2 es la relación entre la anémona de mar y el cangre!o ermita?o& el cangre!o 1ofrece2 desplazamiento a la anémona y ésta le ofrece protección con sus tentáculos venenosos. %tro e!emplo es el del gobio de Luther, un pez, y una gamba ciega. La gamba e#cava una madriguera con sus fuertes patas y permite que el pez la ocupe también. " cambio, éste act*a como lazarillo, guiando a la gamba en la b*squeda de alimento. La gamba toca con sus antenas la cola del pez y éste la mueve cuando detecta alg*n peligro& en ese caso, los dos se retiran hacia la madriguera.
de nuestro peso en seco corresponde a esos microorganismos que mantienen diferentes relaciones simbióticas con nosotros. 74
Simbiosis y novedad biológica E#iste novedad biológica cuando un individuo adquiere nuevas características que a su vez son heredadas por sus descendientes. La adaptación mutua de los simbiontes supone una transformación de ambos que altera sus características y pueden observarse estables pasadas generaciones. "quellas en las que pueda probarse que son hereditarias deberán considerarse novedades biológicas. 77
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MUTU!ISMO El mutualismo es una interacción biológica, entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y me!oran su aptitud biológica. Las acciones similares que ocurren entre miembros de la misma especie se llaman cooperación. El mutualismo se diferencia de otras interacciones en las que una especie se beneficia a costas de otra$ éstos son los casos de e#plotación, tales como parasitismo, depredación, etc. La simbiosis puede ser un tipo particular de mutualismo de carácter íntimo, en que una de las partes :o ambas; es estrictamente dependiente de la otra. %tros tipos de simbiosis incluyen casos de parasitismo o de comensalismo. Las relaciones mutualistas !uegan un papel fundamental en ecología y en biología evolutiva. 8or e!emplo las micorrizas son esenciales para el 4> de las plantas terrestres. %tro papel
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importante de los mutualismos está en el incremento de la biodiversidad, e!emplificado por las interacciones entre polinizadores y las flores de plantas angiospermas. La coevolución entre angiospermas e insectos ha acarreado una gran proliferación de ambos tipos de organismos.3 Anfortunadamente el mutualismo no ha recibido tanta atención como otras interacciones tales como predación y parasitismo$ su importancia es igual o mayor a estas. 7 ' En los procesos de mutualismo es importante determinar el grado de beneficio de aptitud, lo cual no es fácil, especialmente cuando las interacciones no son sólo entre dos especies sino que una especie puede recibir beneficios de numerosas otras especies.
TI"OS #E $E!%IO&ES Las relaciones mutualistas pueden ser consideradas como un tipo de trueque o can!eo biológico+ en el que las especies intercambian recursos :por e!emplo carbohidratos o compuestos inorgánicos; o servicios :tales como dispersión de gametos o de descendientes o protección contra predadores;.
$elaciones recurso'recurso Las relaciones recurso/recurso, en que un tipo de recurso es can!eado por otro es posiblemente el tipo más com*n de mutualismo$ por e!emplo las asociaciones de micorrizas entre las raíces de una planta y un hongo. La planta proporciona los carbohidratos al hongo en cambio por agua y minerales, especialmente fosfatos y también nitratos. Los rizobios fi!adores de nitrógeno y las plantas leguminosas intercambian nitrógeno por carbohidratos. -
$elaciones servicio'recurso natural Las relaciones servicio/recurso son también comunes, por e!emplo la polinización en que los recursos de néctar y o polen son intercambiados por el servicio de dispersión de las gametas :polen; de la planta. %tro e!emplo es el de las hormigas que protegen a los pulgones de sus predadores :servicio; a cambio del rocío de miel o mielada :recurso; que es un subproducto de la savia que los pulgones chupan de la planta.
$elaciones de servicio'servicio Las relaciones estrictamente de servicio/servicio son muy escasas por razones a*n no muy claras.+ n e!emplo es la relación entre la anémona de mar y el pez payaso de la familia8omacentridae& la anémona con sus dardos venenosos :nematocistos; protege al pez contra depredadores y el pez payaso protege a la anémona contra peces de la familiaIhaetodontidae que se alimentan de anémonas. "l igual que en otros mutualismos, éste tiene otros aspectos que complican la situación de intercambio& los desechos del pez, amoníaco, alimentan a algas simbióticas que se encuentran en los tentáculos de la anémona. @ (e lo cual se desprende que además de ser un mutualismo de servicio/servicio es también en parte uno de servicio/recurso. %tro e!emplo es el de ciertas hormigas con algunas plantas del género Acacia, tales como la acacia cuerno de toro. Las hormigas hacen sus nidos dentro de las grandes espinas ahuecadas de la acacia y a su vez protegen a la acacia contra los herbívoros :a veces se alimentan de tales herbívoros, entonces también éste es un caso de servicio/servicio y en parte de servicio/recurso;. %tro servicio que las hormigas proporcionan a la acacia es que podan a la vegetación circundante eliminando así a la competencia. La acacia, además de proporcionar el
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servicio de refugio, también provee alimento a las hormigas en forma de glóbulos ricos en glucógeno, conocidos como cuerpos de Jelt, secretados por el ápice de los foliolos.
"$SITISMO El parasitismo es un tipo de simbiosis y tiene una estrecha relación en la cual uno de los participantes, :el parásito o huésped; depende del otro :elhospedero u hospedador o anfitrión; y obtiene alg*n beneficio$ lo cual implica da?o para el hospedero. El parasitismo puede ser considerado un caso particular de depredación. El parasitismo es un proceso por el cual una especie amplía su capacidad de supervivencia utilizando a otras especies para que cubran sus necesidades básicas y vitales, que no tienen por qué referirse necesariamente a cuestiones nutricionales, y pueden cubrir funciones como la dispersión de propágulos o venta!as para la reproducción de la especie parásita, etc. Iasi todos los animales poseen algunas especies parásitas. "lgunos bastante inesperados. 8or e!emplo además de los grupos más conocidos de parásitos :monogéneos, digéneos, cestodos, nematodos, hirudíneos, copépodos; entre los parásitos pueden incluirse algunas especies de percebes,alme!as, turbelarios, hidrozoos, aves como el cuclillo e incluso algunos tiburones. En el proceso de parasitismo, la especie que lleva a cabo el proceso se denomina parásito o huésped y la especie parasitada se llama hospedador, hospedante, o anfitrión. Los parásitos que viven dentro del huésped u organismo hospedador se llaman endoparásitos y aquéllos que viven fuera, reciben el nombre de ectoparásitos. n parásito que mata al organismo donde se hospeda es llamado parasitoide. "lgunos parásitos son parásitos sociales, obteniendo venta!a de interacciones con miembros de una especie social, como son los áfidos, las hormigas o las termitas. El parasitismo puede darse a lo largo de todas las fases de la vida de un organismo o sólo en períodos concretos de su vida. na vez que el proceso supone una venta!a apreciable para la especie parásita, queda establecido mediante selección natural y suele ser un proceso irreversible que desemboca a lo largo de las generaciones en profundas transformaciones fisiológicas y morfológicas de tal especie. Iomo todo parásito sigue siendo un organismo, puede verse convertido a su vez en hospedador de una tercera especie. "l parásito que parasita a otro parásito se le suele denominarhiperparásito, un e!empo de ello son los virus satélites, que requieren a otros virus para reproduccirse. Kazones de productividad ecológica limitan el n*mero de niveles de parasitismo a unos pocos.
"rocesos de in(ección parasitarias 9uchos endoparásitos obtienen beneficio de los organismos huéspedes mediante mecanismos pasivos, como por e!emplo el nematodo, Ascaris lumbricoides un endoparásito que vive en el intestino de los seres humanos. Ascaris lumbricoides produce un gran n*mero de huevos, que son transportados desde el tramo digestivo hasta el medio e#terno, dependiendo de los humanos el ser ingeridos en lugares que no tengan una buena salubridad. Los ectoparásitos :parásitos e#ternos;, a menudo tienen elaborados mecanismos y estrategias para encontrar organismos hospedadores. "lgunas sangui!uelas acuáticas, por e!emplo, localizan organismos con sensores de movimiento y confirman su identidad registrando las sustancias químicas antes de fi!arse a la piel.
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ECOLOGÍA Interacciones entre par)sitos y sus *ospedadores
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Coevolución y coespeciación %tra característica del parasitismo es que si bien el parásito debe adaptarse a la respuesta inmunitaria y, en general, a la vida parasitaria, el hospedador también debe hacerlo. Esto es debido a que la población parásita e!erce una presión selectiva en éste, de modo que huésped y parásito coevolucionan paralelamente a consecuencia del parasitismo. Esto e#plica, por e!emplo, que el gen de la anemia falciforme sea muy frecuente en zonas endémicas de malaria. La estrecha correspondencia entre las evoluciones de parásitos y huéspedes tiene mucho que ver con la especificidad del parasitismo. Los parásitos son generalmente muy selectivos con respecto a sus hospedadores, llegando en un elevado porcenta!e de casos a ser e#clusivos de una especie. (e hecho, no hay apenas especie de planta o animal de cierto tama?o, o incluso microscópica, que no cuente con alg*n parásito propio y no compartido. Esto, !unto con el hecho de que algunos parásitos también puedan ser hospedadores de otros parásitos, hace que la proporción de parásitos en la biota global sea notablemente alta. 9uchos parásitos, particularmente los microorganismos, se han adaptado evolutivamente a especies huéspedes en concreto$ en tales interacciones las dos especies han evolucionado cada una por su lado dentro de una relación relativamente estable, que no mata al huésped de manera rápida /lo que también sería per!udicial para el parásito/. La mayor parte de lospatógenos están destinados a convertirse evolutivamente en parásitos. En algunos casos, la relación del huésped con su parásito puede ser más estrecha, e incluso llegar a formarse una coespeciación entre ellos. E#iste un e!emplo particularmente notable de coespeciación entre un )pumavirus, llamado virus espumoso de los simios :)M;, y sus huéspedes primates. En un estudio, se compararon las filogenias de las polimerasa del )M con las de la subunidad AA de la citocromo o#idasa mitocondrial de primates africanos y asiáticos.3 )orprendentemente, los árboles filogenéticos fueron muy congruentes en orden de ramificación y la divergencia. 8or lo tan to, el virus espumoso del simio puede haber coespeciado con primates del Mie!o 9undo por lo menos unos '4 millones de a?os atrás. Es así como, la filogenia :historia evolutiva; de los parásitos nos ayuda a e#plicar la de sus huéspedes. %tro e!emplo de coespeciación, está relacionado con una disputa antigua acerca de si el parentesco de los flamencos, orden 8hoenicopteriformes es mayor con las cigNe?as :ordenIiconiiformes; o con los patos :orden "nseriformes;. )e encuentran parásitos comunes entre pelícanos y gansos como el pio!o llamado Anaticola Oque habita sobre los patosP$ phoenicopteri :literalmente Anaticolasignifica y phoenicopteri quiere decir Ode los flamencosP;, lo que viene a responder al interrogante, ya que esto indica que los flamencos comparten un género de parásitos de pio!os, :generalmente muy específicos para su hospedador; con los patos y los gansos, pero no con las cigNe?as. Es una prueba de una relación filogenética más íntima con las "nseriformes.
#e(ensas contra los par)sitos Es muy com*n que los organismos huéspedes también hayan desarrollado mecanismos de defensa. Las plantas a menudo producen to#inas, por e!emplo, que desalientan a los hongosparásitos, a bacterias, así como también a los herbívoros. El sistema inmunitario de los vertebrados puede ser ob!etivo de la mayoría de los parásitos a través del contacto con fluidos corporales. Keferente a medicamentos contra los parásitos, estos son denominados antiparasitarios. Inmunoevasión na de las características comunes del parasitismo es que conlleva un intercambio de sustancias, que provocan en el hospedador una respuesta inmunitaria. (e esta manera, el parásito debe vencer la acción del sistema inmunitario del hospedador para tener é#ito. "sí, las interacciones antígeno/anticuerpo son más complicadas cuanto mayor sea la comple!idad de los antígenos. Las células eucariotas poseen una gran cantidad de antígenos si las comparamos con las de bacterias o las de los virus.
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n recurso de inmunoevasión para el parásito es el de formar antígenos que se parezcan a los del huésped :mimetismo molecular;. %tro, es el de adherir antígenos del hospedador a la superficie e#terna del cuerpo del parásito :enmascaramiento antigénico;$ otro, es el recurso de ir variando constantemente y rápidamente sus proteínas de superficie :variación antigénica; de forma que los anticuerpos producidos por el huésped no lo puedan reconocer$ el resultado es que el hospedador invadido no reconoce al parásito como invasor o la respuesta que éste produce no es totalmente efectiva.
%!SI+I%%IO& •
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Los microparásitos son peque?os y e#tremadamente numerosos, se multiplican dentro del huésped y en muchos casos lo hacen dentro de las células del huésped, por lo tanto se relacionan con el metabolismo y provocan reacciones por parte de los anticuerpos. Los macroparásitos crecen, y en algunos casos se multiplican dentro del huésped. En otros casos producen fases infecciosas que salen fuera del huésped, para afectar a otros. Miven sobre :los pio!os, por e!emplo; o dentro del cuerpo :las lombrices intestinales, por e!emplo; o en las cavidades del hospedero y, por lo general, se puede estimar el n*mero de macroparásitos e#istente en el organismo afectado.
El parasitismo implica una relación trófica con su huésped :obtención de nutrientes; pero también puede implicar otras relaciones como lo es la de protección por parte de este *ltimo.
Tipos de par)sitos E#isten formas parásitas en muchos grupos biológicos. Entre estos están& •
los virus, que son parásitos obligados,
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las bacterias,
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los hongos,
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las plantas,
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los protistas :como los apicomple!os o algunas algas ro!as;, y
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muchos animales
"tendiendo al lugar ocupado en el cuerpo del hospedador, los parásitos pueden clasificarse en& •
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ectoparásitos& viven en contacto con el e#terior de su hospedador :por e!emplo la pulga; endoparásitos& viven en el interior del cuerpo de su hospedador :por e!emplo una tenia o una triquina; mesoparásitos& poseen una parte de su cuerpo mirando hacia el e#terior y otra anclada profundamente en los te!idos de su hospedador. En algunos casos e#tremos de mesoparásitos de peces :copepodos pennellidae;, pueden tener la cabeza introducida en el corazón de su hospedador y e#tenderse por las arterias hasta las branquias, o perforar la cavidad visceral.
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%alculadora de uella Ecológica busca reducir los patrones de consumo (e acuerdo a los *ltimos datos calculados, la =uella Ecológica del Ecuador ha superado su biocapacidad. Esto significa que la sociedad ecuatoriana está demandando una cantidad de recursos superior a la que la naturaleza puede regenerar.
%alculadora de uella Ecológica La calculadora personal de =uella Ecológica permite a los ciudadanos discernir de manera clara cuántos planetas se necesitarían para soportar el estilo de vida de cada persona y qué tipo de consumo es más agresivo con el medio ambiente, entre otros factores. "demás, se presentan conse!os prácticos para reducir la =uella, los cuales incluyen información cuantitativa de hasta qué punto podemos contribuir a un aprovechamiento más sustentable de los recursos. El ob!etivo es de esta herramienta informática es socializar entre la población, el concepto de =E y la relación entre patrones de consumo y presión sobre el medio ambiente que tienen las actividades humanas.
-.u/ es uella Ecológica0 La =uella Ecológica es un indicador ambiental que analiza la presión que los seres humanos generan sobre el medio ambiente, en base a los recursos naturales que utilizan para satisfacer sus patrones de consumo. Este indicador permite comparar los recursos e#istentes en la tierra frente a lo que la sociedad demanda. La =E puede reducirse a través de la elección de alternativas más sustentables, por e!emplo preferir transporte p*blico a transporte privado, reducir el consumo de productos de origen animal, utilizar focos ahorradores, evitar la compra de envases desechables y utilizar papel reciclado. El 9"E no solamente busca a través de este tipo de herramientas posicionar la problemática e#istente, sino también darle al ciudadano conse!os prácticos para reducir su =uella y obtener un estilo de vida más amigable con el medio ambiente
%i(ras importantes
)e ha calculado que si todos los habitantes del mundo vivieran como un ecuatoriano promedio, se requerirían de 3,' planetas para sustentar su nivel de consumo. La =uella Ecológica del Ecuador per cápita es de 1,23 *ect)reas globales La Jiocapacidad del Ecuador per cápita& 1,45 *ect)reas globales
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Kelación =uella Ecológica vs. Jiocapacidad del Ecuador& 4,35 *ect)reas globales
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