EQUILIBRIO NATURAL Llamada también estabilidad de la naturaleza, se refiere a las relaciones entre los seres vivos, con el medio y entre ellos. Entonces en la naturaleza convivimos diferentes poblaciones de seres vivos, que compartimos recursos, como el agua, la luz y el territorio que están en un equilibrio dinámico. FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO NATURAL Y EL AMBIENTE 1. Tala indiscriminada de los bosques y el sobre pastoreo. 2. Caza ilimitada de animales. 3. Contaminación ambiental, como los derrames de petróleo; derrames cloaca les crudos. 4. Aumento de la población con la construcción de casas, autopistas y ciudades. 5. La contaminación auditiva y el monóxido de carbono de los vehículos. 6. La no separación adecuada de las basuras (reciclaje). 7. El uso de los aerosoles y otras sustancias que desgastan la capa de ozono. 8. El uso inadecuado de la electricidad, ya que estos desgastan los embalses naturales lo cual contribuye al calentamiento solar. 9. La quema indiscriminada de árboles. 10.* Los Desastres naturales como erupciones volcánicas, inundaciones, deslizamientos, vendavales, etc. FACTORES QUE DETERMINAN EL EQUILIBRIO El equilibrio esta sujeto a la ley de la gravedad y lo condicionan: *Cuanto más bajo se encuentre el centro de gravedad, se estará mas estable. *La base de la sustentación es el polígono que forman todas las partes del cuerpo proyectadas contra el suelo, cuanta más base más equilibrio. *La línea que pasa por el centro de gravedad tiene que caer dentro de la base de la sustentación. *Los sentidos del oído, vista y tacto, y las sensaciones propioceptivas (sensibilidad que transmiten las articulaciones) nos informan de cómo está nuestro cuerpo en el espacio. COMPONENTES DEL ECOSISTEMA: FACTORES ABIÓTICOS Y BIÓTICOS En el ecosistema hay un flujo de materia y de energía que estudiaremos más adelante y que se debe a las interacciones organismos-medio ambiente. Al describir un ecosistema es conveniente describir y tabular los siguientes componentes: A) COMPONENTES ABIÓTICOS Son aquellos componentes de un ecosistema que no requieren de la acción de los seres vivos, o que no poseen vida, es decir, no realizan funciones vitales dentro de sus estructuras orgánicas. Los factores abióticos se clasifican en: Factores abióticos químicos Factores abióticos físicos ph lluvias composición del suelo, agua o aire intensidad de la luz solar sustancias químicas temperatura -Las sustancias inorgánicas: CO 2, H2O, nitrógeno, fosfatos, etc. -Los componentes orgánicos sintetizados en la fase biótica: proteínas, glúcidos, lípidos. -El clima, la temperatura y otros factores físicos. B) COMPONENTES BIÓTICOS Son aquellos componentes de un ecosistema que poseen vida y que permiten el desarrollo de la misma. En general los factores bióticos son los seres vivos; ejemplo: animales, plantas, hongos, bacterias, etc. -Los productores u organismos autótrofos: capaces de sintetizar materiales orgánicos complejos a partir de sustancias inorgánicas simples. -Los macroconsumidores o fagotrofos: heterótrofos, sobre todo animales, que ingieren otros organismos o fragmentos de materia orgánica.
-Los microconsumidores o sapotrofos: también heterótrofos, sobre todo hongos y bacterias, que absorben productos en descomposición de organismos muertos y liberan nutrientes inorgánicos que pueden utilizar nuevamente los productores.
FLUJO DE ENERGIA EN EL ECOSISTEMA. El flujo de la energía no puede ser cíclico, puesto que un ecosistema necesita para funcionar un aporte continuo de energía. Esta energía tiene que venir de un nivel trófico inferior hasta que se alcance el nivel de los productores. La observación de los ecosistemas hizo ver que, a medida que se ascendia por la escala de transferencia energética, cada nivel trófico estaba menos representado que el anterior, tenía menor número de individuos, y estos eran generalmente más grandes. Elton definió este sistema como pirámides de individuos y observó que las transferencias de energía se realizaban mediante cadenas tróficas simples que estaban entrelazadas formando redes. Se vió que las pirámides eltonianas no se cumplian, sobre todo cuando la vegetación arbórea ocupaba el primer nivel, ya que alimentandose de un solo árbol puede haber un gran número de insectos, pájaros u otros animales. Por ello, comenzó a caracterizarse la biomasa, el peso total de un nivel trófico determinado. La forma de la pirámide escalonada se obtenía solamente cuando se construían con las medidas de producción (biomasa nueva que se produce por unidad de tiempo). Liendeman, proporcionó un nuevo enfoque, proponiendo que el proceso básico de la dinámica trófica es la transferencia de energía de un nivel trófico a otro, de manera que en cada nivel el sistema vivo pierde energía. En cada paso, la energía transferida es mucho menor. La energía transferida por los productores se va devolviendo constantemente al mundo inanimado en forma de calor. La pérdida de energía útil limíta el número de niveles tróficos. La energía disponible al final es tan pequeña que los animales situados en los niveles altos frecuentemente se alimentan en varios niveles, e incluso algunos de plantas, y se hacen omnívoros. La constante reorganización de la materia, asociada a la circulación de nutrientes, implica una enorme pérdida de energía en forma de calor que es irrecuperable. Mediante cálculos realizados en ecosisteams acuáticos, se observa que la producción en cada nivel trófico es el 10% de la del nivel anterior. Estas producciones representan lo que va quedando del flujo de energía que va ascendiendo hasta los otros nieveles tróficos. En los ecosistemas terrestres el porcentaje de producción que pasa de un nivel a otro es todavía menor. Los ecosistemas tienden a mantener un equilibrio en el que cada nivel trófico retire biomasa del anterior, pero de tal manera que la que retire sea igual a la que produzca el nivel precedente en el mismo tiempo. La biomasa que se puede mantener en un nivel trófico depende de su producción. La producción expresa la energía que puede ser traspasada a un nivel superior.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS. En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización. Dentro de los mismos se pueden diferenciar niveles abióticos (materia no viva) y niveles bióticos ( materia viva, es decir con las tres funciones propias de los seres vivos). Los diferentes niveles serían: 1.- Nivel subatómico: integrado por las partículas subatómicas que forman los elementos químicos (protones, neutrones, electrones). 2.- Nivel atómico: son los átomos que forman los seres vivos y que denominamos bioelementos. Del total de elementos químicos del sistema periódico, aproximadamente un 70% de los mismos los podemos encontrar en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías: Bioelementos primarios: función estructural Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica. Oligoelementos o elementos vestigiales : función catalítica. 3.- Nivel molecular: En él se incluyen las moléculas, formadas por la agrupación de átomos (bioelementos). A las moléculas orgánicas se les denomina Biomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). En este nivel también debemos agrupar las macromoléculas y los virus. Las primeras resultan de la unión de monómeros (aminoácidos, nucleótidos, etc...) y los segundos son la unión de proteínas con ácidos nucleicos. 4.- Nivel celular: donde nos encontramos a la célula (primer nivel con vida). Dos tipos de organizaciones celulares, Eucariota (células animales y vegetales) y Procariota (la bacteria). Los organismos unicelulares (Ej. Protozoos) viven con perfecta autonomía en el medio, pero en ocasiones nos podemos encontrar agrupaciones de células, las colonias, que no podemos considerar como seres pluricelulares por que a pesar de estar formados por miles de células cada una vive como un ser independiente. 5.- Nivel pluricelular: constituido por aquellos seres formados por más de una célula. Surge de la diferenciación y especialización celular. En él encontramos distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos. Mientras los tejidos son conjuntos de células de origen y forma parecida que realizan las mismas funciones, los órganos son un conjunto de tejidos diferentes que realizan actos concretos. Los sistemas son conjuntos de órganos parecidos, al estar constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos completamente independientes. Los aparatos (Ej. aparato digestivo), formados por órganos que pueden ser muy diferentes entre sí (Ej. dientes, lengua, estómago, etc...), realizan actos coordinados para constituir lo que se llama una función biológica (Ej. nutrición). 6.- Nivel de población: los individuos de la misma especie (aquellos que son capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil) se agrupan en poblaciones ( individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio). 7.- Nivel de ecosistema: las poblaciones se asientan en una zona determinada donde se interrelacionan con otras poblaciones ( COMUNIDAD O BIOCENOSIS) y con el medio no orgánico ( Biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA, objeto deestudio de los biólogos. Los ecosistemas son tan grande o tan pequeño como queramos, sin embargo el gran ecosistema terrestre lo forman la Biosfera (biocenosis) y el astro Tierra (biotopo). NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE SERES VIVOS NIVELES COMPONENTES RAMAS BIOLOGÍA Subatómico Partículas subatómicas Atómico Átomos Moléculas Bioquímica Macromoléculas Biofísica Molecular Orgánulos celulares Citología Virus Virología Célula Microbiología Celular Seres unicelulares Citología Colonias Seres pluricelulares Taxonomía Pluricelular Sistemas Genética Aparatos Fisiología
Órganos Tejidos
De población
Poblaciones
De ecosistema
Biosfera Biocenosis Ecosistema
Botánica Organografía Paleontología Zoología Embriología Anatomía Histología Genética de poblaciones Zoogeografía Evolución Etología Ecología
NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN LA NATURALEZA La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con los factores no vivos. La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano, un lago, un bosque, o incluso, un árbol, o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA Individuo------ población------ comunidad----- ecosistema----- biosfera individuo: organismo capaz de reproducirse, que funciona como un todo organizado; realiza todas sus funciones vitales siempre que pueda obtener del medio suficiente materia y energía. Es la base de los niveles de organización ecológicas población: es un grupo de individuos de la misma especie capaces de reproducirse entre si y que habitan en un lugar y tiempo determinado comunidad: es el conjunto de población de distintas especies, que viven en un área o hábitat físico y tiempo determinado, y que interactúan entre si ecosistema: es cualquier lugar o medio donde se encuentran interactuando los seres vivos o factores bióticos y los abióticos biosfera: es la capa de aire, agua y tierra donde se encuentra o es posible el desarrollo de la vida
INTERACCIÓN ENTRE LOS ORGANISMOS * POR ANTAGONISMO: Competencia: es la interacción entre individuos de la misma especie (competencia intraespecifica), que utilizan el mismo recurso y existen en cantidades limitadas. En general es la lucha de dos individuos por obtener un recurso o bien escaso, haciendo uso de sus habilidades; entre los recursos por los que los organismos luchan están: pareja, alimento, espacio, agua, sitio de apareamiento, etc Depredación: es la interacción entre individuos en la cual un organismo capture a otro organismo vivo con fines alimenticios. La depredación es la ingestión de organismos vivos, incluidas la de las plantas por animales, animal con animal, y planta con animal, y hongos. En la depredación existen dos componentes: depredador: es aquel que se alimenta de otro organismo vivo presa: es aquel que se convierte en alimento de otro individuo * POR SIMBIOSIS:
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Comensalismo: es la relación entre dos especies en la cual uno se beneficia y el otro ni se beneficia ni se perjudica Mutualismo es la relación entre dos especies en las cuales ambas se benefician Parasitismo: es una asociación o relación entre dos organismos o especies en el cual una se beneficia y la otra se perjudica. Hay tres clase de parásitos los cuales pueden ser: ectoparásito: parásitos externos endoparásitos: parásitos internos hiperparasitos: parásitos de parásitos
o o o
INTERACCIONES ENTRE LOS SERES VIVOS DEL ECOSISTEMA Todos los seres vivos interaccionan con otros organismos y con su entorno. Una de las razones por las que los sistemas biológicos pueden ser difíciles de estudiar es que hay demasiadas interacciones posibles. La respuesta de una bacteria microscópica a la concentración de azúcar en su medio (en su entorno) es tan compleja como la de un león buscando comida en la sabana africana. El comportamiento de una especie en particular puede ser cooperativo o agresivo; parasitario o simbiótico. Los estudios se vuelven mucho más complejos cuando dos o más especies diferentes interaccionan en un mismo ecosistema; el estudio de estas interacciones es competencia de la ecología. Las poblaciones tienen distintos tipos de interacciones. En algunas de ellas ambos seres u organismos salen beneficiados, en otras una tiene beneficios y la otra no. En las distintas comunidades se pueden dar diversas categorías de relaciones con el fin de satisfacer necesidades básicas como por ejemplo la alimentación, el abrigo y el transporte. A continuación se verán algunas. Las interacciones entre los seres vivos de un ecosistema pueden ser asociaciones. 1.- ASOCIACIONES INTRAESPECÍFICAS Llamamos asociaciones a las relaciones entre los individuos para conseguir un fin. Las intraespecíficas son las que se establecen entre individuos de la misma especie, de la misma población. Las poblaciones las podemos organizar de diferentes maneras. Los miembros de las poblaciones pueden vivir aislados o forman familias. La familia: es un grupo que está formado por individuos que tiene relaciones de parentesco. En la familia hay dos partes diferenciadas: los individuos reproductores y los descendientes jóvenes. MODELOS DE FAMILIA Monógama: constituida por una pareja de reproducción y su prole Polígama: consta de un macho y varias hembras o de una hembra y varios machos Matriarcal: formada por una hembra y las crías. La hembra se encarga del cuidado de las crías y el macho las abandona Patriarcal: constituida por el macho y las crías. En este caso es la hembra la que los abandona y el macho el que se encarga del cuidado de las crías
Poblaciones gregarias: estas poblaciones se dan cuando individuos de diferentes especies que durante la mayor parte de su vida viven aislados, en determinadas épocas se reúnen formando grupos. Constituyen entonces las poblaciones gregarias . Colonias: se dan en organismos marinos. La unión entre los miembros de la colonia es tan grande que es muy difícil distinguir a cada uno de ellos. Sociedades: solo se dan en insectos. Los individuos que forman una sociedad son distintos unos e otros y tienen diferentes funciones. 2.- ASOCIACIONES INTERESPECÍFICAS Estas asociaciones se producen entre individuos de distintas especies, entre poblaciones diferentes. Competencia: Competencia interespecífica es la relación que se produce entre los individuos de dos o más especies, que viven en un mismo lugar y tienen necesidades semejantes. Cuando dos o más especies ocupan el mismo nicho ecológico, tienen las mismas necesidades en su vida cotidiana, de modo que competirán resultando una de ellas ganadora y desplazando al resto. Normalmente las especies que ocupan un mismo hábitat tienen nichos diferentes. Depredación: Es la relación por la cual los individuos de una especie se comen a los de otra sin que estos últimos desaparezcan. Los individuos pueden ser depredadores de ciertas especies y a la vez presas de otras. Simbiosis: Llamamos simbiosis a la relación entre individuos de dos especies que se proporcionan beneficio mutuo. Con esto queremos decir que sobreviven mejor juntos que separados. Hay simbiosis temporales y permanentes. Parasitismo: Es cuando una especie vive a expensas de otra sin causarle directamente la muerte. El beneficio es para el parásito y el perjudicado el hospedador. Según el lugar donde viven podemos hablar de ectoparasitismo y endoparasitismo. Comensalismo: La especie comensal utiliza como nutrientes restos de la comida de otras especies.
BIOMA Es el área dentro de una región biogeografía con un determinado tipo de vegetación y fauna predominante: el desierto y la selva virgen son dos de los biomas más característicos. Se llamará Bioma a aquella d eterminada parte del planeta tierra que comparte clima, vegetación y fauna. Es decir, el bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica, el cual será nombrado a partir de las especies vegetales y animales que predominen en el y que de alguna manera serán las más adecuadas para residir en el mismo. Un bioma se encuentra estrechamente influenciado por el tipo de suelo, clima y la topografía que existe en el lugar en cuestión y que obviamente presentará diferencias entre uno y otro bioma; las especies que viven y se desarrollan en un bioma pueden no conseguirlo en otro y esto será justamente porque existen especies que se adaptan a ciertas condiciones naturales mientras que otras no pueden hacerlo. Un bioma, tambien llamado paisaje bioclimático, es una determinada parte del planeta que comparte un clima, vegetación y fauna relacionados. Algunos de los biomas reconocidos por lo ecólogos son la tundra, bosque de coníferas, bosques caducifolios, etc. Bosque subtropical siempre verde, pradera, desierto, chaparral y bosque tropical con gran precipitación pluvial. Estos biomas están distribuidos, aunque de manera algo irregular, como fajas alrededor del mundo ; así, quien viaja del ecuador al polo, puede cruzar bosques tropicales de clima lluvioso, praderas, desiertos, bosque deciduo, bosque de coníferas y finalmente llegar a la tundra en el norte de Canadá y Alaska. Como las condiciones climáticas de las grandes altitudes son en cierto modo parecidas a las de altas altitudes, suele haber sucesión similar de biomas en las faldas de las grandes montaña CARACTERÍSTICA DE LOS BIOMAS Los biomas son áreas definidas, climática y geográficamente, con similares condiciones ecológicas, tales como las comunidades de plantas, animales y organismos del suelo ,2 (que a menudo se nombran como ecosistemas). Los biomas están definidas por factores tales como la estructura de las plantas (árboles, arbustos y hierbas), los tipos de hojas (como hoja ancha y agujas), el espaciado de las plantas (bosque, foresta, sabana) y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no están definidos por semejanzas genéticas, taxonómicas o históricas. Los biomas con frecuencia se identifican con patrones particulares de sucesión ecológica y vegetación clímax (casi-estado de equilibrio del ecosistema local). Un ecosistema tiene muchos biotopos y un bioma es un tipo mayor de hábitat. Un tipo principal de hábitats, sin embargo, es un compromiso ya que posee una falta de homogeneidad intrínseca. La biodiversidad característica de cada bioma, especialmente la diversidad de la fauna y las formas de las plantas dominantes, es una función de factores abióticos y de la productividad de la biomasa de la vegetación dominante. En los biomas terrestres, la diversidad de especies tiende a correlacionarse positivamente con la producción primaria neta, con la disponibilidad de humedad y con la temperatura.3 El bioma está caracterizado fundamentalmente por el clima, en particular, por la temperatura y las precipitaciones. Fue de hecho la distribución zonal de los climas lo que llevó a poner de relieve la zonificación de las tierras a finales del siglo XIX, y después, los biomas. Hay algunos otros parámetros físicos que pueden estar involucrados, como una altitud particular o la existencia de un suelo periódicamente sumergido, por ejemplo. El clima es el factor más importante que determina la distribución de los biomas terrestres y depende de: La latitud, que determina los tipos ártico, boreal, templado, subtropical y tropical. La humedad, que determina los tipos húmedo, semihúmedo, semiárido y árido. Además, influyen la variación estacional — la lluvia puede ser distribuido uniformemente a lo largo del año o estar marcado por las variaciones estacionales — y el tipo de estaciones — veranos secos, inviernos húmedos — la mayoría de las regiones de la tierra reciben la mayor parte de las precipitaciones en los meses de verano; las regiones de clima mediterráneo reciben sus precipitaciones en los meses de invierno. La altitud, que determina los tipos premontano, montano, alpino y alvar. En general, el aumento de la altitud causa una distribución de los tipos de hábitats similar al del aumento de la latitud. Los sistemas de clasificación de los biomas más utilizados corresponden a la latitud (o la zonificación de temperaturas) y la humedad. De hecho, el agua y la temperatura — cuya distribución a escala global está en gran medida condicionada por la rotación de la Tierra sobre su eje — son los dos factores clave para el establecimiento de un clima que presentan, a escala global y continental, variaciones según la latitud. Esta distribución está, por tanto, en correlación con bandas de vegetación homogéneas. Estas bandas latitudinales fueron observadas por primera vez por Vasili Dokucháyev, padre de la edafología rusa, y se llamaron zonas (del griego «zonê» que
significa cintura), lo que dio a luz al concepto de zonificación, fundamental en la geografía del medio natural. Así por ejemplo, la biodiversidad es creciente, en general, desde los polos al ecuador, ya sea desde un punto de vista animal o vegetal. La selva ecuatorial densa es el bioma más rico y más diverso.
DESCRIBIR LOS DIFERENTES CICLOS BIOGEOQUIMICOS QUE SE DAN EN UN ECOSISTEMA CICLO DE OXIGENO El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre. Abundancia en la Tierra El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en los océanos, y el segundo en la atmósfera. En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando parte de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de la molécula de agua, H2O. En la atmósfera se encuentra como oxígeno molecular (O2), dióxido de carbono(CO2), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de carbono (CO),ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO 2), monóxido de nitrógeno (NO) o dióxido de azufre (SO2), por ejemplo. una toxina Fue descubierta en 1774 por el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró que era un gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la combustión. Atmósfera El O2 le confiere un carácter oxidante a la atmósfera. Se formó por fotólisis de H2O, formándose H2 y O2: H2O + hν → 1/2O2. El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar. Corteza terrestre El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos elementos estén más o menos disponibles. La oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al igual que la oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo disminuye la solubilidad de algunos elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos insolubles. Hidrósfera y atmósfera química básica estructuralitica El oxígeno es ligeramente soluble en agua, aumentando su solubilidad con la temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando el dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando carbonatos; condiciona las propiedades ácidobase de los sistemas acuáticos. Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es captado por los océanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio. CICLO DE NITROGENO El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera. Efectos Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO 3 – ) a grupos amino, reducidos ( asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH 4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación. Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico (N 2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N 2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N 2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).
Fijación y asimilación de nitrógeno Artículo principal: Fijación del nitrógeno El primer paso en el ciclo es la fijación (reducción) del nitrógeno atmosférico( N 2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2 – ) o nitrato (NO3 – ) (aunque el amonio puede ser usado por la mayoría de los organismos vivos, las bacterias del suelo derivan la energía de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO 2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores. Fijación abiótica. La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico. Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N 2 y reducirlo a nitrógeno orgánico: N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos: Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea. Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya, aunque hay excepciones. Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas. La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenasa. [editar] Amonificación La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH 3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción de microorganismos descomponedores. CICLO: Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos. Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera. Nitrificación La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen del CO 2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes: Nitritación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO 2 – ). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus. Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO 3 – ). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter. La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica.
Desnitrificación La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO 3 – ), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno. Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible. El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas: nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecular Expresado como reacción redox: 2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N 2 atmosférico. La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno. Reducción desasimilatoria Es la respiración anaerobia del nitrato y nitrito a la forma gaseosa N2O y a la forma ion amonio. Se produce en estercoleros y turberas donde residen bacterias del género Citrobacter sp. Este género es típico de las coliformes enterofecales, por lo que también forma parte de la flora intestinal de mamíferos, ya que procesan parte de la lactosa que ingieren. En principio se estudió esta bacteria en las turberas debido a que son productoras de NO2, un gas de efecto invernadero, en la actualidad se realizan estudios de las baterías enzimáticas relacionadas con el retorno de amonio al suelo y su inhibición en presencia de sulfatos. CICLO DE CARBONO El ciclo del carbono es el sistema de las transformaciones químicas de compuestos que contienen carbono en los intercambios entre biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO 2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO 2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO 2 se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años. La vuelta de CO 2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los productos finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida. Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO 2 empleada en la fotosíntesis. En la medida de que el CO 2 es consumido por las plantas, también es remplazado por medio de la respiración de los seres vivos, por la descomposición de la materia orgánica y como producto final de combustión del petróleo, hulla, gasolina, etc. En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios.
Los seres vivos acuáticos toman el CO 2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la que tiene en el aire.
CICLOS SEDIMENTARIOS Son aquellos en los cuales los nutrientes circulan, principalmente, entre la corteza terrestre ( suelos, rocas y sedimentos tanto sobre la tierra como sobre los fondos marinos. El tiempo de reciclaje en este caso grande, debido a que los elementos pueden quedar retenidos en las rocas durante miles a millones de años. El Fósforo y el azufre son elementos con ciclos sedimentarios, o sea que su reservatorio es la corteza terrestre. CICLO DEL FÓSFORO Es un ciclo sedimentario, su reservorio es la corteza terrestre. El elemento se almacena en rocas fosfatadas y a medida que estas son erosionadas se van liberando compuestos fosfatados hacia el suelo y el agua. Luego son absorbidos por las plantas, a través de las raíces, incorporándose a los componentes vivos del sistema, a medida que pasan por los distintos niveles troficos. Una vez que los organismos (plantas o animales) mueren, se descomponen y se libera el fósforo contenido en la materia orgánica. Los principales pasos del ciclo del fósforo son su mineralización, el almacenamiento, el recambio en el reservorio del humus y su fijación química en el suelo (puede presentarse en suelos de origen volcánico que posee una arcilla amorfa llamada alófono, la cual casi retiene irreversiblemente el f6sforo a menos que exista la acción de hongos micorrícicos que favorecen la solubilidad del nutriente.A este ciclo se le llama local porque no tiene demostrada la presencia de formas gaseosas intermediarias. CICLO DEL AZUFRE Es un ciclo gaseoso, su reservorio es la troposfera. El elemento se almacena en la mencionada capa. A pesar de su abundancia no puede ser utilizada directamente por los vegetales y se requiere de la acción de un grupo especial de
microorganismos, la bacteria nutrificantes. Estas convierten el gas nitrógeno en compuestos solubles en agua que pueden ser absorbidos por los vegetales e incorporados a la trama trofica. El azufre también es un elemento fundamental para los seres vivos, ya que es nutriente esencial para todos los organismos (forma parte de los aminoácidos cistina y cisterna). Su ciclo consta de los procesos de mineralizaci6n, asimilación, oxidaci6n y reducci6n de las formas azufradas. Algunos microorganismos involucrados en el proceso son: Thiobacillus (género muy común en el proceso cuya única especie anaer6bica es Thiobacillus desnitrificans), Desulfovibrio, Bacillus, Pseudomona, etcétera.
FORMACIÓN DEL SUELO El suelo puede formarse y evolucionar a partir de la mayor parte de los materiales rocosos, siempre que permanezcan en una determinada posición el tiempo suficiente para permitir las anteriores etapas. Se pueden diferenciar: Suelos autóctonos, formados a partir de la alteración in situ de la roca que tienen debajo. Suelos alóctonos, formados con materiales provenientes de lugares separados. Son principalmente suelos de fondos de valle cuya matriz mineral procede de la erosión de las laderas. La formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en partículas menores mezclándose con materia orgánica en descomposición. El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno: 1. El lecho de roca madre se descompone cada vez en partículas menores. 2. Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo desintegrándolo cuando viven en él y añadiendo materia orgánica tras su muerte. Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes. 3. El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en materia orgánica, mientras que el horizonte C contiene más minerales y sigue pareciéndose a la roca madre. Con el tiempo, el suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación reciclando sus recursos de forma efectiva 4. Cuando el suelo es maduro suele contener un horizonte B, donde se almacenan los minerales lixiviados.
COMPOSICIÓN Los componentes del suelo se pueden dividir en sólidos, líquidos y gaseosos. Sólidos Este conjunto de componentes representa lo que podría denominarse el esqueleto mineral del suelo y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan: Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados, (micas, feldespatos, y fundamentalmente cuarzo). Como productos no plenamente formados, singularmente los minerales de arcilla, (caolinita, illita, etc.). Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goetita) y de Al (gibsita, bohemita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas. Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la alteración mecánica y química incompleta de la roca originaria. Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y abundancia condicionan el tipo de suelo y su ebebeón.Carbonatos (calcita, dolomita). Sulfatos (aljez). Cloruros y nitratos. Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la materia orgánica muerta existente sobre la superficie, el humus o mantillo: Humus joven o bruto formado por restos distinguibles de hojas, ramas y restos de animales. Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de la total descomposición del humus bruto, de un color negro, con mezcla de derivados nitrogenados (amoníaco, nitratos), hidrocarburos, celulosa, etc. Según el tipo de reacción ácido-base que predomine en el suelo, éste puede ser ácido, neutro o alcalino, lo que viene determinado también por la roca madre y condiciona estrechamente las especies vegetales que pueden vivir sobre el mismo. Líquidos Esta fracción está formada por una disolución acuosa de las sales y los iones más comunes como Na +, K+, Ca2+, Cl, NO3-,… así como por una amplia serie de sustancias orgánicas. La importancia de esta fase líquida en el suelo estriba en que éste es el vehículo de las sustancias químicas en el seno del sistema.
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El agua en el suelo puede estar relacionada en tres formas diferentes con el esqueleto sólido: Tipos de líquido en el suelo. la primera, está constituida por una película muy delgada, en la que la fuerza dominante que une el agua a la partícula sólida es de carácter molecular, y tan sólida que esta agua solamente puede eliminarse del suelo en hornos de alta temperatura. Esta parte del agua no es aprovechable por el sistema radicular de las plantas. la segunda es retenida entre las partículas por las fuerzas capilares, las cuales, en función de la textura pueden ser mayores que la fuerza de la gravedad. Esta porción del agua no percola, pero puede ser utilizada por las plantas. finalmente, el agua que excede al agua capilar, que en ocasiones puede llenar todos los espacios intersticiales en las capas superiores del suelo, con el tiempo percola y va a alimentar los acuíferos más profundos. Cuando todos los espacios intersticiales están llenos de agua, el suelo se dice saturado. Gases La fracción de gases está constituida fundamentalmente por los gases atmosféricos y tiene gran variabilidad en su composición, por el consumo de O2, y la producción de CO 2 dióxido de carbono. El primero siempre menos abundante que en el aire libre y el segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de los seres vivos del suelo, incluidas las raíces y los hongos. Otros gases comunes en suelos con mal drenaje son el metano (CH4 ) y el óxido nitroso (N2O).
TIPOS DE SUELOS Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas. Por funcionalidad Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que por eso son tan coherentes. Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura. Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo. Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar. Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo. Suelos mixtos: tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos. Por características físicas Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosales que viene del griego leptos que significa delgado. Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos. Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%. Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%. Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm. Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio. Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza. Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales.
¿QUÉ DEBEMOS HACER PARA CONSERVAR EL SUELO Y MANTENER SU FERTILIDAD? La cantidad de tierra que disponemos para cultivar es escasa y debe ser usada cuidadosamente y aplicando medidas de conservación apropiadas. Un adecuado manejo del suelo ayuda a mantenerlo, restaurarlo y a mejorar su calidad. Para asegurarnos buenas cosechas durante muchos años, es importante que sepamos qué es y cómo se produce la erosión. Además, debemos conocer y utilizar técnicas de cultivo que eviten la pérdida de suelo y conserven su fertilidad. Los métodos usados para prevenir la erosión ayudan a sujetar el suelo, reduciendo el impacto del agua y del viento para evitar que lo arrastre. La pérdida de la fertilidad se combate reponiendo en el suelo los nutrientes y la materia orgánica que los cultivos y la misma erosión se llevan. La pérdida de suelo es más intensa en zonas en pendiente porque en ellas el agua corre con más fuerza. Para impedir que el agua y el viento se lleven partículas de tierra, podemos usar algunas técnicas que son muy eficaces a pesar de su sencillez. Se trata de prácticas para conservar el suelo y el agua. Cuando cultivamos suelos de laderas, hay que realizar las operaciones de cultivo en sentido perpendicular a la pendiente o en curvas de nivel. De esta manera, cada surco actúa como una barrera que frena el movimiento del agua. Al disminuir la escorrentía superficial, la capa fértil no es arrastrada. Además, lograremos un mayor aprovechamiento del agua que aumenta su penetración al correr más lentamente. La cobertura vegetal (pastos tupidos, residuos de cosecha), además de enriquecer el suelo, ayuda a protegerlo contra la erosión, especialmente en la época de lluvias. En la época de sequía, evita que el suelo se reseque, al disminuir la pérdida de agua por evaporación. Es posible sembrar cultivos de cobertura entre un ciclo agrícola y otro.Asimismo, la utilización del rastrojo como cobertura ayuda a controlar las malezas y aumenta la materia orgánica y la fertilidad. Para defender al suelo de la erosión provocada por el viento y la lluvia es necesario usar barreras. Pueden ser barreras vivas, formadas por franjas de árboles y arbustos de hojas perennes y crecimiento denso, transversales a la dirección del viento y a la pendiente del terreno. También es útil construir barreras hechas con piedras para evitar que el agua se escurra rápidamente y arrastre partículas de suelo. La tierra retenida se acumula y es excelente para agregarla a los cultivos. Las zanjas y acequias permiten capturar el agua de escorrentía, que puede ser acumulada allí (surcos de infiltración), o puede ser llevada fuera del terreno (zanjas de drenaje y canales de desviación) hacia tanques para almacenarla. Las terrazas o andenes: hay terrenos de pendiente muy acentuada, y en ellos la construcción de terrazas ayuda a que el agua se absorba, evitando que arrastre el suelo y lo erosione. Además se obtienen superficies planas y más profundas, lo que permite sembrar diversos cultivos. Pueden construirse pequeñas terrazas individuales y circulares, en las que se planta, generalmente, un frutal. La labranza mínima limita la roturación del suelo a los surcos donde se va a sembrar. El resto del terreno queda sin tocar. Este tipo de labranza permite mantener la estructura del suelo, disminuyendo el arrastre ocasionado por la lluvia y el viento. El control de cárcavas: las cárcavas son zanjas causadas por el agua, que socava el suelo y se lo lleva. Dificultan la agricultura y tienden a agrandarse, aumentando la erosión y los desmoronamientos de tierra. Para controlarlas, hay que detener el flujo de agua que las forma. Después hay que intentar su recuperación, construyendo muros de piedras dentro de la cárcava para que se acumule tierra. También se pueden sembrar barreras vivas, por ejemplo, pastos. Para fijar sus bordes, se plantan árboles. Es importante evitar el sobrepastoreo. Cuando se concentra el ganado, el pisoteo constante compacta el suelo. Al alimentarse selectivamente de los pastos que prefieren, estos desaparecen poco a poco. La conservación de la fertilidad se consigue reponiendo en el suelo los nutrientes y la materia orgánica que los cultivos y la erosión se llevan. Prácticas que ayudan a conservar la fertilidad son la rotación de cultivos y los cultivos asociados. Rotar los cultivos es sembrar diferentes cultivos en un mismo terreno, durante años sucesivos. Cada especie utiliza con mayor intensidad nutrientes diversos y sus raíces llegan a distinta profundidad. Así, mientras un cultivo utiliza ciertos nutrientes, se están regenerando los nutrientes que tomó la cosecha anterior. Esta rotación ayuda también a disminuir las plagas, ya que al año siguiente no encuentran los vegetales que atacan específicamente. La asociación de cultivos es la siembra de diferentes especies vegetales en un mismo año. Ejemplo: Si se siembra maíz, frijol y calabaza: Cada cultivo absorbe los nutrientes que necesita sin competir con los otros.
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El maíz sirve de apoyo para que trepe el frijol. El frijol, que es una leguminosa, fija el nitrógeno, enriqueciendo el suelo. La calabaza da sombra al suelo, conserva la humedad y evita que crezcan las hierbas. Reposición de materia orgánica. Esta reposición puede ser natural, cuando se deja descansar el suelo y se espera que crezca nuevamente la vegetación. Pero también es posible enriquecerlo usando composte, agregando estiércol de los animales o enterrando los restos de las cosechas. Otra posibilidad es usar abonos verdes, como el chocho o tarwi, cultivos que no se recogerán porque sirven para nutrir los suelos. Se entierran en la época de floración, que es cuando acumulan la mayor cantidad de nutrientes. La materia orgánica del suelo no sólo lo enriquece de nutrientes, también lo hacen más esponjoso, lo que permite que retenga la humedad y esté mejor aireado. Plantación de leguminosas: algunas plantas como el frijol, el garbanzo, las habas, la alfalfa, el trébol, la soya y las acacias tienen en sus raíces nódulos con bacterias que toman el nitrógeno del aire y lo fijan en el suelo. De esta manera, el nitrógeno es utilizado como nutriente por otras especies. Los fertilizantes minerales pueden ser usados pero siempre con moderación y precaución al aplicarlos. Es necesario conocer previamente qué mineral falta en el suelo y agregarlo en las proporciones necesarias para las plantas que deseamos cultivar. Si se usan en exceso pueden dañar los cultivos y matar a los microorganismos del suelo. Debemos recordar que son compuestos químicos que tienen los nutrientes necesarios para las plantas, pero no mejoran la calidad del suelo porque no contienen materia orgánica, como los abonos verdes, el composte y el estiércol. o o o
ETAPAS O FASES DEL CICLO DEL AGUA El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un cierto grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, ya que de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación, etc. Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son: 1º Evaporación. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa. 2º Condensación. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas. 3º Precipitación. Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia). 4º Infiltración Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno. 5º Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos. 6º Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades: Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.
Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad. 7º Fusión. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo. 8º Solidificación. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una tromba marina (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.
CAUSAS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA La contaminación del agua causada por las actividades del hombre es un fenómeno ambiental de importancia, se inicia desde los primeros intentos de industrialización, para transformarse en un problema generalizado, a partir de la revolución industrial, iniciada a comienzos del siglo XIX. Los procesos de producción industrial iniciados en esta época requieren la utilización de grandes volúmenes de agua para la transformación de materias primas, siendo los efluentes de dichos procesos productivos, vertidos en los cauces naturales de agua (ríos, lagos) con desechos contaminantes. Desde entonces, esta situación se ha repetido en todos los países que han desarrollado la industrialización, y aún cuando la tecnología ha logrado reducir de alguna forma el volumen y tipo de contaminantes vertidos a los cauces naturales de agua, ello no ha ocurrido ni en la forma ni en la cantidad necesarias para que el problema de contaminación de las aguas esté resuelto. La contaminación del agua se produce a través de la introducción directa o indirecta en los cauces o acuíferos de sustancias sólidas, líquidas, gaseosas, así como de energía calórica, entre otras. Esta contaminación es causante de daños en los organismos vivos del medio acuático y representa, además, un peligro para la salud de las personas y de los animales. Existen dos formas a través de las cuales se puede contaminar el agua. Una de ellas es por medio de contaminantes naturales, es decir, el ciclo natural del agua puede entrar en contacto con ciertos constituyentes contaminantes que se vierten en las aguas, atmósfera y corteza terrestre. Por ejemplo, sustancias minerales y orgánicas disueltas o en suspensión, tales como arsénico, cadmio, bacterias, arcillas, materias orgánicas, etc. Otra forma es a través de los contaminantes generados por el hombre o de origen humano, y son producto de los desechos líquidos y sólidos que se vierten directa o indirectamente en el agua. Por ejemplo, las sustancias de sumideros sanitarios, sustancias provenientes de desechos industriales y las sustancias empleadas en el combate de plagas agrícolas y/o vectores de enfermedades. *Descargas de aguas servidas domiciliarias (desagües) a ríos, mares, etc. *Descargas de desagües industriales y aguas servidas. * Emisiones industriales en polvo, como cementos, yeso, etc. * Basurales (metano, malos olores). Quema de basuras (CO2 y gases tóxicos). * Fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión). *Derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos). *Corrientes de aire y relación presión/temperatura. En las zonas urbanas: Se aprecia tanto en las de uso domiciliario como en las de uso público. La produce los desperdicios industriales, la basura, el derrame de las aguas negras, la obstrucción de cañerías y cunetas. En las zonas rurales: Es producida por el uso de productos químicos en las actividades agropecuarias en forma no controlada (plaguicidas, fumigaciones o aplicación abusiva de fertilizantes), por derrames de petróleo y el derrame de aguas no tratadas entre otros. En los ríos, mares, lagos y océanos: Se produce por el traslado de aguas negras desde las zonas urbanas, del derrame de petróleo, los desperdicios y residuos industriales, la basura acumulada en las orillas de los mares, lagos,
océanos y ríos. Entre estos, los derrames petroleros representan hoy en día uno de los mayores causantes de contaminación marina. El petróleo derramado se esparce sobre vastas extensiones en forma de una delgada capa que impide que los microorganismos del plancton transformen el gas carbónico del aire en oxigeno, y no pueden ser absorbidos por la atmósfera. La descarga de petróleo y la limpieza de los grandes tranques petroleros, hechas al margen de las leyes internacionales, contaminan también extensas áreas marinas.
CONSECUENCIA DE LA CONTAMINACIÓN Los efectos de la contaminación del agua incluyen los que afectan a la salud humana. La presencia de nitratos (sales del ácido nítrico) en el agua potable puede producir una enfermedad infantil que en ocasiones es mortal. El presente en los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las cosechas, de ser ingerida en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así como lesiones en el hígado y los riñones. Hace tiempo que se conoce o se sospecha de la peligrosidad de sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico y el plano. Los lagos son especialmente vulnerables a la contaminación. Hay un problema, la eutrofización, que se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua de los campos de cultivo pueden ser los responsables. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor, y un acumulamiento de algas o verdín desagradable a la vista así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato de calcio en las aguas duras, otro problema cada vez más preocupante es la lluvia ácida que ha dejado muchos lagos del Norte y del Este de Europa y del Noroeste de Norteamérica totalmente de provistos de vida. Cuando el agua no consigue autopurificarse es señal de que contiene exceso de sustancias orgánicas y químicas, por lo que la calidad del agua se ve afectada y se restringe su uso. Algunas consecuencias de la contaminación de las aguas son: Los animales mueren al entrar en contacto con sustancias tóxicas que se encuentran en las aguas. Por tanto disminuye el potencial alimenticio de los mares y ríos. Las aguas contaminadas generan enfermedades de la piel e intoxicaciones. Esto también ocurre en las playas y en las regiones rurales, las que puede producirse la muerte del ganado y de las aves de corral. En las zonas portuarias donde se depositan cargas de alimentos que se importan o se exportan, la contaminación puede afectar estos alimentos.
