Unidad 1. Principios basicos de la naturaleza
Capítulo 1: El Planeta Tierra como Ecosistema
La Tierra como Ecosistema:
o La Tierra es un sistema viviente o ecosistema, también conocido como Gaia, que se caracteriza por ser finito, homeostático y sustentable.
o Está compuesta por diversos ecosistemas acuáticos y terrestres que interactúan entre sí, permitiendo la existencia de la vida.
o La Tierra es un sistema finito en términos de recursos, lo que significa que sus recursos no son ilimitados. Los recursos no renovables, como el petróleo y el carbón, se agotan con el tiempo, mientras que los recursos renovables, como el agua y el oxígeno, pueden agotarse si se consumen a un ritmo mayor que su capacidad de regeneración.
o La homeostasis es una característica clave de la Tierra, lo que significa que el planeta tiene la capacidad de autorregular sus condiciones para mantener un equilibrio dinámico, como la temperatura global, la composición atmosférica y la salinidad de los océanos.
Subsistemas de la Tierra:
o Subsistema físico: Incluye la litosfera (suelo y rocas), la hidrosfera (agua) y la atmósfera (aire). Estos componentes interactúan entre sí y con los seres vivos.
o Subsistema biológico: Compuesto por organismos productores (plantas), consumidores (animales) y descomponedores (hongos y bacterias). Estos organismos interactúan con el subsistema físico a través de ciclos biogeoquímicos.
Capítulo 2: Flujo de Energía y Ciclos Biogeoquímicos
Flujo de Energía:
o La Tierra es un sistema abierto en cuanto al flujo de energía, ya que recibe energía del Sol, que es la principal fuente de energía para los procesos biológicos y físicos en el planeta.
o La energía solar se transforma en energía química a través de la fotosíntesis en las plantas, y luego se transfiere a través de las cadenas alimenticias a los consumidores y descomponedores.
o Según la Segunda Ley de la Termodinámica, en cada transferencia de energía se pierde una parte en forma de calor, lo que explica por qué hay menos energía disponible en los niveles superiores de la cadena alimenticia.
Ciclos Biogeoquímicos:
o La Tierra es un sistema cerrado en cuanto al flujo de materia, lo que significa que los elementos químicos se reciclan continuamente a través de los ciclos biogeoquímicos.
o Ciclos gaseosos: Incluyen el ciclo del oxígeno, carbono y nitrógeno. Estos ciclos son rápidos y ocurren principalmente entre la atmósfera y los seres vivos.
- Ciclo del oxígeno: El oxígeno es liberado por las plantas durante la fotosíntesis y es utilizado por los seres vivos en la respiración.
- Ciclo del carbono: El carbono circula entre la atmósfera, los océanos, los seres vivos y la litosfera. Es fundamental para la formación de moléculas orgánicas.
- Ciclo del nitrógeno: El nitrógeno es fijado por bacterias en el suelo y luego utilizado por las plantas para sintetizar proteínas y ácidos nucleicos.
o Ciclos sedimentarios: Incluyen el ciclo del fósforo y el azufre. Estos ciclos son más lentos y ocurren principalmente en la corteza terrestre y los océanos.
- Ciclo del fósforo: El fósforo es esencial para la formación de ADN y ATP. Se encuentra principalmente en las rocas y se libera lentamente a través de la erosión.
- Ciclo del azufre: El azufre es importante para la síntesis de proteínas. Se encuentra en los océanos y en la corteza terrestre, y puede ser liberado a la atmósfera a través de erupciones volcánicas.
o Ciclo hidrológico: El agua circula entre la atmósfera, la superficie terrestre y los océanos. Es esencial para la vida y actúa como medio de transporte para los nutrientes en los ecosistemas.
Bienes y Servicios de los Ecosistemas:
o Los ecosistemas proporcionan bienes (como alimentos, materias primas, medicinas y recursos energéticos) y servicios (como la regulación del clima, la purificación del aire y el agua, la polinización de cultivos y la protección contra la radiación ultravioleta).
o Estos servicios son fundamentales para el bienestar humano y el funcionamiento de los ecosistemas. Sin embargo, muchos de estos servicios han sido subestimados y no se han valorado adecuadamente en términos económicos.
o La biodiversidad es clave para mantener estos servicios, ya que regula los procesos ecológicos que los sustentan. La pérdida de biodiversidad reduce la capacidad de los ecosistemas para resistir disturbios naturales y antropogénicos.
Agotamiento de los Servicios Ambientales:
o Las actividades humanas, como la degradación de hábitats, la introducción de especies exóticas y la contaminación, han llevado al agotamiento de los servicios ambientales. Esto ha resultado en la pérdida de biodiversidad y la reducción de la capacidad de los ecosistemas para proporcionar bienes y servicios.
o La huella ecológica del ser humano ha superado la capacidad de carga del planeta, lo que significa que estamos consumiendo recursos a un ritmo más rápido de lo que la Tierra puede regenerarlos.
Capítulo 3: Rol de los Seres Vivos en los Ecosistemas
Hipótesis de Gaia:
o El quinto principio de la naturaleza establece que los seres vivos, al interactuar con su entorno físico, mantienen la estabilidad del planeta y las condiciones para la vida. Esta idea se basa en la Hipótesis de Gaia, propuesta por James E. Lovelock y Lynn Margulis en 1979.
o Según esta hipótesis, los seres vivos no solo se adaptan al entorno, sino que también lo modifican para promover y conservar las condiciones adecuadas para su existencia y bienestar. Esto incluye la regulación de la composición atmosférica, la temperatura y otros factores clave para la vida.
Evolución del Planeta Tierra y los Seres Vivos:
o La Tierra primitiva era un entorno hostil con alta actividad volcánica y bombardeo de meteoritos. Con el enfriamiento del planeta, se formaron los océanos y la atmósfera primitiva, compuesta principalmente por nitrógeno y sin oxígeno libre.
o Los primeros organismos fueron anaeróbicos (no requerían oxígeno) y utilizaban metano como fuente de energía. Con el tiempo, surgieron organismos fotosintéticos que liberaron oxígeno a la atmósfera, lo que permitió la evolución de organismos aeróbicos (que dependen del oxígeno).
o Los seres vivos han modificado significativamente la atmósfera y otros componentes del planeta, promoviendo condiciones más favorables para la vida.
Factor Limitante y Capacidad de Carga:
o El séptimo principio de la naturaleza establece que el factor limitante y la capacidad de carga son determinantes en la dinámica poblacional de las especies.
o Factor limitante: Es cualquier factor ambiental (como la disponibilidad de agua, nutrientes o espacio) que limita el crecimiento de una población. Si un factor esencial está por debajo del umbral necesario, la población no puede prosperar.
o Capacidad de carga: Es el número máximo de individuos de una especie que un ecosistema puede sostener de manera indefinida. Cuando una población supera la capacidad de carga, se produce un colapso debido a la escasez de recursos.
Factores Abióticos y Bióticos:
o Factores abióticos: Incluyen el clima, la temperatura, la precipitación, la altitud y la topografía. Estos factores determinan la distribución de los ecosistemas y las especies.
o Factores bióticos: Incluyen las interacciones entre especies, como la competencia, la depredación y las relaciones simbióticas. Estas interacciones influyen en la dinámica de las poblaciones y la estructura de los ecosistemas.
Sucesión Ecológica:
o La sucesión ecológica es el proceso por el cual las comunidades de plantas y animales cambian gradualmente a lo largo del tiempo. Después de un disturbio (natural o causado por el hombre), las especies pioneras colonizan el área y modifican las condiciones para que otras especies puedan establecerse.
o Este proceso conduce a la formación de comunidades más estables y maduras, conocidas como comunidades clímax.
Impacto de la Especie Humana:
o El ser humano ha tenido un impacto significativo en los ecosistemas, modificando el entorno para satisfacer sus necesidades. Sin embargo, este impacto ha llevado a la degradación de los ecosistemas, la pérdida de biodiversidad y el agotamiento de los recursos naturales.
o La sociedad industrial ha exacerbado estos problemas, aumentando la huella ecológica y generando desafíos ambientales globales, como el cambio climático y la contaminación.