ECOLOGÍA

Es  una ciencia ,no obstante , puesto que se trata  de una ciencia , los debates y  desacuerdos son permisibles  en lo que se refiere al valor  que se da  a sus implicaciones , y aplicaciones , pero no es posible hablar  inteligentemente  de "  creer "   o "   no creer  "  en la ecología , a menos que se tenga el deseo  de expresarse  de la física  nuclear  o la  electrónica de la misma manera ..
ECOLOGÍA   (  del griego   oikos , casa o lugar donde se vive ; logos estudio  ) significa  literalmente   el estudio  de los organismos  " en su hogar "  o ambiente natural .
La  ecología  se relaciona  con la biología  de los grupos de organismos  y con las relaciones  de éstos  con su medio . El estudio  de la ecología  también  tiene muchas subdivisiones . El término  autecología  se refiere al estudio de organismos  individuales , o de poblaciones  de una sola especie , y sus relaciones  con el medio .
En el sentido ecológico , una población  es un grupo de individuos  de cualquier  tipo de organismo , es decir,  un grupo de MUNIDAD  BIÓTICA  , incluye  todas las poblaciones  que ocupan un habitad  definido  cualquiera .Un ECOSISTEMA  consta de la comunidad  y el ambiente físico , inanimado , entre los cuales  hay un intercambio  de material y energía.
En un ecosistema las partes  biótica  y abiótica  interactúan  como un sistema  estable en el que el intercambio  de materiales entre ellas sigue  una ruta  cerrada , más o menos  cíclica . Un ecosistema  puede ser tan grande  como un océano  o un bosque  o tan pequeño  como un acuario  de peces tropicales , plantas , bacterias , hongos  y caracoles.
Además  de esas definiciones  ecológicas , los grupos   de organismos  pueden  integrar  SOCIEDADES   cuando  sus miembros  interactúan  de tal manera  que modifican  mutuamente  su comportamiento.

EL USO CÍCLICO  DE LA MATERIA  Y EL FLUJO DE LA ENERGÍA.
La primera ley  de la termodinámica  establece  que la materia  no se crea  ni se destruye ..Obviamente , los átomos  de carbono  y nitrógeno  que componen  los cuerpos de los  seres  vivientes  deben haber sido usados  una y otra vez  durante  la formación  de nuevas  generaciones  de plantas y animales. .La  biósfera  no recibe   grandes cantidades  de materia  provenientes  de otras partes del universo , ni tampoco  pierde cantidades significativas  de materia que sale  hacia el espacio  exterior . Los  átomos  de cada elemento : carbono, hidrógeno , oxígeno , nitrógeno  y demás  son tomados  del ambiente global  del planeta , se vuelven parte  de algún componente  celular  y ,por ultimo   ( quizá  por medio  de una vía circular  en la que intervienen  otros organismos   ) , regresan  al ambiente  inanimado   (  abiótico  )  para ser usados una vez más .

         EL CICLO DEL CARBONO
En la atmósfera  que existe  por encima de cada hectárea  de la superficie de la  Tierra hay unas 13 toneladas  de carbono  en forma de  dióxido de carbono . Sin embargo  en un solo año , una hectárea  de vegetación  como la caña  de azúcar  puede extraer  hasta 40 toneladas  de carbono  de la atmósfera  e incorporarlo  al cuerpo de la planta .
Si no existiera  alguna forma  de renovar  ese carbono , los productores  acabarían , tras de algunos siglos , por agotar  todo el carbono  presente en la atmósfera . No obstante , el dióxido  de carbono  se produce continuamente  gracias a las descarboxilaciones   que tienen  lugar  durante  la respiración celular.
Las plantas  efectúan  la respiración  de manera continua ; además , los tejidos vegetales  son devorados  por animales  que , por respiración , regresan  el dióxido  de carbono  al aire . Sin embargo , la respiración  vegetal y animal  por sí sola , no basta  para retornar  el carbono a la atmosfera  al mismo ritmo  que lo la fotosíntesis ,ya que  una enorme cantidad  de ese elemento  se acumula  en los compuestos  que integran los cuerpos  muertos de las plantas y animales , así como sus desechos . De ese modo , el ciclo  del carbono  se balancea  gracias  a la actividad  de las bacterias  y hongos  desintegradores , que rompen  los compuestos  de carbono  presentes  en las plantas  y animales  muertos , convirtiéndolos   en dióxido de  carbono.
De igual manera , si no  existieran los procesos  fijadores del carbono , la actividad  volcánica  a través  de los milenios  también  acumularía  grandes cantidades  de dióxido de carbono  en la atmosfera , y perturbaría  enormemente el equilibrio  térmico del planeta . Además  de la fotosíntesis , el principal  proceso de fijación  de carbono  es la producción  de las estructuras  esqueléticas  de carbonato de calcio  de los organismos  acuáticos ., que en ultima instancia se convierten en rocas.
EL CICLO DEL AGUA .
El agua , que tiene importancia  vital para los seres vivos  como solvente  y fuente  de hidrógeno  para la fotosíntesis , abunda  afortunadamente  en el planeta . Pero  si no fuera por  el ciclo del hidrógeno ,  el agua  seguiría  estando en su principal  reservorio , el océano. De manera inevitable , el agua  termina, aunque  también  se incorpora  al cuerpo de muchos  organismos  diferentes , uno tras otro , en su ruta . La energía  necesaria  para impulsar el ciclo , es decir , el calor necesario  para evaporar  el agua , proviene del sol.
OTROS ELEMENTOS
Los elementos  como el fosforo , nitrógeno  y hierro  también  deben reciclados , ya que también  son esenciales para la vida  sin embargo  aunque los elementos  indispensables  para la vida  pueden ser reciclados  de manera  continua , la energía  que mantiene  los procesos no lo es.
FLUJO DE ENERGÍA
Los ciclos   de todos los tipos  de materia son cerrados, lo que significa  que los átomos  son usados  una y otra vez . Para mantener en funcionamiento  esos ciclos  no se necesita  materia nueva , sino que fluye  de manera  unidireccional . Aunque  la energía  no se crea   ni se destruye , recuerde  que cuando  la energía  se transforma  o realiza  un trabajo  hay aumento  en la entropía , lo que genera  una disminución en la energía  disponible  para hacer más trabajo ; esta es la segunda ley de la termodinámica .
Sólo una pequeña  fracción  de la energía  lumínica  que llega  a la tierra es capturada .Existen  grandes  extensiones  de la tierra  que no están cubiertas  por vegetación , pero incluso  donde existen  plantas ,  los organismos  fotosintéticos  sólo  utilizan  3 %  de la energía  solar que llega . Esa energía  radiante  es conservada  como energía  potencial  dentro de los  enlaces químicos  de las sustancias  orgánicas  sintetizadas  por la planta.
Cuando un animal  ingiere  la planta   ( o cuando  las bacterias la descomponen  ) , esas sustancias  orgánicas  son oxidadas .La energía  que se libera  equivale  a la cantidad  de energía  utilizada  para la síntesis  de la sustancia , pero   una parte  de ella  se pierde en forma de calor .
Si ese animal es devorado a su ves por otro , sucede  otra pérdida  de energía  cuando el segundo animal  oxida  las sustancias  orgánicas  obtenidas  del primero  y libera  la energía  encerrada  en ellas  para sintetizar  sus propios  constituyentes  celulares .
En última  instancia , toda la energía  atrapada  originalmente   por las plantas  durante la fotosíntesis  acaba  por convertirse  en calor y se disipa  en el espacio  exterior ; asimismo , todo el carbono  de los compuestos  orgánicos  acaba en forma  de dióxido de carbono . La energía  solar, sin embargo , no sólo  mueve  el mundo  biótico , sino que también  determina  el clima , un factor  de enorme importancia  biológica
RADIACIÓN SOLAR .
Una  de las mas notables  características  del planeta tierra  es la falta  de uniformidad  en sus condiciones  físicas , que van desde  la tundra  ártica  hasta los bosques  tropicales  lluviosos. Incluso los océanos  son irregulares . Aunque  la Tierra  obtiene  casi toda su energía  del sol , tampoco  la energía solar  está distribuida  de modo uniforme  sobre la superficie del globo. La radiación  solar que llega a la tierra  varía  con : 1) la distancia  que tiene  que viajar  los rayos solares  a través  de la atmósfera ;  2  ) el ángulo  de incidencia  de los rayos ; 3 )   la distancia  entre la tierra  y el sol  (  que varia  con las estaciones  a causa  de la órbita  elíptica  de la tierra  alrededor  del sol ),;  4 )  la cantidad de vapor  de agua , polvo  y contaminantes   presentes  en la atmósfera  y  5 )  la cantidad  total de horas  de luz al día  , es decir , el fotoperiodo . En las grandes  latitudes , el ángulo  de incidencia  de los rayos solares   es menor  que en las latitudes  ecuatoriales , por lo  que la energía  es distribuida  de una manera  más tenue . Los haces solares  deben pasar  a través  de una capa atmosférica  más gruesa  y , en consecuencia , las regiones  polares reciben  menos energía  radiante , durante  todo el año , que las regiones  ecuatoriales .
Se estima  que hasta  40 %  del calor  de la  atmósfera  deriva  de la condensación  de vapor  de agua  proveniente  de la superficie  del océano . El aire  cargado  de humedad  se eleva y llega  a mayores latitudes , donde  se enfría  y convierte su humedad  en nubes  y lluvia , luego , el calor  que desprende  de ese proceso es absorbido  por la atmósfera  húmeda , la que es calentada  desde abajo  e irradia  el calor  de regreso  a la superficie  de la tierra , sirve  como una trampa  térmica , como los  vidrios de un invernadero , que  atrapan  calor y agua  en estado gaseoso.
FLUJO DE ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
Los ciclos del carbono , nitrógeno  y algunos  otros elementos  en la naturaleza  operan para conservar  la pequeña  cantidad de materia  utilizable  en la tierra . Por el contrario , la cantidad de energía  disponible  es muy grande  y se renueva  constantemente  en forma de luz solar .Al medir  la cantidad de energía  absorbida  y  deprendida por cada tipo  de organismo , los ecólogos  pueden determinar   la energía total  disponible y las relaciones  funcionales  que hay entre los organismos  que viven  juntos en una  comunidad . A partir  de eso  se puede calcular que tanta vida puede ser sostenida , idealmente , por una cierta área, y cuántos individuos  de cada especie  puede haber  en la misma extensión .
El paso  de la energía  a través de la comunidad   biológica  se inicia  cuando  la energía  del sol es fijada  por una célula  vegetal  mediante  fotosíntesis . Se  estima  que sólo el 8 %  de la energía solar total  que incide  sobre el planeta  ilumina las plantas , y que sólo  3 %  es utilizada  para la fotosíntesis . El resto de la energía sale  del planeta  como parte de la pérdida  global de calor planetario .
La energía  almacenada  se acumula  en forma de materia viva .Parte  de esa  energía  es reciclada  cada estación  por la muerte  y descomposición  de los organismos. La parte  que sigue dentro  de los tejidos vivos  recibe el nombre  de BIOMASA  VIVA , dicha biomasa, por supuesto , varia  según la estación  y el tipo de ecosistema  de que se trate .Los ecosistemas  más productivos , desde el punto de vista  energético , son los arrecifes  coralinos  y los estuarios  ( cuerpos de agua  costeros  que se comunican  con el mar ) ,Los ecosistemas  menos productivos  son los desiertos  y el mar abierto.
Los  diversos tipos de organismos  que existen  en la naturaleza  están en equilibrio  con su ambiente , pero en muchos  casos , dicho equilibrio  es precario . Cada organismo  se encuentra  en un estado  dinámico , en el que  sus constituyentes  se están construyendo  y degradando  de manera continua .  De ese modo , cada organismo  puede ser  considerado  una especie  de transformador  a través  del cual fluyen  materia y energía . Los  miembros  de la especie humana han alterado la naturaleza en un número  alarmante  de casos y en muchos  de ellos , una vez  roto el equilibrio , es muy difícil  ( si no imposible ) restablecerlo , Las razones  de ese  fenómeno  se volverán  más aparentes al estudiar  el concepto de la sucesión  de comunidades .
Los delgados suelos tropicales  tienen muy pocos nutrientes  minerales, ya que  la mayor  parte  de ellos  son lixiviados  del suelo por las intensas lluvias . Casi todos los minerales  utilizables  por las plantas  se encuentran ya en el interior de ellas.
Por esa razón  el bosque tropical lluvioso está en equilibrio precario  con el suelo , porque lo que  solo  puede mantenerse  mientras el equilibrio no sea roto. Una  vez perturbado , el bosque se pierde  irremisiblemente . Las peores situaciones  se observan  cuando  se practica  la agricultura  intensiva  en los trópicos ; en no pocos casos, el resultado  es un  desierto en unos cuantos años .
Los organismos  que viven en la naturaleza  son parte de comunidades complejas  e interactuantes  de muchas especies,  por lo que jamás  se trata de una sola especie , aislada. Por tanto  el bienestar de esos organismos  no es determinado  simplemente  por las  limitaciones  y peculiaridades  de la temperatura , suelo ,PH,  salinidad  y otros factores  del ambiente  abiótico , sino también  por las relaciones  que hay entre  los organismos  que viven en cierta región . Si bien es cierto  que los organismos  integran la comunidad , no lo es menos  que la comunidad integra a los organismos.
TEMPERATURA.
La temperatura es un factor  limitante  de gran importancia , lo que puede  apreciarse  al observar  la relativa escasez de vida  en las regiones desérticas y árticas .
Los estudios  realizados  en ALASKA  han demostrado  que , cuando  la temperatura  superficial es de    -55°C, la temperatura  a una profundidad  de 60 cm  por debajo de la nieve , en la superficie  del suelo , es de   -7°C. Por otra  parte , ciertas  bacterias  pueden sobrevivir  en aguas termales  cuya temperatura  es cercana a la de  ebullición .Otras bacterias más , que se encuentran  asociadas  con las aguas  termales submarinas    ( donde , a causa de la presión , las aguas  muy calientes  no hierven ), se reproducen  a una temperatura  de  250 °C; es muy interesante  averiguar  cómo es que las proteínas  de esos organismos  no se desnaturalizan  con la alta temperatura.
                                         LUZ.
La cantidad de luz en el medio  es un factor  importante  en la determinación  de la distribución  y comportamiento  de plantas y animales. La   luz por supuesto , es la fuente  última  de energía  para la vida  sobre el  este planeta ; sin embargo , la exposición  prolongada  de las células  a una luz  de alta intensidad  o longitud  de onda  corta puede ser mortal . Tanto  las plantas como los animales  poseen  mecanismos  y  respuesta  que los  protege  contra el exceso o la falta de luz.
                                             AGUA
El agua es una necesidad  fisiológica  para todos los seres vivos  y , por tanto, es un factor limitante  significativo   sobre todo para los organismos  terrestres . La cantidad total  de lluvia , su distribución  estacional , la humedad  del ambiente  y la existencia de agua  subterráneas (    aguas  que corren  por debajo  de la superficie  de la tierra  )  son algunos de los factores  más significativos  en la limitación  de la distribución  de las plantas y animales .
OTROS  FACTORES AMBIENTALES
Los gases  atmosféricos  no suelen ser factores  limitantes  de los organismos terrestres , salvo en el caso  de las formas  que viven dentro del suelo , en  las montañas  muy altas  o en el interior  del cuerpo  de otros animales .La  cantidad de dióxido de carbono  presente en el aire  es muy constante , pero  la cantidad del mismo  gas disuelto  en el agua  es variable .El exceso de dióxido  de carbono  puede volverse  limitante para los peces  y las larvas de insectos .La concentración  de iones  de hidrogeno , PH del agua , se relaciona  con la concentración  de dióxido de carbono , lo que es la razón  de   que el exceso de ese compuesto  sea un factor limitante  significativo en los medios acuáticos. Las  deficiencias  de cobalto y cobre  producen graves  enfermedades  en las plantas y animales  herbívoros , lo que hace inapropiadas  ciertas  regiones  de AUSTRALIA  para la cría  de ganados ,  por  ejemplo. Otros  oligoelementos  que también  pueden ser limitantes  son el manganeso , cinc, hierro,  azufre,   selenio, y boro.
El tipo de suelo, la cantidad de suelo fértil superficial  y su PH, porosidad , pendiente , propiedades  de retención  del agua , etc. También son factores  limitantes  para muchas plantas.
Otro factor limitante  más es la presión del aire , mediante su efecto  sobre  la solubilidad  del oxigeno  en los líquidos del cuerpo  la presión  del aire restringe  la existencia de muchos animales  terrestres  a un cierto límite  de altitud  específico , de modo que las formas  de vida que se encuentra en las grandes  altitudes  son organismos  con adaptaciones  especiales  en poblaciones escasas .La presión  es todavía  más importante en la determinación  de las profundidades  a las que viven los  organismos marinos. Ciertos  factores  limitantes  son dependientes  de la densidad y tienden  a regular la densidad de las poblaciones  de un organismo  por esa misma razón., las enfermedades  se transmiten  con mayor       facilidad cuando hay  hacinamientos.
En resumen , el hecho de que un animal  o planta  se establezca  en una cierta región  es el resultado  de una compleja  interacción  de factores físicos , como la  temperatura , luz , agua vientos , y sales  y de factores bióticos , como las demás plantas  y  animales  que existen  en la región , los cuales  pueden servir  como alimento , ser competidores  por ciertos recursos  como el alimento  o el espacio , o funcionar  como depredadores  o parásitos.
HÁBITAD  Y NICHOS  ECOLÓGICO.
Es   útil  saber cual es la diferencia  entre donde  vive  un organismo  y lo que hace  como parte del ecosistema ,  el nicho ecológico  es la función  o papel  que tiene un organismo  dentro de la comunidad  o ecosistema  al que pertenece .El nicho depende  de las adaptaciones  estructurales , respuestas  fisiológicas  y comportamiento  del organismo . El nicho  ecológico  por tanto no es un espacio  físico delimitado , sino una abstracción  que abarca  todos los factores  físicos , químicos , fisiológicos  y bióticos  necesarios  para el organismo  en cuestión . Para  describir el nicho  de un ser vivo  es necesario saber  qué come dónde se mueve  y sus efectos  sobre otros organismos  y sobre las partes abióticas  de su medio.
Todas  las comunidades  bióticas   presentan  una notable  estratificación  vertical  determinada  en buena medida  por las diferencias  verticales  en factores físicos  como la temperatura , luz y oxigeno.
La  estratificación  vertical  al aumentar el numero  de nichos ecológicos  disponibles  en una cierta área  superficial, reduce  la competencia  entre las especies  y permite  que coexista  un mayor  numero de  ellas  en esa misma área .  Un nicho ecológico  incluye el papel  funcional de un organismo  como miembro de la comunidad ; es  decir , su posición   trófica  y el lugar  que ocupa  respecto  a los gradientes  de temperatura ,  humedad  PH  y otras  condiciones ambientales
Por tanto , el concepto  de nicho ecológico  adquiere  su máxima utilidad  cuando describe  las diferencias  adaptativas  que existen  entre  las especies .Cuando dos especies  de organismos  ocupan  un nicho ecológico  idéntico   o parecido, pero en lugares  geográficos  diferentes , se les denomina  ---equivalente ecológicos.
Una  generalización  importante en ecología  es que no puede haber  dos especies  que ocupan el mismo nicho   ecológico  en la misma  región  geográfica . Este principio  se conoce  como el principio  de exclusión  competitiva  o ley de GAUS . (  GAUS fue un biólogo  de principios de este siglo ) . los estudio ecológicos  cuidadosos  suelen confirmar  que solo existe  una especie  en cada nicho  ecológico  competidores completos , que no pueden coexistir.
LA ECOLOGIA DEL ESTRES .
Los diferentes tipos de estrés ambiental  producen  diferentes  clases de comunidad  degradadas  con distintas composiciones  de especies , aunque el estrés  también  tiene el efecto  de simplificar  las comunidades  y disminuir  su diversidad de especies .,se vuelve potencialmente inestable.. Si se elimina el estrés , la comunidad pasa por varias  etapas  de sucesión , y acaba por regresar  a su estado  original.