CIENCIAS AMBIENTALES

Ciencias Ambientales: en busca de alternativas para un desarrollo sostenible

Ecología, Ecosistemas y Biodiversidad

MÓDULO  2


Las Ciencias Ambientales estudian las interacciones de los seres humanos con su ambiente y qué se puede hacer para mejorar estas interacciones. La relación del hombre con el ambiente circundante ha experimentado variaciones en su enfoque tradicional. Se pueden mencionar tres (3) tradiciones de mayor relevancia para las culturas occidentales:

  1. La tradición imperialista establece que el hombre no es parte de la naturaleza. Éste debe dominar y explotar los sistemas naturales para su beneficio.
  2. La tradición arcadiana menciona que el hombre es parte de la naturaleza y debe vivir en armonía con ésta ya que es benévola y le permite al hombre encontrar su esencia.
  3. La tradición científica afirma que el ser humano es parte integral de la naturaleza y que no existe ninguna diferencia fundamental entre los sistemas ecológicos humanos y los naturales.

Al hablar de sistemas ecológicos, surge la pregunta obligada: ¿Qué es la ecología?  Se puede definir el término ecología como el estudio científico de las interacciones que  determinan la distribución y abundancia de los seres vivos. La ecología se puede visualizar en dos vertientes: ecología aplicada y ecología pura.

La primera estudia las consecuencias de las acciones de los seres humanos  en los sistemas ecológicos y cómo se pueden manejar estos sistemas para el beneficio de la sociedad. Utilizando la   teoría ecológica, los ecólogos tratan de resolver los problemas ambientales.

Mediante la ecología pura se realizan estudios con organismos pequeños, comunes, como plantas e insectos. No se permite realizar experimentos con humanos ni con organismos en peligro de extinción.

 

Sistema Internacional de Medidas

 

Mucho sorprenderá a algunas personas el ver que se comienza este módulo con un tema matemático, pero cabe recalcar que las ciencias van de la mano con las matemáticas. Sin estas últimas, las primeras carecerían de esa herramienta tan esencial como lo es la medición, para poder explicar mediante ecuaciones, unas sencillas y otras un poco más complicadas, los conceptos científicos y sus efectos en el aspecto social, la salud y la vida misma del ser humano y su ambiente.

El Sistema Internacional de medidas es:

  • Un sistema mundial estandarizado                                               
  • El Lenguaje Universal para la medición                                                                                            

Este sistema se distingue por el uso de:

  • Unidades por múltiplos de  diez  (10,100,1000, 10 000, ...)  
  • Unidades básicas de medición:

        ◊ volumen – litro       (L)    o centímetro cúbico  (cc); 1cc = 1ml 

        ◊ masa – gramo       (g)

        ◊ longitud – metro    (m)                                                      

  • prefijos para identificar cada múltiplo de diez

 

      

A continuación se presentan algunos de los prefijos que más se conocen por su utilidad en la vida diaria.

 

PREFIJOS UTILIZADOS CON UNIDADES DEL SI  

 

  •  Kilo – 1000                              K
  • Hecto – 100                          H
  • Deca – 10                             D
  • deci – 1/10 ; .1                      d
  • centi – 1/100 ; .01                 c
  • mili – 1/1000 ; .001               m

 

Ejemplos: Kilogramo ; Kilolitro ; Kilómetro ; centigramo; centilitro; centímetro

 

 

 

 Estableciendo unas equivalencias, se puede cambiar de una unidad básica a una unidad mayor o menor, según sea el caso, y viceversa.

 

EQUIVALENCIAS BÁSICAS

 


 
  • 1 metro = 10 decímetro
  • 1 metro = 100 centímetro
  • 1 metro = 1000 milímetro
  • 1 Kilómetro = 1000 metro
  • 1 Hectómetro = 100 metro
  • 1 Decámetro = 10 metros

 

 

Para las demás equivalencias, se cambian las unidades básicas. Los prefijos siguen siendo los mismos.

 

Ejemplo: 1 Litro = 10 decilitros; 1 gramo = 10 decigramos

 

Si se interesa convertir una cantidad dada en una unidad, a su equivalente en otra unidad, se utilizan las equivalencias como factor de conversión. Un ejemplo de este proceso es el siguiente:

 

245.58 m = ¿? Hm                      245.58 m x 1 Hm/100 m =    2.46 Hm

 

Se multiplica la cantidad dada por la equivalencia que contenga ambas unidades, la que se ha de eliminar y la que se desea obtener, y se realizan los procesos matemáticos indicados en la ecuación. En este caso, se cancelan las unidades de metro, se multiplica 245.58 ᵡ 1 y luego se divide entre 100, moviendo el punto decimal de la cifra inicial dos lugares hacia la izquierda (de acuerdo a la cantidad de ceros del múltiplo de diez), y se anota la unidad resultante.

245.58 m = 2.46 Hm  (Hacia la izquierda)

                                      

En otros casos, se multiplica, moviendo el punto decimal hacia la derecha.

245.58 m = ¿? cm    245.58 m x 100 cm/1m =    24558 cm

             

Otros ejemplos:

342.3 Dm = ¿? cm       342.3 Dm x 10 m/1 Dm x 100 cm/1 m = 342.3     .= 342.300 cm

 

Ejercicios de Práctica

 

Convierte cada cantidad en el equivalente indicado según se muestra en los ejemplos presentados.

 

  • 45.7 cm = ¿? m

 

  • 3741.52 Kg = ¿? g

 

  • 95.342 L = ¿? ml

 

  • 78.62 Dm = ¿? cm

 

  • 175.342 mm = ¿? Hm

 

 

  • 2.657 dm = ¿? Dm

 

  • 356.21 ml = ¿? cc

 

 

Comunidades Ecológicas y Ecosistemas

 

Una comunidad ecológica  es un grupo de poblaciones de especies diferentes, con el potencial de interactuar en un área específica. La vida en nuestro planeta Tierra es sostenida por las interacciones entre las poblaciones de diferentes especies y las interacciones de éstas con su ambiente abiótico. Los factores abióticos incluyen factores físicos como la temperatura, el agua, la luz y los minerales. Una población aislada o un organismo solo no pueden sobrevivir. La comunidad ecológica es la porción viva (biótica) de un ecosistema. Los factores bióticos son los seres como las plantas, los hongos y los animales.

Se conoce como población a un grupo de organismos de la misma especie en un área y tiempo específicos. Una especie biológica es un grupo de organismos con el potencial de intercambiar material genético entre sí pero no con otros grupos. Algunas características fundamentales de las poblaciones son:

  • Distribución geográfica - el área geográfica que ocupan
  • Densidad – el número de organismos por unidad de área
  • Estructura de edades – la proporción de organismos de diferentes edades
  • Tasa de natalidad y mortalidad - ¿cuántos nacen, cuántos mueren?
  • Migración – movimiento de organismos de in lugar a otro
  • Son dinámicas – cambian en número. Algunas crecen, otras disminuyen.

Se define ecosistema como una comunidad ecológica interactuando con su ambiente abiótico. Todos los seres vivos obtienen energía del ambiente. La existencia de la vida en la Tierra es una característica de los ecosistemas y no de los organismos o las poblaciones. Los ecosistemas son las unidades básicas de la ecología. Los mares, las charcas, los lagos, los pantanos, los bosques, los campos y las ciudades son ecosistemas. Cada uno de estos ecosistemas se compone de organismos que actúan entre sí y con los factores  abióticos (Biología, Peter Alexander et all, 1992).

Un ecosistema se puede subdividir en hábitats. Un hábitat es el lugar en que vive un organismo. El hábitat de un árbol, en un bosque, comprende el terreno en que está sembrado y el espacio sobre el terreno que ocupa el árbol.

Todas las poblaciones en un área constituyen una comunidad. Existen dos visiones de una comunidad ecológica; la holística y la individualista.

La visión holística sostiene que la comunidad es como un superorganismo cuyas características son:

·       Posee límites bien definidos y las comunidades son discretas.

·       Cada especie es esencial para la comunidad.

·       Las interacciones entre las especies son obligadas.

·       El ambiente biótico (las interacciones entre organismos) es más importante que el abiótico en determinar las características de una comunidad ecológica.            

La visión individualista define a la comunidad como un grupo de especies independientes que se encuentran en un área específica porque en ella existen las condiciones ambientales abióticas necesarias para sobrevivir (temperatura, suelo y precipitación). Sus características son:

  • No posee límites bien definidos y las comunidades son continuas.
  • Si una especie desaparece, ésta puede ser reemplazada por otra.
  • Las interacciones entre las especies no son obligadas.
  • El ambiente abiótico es más importante que el biótico.

 

Las comunidades ecológicas poseen  características que les distinguen tales como:

1.     Riqueza – número total de especies en una comunidad

a.     Nativas- no fueron introducidas por el hombre; pueden ser

·       Endémicas- se encuentran en un único lugar del mundo

·       No endémicas- se encuentran en otras áreas geográficas

b.     Exóticas- especies que fueron introducidas por el hombre

2.     Equidad - abundancia relativa de las especies

3.     Diversidad – combina riqueza y equidad; existen tres tipos:

a.     Alfa- diversidad que existe en un hábitat

b.     Beta- diversidad entre hábitats

c.     Gamma- diversidad a nivel geográfico

Existen varias clases de interacciones en una comunidad ecológica: mutualismo, parasitismo y comensalismo. El mutualismo es una interacción obligada. La competencia es una interacción en la que el crecimiento de las dos poblaciones es afectado negativamente, cuando dos o más organismos tratan de utilizar el mismo recurso.

En una comunidad ecológica cada especie tiene su “hábitat” o lugar donde vive y un “nicho” o rol. El nicho es un hipervolumen que incluye todas las variables que afectan la capacidad de sobrevivir y reproducirse de un organismo. Existen dos clases de nicho:

1.     Nicho fundamental – hipervolumen que ocupa el organismo en ausencia de sus competidores

2.     Nicho real - hipervolumen que ocupa el organismo en presencia de sus competidores

Dos especies no pueden ocupar el mismo nicho fundamental. Si dependen de los mismos factores ambientales para sobrevivir, no pueden coexistir en el mismo hábitat. Si lo hacen, una especie va a excluir a la otra o va a ocurrir una segregación ecológica, donde los dos organismos se separan, en una o más dimensiones, de su nicho. Las comunidades ecológicas no son estáticas, sino que éstas sufren cambios.

 

 

Biodiversidad y Migración

 

La biodiversidad  es la diversidad de la vida en todas sus formas y niveles de organización. Se puede definir, además, como la riqueza, abundancia y variabilidad de las especies y comunidades de seres vivos y las interacciones ecológicas entre estos y el ambiente abiótico. La biodiversidad se puede medir a varios niveles:

  • Diversidad genética – el número total de características genéticas en un grupo de organismos
  • Diversidad de especies – puede ser:

1.     Riqueza

2.     Equidad

3.     Diversidad

  • Diversidad de ecosistemas

Migración es el cambio temporero de hábitat de algunas especies, incluyendo al ser humano. ¿Por qué algunas especies migran? Las especies migran por diversas razones. Algunas lo hacen durante cambios climáticos significativos, donde el alimento comienza a escasear y la competencia para sobrevivir aumenta. Otras especies migran en busca de un lugar adecuado para reproducirse. Las tortugas marinas, como  el Tinglar, buscan las arenas del trópico para desovar. ¿Qué crees que pueda estar sucediendo en las playas de Puerto Rico con los huevecillos de las tortugas? Personas inescrupulosas los destruyen, limitando con esto la oportunidad de perpetuar una especie que de por sí se encuentra en peligro de extinción.

Las ballenas son otra especie migratoria. Las pueden apreciar en algunas costas de nuestra Isla, a donde llegan para aparearse. Indudablemente que es todo un espectáculo hermoso.

Algunas aves en el Hemisferio Norte vuelan hacia el sur en el otoño y luego, en la primavera, regresan al norte para aparearse y criar sus polluelos. La golondrina marina es un ave con una extensa ruta migratoria.

La lucha por un espacio óptimo es otra de las causas que influye en la migración de una especie. La pérdida de su hábitat original puede provocar el que se convierta en un huésped dentro del hábitat de otras especies.

 

Actividad de Laboratorio

 

Tu Comunidad Ecológica

 

Objetivo:

 Reconocer la biodiversidad de tu comunidad

 

Destreza:

 Identificar la diversidad de organismos que viven en un área específica de tu comunidad.

 

Estándar:

 

 EM.A.1 Identifica los factores que afectan el tamaño y el crecimiento de una población.

 

Espectativa:

 

EM.A.1.1 Identifica las adaptaciones que han desarrollado las especies para sobrevivir en un ambiente dado.

 

Tiempo:

2 horas (aproximadamente)

 

Materiales:

Ø  Libreta para apuntes

Ø  Lápiz

Ø  Cinta métrica

 

Procedimiento:

  1. Escoge un área dentro de tu comunidad inmediata. (Puede ser el patio de tu casa o de alguno de tus vecinos.
  2. Utilizando la cinta métrica, marca un cuadrante de 2m². (Se puede marcar cada esquina con una piedra o con un pedazo pequeño de madera)
  3. Observa detenidamente el área marcada (aprox.1 hora). Anota en tu libreta los distintos organismos que se encuentran dentro del cuadrante (tanto de plantas como de animales) y qué cantidad aproximadamente hay de cada uno.
  4. Completa la siguiente tabla con la información recopilada:

 

 

organismo

cantidad

planta

animal

1.

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

5.

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

7.

 

 

 

 

8.

 

 

 

 

9.

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

11.

 

 

 

 

12.

 

 

 

 

 

Total de organismos

 

 

 

 

 

De acuerdo a los datos obtenidos, contesta lo siguiente:

1.     La biodiversidad en el área seleccionada es

a.)  mucha                b.) poca                   c.) regular

 

2. La mayoría de los organismos encontrados están dentro de las especies de:

a.)  plantas                                      b.) animales

3.     La mayoría de los organismos encontrados, dentro de las especies de plantas, son:

a.)  Gramas, enredaderas y/o plantas pequeñas

b.)  Arbustos pequeños y/o medianos (acerola, limón, etc.)

c.)   Árboles grandes y altos (mangó, aguacate, palmas, roble, etc.)

d.)  Sembrado agrícola (guineos, plátanos, yautías, ñames, etc.)

 

4.     La mayoría de los organismos encontrados, dentro de las especies de animales, son:

a.)  mamíferos (gatos, perros, cerdos, vacas, etc.)

b.)  reptiles (lagartos, lagartijas, culebras, salamandras, etc.)

c.)   anfibios (sapos, ranas, etc.)

d.)  insectos (hormigas, cigarrones, saltamontes, abejas, etc.)

e.)  aves (reinitas, picaflor, gallinas, gansos, etc)

 

5.     Entre las especies de animales, la mayoría son:

a.)  Nativas endémicas

b.)  Nativas no endémicas

c.)   Exóticas

 

6.     Entre las especies de plantas, la mayoría son:

a.)  Nativas endémicas

b.)  Nativas no endémicas

c.)   Exóticas

 

7.     El área seleccionada para esta experiencia de laboratorio es:

a.)  Patio de la casa en zona rural

b.)  Patio del vecino en zona rural

c.)   Patio de la casa en zona urbana

d.)  Patio del vecino en zona urbana

e.)  Otra área (indique cuál):__________________

 

 Ética Ambiental

 

Ética es la rama de la psicología que trata de interpretar qué acciones se consideran correctas y cuáles deben ser incorrectas. Ética significa costumbre en griego. Son las creencias, actitudes y normas generales que guían el comportamiento habitual. El estudio de esta disciplina ayuda a identificar los principios que guían lo que se debe y lo que no se debe hacer. Muchas personas, hasta cierto punto, desean hacer las cosas bien, por lo que la ética juega un papel importante con relación a los seres humanos y a su ambiente.

La Ética Ambiental guarda relación con las obligaciones del ser humano hacia el mundo que le rodea. Es el reconocimiento de la moral del hombre y su relación con la naturaleza; para quién se tiene responsabilidad y cómo se justifica. El desarrollo sostenible es una aplicación dentro de la Ética Ambiental. Su enfoque es el de satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la habilidad de las futuras generaciones (humanas) de satisfacer sus propias necesidades.

La Ética Normativa es la que regula nuestro comportamiento. Nos confiere una responsabilidad para con las generaciones futuras. El Utilitarismo, otra de las teorías éticas, razona en términos de las consecuencias de las acciones del ser humano y advierte a actuar en pro de maximizar todos los beneficios sociales. Los actos son permitidos si causan el menor daño o el mayor beneficio para las generaciones futuras.

La Ética Ambiental Religiosa se acerca a lo que es  el Plan de Dios. Se reconoce que algo tiene valor porque es obra de Dios. Si tiene vida, debe ser respetada, se le reconoce valor.

La Ética Filosófica es abstracta, y es mediante ésta que se realiza un análisis o examen razonable del por qué de la vida, si las decisiones tomadas fueron o no las adecuadas. Hace que el individuo reflexione sobre qué tipo de vida debe vivir, cómo debe actuar y qué clase de persona debe ser.

¿Quién puede decir qué es bueno o qué es malo? Cualquiera que pueda ofrecer buenas razones para sostener un juicio de lo bueno o lo malo.

 

La ciencia sin la ética está ciega, la ética sin la ciencia está vacía.

 

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