Ciclo biogeoquímico

Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición.
El Ciclo del carbono es básico en la formación de las moléculas de carbohidratos lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí.Es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica. Se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.

Ciclo biogeoquímico:
Regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatos que constituyen las rocas, resultando iones bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas natural.

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.El agua de la hidrósfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litosfera en subducción.

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.

Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) 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 (NH4+), 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 (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).

La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. Este elemento en la tabla periódica se denomina como "P"La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico, describe el movimiento de este elemento en su circulación en el ecosistema.Los seres vivos toman el fósforo, P, en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos.

El azufre forma parte de incontables compuestos orgánicos; algunos de ellos llegan a formar parte de proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). Estos organismos lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato.Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de bióxido de azufre SO2, se realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.

Selva de Madagascar

La selva subhúmeda de Madagascar es una ecorregión de la ecozona afrotropical, definida por WWF, que ocupa la mayor parte de la meseta central de Madagascar.

Es una ecorregión de selva umbrófila con una extensión total de unos 199.500 kilómetros cuadrados (aproximadamente la mitad de Paraguay), que cubre la mayor parte de la meseta central, desde los 800 metros de altitud por el este y desde los 600 metros por el oeste.
Limita al norte y al oeste con la selva seca caducifolia de Madagascar, al este con la selva de tierras bajas de Madagascar, al suroeste con el monte suculento de Madagascar y al sur con el matorral espinoso de Madagascar. Alcanza el océano Índico en dos estrechas franjas al nordeste y al noroeste; en ésta última, limita también con uno de los enclaves del manglar de Madagascar.

En seis áreas por encima de los 1.800-2.000 metros de altitud, deja paso al brezal de Madagascar. El monte d’Ambre, en el extremo norte de la isla, alberga un enclave de selva subhúmeda, rodeada a menor altitud por selva seca caducifolia. La ecorregión también incluye varios enclaves en los macizos de Analavelona e Isalo en el suroeste, rodeados de monte suculento a menor altitud.

La meseta recibe los húmedos vientos alisios, por lo que es más húmeda que las regiones circundantes al norte, al sur y al oeste.

Flora
La flora original de la ecorregión se ha visto alterada por la intervención humana: se han talado extensas áreas para agricultura y ganadería, y se han introducido muchas especies exóticas. Aún perviven áreas de selva cerrada siempre verde, y zonas de monte abierto. Grandes áreas están cubiertas de pradera, pero no está claro si esto es o no resultado de la intervención humana.
La ecorregión alberga varias especies procedentes de la flora antártica templada del hemisferio sur, entre ellas varias especies de coníferas podocarpáceas (Podocarpus y Afrocarpus) y Takhtajania perrieri, único representante en África de las winteráceas.

Fauna
Esta ecorregión albergaba en la antigüedad una megafauna característica. El aislamiento de Madagascar provocó que las escasas especies de mamíferos terrestres, en particular los lémures, evolucionaran para adatarse a ciertos nichos. Había lémures gigantes (Megaladapis edwardsi), hoy extinguidos, tan grandes como un orangután adulto. Varias especies de ave elefante Aepyornis, ratites gigantes no voladoras, también se extinguieron después de la llegada del ser humano a las islas; entre ellas, Aepyornis maximus, la mayor ave que ha existido.

Endemismos
Entre las plantas destacan las palmeras Bismarckia nobilis y Ravenala madagascariensis.
Varias especies de musarañas, tenrecs y roedores son endémicas de esta región.
Entre las aves, cabe citar el zampullín del Aloatra (Tachybaptus rufolavatus), el porrón malgache (Aythya innotata), ambos en peligro crítico de extinción, y dos especies de paseriforme: el oxylabes de cejas amarillas (Crossleyia xanthophrys) y Dromaeocercus brunneus.

Hay al menos 25 especies de reptiles endémicos y 20 de anfibios, entre ellos numerosos camaleones, como Calumma tsaratananensis, el camaleón de Petter (Furcifer petteri) y los camaleones enanos Brookesia ambreesis, Brookesia antakarana, Brookesia lineata y Brookesia lolontany en el norte y noroeste, y Calumma fallax, Furcifer campani y Furcifer minor en el centro y sur de la región; los eslizones Amphiglossus meva, Androngo crenni y tres especies del género Euprepis: Euprepis grandidieri, Euprepis madagascariensis y Euprepis nancycoutouae; dos gecos, Lygodactylus blanci y el geco diurno de Klemmer (Phelsuma klemmeri); el lagarto Zonosaurus ornatus; las serpientes Pseudoxyrhopus ankafinensis, Liopholidophis grandidieri y Liopholidophis sexlineatus; y los anfibios Rhombophryne testudo, Scaphiophryne goettliebi, Mantella crocea, Mantella cowani, Mantidactylus domerguei, Boophis laurenti y Boophis microtympanum.

Estado de conservación
En peligro crítico. Estas selvas se encuentran más alteradas que las de las ecorregiones vecinas, debido seguramente a su mayor densidad de población a lo largo de la historia y a la proximidad de la capital, Antananarivo; además, la generalizada agricultura itinerante de roza y quema ha eliminado la mayor parte de la selva.

Dinámica de ecosistemas

Los ecosistemas no son entidades estáticas, al contrario, mantienen un continuo proceso de transferencia de materia y energía. Ese flujo es ajustado o readaptado ante cualquier variación del ambiente que incida sobre ellos.
Salvo que la variación sea desproporcionada, por ejemplo por efecto de la acción del hombre, el ciclo se mantendrá estable dentro de unos parámetros máximos y mínimos de sucesión ecológica.

La sucesión ecológica
La tendencia de los ecosistemas es alcanzar el clímax o comunidad climácica. Se denomina así al estado teórico de máxima estabilidad y eficiencia ecológica. El proceso que se desarrolla hasta alcanzar el clímax se llama sucesión, y al conjunto de fases que se van atravesando desde el ecosistema inicial (todas ellas de complejidad creciente) se les denomina serie evolutiva.
La sucesión es resultado de la modificación del ambiente físico por causas internas o externas a la comunidad. Culmina con el establecimiento de un ecosistema biológicamente estable (se alcanza el clímax) que se perpetúa a sí mismo.

Odum definió la sucesión ecológica como un proceso ordenado de cambios direccionales de la comunidad y por tanto predecibles. Las comunidades clímax mantienen un doble equilibrio de las especies entre sí, y éstas con las propiedades ambientales; es pues la máxima meta biológica a la que una sucesión puede llegar.

Las sucesiones suelen referirse a las comunidades vegetales. Durante el clímax de estas comunidades (cuya estructura es compleja) los fenómenos de competencia en el seno de la asociación es ínfimo, manteniéndose una armonía óptima con las condiciones del suelo y la climatológica del lugar.

En las fases más tempranas de una sucesión las especies más abundantes son las denominadas oportunistas, que se reproducen a gran velocidad pero que poseen una escasa biomasa. En el proceso éstas especies serán sustituidas por otras con menor tasa de reproducción y mayor biomasa.

Cuando un ecosistema se constituye inicialmente por medio de las sucesiones, a la primera comunidad que se instala en él se le denomina pionera. Las diferentes fases de sucesión en que puede encontrarse el ecosistema constituido son las de, sucesión primaria o serie completa, sucesión secundaria y sucesión regresiva o disclimax:

Sucesión primaria o serie completa
Se denomina así al proceso de sucesión que se desarrolla desde una zona desnuda hasta alcanza la clímax.

Sucesión secundaria
Se produce cuando la sucesión parte de una etapa cualquiera de la serie causado por una perturbación, sea un incendio, inundación, etc.; en este caso, transcurrido un tiempo retorna a la serie primaria completa. Por tanto, toda sucesión primaria conduce y culmina en el clímax.
Sucesión regresiva o disclimax

Son las que llevan en sentido contrario al clímax, es decir, hacia etapas inmaduras del ecosistema. Las causas del disclímax tienen su origen en el ambiente, y muy destacadamente en la acción del hombre.

No se trata de una sucesión ecológica invertida, sino de una regresión forzosa del ecosistema por la destrucción de alguna etapa de la serie, por ejemplo a causa de un incendio forestal sin regeneramiento, que podría dar paso a la desertización.

Cuando el biotopo inicial del que parten las comunidades hacia el clímax tiene un origen acuático, a las series de sucesión se les denomina hidroseries. Si las series se producen sobre un terreno seco se les denominan xeroseries.

Contaminacion por CO2 y O3

En la atmósfera: Contribuyen a la formación de la lluvia ácida y al efecto de invernadero que en los seres humanos provoca complicaciones en el aparato respiratorio, alergias, lesiones degenerativas en el sistema nervioso central, órganos vitales, ocasionando cáncer.La concentración de esos gases en la atmósfera, principalmente de dióxido de carbono, se eleva en promedio de 1 % al año.Las áreas mas afectadas en el mundo por ese tipo de contaminación son esencialmente los países industrializados y de mayor tránsito vehicular.

El efecto invernadero: Este fenómeno es producido por la propiedad que tienen determinados gases, como son: Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH), Oxido Nitroso (N20), Ozono y el Clorofluorcarbono (CFCS), de aprisionar el calor del sol en la atmósfera, impidiéndole de escapar al espacio después de ser reflejado por la Tierra.En condiciones normales, esos gases ayudan a mantener la temperatura del planeta en un promedio de 160 C, por que una pequeña porción es absorbida en la fotosíntesis de los vegetales y una parte mayor, por los océanos.En sus proyecciones, los científicos establecen a que lugares como Holanda, Bangla Desh, Miami, Río de Janeiro y parte de New York quedarían sepultadas bajo las aguas del mar; entre otras consecuencias.

La lluvia ácida: Las lluvias ácidas son precipitaciones atmosféricas en forma de lluvia, helada, nieve o neblina, contenido ácido carbónico, formas oxidadas de carbono, nitrógeno, oxígenos que son liberados durante la quema de combustibles fósiles y se transforman al entrar en contacto con el vapor de agua en la atmósfera

Riesgos para el medio ambiente
Cualquier aumento de la radiación UVB que llegue hasta la superficie de la Tierra tiene el potencial para provocar daños al medio ambiente y a la vida terrestre. Los resultados indican que los tipos más comunes y menos peligrosos de cáncer de la piel, no melanomas, son causados por las radiaciones UVA y UVB. Se calcula que para el año 2000 la pérdida de la capa de ozono será del S al 10% para las latitudes medias durante el verano.Según los datos actuales una disminución constante del 10% conduciría a un aumento del 26% en la incidencia del cáncer de la piel. Las últimas pruebas indican que la radiación UVB es una causa de los melanomas más raros pero malignos y virulentos. La gente de piel blanca que tiene pocos pigmentos protectores es la más susceptible al cáncer cutáneo, aunque todos están expuestos al peligro.
La destrucción del ozono estratosférico agravaría la contaminación fotoquímica en la troposfera y aumentaría el ozono cerca de la superficie de la Tierra donde no se lo desea. La contaminación fotoquímica ocurre principalmente en las ciudades donde los gases de escape y las emisiones industriales tienen su mayor concentración. Esto tendría sus propios efectos sobre la salud humana, al igual que sobre las cosechas, los ecosistemas y los materiales de los que dependemos.La Tierra y sus habitantes tienen mucho en juego en la preservación del frágil escudo de la capa de ozono.Pero inconscientemente hemos venido sometiendo a la capa de ozono a ataques subrepticios y sostenidos

Las relaciones existentes entre las enfermedades humanas y la exposición a la contaminación no son sencillas ni se conocen con exactitud. No obstante, existen pruebas abundantes de que en general, las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire son peligrosas para los seres humanos y ecosistema en general. Los contaminantes presentes en la atmósfera proceden de dos tipos de fuentes emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropogénicas. En el primer caso la presencia de contaminantes se debe a causas naturales, mientras que en el segundo tiene su origen en las actividades humanas.· Es importante destacar que muchas de las formas usadas en tratamiento de estos gases es precisamente evitando sus emisiones, aplicando procesos de eliminación de elementos que puedan producirlos posteriormente, esto se efectúa en la materia prima; un ejemplo de ello es en el caso de la refinación del petróleo, donde el azufre es extraído antes, para evitar así su posterior emisión como SO2(g). Esto se debe a los bajos costos y la facilidad de controlar los procesos, ya que resulta mucho mas complicado tratarlos, utilizarlos y almacenarlos para hacerlos reaccionar en estado gaseoso. Por políticas de privacidad de las empresas, muchos de los procesos que utilizan para tratar o evitar las emisiones de gases, son secretas y concierne en particular a cada institución. Por lo que dificulta la labor de investigar y conocer con exactitud el paradero final de cada uno de los contaminantes liberados en los procesos industriales. Finalmente podemos concluir que debido a que la contaminación va estar inevitablemente en nuestras vidas y que nuestra salud depende de ello, tenemos que tomar conciencia ambiental acerca de esto y exigir como personas que las empresas tomen cartas en el asunto. Debido a esto los países han desarrollado un protocolo, el llamado PROTOCOLO DE KIOTO, en donde los asociados a el, se comprometen a disminuir las emisiones de sus gases en un cierto porcentaje evitando así las repercusiones que estos con llevan

Curva de supervivencia

La supervivencia es la probabilidad que tienen al nacer los individuos de una población de alcanzar una determinada edad.La probabilidad decrece desde 1 para los individuos nacidos vivos hasta hacerse 0 a la edad máxima de la especie.
Al representar gráficamente el valor de supervivencia frente al tiempo (edad que alcanza) se obtiene la curva de supervivencia para esa población. En general, las curvas de supervivencia se ajustan, más o menos, a tres modelos:

Tipo I. Las curvas tipo I o convexas caracterizan a las especies con baja tasa de mortalidad hasta alcanzar una cierta edad en que aumenta rápidamente. Tal es el caso de la mayor parte de los grandes mamíferos, incluido el hombre, con estrategias de la K.

Tipo II. Si la tasa de mortalidad varía poco con la edad, como ocurre en la mayoría de las aves, la curva tiene la forma de una diagonal descendente, normalmente con forma sigmoidea si el número de individuos que muere en cada tramo de edad es más o menos constante.

Tipo III. Las especies r-estrategas sufren una elevada mortalidad en las primeras etapas de vida, larvaria o juvenil, teniendo luego una mayor probabilidad de supervivencia. La curva muestra un pronunciado descenso inicial seguido de una fase más estable

Estrategias K y R

Las especies que siguen estrategia de la r suelen ser microscópicas o de tamaño pequeño, como bacterias, protozoos, plantas fugaces, animales pequeños, etc. Su población mantiene un crecimiento exponencial hasta desaparecer bruscamente cuando las condiciones cambian. Es lo que sucede, por ejemplo, cuando llueve y se forman charcos. Si la temperatura es adecuada la población de protozoos del charco crecerá rápidamente hasta que llegue un momento en el que el charco se seque o se termine el alimento y entonces la población disminuirá brúscamente

El papel que cumplen en los ecosistemas es colonizarlos en las primeras etapas de su desarrollo y, para ello, suelen ser organismos que producen muchas unidades de dispersión (hasta millones y miles de millones de esporas o huevos). Pero no pueden tener éxito si la competencia es fuerte, frente a organismos con estrategia de la K.

Las especies con estrategia de la K suelen ser los animales y plantas grandes y longevos. Su población se mantiene con altibajos, pero cerca de la densidad máxima (K) que puede tener, dadas esas condiciones. Es lo que sucede, por ejemplo, con los robles de un bosque, las gaviotas o los linces.

Los organismos con estrategias de la K tienen, por su tamaño, gran capacidad de competencia, gran longevidad y reducido número de descendientes. Los encontraremos en medios que permanecen estables largo tiempo (selva, bosques, regiones esteparias, etc.).

Población

Una población es un grupo de personas, u organismos de una especie particular, que viven en un área geográfica, o espacio, y cuyo número se determina normalmente por un censo. Definida por:
*Dimensión: También llamada tamaño o volumen de la población, siendo el número de personas que integran dicha población.
*Espacio: Es la geografía donde asienta la población.
*Estructura: Son las características biológicas y sociales que definen a la población como son: edad, sexo, estado civil, lugar de nacimiento, nacionalidad, lengua hablada, nivel de instrucción, nivel económico y fecundidad.
*Evolución: Es el conjunto de variables dinámicas que se modifican en el transcurso del tiempo como son: natalidad, mortalidad, migraciones y las tasas, proporciones y razones que se derivan de ellas. Una cantidad particular de la superficie de la Tierra, tiene una capacidad de producción, que limita el aumento de la población humana.