Ecosistemas jovenes: agroecosistemas y plantaciones forestales

Los ecosistemas en estado primario de desarrollo tienen relación con la etapa inicial o joven en la que encuentra un ecosistema luego de haber sufrido un impacto provocado por una perturbación (Odum 1969). En la ecología, se ha estudiado la capacidad regenerativa de los ecosistemas al momento de sufrir perturbaciones, las que generan cambios graduales de los organismos que los conforman denominadas sucesiones (Smith & Smith 2001). Siguiendo esta misma línea, el ecosistema se va regenerando de forma que, a menudo, las especies que ya se encontraban ahí pierden dominancia frente a otras que se ven favorecidas por la perturbación. Por ejemplo, en un bosque en el cual la sombra que producen los grandes árboles genera un microclima sombrío y húmedo sufre una tala, lo que provoca la llegada de especies más tolerantes a la radiación solar directa y al estrés hídrico, como los pastos, cuando se abren claros que permiten a la luz llegar al suelo; de esta forma, un ecosistema de éstas características se vio perturbado, y debido a esta perturbación comenzaron a llegar especies que se vieron favorecidas.

Por lo tanto, un ecosistema en estado primario de desarrollo corresponde a aquel que, pasada una perturbación, se encuentra en la fase temprana de la sucesión (Odum 1969). En esta fase la tasa de producción primaria (fotosíntesis), es mayor que la respiración de la comunidad, es decir, se fija y acumula más que el costo energético de mantenimiento del ecosistema. Por el otro lado, en un ecosistema maduro la energía que se fija tiende a ser igual que la que cuesta mantenerlo. El mismo autor describe que, por lo tanto, esta relación entre producción primaria y respiración es un excelente indicador de la madurez de un ecosistema.

(Maduración de un bosque. Fuente: EducaMadrid s.f.)

Pero ¿Qué ocurre con los agroecosistemas y plantaciones forestales? Lo cierto es que estos sistemas son considerados dentro de un estado primario de desarrollo, pues generan más producción primaria que lo que emiten en respiración. Desde cierto punto de vista esto podría ser positivo, puesto que se alcanza una eficiencia mayor en tanto se produce más de lo que se debiera producir naturalmente, pero esto tiene consecuencias ambientales negativas, como lo afirma Odum (1969), quien como describe en su estudio, varios de los ciclos de recursos naturales esenciales para el hombre son proveídos por los ecosistemas maduros y no por los jóvenes como los agroecosistemas y plantaciones forestales.

(Monocultivo forestal. Fuente: Correa 2015)

FUENTE:

CORREA P (2015) Organizaciones ambientales critican a FAO por promover monocultivos forestales. Radio Uchile, Universidad de Chile, Chile. URL: http://radio.uchile.cl/2015/09/08/organizaciones-ambientales-critican-a-fao-por-promover-monocultivos-forestales/ (accedido Enero 3, 2017).

EDUCAMADRID  (s.f.) Sucesiones ecológicas: Etapas. URL: http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/CTMA/ecosfera/sucesion_etapas.htm (accedido Enero 3, 2017).

SMITH R & T SMITH (2001) Ecología. 4ta Edición. Madrid, España.

ODUM  E (1969) The strategy of the ecosystem development.  Science 164: 262-270.

Fundamento ecológico del vegetarianismo

(Cadena trófica. Fuente: Smith & 

Smith 2001 (modificado por mí))

Existen diversas razones para justificar el vegetarianismo. Éstas van desde razones éticas, de la salud, ecológicas hasta ambientales (Figueroa & Lama 2010). En esta entrada se explicará brevemente en términos energéticos y ambientales por qué es más ecológico que un ser humano sea vegetariano en vez de omnívoro.

En la ecología, la energía fluye a través de los distintos niveles tróficos que constituyen un ecosistema (Smith & Smith 2001), es decir, cuando una planta capta la energía solar produce energía en forma de biomasa (producción neta primaria) que luego es ingerida por los herbívoros, los que a su vez, son la fuente de energía de los carnívoros. Estos, a su vez, también son la fuente de energía  quienes los depredan a ellos. Así, los niveles inferiores de las cadenas tróficas proporcionan la energía para los niveles superiores a ellos. Sin embargo, esta energía disminuye cada vez más a medida que se cambia a un nivel trófico superior, que según Smith & Smith (2001), equivale a una reducción de 10 veces al pasar de un nivel al otro.

(Dieta vegana. Fuente: TipSaludable 2016)

Es en este sentido, la dieta vegetariana vendría siendo más eficiente en el consumo energético que una omnívora, con respecto al flujo energético de los ecosistemas. Debido a que la energía aprovechable para el consumo sin los niveles tróficos intermediarios (herbívoros) sería mayor que si ésta es ingerida por los intermediarios. Esto sumado a que la dieta posee el mismo valor nutricional que una omnívora, como afirma la ADA (2009): “las dietas vegetarianas adecuadamente planificadas son saludables, nutricionalmente adecuadas, y pueden proporcionar beneficios para la salud”.

En materia ambiental, se conoce que alrededor del 50% de la producción vegetal del mundo está destinada a la industria ganadera. De esta forma, ese porcentaje de vegetales que podría destinarse directamente a la dieta alimentaria es digerido por otros animales que producirán la carne de la que se alimenta la población. Así, se deforestan cada vez más bosques para producir alimento para estos animales, disminuyendo la capacidad de los ecosistemas para absorber el CO₂ e incrementando la emisión de metano producida por las vacas que impulsa el efecto invernadero (Román 2009).

(Distribución ilustrativa de vegetales. Fuente: Botanical s.f.)

*Para más información acerca de los efectos de la ganadería en el medio ambiente revisar en la fuente (Román (2009) El impacto ambiental de la alimentación).

FUENTE:

ADA (2009) Postura de la Asociación Americana de Dietética: dietas vegetarianas. American Dietetic Association, Estados Unidos. URL: http://apps.elsevier.es/watermark/ctl_servlet?_f=10&pident_articulo=13149398&pident_usuario=0&pcontactid=&pident_revista=283&ty=11&accion=L&origen=elsevier&web=www.elsevier.es&lan=es&fichero=283v14n01a13149398pdf001.pdf (accedido Enero 3, 2017).

BOTANICAL (S.F.) ¿Qué es la agricultura ecológica o orgánica?. URL: http://www.botanical-online.com/agricultura-eco.htm (accedido Enero 3, 2017).

FIGUEROA V & J LAMA (2010) El vegetarianismo ¿Qué es? Y ¿Por qué?. Revista Agricultura Orgánica 1.2010: 46-47. (en línea) URL: http://www.actaf.co.cu/revistas/revista_ao_95-2010/Rev%202010-1/33%20vegetarianismo.pdf

ROMÁN D (2009) El impacto ambiental de la alimentación. Unión Vegetariana Española, España. URL: http://www.unionvegetariana.org/impacto_ambiental.pdf (accedido Enero 3, 2017)

SMITH R & T SMITH (2001) Ecología. 4ta Edición. Madrid, España.

TIPSALUDABLE (2016) ONU: “La dieta vegana salvará al mundo”. URL: http://www.tipsaludable.com/onu-la-dieta-vegana-salvara-al-mundo/# (accedido Enero 3, 2017).

Definición de conceptos 4

Ecosistemas: estado clímax alternativo de la sucesión, respiración ecosistémica y evapotranspiración potencial

Estado clímax alternativo de la sucesión: En ecología, sucesión hace referencia a aquel proceso de sustitución de una comunidad por otra en el mismo espacio geográfico, esto debido a perturbaciones en el ecosistema que permiten a especies tener la oportunidad de dominar a las originales que se vieron afectadas por tal perturbación (Sarmiento 2001). Con respecto a esto y en base al mismo autor, el estado de clímax alternativo de la sucesión se define como aquel estado del ecosistema en el que se establece una comunidad estable luego de la perturbación, pero que no corresponde al estado adecuado en relación al lugar en que se encuentra (estado clímax).

(Bosque perturbado por incendio. Fuente: CONAF s.f.) 

(Ciclo del carbono: Respiración. Fuente:
Smith & Smith 2001 (modificado por mí))

Respiración ecosistémica: Ésta se define como la conversión biótica del carbono orgánico al dióxido de carbono (respiración) por parte de todos los organismos en un ecosistema, incluidos los organismos autótrofos (plantas), herbívoros y carnívoros (Yvon-Durocher et al. 2012). La respiración ecosistémica corresponde a uno de los procesos significativos del ciclo del carbono en los ecosistemas, en dónde el carbono fluye desde la atmósfera hacia los organismos y el suelo, y viceversa (Smith & Smith 2001). Por lo tanto, el mismo autor describe que la respiración es la forma en la que el carbono (CO2) se devuelve hacia la atmósfera en forma gaseosa, a través de los animales, plantas y los descomponedores de la materia orgánica, cuando todos estos respiran.

Evapotranspiración potencial: Este concepto hace referencia al conjunto de pérdidas de vapor de agua tanto físicas (por evaporación) como biológicas (transpiración de las plantas) desde el suelo. Ésta difiere de la evapotranspiración efectiva en tanto la primera mide la pérdida en relación a las condiciones climáticas y vegetativas teóricas u óptimamente máximas de un lugar, en cambio la segunda mide la pérdida real de un cultivo o un bosque (IGN 2013). De esta forma, la evapotranspiración potencial equivale a un parámetro significativo en la representación del balance de energía entre la tierra y la atmósfera, en la detección de estrés hídrico vegetal del área de estudio y en la caracterización climática de las distintas zonas, entre otros (Sánchez & Carvacho 2006). Por esta razón es de interés para múltiples disciplinas, incluida la ecología, en materia del flujo energético entre el suelo y las plantas con la atmósfera y el ambiente.

(Evapotranspiración en ciclo del agua. Fuente: Climaevapo.es (modificado por mí))

FUENTES:

IGN (2013) Evapotranspiración potencial (ET) media anual. Instituto Geográfico Nacional, Ministerio de Fomento, Gobierno de España. España. URL: https://www.ign.es/espmap/mapas_clima_bach/pdf/Clima_Mapa_08texto_corregido.pdf (accedido Enero 3, 2017)

CLIMAEVAPO (s.f.) Conceptos de la Evapotranspiración. Climaevapo, España. URL: http://climaevapo.es.tl/CONCEPTOS-DE-LA-EVAPOTRANSPIRACI%D3N.htm (accedido Enero 3, 2017).

CONAF (s.f.) Restauración de áreas quemadas. Corporación Nacional Forestal, Chile. URL: http://www.conaf.cl/incendios-forestales/restauracion-de-areas-quemadas/ (accedido Enero 3, 2017).

SÁNCHEZ M & L CARVACHO (2006) Estimación de evapotranspiración potencial, ETP, a partir de imágenes NOAAAVHRR en la VI Región del Libertador General Bernardo O'Higgins. Revista de geografía Norte Grande 36: 49-60. (en línea) URL: https://dx.doi.org/10.4067/S0718-34022006000200003

SARMIENTO F  (2001) Diccionario de ecología: paisajes, conservación y desarrollo sustentable para Latinoamérica. Ediciones Abya-Yala, Quito, Ecuador.

SMITH R & T SMITH (2001) Ecología. 4ta Edición. Madrid, España.

YVON-DUROCHER G, JM CAFFREY, A CESCATTI, M DOSSENA, P DEL GIORGIO, JM GASOL, JM MONTOYA, J PUMPANEN, PA STAEHR, M TRIMMER, G WOODWARD & AP ALLEN (2012) Reconciling the temperature dependence of respiration across timescales and ecosystem types. Nature 487: 472-476. (online) URL: http://www.nature.com/nature/journal/v487/n7408/full/nature11205.html

Chinita arlequín (Harmonia axyridis) en Chile

(Especies introducidas invasoras de Chile. Fuente: Bevilacqua 2014)

Las invasiones biológicas, como afirma Montiel (2010), son actualmente uno de los principales factores que amenazan la biodiversidad y afectan los ecosistemas a nivel mundial, seguidas por la destrucción de hábitat. En Chile esto se ha evidenciado hace años, como es el caso del impacto ocasionado por al castor, el jabalí, la chaqueta amarilla, el aromo, la rosa mosqueta, el conejo,  el visón, la cotorra argentina y muchos otros que suman un total de 128 especies invasoras en el país, según el primer catastro nacional en Chile con respecto a esta materia (Bevilacqua 2014). En este caso se expondrá el ejemplo de Harmonia axyridis, o comúnmente conocida como chinita arlequín, y cómo ésta ha afectado o podría afectar a la biota autóctona chilena.

  (Chinita “Harmonia axyridis”. Fuente: Madariaga 2012)

La chinita arlequín, originara de Asia, fue introducida en varias partes del mundos como agente de control biológico de plagas (Grez 2015), esto debido a su gran capacidad afidófaga (depredación de áfidos, conocidos como pulgones) (Cayul 2013). Ésta posee un tamaño mayor al del resto de las chinitas (entre 6,5 y 8 mm), y un hecho que la hace inconfundible es que se agrupa en grandes números dentro de casas u otras construcciones humanas (Grez 2013). Para el mismo autor, se cree que se introdujo con fines experimentales en la Región de Valparaiso en 1998, teniendo años sin ser avistada, hasta que en el 2008 comenzó a aumentar en número de avistamientos y distribución.

(Coccinélidos (Chinitas) comunes en Chile. Fuente: Segura 2016)

Para Grez (2013), los daños que ha causado han sido desde estéticos (manchas amarillas en paredes y cortinas) como productivos en la agricultura, pues aun siendo depredador y control biológico de pulgones, en otros países se ha descrito que provoca daños en frutos blandos como uvas y berries. Sin embargo, en la biota autóctona chilena también ha provocado estragos, alimentándose no solo de pulgones, sino también de otros insectos como especies de chinitas, incluyendo las nativas. De esta forma, se daña severamente la biodiversidad del país y la conservación de la fauna nativa, siendo vulneradas especies que antes no tenían una tasa de mortalidad tan alta. Según Grez (2013), esta chinita ha sido descrita como uno de los insectos más invasivos del planeta.

FUENTES:

BEVILACQUA R (2014) Primer catastro nacional arroja que en Chile existen 128 especies invasoras. Nacional, La Tercera. Chile. URL: http://www.latercera.com/noticia/primer-catastro-nacional-arroja-que-en-chile-existen-128-especies-invasoras/ (accedido Diciembre 6, 2016).

CAYUL IC (2013) Difusión del fenómeno Harmonia axyridis en chile y recopilación de información sobre su distribución mediante un sitio en internet. Memoria de Título, Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias, Universidad de Chile, Chile.

GREZ A (2015) Chinita arlequín: uno de los insectos más invasivos del planeta. Proyecto GEF Especies Exóticas Invasoras, Entrevistas. Chile. URL: http://gefespeciesinvasoras.cl/la-chinita-arlequin-es-uno-de-los-insectos-mas-invasivos-del-planeta/ (accedido Diciembre 6, 2016).

MADARIAGA P (2012). Universidad de Chile, Chile. URL: http://www.uchile.cl/fotos/64638/chinitas-dan-paso-a-importantes-invasiones-biologicas-en-el-pais#9 (accedido Diciembre 6, 2016).

MONTIEL C (2010) "Chinitas" dan paso a importantes invasiones biológicas en nuestro país. Noticias Universidad de Chile. Santiago de Chile, Chile. URL: http://www.uchile.cl/noticias/64565/chinitas-dan-paso-a-importantes-invasiones-biologicas-en-el-pais (accedido Diciembre 6, 2016).  

SEGURA B (2016) Coccinélidos (Chinitas) comunes en Chile. Chinita arlequín Harmonia  axyridis en Chile, Reconocimiento. URL: http://www.chinita-arlequin.uchile.cl/reconocimiento (accedido Diciembre 6, 2016).

Formación de agallas por acción del parásito Subanguina chilensis (nemátodo foliar) en Nothofagus sp.

(Garrapata macho y hembra. Fuente: Fulminor 2016)

El parasitismo, según Smith & Smith (2001), se refiere a la condición en la que dos organismos viven juntos en una estrecha relación de coevolución, que es cuando dos poblaciones en interacción ejercen una fuerte influencia en la evolución de los rasgos de la otra. En ésta condición, el parásito obtiene su alimento o sustento de los tejidos del hospedador, que es de mayor tamaño, convirtiéndose en un agente patógeno en el cuerpo de tal hospedador, aunque sin llegar a matarlo directamente como en la depredación.

Esta relación entre especies se aprecia fácilmente en la vida cotidiana, como es el caso de los parásitos dentro de nuestras mascotas, fuera de ellas como las garrapatas, o la famosa lombriz solitaria. Sin embargo, para fines explicativos se presenta a continuación el caso de la Subanguina chilensis, o comúnmente llamada nemátodo foliar.

El nemátodo foliar es un parásito nativo de Chile que hospeda y ataca el follaje de Nothofagus alpina (Raulí), Nothofagus pumilio (Lenga), y Nothofagus obliqua (Roble), siendo esta última la especie más atacada (FAO & CONAF 2008). Su ataque provoca pérdidas parciales o totales de las hojas del árbol, lo que puede derivar en la muerte de ellos si es que se llega a tal punto de debilitamiento en el individuo. Tal ataque se produce cuando este parásito, al alimentarse de las hojas, secreta una especie de saliva que contiene un tipo de enzima directamente a las células de éstas, lo que causa una hipertrofia (elongación celular anormal) e hiperplasia (división celular sin control), lo que se traduce en una formación de agallas (FAO & CONAF 2008). Según Aguayo (citado por FAO & CONAF 2008), se dispersaría mediante vectores (organismos que al ingerir el parásito transmiten en su interior las larvas), en este caso coleópteros de la familia Scarabaeidae.

(Agallas en hojas de Nothofagus sp. Fuente: Ciesla s.f.)

Debido a que este ataque suele suceder en los bordes de las hojas jóvenes, en el Roble provoca una foliación (formación de hojas) tardía, lo que debido a las temporadas concurre a formaciones de hojas de menor tamaño que las que normalmente se producen; pérdida de hojas (follaje); como se mencionó anteriormente, formación de agallas en las hojas; en ocasiones, manchas oscuras en la corteza de los árboles debido al ataque de agentes secundarios como el escarabajo barrenadores y, finalmente la muerte del árbol (Aguayo citado por FAO & CONAF 2008).

(Hojas de Roble afectadas por Subanguina chilensis. Fuente: FAO & CONAF 2008)

FUENTES:

CIESLA W (s.f.) Foliar nematode: Subanguina chilensis. URL: http://www.forestryimages.org/browse/subthumb.cfm?sub=18035 (accedido Diciembre 5, 2016).

FAO & CONAF (2008) Manual de plagas y enfermedades del bosque nativo en Chile. Primera Edición, Editora e Imprenta Maval Ltda., Santiago de Chile, Chile.

FUMINOR (2016) Las picaduras de pulga y las picaduras de abeja. URL: http://www.fuminor.es/las-picaduras-de-pulga-y-las-de-abeja/ (accedido Diciembre 5, 2016).

SMITH R & T SMITH (2001) Ecología. 4ta Edición. Madrid, España.

Diversidad alfa, beta y gamma

(Fuente: Capella, obtenido Diciembre 4, 2016)

El término diversidad de especies hace alusión tanto al número de especies (riqueza de especies), como a la equitatividad de especies, que se refiere al porcentaje que contribuye cada uno de los individuos de una especie al conjunto de la comunidad (abundancia relativa) (Smith & Smith 2000). Para calcular la diversidad en algún área de estudios, se han postulado diferentes mecanismos y fórmulas que aproximan índices de diversidad de especies.

Existen diferentes tipos de diversidades biológicas en base al área ecológica o geográfica que se esté estudiando. Por ejemplo, si se quisiera estudiar o calcular la diversidad de especies dentro de  una comunidad, es decir, dentro de un conjunto de poblaciones de especies, esta se denomina diversidad alfa. Mientras que si el objeto de estudio fuera calcular la diversidad entre comunidades y no dentro de una, aquella se denomina como diversidad beta. Por otro lado, si se quisiera estudiar la diversidad biológica dentro de una escala mayor como una ecorregión (véase en entrada “Definición de conceptos 1 el término ecorregión”), entonces se estaría hablando de la diversidad gamma (Smith & Smith 2000).

En estudios sobre diversidad de especies se puede encontrar el cálculo sistemático de los tres tipos de diversidades dentro de una misma región, puesto que para diferenciar los resultados se evalúan diferentes áreas dentro de ésta. Así, dentro del estudio de, por ejemplo, una gran región ecológica como la Sierra de Santa Marta en México, se pueden estimar los diferentes tipos de diversidades separando adecuadamente las interacciones de los individuos, poblaciones o comunidades (González 2008).

(Sierra Santa Marta, Fuente: Ortiz D,obtenido Diciembre 4,2016)

FUENTE:

CAPELLA J (s.f.) Orcinus orca. Chile. URL: http://www.mma.gob.cl/librobiodiversidad/1308/propertyvalue-13396.html (accedido Diciembre 4, 2016).

GONZÁLES A (2008) La diversidad alfa, beta y gamma de la mastofauna en la Sierra de Santa Marta, Veracruz, México. En: Lorenzo C, E Espinoza & J Ortega (eds) Avances en el estudio de mamíferos en México II: 103-125. Primera Edición, Chiapas, México.

ORTIZ D (s.f) Santa Marta. México. URL: http://www.dematac.org/bellezanatural.html (accedido Diciembre 4, 2016).

SMITH R & T SMITH (2001) Ecología. 4ta Edición. Madrid, España.

Curvas de supervivencia en poblaciones

Las curvas de supervivencia son mecanismos utilizados en la ecología para representar el nivel de sobrevivencia de un grupo de individuos de una especie durante un intervalo de tiempo determinado, o durante la edad del individuo (Smith & Smith 2001). Para el mismo autor, la importancia de éstas radica en que permite comparar de manera gráfica las diferencias entre especies con respecto al sexo, área en la que habitan, entre otras, en un mismo instante.

Debido a la naturaleza de las especies, cada una de éstas puede presentar un tipo diferente de curva de supervivencia. Sin embargo, existen tres modelos idealizados presentados a continuación (Fig.1) junto a algunos ejemplos:

Tipo I: Esta curva manifiesta una alta supervivencia desde el nacimiento hasta la mayor parte de la vida de la especie, en donde al final de ésta comienza a decrecer (Smith & Smith 2001). Esto se ve representado en especies con alto cuidado parental de las crías. Típico de la especie humana u otro tipo de mamíferos, como es el caso del huemul en Chile (Aldridge et al. 2005).

(Fuente: Peppi 2014)

Tipo II: Este tipo de curva representa una mortalidad constante de la población durante toda la vida (Smith & Smith 2001). Según el mismo autor, típica en aves adultas, roedores y reptiles, como el caso de la Perdiz chilena u otros individuos que son presas constantes a lo largo de su vida.

Tipo III: En esta curva se indica una mortalidad intensa de los individuos juveniles (Smith & Smith 2001). Es común en especies de peces o insectos que producen una gran cantidad de huevos, de los que solo unos pocos logran sobrevivir. Como es el caso del Bagre, el Puye o el Pejerrey u otros peces nativos de Chile (Arismendi & Penaluna 2009).

(Figura 1: Gráfico de las tres curvas de supervivencia modelo. Fuente: Smith & Smith 2001)

FUENTE:

ALDRIDGE D, R LÓPEZ, C SAUCEDO & A VILA (2005) Un año en la vida del huemul. En: Enersis & Fundación San Ignacio del Huinay (eds) Los Últimos Senderos del Huemul: 94-148. Fyrma Gráfica, Santiago, Chile.

ARISMENDI I & B PENALUNA (2009) Peces nativos en aguas continentales del Sur de Chile. Imprenta América Ltda. Escuela de Graduados, Facultad de Ciencias Forestales, Universidad Austral de Chile, Valdivia, Chile

PEPPI M (2014) Mi primer baño. Región de Aysén, Chile. URL: http://www.cultura.gob.cl/eventos-actividades/fotografia-la-familia-de-jaime-ramos-es-la-ganadora-del-concurso-el-huemul-y-su-habitat/

SMITH & SMITH (2001) Crecimiento poblacional. En: Pearson (ed) Ecología: 170-185. Cuarta Edición, Madrid, España.