LOS SERVICIOS ECOSISTÉMICOS

Los servicios ecosistémicos son los beneficios que la gente obtiene de los ecosistemas. Esos beneficios pueden ser directos o indirectos. Los beneficios directos son la producción de provisiones –agua y alimentos (servicios de aprovisionamiento) ,  la regulación de ciclos como las inundaciones, degradación de los suelos, desecación y salinización, pestes y enfermedades (servicios de regulación). Los beneficios indirectos se relacionan con el funcionamiento de procesos del ecosistema que genera los servicios directos (servicios de apoyo), como el proceso de fotosíntesis y la formación y almacenamiento de materia orgánica; el ciclo de nutrientes; la creación y asimilación del suelo y la neutralización de desechos tóxicos. Los ecosistemas también ofrecen beneficios no materiales, como los valores estéticos y espirituales y culturales, o las oportunidades de recreación (servicios culturales). Existe, entonces, una amplia gama de servicios ecosistémicos, algunos de los cuales benefician a la gente directamente y otros de manera indirecta.

Algunos servicios se consideran bienes públicos, de cuyo disfrute no se puede excluir a nadie; el uso de ese servicio por una persona no disminuye significativamente la disponibilidad del mismo para otros usuarios. Sin embargo, la gente puede degradar la capacidad del ecosistema de seguir ofreciendo el servicio, ya sea porque se cambia la composición y estructura del sistema o su funcionamiento, o porque se extraen materiales del ecosistema a un ritmo superior a su capacidad de recuperación. El pago por los servicios del ecosistema busca ofrecer un incentivo a los usuarios de la tierra para que no degraden los ecosistemas y sus servicios y para que más bien los protejan.

Los servicios de los ecosistemas se clasifican en cuatro categorías: 

- Servicios de las cuencas, principalmente la provisión de cantidades adecuadas de agua de buena calidad y, en segundo plano, el control hidrológico de fenómenos como inundaciones, erosión y salinización de los suelos

- Secuestro de carbono, el almacenamiento a largo plazo del carbono en la biomasa leñosa y materia orgánica del suelo

- Conservación de la biodiversidad, los procesos que determinan y mantienen la biodiversidad en todos los niveles (paisaje, especies, genes)

- Valores estéticos o belleza del paisaje, el mantenimiento de lo que sirve como fuente de inspiración, cultura y espiritualidad, así como la comercialización en forma de ecoturismo. 

Fuente: cifor.org

CAMBIO CLIMÁTICO Y ÁREA DE DISTRIBUCIÓN DE LAS ESPECIES.

Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) han publicado en la revista Ecology letters un artículo sobre los cambios de las áreas de distribución de las especies en función de su capacidad de adaptación al ambiente. Son resultados son ciertamente pesimistas. 

Las especies son la unidad básica de conservación que emplean los principales modelos que intentan predecir los efectos del cambio climático sobre la biodiversidad. En estos modelos se analizan las especies como bloques utilizando el promedio de los datos disponibles de cada organismo.Los cálculos sugieren que las especies podrían perder entre dos y tres veces más área de distribución por el cambio climático al considerar tanto la variabilidad poblacional como  las barreras geográficas y humanas a la dispersión.

Pero las especies animales y vegetales que pueblan nuestro planeta no funcionan como bloques uniformes sino que están compuestas por distintas poblaciones cuyas características funcionales y  plasticidad fenotípica varía. 

La plasticidad fenotípica es la capacidad del genotipo de cambiar el fenotipo en función del ambiente, es decir, el margen de cada individuo para  adecuar su situación a las variaciones del ambiente. En humanos, esta plasticidad es la que hace que nuestra piel tolere más los rayos del sol a medida que nos exponemos a ellos o que un golpe de frío nos afecte menos en diciembre que en agosto.

Para este estudio los investigadores han reunido en cinco grupos un gran número de especies revisadas en función de la plasticidad de sus poblaciones ante los cambios de temperatura. Han generado cinco escenarios en los que la capacidad de adaptación de las poblaciones centrales y periféricas de su área de distribución difiere.

Al analizar todas estas variables, teniendo en cuenta la capacidad de adaptación a los cambios ambientales, los resultados de las predicciones son bastante pesimistas. 

Fuente: F. Valladares, S. Matesanz, F. Guilhaumon, M.B. Araujo, L. Balaguer, M. Benito-Garzón, E. Will Cornwell, G. Mark van Kleunen, D.E. Naya, A.B. Nicotra, H. Poorter y M.A. Zavala18. (2014) The effects of phenotypic plasticity and local adaptation on forecasts of species range shifts under climate change. Ecology letters DOI: 10.1111/ele.1234

ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO

En las últimas décadas, uno de los problemas ambientales que más ha atraído la atención de las sociedades y los gobiernos de todo el mundo es el cambio sin precedente en el clima global. Los científicos reportan el incremento de la temperatura terrestre y marina, el cambio en los patrones temporales y espaciales de la precipitación, el ascenso del nivel del mar, la reducción de la superficie de los casquetes polares y el aumento en la frecuencia e intensidad de los eventos de El Niño, entre otros. El ciudadano de a pie ha percibido este problema en forma de veranos secos y más cálidos cada vez más comunes,  inundaciones y desbordamientos de ríos, más frecuentes huracanes y tifones de gran intensidad y en la mortalidad masiva de corales alrededor del mundo.

Los principales factores asociados al cambio climático han sido el constante incremento de las concentraciones de gases de efecto invernadero, derivado fundamentalmente de la combustión de los combustibles fósiles y el cambio de uso del suelo en el planeta.

Sin embargo, el cambio climático no sólo ha alterado el clima del mundo, sino también ha tenido importantes consecuencias sobre su biodiversidad. Es esencial una adaptación de las especies para poder sobrevivir al cambio climático. 

PERO...¿QUÉ ES LA ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO?

FLUJOS DE MATERIA Y ENERGÍA DE LOS ECOSISTEMAS

EL FLUJO DE ENERGÍA

La luz solar es la fuente principal de energía de un ecosistema y es incorporada al sistema mediante la fotosíntesis. Esto es realizado por los organismos fotosintéticos que son autótrofos o productores, que fijan esa energía sintetizando compuestos orgánicos como grasas, glúcidos, proteínas, etc, usando como materia prima el CO2, H2O y sales minerales del suelo.

Estudiando este flujo de energía, podemos obtener dos ideas claras:

- El flujo de energía circula desde el sol hasta los descomponedores, perdiéndose energía por el camino en forma de calor. 

- Para mantener este flujo es necesario el aporte constante de la fuente de energía, el Sol.

EL CICLO DE LA MATERIA

El ciclo de la materia en cambio, es cíclico y cerrado. Esto se debe a que la materia generada por los productores va pasando por los distintos niveles tróficos hasta llegar a los descomponedores, que transforman la materia organica generada en sustancias inorgánicas, listas para ser asimiladas por los productores de nuevo.

Fijacion de energía por los productores:

El proceso de transformación de la radiación solar en energía química se explica de la siguiente manera:

CO2 + H2O à Glucosa y O2

Para la creación de la glucosa a partir de CO2 y H2O, una planta necesitará utilizar energía solar mediante la fotosíntesis.

EL CICLO DEL NITRÓGENO

El nitrógeno es un elemento esencial para los seres vivos ya que forman parte de las proteínas y de los ácidos nucleicos. La principal fuente de nitrógeno es el N₂ atmosférico pero no es utilizable por la mayoría de los seres vivos, ya sólo determinadas bacterias tienen la capacidad de utilizarlo.

El ciclo del nitrógeno es muy complejo pues además de los productores y consumidores, intervienen un gran número de bacterias.

a) Las plantas absorben el nitrógeno de los nitratos (NO3-) del suelo y elaboran las proteínas vegetales en el proceso de la fotosíntesis.

b) Los animales asimilan las proteínas vegetales y elaboran las proteínas animales, y eliminan el exceso de nitrógeno en forma de urea (excreción).

c) Las bacterias de la putrefacción descomponen la urea y los compuestos nitrogenados de los cadáveres y producen amoniaco (NH3). (Bacterias descomponedoras)

d) Las bacterias nitrificantes oxidan el amoniaco y forman los nitratos del suelo, cerrándose así el ciclo. 

Por otra parte:

• Las bacterias desnitrificantes liberan N2 a la atmósfera a partirde los nitratos del suelo. 

• Las bacterias fijadoras de N2 (Azotobacter, Rhizobium…) cogen directamente N2 de la

atmósfera incorporándolo al suelo en forma de nitratos. 

EL CICLO DEL CARBONO

Los ciclos biogeoquímicos representan los cambios que experimentan los elementos químicos que constituyen los seres vivos en su recorrido cíclico por la biosfera. En ellos participan todos los organismos presentes en los distintos niveles tróficos.

EL CICLO DEL CARBONO

El carbono es uno de los elementos más abundantes de la materia viva, formando la base estructural de las moléculas orgánicas:

• glucidos
•  lípidos
• proteínas
• ácidos nucleicos

El carbono se puede encontrar en la atmósfera de muchas formas: 

- en la atmósfera en forma de dióxido de carbono

- disuelto en el agua de los océanos

- en las rocas carbonatadas como las calizas

- en los combustibles fósiles  como  el   petróleo, el carbón y el gas natural

El carbono lo obtienen las algas y las plantas verdes (productores) del CO2 del aire, por medio de la fotosíntesis, incorporándolo a la materia orgánica que se sintetiza (materia orgánica); por la alimentación pasa a los animales herbívoros, y luego a los carnívoros. Una parte de estos seres vivos puede quedar enterrados y, con el tiempo, originar el carbón o el petróleo.

El carbono vuelve de nuevo a la atmósfera:

- Por la respiración de plantas y animales

- Por la descomposición de restos de animales y plantas

- Por las combustiones industriales. El uso de combustibles fósiles (carbón y petróleo) libera CO2 a la atmósfera lo que provoca el llamado “efecto invernadero”.

EL PROCESO DE LA FOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis es un proceso llevado a cabo por las plantas, algas y bacterias fotosintéticas. Es un proceso anabólico que consiste en una serie de reacciones químicas a partir de las cuales se forman moléculas complejas a partir de moléculas sencillas. La mayoría de seres vivos autótrofos fabrican su propio alimento utilizando la energía luminosa. La energía de luz se convierte en la energía química que se almacena en forma de glucosa.

La energía necesaria para que tenga lugar este proceso es aportada por reacciones catabólicas. La reacción global de la fotosíntesis se puede resumir de la siguiente manera:

 6 CO2 + 6 H2O + energía lumínica C6H12O6 + 6 O2

La luz solar es la fuente de energía que captada por la clorofila, un pigmento verde presente en las células de organismos autótrofos para realizar la fotosíntesis. Cuando la luz del Sol incide sobre las moléculas de clorofila, ésta absorbe parte de la energía, que será convertida en energía química.

Las moléculas de clorofila se agrupan formando unas estructuras llamadas fotosistemas. La clorofila está formada por numerosos pigmentos antena que rodean a una zona llamada centro de reacción.
- Los pigmentos antena captan los fotones de luz y los transportan al centro de reacción.
- El centro de reacción será el encargado de pasar los electrones a una cadena transportadora.

Los organismos autótrofos también poseen unos pigmentos llamados carotenoides que pueden ser de color anaranjado, amarillo o rojo.
• El color verde de la clorofila generalmente enmascara estos pigmentos. Los cuales, sin embargo, se pueden ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la cantidad de clorofila.
• Los carotenoides también absorben luz pero son menos importantes que la clorofila en este proceso.

FASES DE LA FOTOSÍNTESIS 

1. FASE LUMINOSA. 

Tiene lugar en las membranas tilacoidales. La planta absorbe agua por las raíces. La molécula de agua va a romper sus enlaces en una reacción química llamada hidrólisis, obteniéndose electrones, hidrógeno y O2, que saldrá a la atmósfera. H2O H2 + ½ O2 + 2e- - Los electrones obtenidos en la hidrólisis del agua son recogidos por el fotosistema II, que al ser excitado por los fotones los cede a la CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES:
- FOTOSISTEMA II. El primer aceptor de ees la feofitina. La feofitina cederá el par de ea la plastoquinona, la cual los transfiere al citocromo b. El citocromo b bombea protones al lumen (permitiendo la síntesis de ATP) y cede el par de e- a la plastocianina. Por último, la plastocianina cederá el par de eal fotosistema I.
- FOTOSISTEMA I. El fotosistema I va a ser excitado por los fotones de la luz, con lo que cederá el par de ea un aceptor de ellamado ferredoxina. La ferredoxina cederá su par de eal último aceptor, que es el NADP+ , que se va a reducir a NADPH.

2. FASE OSCURA 

Se fija el CO2 captado de la atmósfera, formándose glucosa (materia orgánica).  Para poder realizar este proceso se emplea la energía obtenida en la fase anterior (ATP y NADP), que tiene lugar en un ciclo llamado ciclo de Calvin