ECOLOGÍA

La ecología ha alcanzado enorme trascendencia en los últimos años.
El creciente interés del hombre por el ambiente en el que vive se debe fundamentalmente a la toma de consciencia sobre los problemas que afectan a nuestro planeta y exigen una pronta solución.

Los seres vivos están en permanente contacto entre sí y con el ambiente físico en el que viven. La ecología analiza cómo cada elemento de un ecosistema afecta los demás componentes y cómo es afectado. Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que existen en un ecosistema toma conocimientos de botánica, zoología, fisiología, genética y otras disciplinas como la física, la química y la geología.

Algunos de los temas a tratar, acerca la ecología son:

• La Biosfera

La biosfera es la parte más extensa de la corteza terrestre con propiedades especiales: recibe energía externa del Sol, existen en ella tres estados materiales -sólido, líquido y gaseoso-, y sobre ella pueden existir grandes cantidades de agua líquida. Todo esto es muy importante para que pueda desarrollarse la VIDA, solo aquí (en la biosfera o capa de la vida) podemos encontrarnos seres vivos.

En la atmósfera (capa de los gases) no se desarrolla la vida debido a la escasa densidad y la pequeña cantidad de nutrientes y minerales. Sin embargo, la vida ha tenido un papel importante en la formación de la atmósfera actual. Se considera que antes de que los vegetales poblasen las aguas la atmósfera apenas contenía oxígeno y la fotosíntesis de las plantas ha hecho aumentar la cantidad de este gas hasta el nivel actual. Los seres vivos han sido determinantes en la composición actual de dióxido de carbono y de nitrógeno.

Se supone también, que la vida se limitó, en un principio a las aguas (hidrósfera o capa del agua) , ya que la radiación ultravioleta del Sol es nociva para ésta. Esta radiación se absorbe por las moléculas de ozono. Al aumentar la concentración de oxígeno, se desarrolló la capa de ozono, que eliminó parte de la nociva radiación del espacio exterior permitiendo la ocupación de los continentes por los seres vivos.

Las aguas están sometidas a un continuo proceso de evaporación y condensación, de forma que cada año 420.000 Km^3 se evaporan y vuelven a pasar a forma líquida. Los mares contienen unos 1.322 millones de Km^3 de agua líquida, en los continentes hay unos 30.000 Km^3 en forma de lagos o rios, finalmente, en la atmósfera hay unos 13.000 Km^3 de agua, principalmente en forma de vapor.

En la litosfera (capa de las rocas), los seres vivos ocuapn una capa alterada por una interacción prolongada de la litosfera con los seres vivos. El suelo está relacionado con el clima y la vegetación.

LOS LÍMITES DE LA BIOSFERA:
La biosfera es la cubierta viva de la Tierra. Su espesor es insignificante frente a los 6.370 Km de radio terrestre. A más de 7 Km sobre el nivel del mar, la vida prácticamente no existe. Las plantas no llegan a más de 6200 m de altura, debido a la falta de agua y dióxido de carbono. El límite de la vida animal está en los 6.700 m de altura; pero pocos animales viven a esa altura. A los animales los limita la falta de oxígeno y alimento. La mitad de la masa de la atmósfera se encuentra entre la superficie de la Tierra y unos 5.300 m de altitud.
La vida en el mar solo es posible hasta los 100 m de profundidad, ya que solo esta "fina" capa absorbe la luz del Sol para que pueda realizarse la fotosíntesis. La pobreza en microorganismos se demostró cuando se rescató el submarino "Alvin", tras haber estado hundido durante un año a 1,5 Km de profundidad. En él se encontraron raciones de comida embebidas en agua, pero intactas.

• Factores que afectan una población.

• Curvas de población.
  


• Factores que limitan una población.

El estudio de la biosfera, campo gigantesco, sólo puede hacerse por fracciones; así se trata de distinguir ecosistemas (Arthur C. Tansley, 1935), los cuales son siempre unidades naturales; se componen de partes vivas y partes inertes, cuyos efectos recíprocos forman un sistema estable en el que intervienen procesos cíclicos. El término biocenosis (K. A. Möbius, 1877) cubre el con junto vivo de un ecosistema, y el de biotopo todas las características fisicoquímicas o biológicas del lugar donde vive la biocenosis. Entre los ecosistemas existe una zona de transición más o me nos ancha llamada ecotono; allí se produce lo que se llama el efecto de limite, y los seres vivos son allí más numerosos que en las dos biocenosis కాంటిగుఅస్.

Entre las influencias que afectan el tamaño y la densidad de una población hay factores limitantes específicos, que difieren en poblaciones diferentes. De importancia crítica es la gama de tolerancia que muestran los organismos hacia factores tales como la luz, la temperatura, el agua disponible, la salinidad, el espacio para la nidificación y la escasez (o exceso) de los nutrientes necesarios. Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o cualquier característica del ambiente es demasiado extrema, no es posible que la población crezca, aunque todas las otras necesidades estén satisfechas.

Principio de los factores limitantes.
Cada especie tiene una curva característica de variación del tamaño poblacional para cada factor limitante de su ambiente. En las zonas de intolerancia los individuos no pueden sobrevivir. En las zonas de estrés fisiológico, algunos individuos son capaces de sobrevivir, pero la población no puede crecer. En la franja óptima, la población puede prosperar.Los ecólogos dividen frecuentemente a los factores que influyen en el crecimiento de una población en factores dependientes e independientes de la densidad. Los factores que provocan cambios en la tasa de natalidad o en la tasa de mortalidad a medida que cambia la densidad de población, se llaman densodependientes. Muchos factores operan sobre las poblaciones de manera dependiente de la densidad. A medida que la población aumenta, puede agotar sus reservas de alimento, lo que lleva a un incremento de la competencia entre los miembros de la población. Esto finalmente conduce a una tasa de mortalidad más alta o a una tasa de natalidad más baja. Los predadores pueden ser atraídos hacia áreas en las cuales la densidad de las presas sea elevada, capturando así una mayor proporción de la población. Del mismo modo, las enfermedades pueden difundirse más fácilmente cuando la densidad de la población es alta.Las perturbaciones ambientales actúan frecuentemente como factores independientes de la densidad.

• Ecología de comunidades.



• Muestreo.

Su función básica es determinar que parte de una realidad en estudio (población o universo) debe examinarse con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha población. El error que se comete debido al hecho de que se obtienen conclusiones sobre cierta realidad a partir de la observación de sólo una parte de ella, se denomina error de muestreo o simplemente error. Obtener una muestra adecuada significa lograr una versión simplificada de la población, que reproduzca de algún modo sus rasgos básicos. No hacer usa de ésta en experimientos oprocedimientos científicos, podría ganerar un desgaste innecesario.

El muestreo probabilístico es el que otorga una probabilidad conocida de integrar la muestra a cada elemento de la población, y dicha probabilidad no es nula para ningún elemento. Los métodos de muestreo no probabilisticos no garantizan la representatividad de la muestra y por lo tanto no permiten realizar estimaciones inferenciales sobre la población. En el presente trabajo se mencionan dos muestreos probabilísticos, el aleatorio simple y el muestreo estratificado, por ser los de mayor difusión.

Cabe mencionar aquí algunas de las Ventajas e inconvenientes de estos dos tipos de muestreo probabilístico, que se muestran en la siguiente tabla:

A la hora de determinar el tamaño que debe alcanzar una muestra hay que tomar en cuenta varios factores: el tipo de muestreo, el parámetro a estimar, el error muestral admisible, la varianza poblacional y el nivel de confianza. Se estudiaron algunos casos sencillos de cálculo del tamaño muestral: para estimar la media de una población y para estimar la proporción, esto se hizo ya que el investigador puede utilizar tanto variables continuas como categóricas.
No sólo estamos interesados en hacer inferencias que involucren estimar parámetros, sino realizar pruebas estadísticas, es decir con evidencia en la muestra decidir si el valor del parámetro que se sospecha o se obtuvo en otras investigaciones se debe aceptar o no.
Se intenta explotar la relación entre tamaño de la muestra , el nivel de significancia alfa y la potencia de la prueba para alcanzar cierto estándar de calidad.
Si se trata de una prueba estadística que involucra al parámetro m (media poblacional, la fórmula de cálculo es:
Recordemos que a es la probabilidad de cometer un error tipo I, es decir en términos mas sencillos, la probabilidad de que la prueba muestre significación estadística cuando en realidad no esta presente. Especificando un nivel alfa, el investigador fija los márgenes admisibles de error especificando la probabilidad de concluir que la significación existe cuando en realidad no existe. El error de tipo II es la probabilidad de fallar en rechazar la hipótesis nula cuando es realmente falsa. Una probabilidad mas interesante es 1-b, denominando la potencia de la prueba estadística. Potencia es la probabilidad de rechazar correctamente la hipótesis nula cuando debe ser rechazada. Los paquetes estadísticos actuales calculan para algunas pruebas estadísticas un concepto relativamente nuevo que es potencia observada: la potencia de la prueba cuando la hipótesis alternativa se ha establecido en el valor observado.
En la planilla de cálculo se grafica el impacto que produce la relación entre tamaño de la muestra y la potencia de la prueba, para distintos alfas (a):


Como puede verse, la potencia llega a ser aceptable para tamaños de muestra de 100 o mas en situaciones para las dos curvas, en las que se ha fijado la probabilidad del error tipo I.
Tales análisis permiten al investigador tomar decisiones más adecuadas en el estudio, diseño e interpretación de los resultados. Al planificar la investigación, el investigador debe tener en cuenta el tamaño de la muestra que debe utilizar, de acuerdo al nivel alfa y conseguir el nivel de potencia deseado. Además de sus usos para la planificación, el análisis de la potencia se utiliza también después de que el análisis ha terminado para determinar la potencia real conseguida (potencia observada), de tal forma que los resultados puedan ser correctamente interpretados.

• Piramides de energía.

Una pirámide de energía es la representación gráfica de los niveles tróficos (alimenticios) por los cuales la energía proveniente del Sol es transferida en un ecosistema. A grosso modo podemos decir que la fuente absoluta de energía para los seres vivientes en la Tierra es el Sol. La energía que el Sol emite actualmente es de 1366.75 W/m^2 (hace 400 años era de 1363.48 W/m^2). Cuando se realizaron los estudios de la captación de energía por los organismos productores, la Irradiación Solar (IS) era de 1365.45 W/m^2. Actualmente, la energía aprovechable por los organismos fotosintéticos es de 697.04 W/m^2; sin embargo, los organismos fotosintéticos solo aprovechan 0.65 W/m^2 y el resto se disipa hacia el entorno no biótico (océanos, suelos, atmósfera), y de ahí, al espacio sideral y al Campo Gravitacional. La atmósfera absorbe 191.345 W/m^2, manteniendo así la temperatura troposférica mundial en los hospitalarios 35.4 °C (95.72 °F).