Ecologia_y_Microbiologia_Ambiental

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Problemas ambientales 
Problema ambiental:
Daño que se hace al medio ambiente al realizar diversas actuaciones y que se presume tienen consecuencias en el cambio climático.
Principales problemas ambientales 
1. Sobre Población. Sin duda, el mayor reto que enfrenta el planeta es la sobre población de la raza humana. Todos los otros grandes problemas provienen del hecho de que estamos saturando al planeta. La población se ha triplicado en los últimos 60 años, haciendo más complicados los otros aspectos del ambiente. En 1950 éramos 2,555,982,611 y en el año 2015 somos más de 7,324,782,000. 
2. Cambio Climático. El más controversial y político tema ambiental. La gran mayoría de los científicos creen que las actividades humanas están afectando el clima actualmente, y que ya hemos pasado el punto de inflexión: Es decir, ya es demasiado tarde para revertir el daño que el cambio climático le ha hecho al ambiente.
En este punto, lo mejor que podemos hacer es regular el impacto futuro desarrollando métodos de producción más amigables con el ambiente que los combustibles fósiles.
3. Pérdida de Biodiversidad. El comportamiento humano ha destruido y continúa destruyendo diariamente el hábitat de las especies. Cuando exterminamos una, hay un efecto inmediato en la cadena alimenticia, que a su vez afectan a los ecosistemas interdependientes.
El efecto catastrófico de esta pérdida de biodiversidad probablemente afectará al planeta por millones de años, a esto se le llama “La 6ta extinción“.
4. Ciclos de fósforo y nitrógeno. Aunque el efecto de las actividades humanas en el ciclo del carbono es más conocido, la influencia en el ciclo del Nitrógeno tiene un mayor impacto en el ambiente.
El uso y abuso del nitrógeno por parte de la raza humana ha dado como resultado una tecnología muy beneficiosa para nuestra especie: Cada año, convertimos aproximadamente 120 millones de toneladas de nitrógeno de la atmósfera en formas reactivas como los nitratos para la producción de fertilizantes o aditivos alimenticios. Los residuos de las plantaciones llegan a los océanos y tienen un efecto negativo en el fitoplancton, que es responsable por la producción de gran parte del oxígeno.
5. Agua. Muchos expertos creen que, en el futuro próximo, el agua será un producto tan preciado como el oro y el petróleo. Otros afirman que comenzarán guerras para determinar quién es dueño de los suministros de agua. Actualmente, un tercio de los humanos tienen acceso inadecuado a agua fresca y limpia. Se espera que el número aumente hasta dos tercios en 2050. Las causas de esta situación son la sobre población y la contaminación de la industria.
6. Acidificación del océano. En los últimos 250 años, la acidez superficial del océano ha aumentado aproximadamente 30%, y se espera que la cifra llegue a 150% para 2100. El efecto de esto en la fauna oceánica es parecido a la osteoporosis en humanos: El ácido está disolviendo el esqueleto de los animales.
7. Contaminación. Suelo, agua y aire son contaminados por compuestos químicos que tardan años en disolverse. La mayoría de estos químicos son resultado de nuestro estilo de vida y son creados por la industria y por los vehículos de motor. Algunos de los tóxicos más comunes son: metales, nitratos y plásticos.
8. Desgaste de la capa de ozono. El desgaste de la capa de ozono se ha atribuido a la presencia de cloro y bromo en el aire; una vez que los químicos llegan a la atmósfera hacen que las moléculas de ozono se separen y formen un hoyo, el más grande se encuentra sobre el Antártico. Un solo átomo de cloro puede romper hasta 10 mil moléculas de ozono. Para reducir este proceso, se han prohibido ciertos químicos en procesos de manufactura.
9. Pesca en exceso. Se estima que para 2050 no habrá más peces en el océano. La extinción de muchas especies por el exceso de pesca se debe al aumento de la demanda por comida del mar.
10. Deforestación. Desde 1990 se han destruido más de la mitad de los bosques del mundo, y la deforestación continúa. Además, los árboles están muriendo a un ritmo nunca antes visto.
Ecosistemas de Oaxaca 
Un ecosistema es el ambiente particular donde se desarrollan los seres vivos. Los ecosistemas están constituidos por una parte viva y otra no viva estrechamente relacionadas. La parte no viva la constituyen el clima, el suelo, las rocas, la gran cantidad de luz, agua, entre otros.
El estado de Oaxaca es considerado como el más diverso en especies biológicas a nivel nacional, pues alberga aproximadamente 30’000 especies vegetales que representan aproximadamente el 5% de la flora total del planeta:
 
Bosque tropical perennifolio o bosque tropical lluvioso
· Región de chimalapas, Juchitán 
· Región de la chinantla, Tuxtepec
Bosque tropical subcaducifolia o bosque lluvioso subtropical:
· Juquila 
· Mixe 
· Villa alta 
· Tuxtepec
· Choapan 
· Juchitán 
· Jamiltepec
Bosque tropical caducifolia o selva media caducifolia:
· Costa 
· Cañada 
· Mixteca 
· Valles centrales 
· Istmo 
Bosques de coníferas:
· Sierra Madre de Oaxaca
· Sierra Madre del sur 
Bosque espinoso y chaparral:
· Yautepec
· Tehuantepec
· Valles centrales
Montes semidesértico o matorral:
· Mixteca 
· Yautepec
· Tehuantepec
· Cuicatlán 
· Valles centrales 
Sabana:
· Itsmo 
· Valles centrales 
Palmar:
· Nochixtlán 
· Costa 
· Mixteca 
Manglar:
· Costa 
Ciclos biogeoquímicos 
Ciclos biogeoquímicos:
Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. 
Describen el movimiento y la conversión de materiales por actividades bioquímicas mediante los cuales los elementos circulan por vías características entre la parte biótica y abiótica de la ecosfera
La parte biótica: Comprende la inclusión de sustancias inorgánicas en el organismo y la subsiguiente descomposición y remineralización. El intercambio de elementos es rápido, pero la cantidad de sustancias inorgánicas no es mayor. El organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir y descomponerse éstos son devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados.
La parte abiótica: El medio contiene gran cantidad de sustancias inorgánicas, que se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (fósforo y nitrógeno, por ejemplo). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales sedimentarlos (fósforo, hierro, azufre, magnesio, y elementos menores).
Funciones generales de los microorganismos en los ecosistemas
La principal función de los microorganismos en el sustrato es la transformación de la materia orgánica, originando compuestos nutritivos inorgánicos para los productores primarios. Es decir, son mayoritariamente microorganismos desintegradores y transformadores que reciclan la materia en los ecosistemas.
1. Microorganismos desintegradores:
Descomponen la materia orgánica compleja procedente de restos vegetales y animales en materia orgánica más sencilla.
2. Microorganismos transformadores:
Mineralizan la materia orgánica sencilla, permitiendo:
· La incorporación de materia inerte a la biosfera.
· Poner a disposición de los productores primarios materia orgánica utilizable.
Ciclo del nitrógeno 
Comprende la transferencia de este elemento entre la biosfera, la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera en varias formas químicas. Dentro de la atmósfera, el nitrógeno existe en forma de moléculas diatómicas, N2; esta forma de nitrógeno es muy estable y relativamente inerte.
El ciclo externo del nitrógeno incluye la conversión de este en ión nitrato y amonio. La conversión de nitrógeno molecular a estas formas iónicas se conocen con el nombre de fijación del nitrógeno. Una forma de la fijación del nitrógeno consiste en el proceso de convertir un compuestos de nitrógeno – oxígeno (óxidos nitrogenados) debido a la alta energía de los relámpagos en la atmósfera, sólo una pequeña cantidadde nitrógeno se fija en esa forma; este se transporta a la superficie terrestre por medio de la lluvia y penetra en la porción del nitrato de calcio.
Otro modo de fijación es debido a los microorganismos convirtiendo el nitrógeno molecular en formas ion amonio, ion nitrito y nitrato, facilitando al ciclo interno del nitrógeno. Este proceso de fijación se denomina fijación biológica y los microorganismos participantes en él se conocen como bacterias fijadoras de nitrógeno.
Su ciclo interno, el ion nitrato sirve como fuente de nitrógeno para la mayor parte de la vida vegetal acuática y terrestre. Las plantas incorporan el nitrógeno a las proteínas vegetales. Los animales consumen las plantas, y estos convierten las proteínas vegetales en proteínas animales.
En el ciclo interno se completa con la muerte y la desintegración de las plantas o los animales. Cuando estos sistemas mueren o emiten desechos (por ejemplo, el excremento animal) la descomposición de las proteínas producen ión amonio. Ciertos microorganismos del suelo y la hidrosfera utilizan el ion amonio y lo convierten finalmente en nitrato depositando en el suelo o disolviéndolo en el agua.
El ion nitrato se intercambia entre el suelo y la hidrosfera mediante el proceso donde el ion nitrato disuelto se transporta gracias a las aguas subterráneas. Otros microorganismos del suelo y la hidrosfera emplean el ion nitrato en un proceso denominado desnitrificación.
La desnitrificación es un proceso biológico en que ciertas bacterias convierten el ion nitrógeno en nitrógeno molecular, N2. El nitrógeno molecular producido por las bacterias desnitrificantes se convierte en nitrógeno disuelto o atmosférico. La entrada del nitrógeno molecular a la atmósfera, completa el ciclo de este elemento.
 
Impacto ambiental 
1. A pesar de la riqueza en nitrógeno de la atmósfera, pocos organismos pueden utilizarlo en forma de gas. Sólo unas bacterias que se encuentran en el suelo, en el agua y en las raíces de algunas plantas captan el nitrógeno del aire y lo transforman en compuestos nitrogenados del suelo. Son las bacterias fijadoras de nitrógeno.
2. Los vegetales absorben los compuestos nitrogenados por las raíces y los incorporan a su organismo mediante la fotosíntesis.
3. Los animales se alimentan de los vegetales y el nitrógeno circula a través de las redes tróficas.
4. Los excrementos y los cadáveres devuelven al suelo el nitrógeno en moléculas, como la urea o el amoniaco.
5. Las bacterias nitrificantes los transforman en nitritos y nitratos.
6. Parte de este nitrógeno no se recicla y se acumula en las capas más profundas del suelo o en los sedimentos de ríos y lagos.
7. Las bacterias desnitrificantes, que viven en suelos poco aireados y en los sedimentos, devuelven el nitrógeno al aire.
8. Este ciclo se está alterando por el uso excesivo de abonos nitrogenados, la erosión del suelo y las filtraciones de aguas contaminadas a los acuíferos subterráneos.
9. Debemos recordar que la utilización de combustibles fósiles devuelve a la atmósfera el nitrógeno en forma de óxidos que originan lluvias ácidas.
Ciclo del carbono 
El carbono es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, porque proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos y otras moléculas esenciales para la vida contienen carbono. El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico donde el carbono sufre distintas transformaciones a lo largo del tiempo (ver Figura 4). Este ciclo juega un papel importante en la regulación del clima del planeta. Este elemento se encuentra depositado en todas las esferas del sistema global en diferentes formas: en la atmósfera como dióxido de carbono, metano y otros componentes; en la hidrosfera, en forma de dióxido de carbono disuelto en al agua; en la litósfera, en las rocas y en depósitos de carbón, petróleo y gas; en la biosfera, en los carbohidratos; en la antropósfera, en diferentes formas en los objetos creado por la sociedad. El carbono circula entre la atmósfera, la hidrosfera, la biosfera y la litosfera por medio de la interacción en escalas de tiempo que van desde procesos que demoran algunas horas, días, meses y estaciones hasta aquellos que tardan largos periodos geológicos.
· El dióxido de carbono de la atmósfera es absorbido por las plantas y convertido en azúcar, por el proceso de fotosíntesis.
· Los animales comen plantas y al descomponer los azúcares dejan salir carbono a la atmósfera, los océanos o el suelo.
· Bacterias y hongos descomponen las plantas muertas y la materia animal, devolviendo carbono al medio ambiente.
· El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.
· Desde 1750, la concentración de CO2 ha aumentado de manera significativa. Aquí se muestra un gráfico de la concentración detectada de núcleos de hielo en Low Dome, Antártida
El CO2 proviene de varias fuentes. Por ejemplo, las plantas absorben el dióxido de carbono para la madera, las ramas y hojas. Luego, las liberan a la atmósfera cuando las hojas caen o el árbol muere. La preocupación actual es que hay combustible fósil que está siendo insertado en la atmósfera en concentraciones enormes de CO2 a una tasa tan acelerada que es más alta de lo que el sistema climático puede tolerar o adaptarse.
Ciclo del azufre 
El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.
El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Las bacterias desempenan un papel crucial en el reciclaje del azufre. Cuando está presente en el aire, la descomposición de los compuestos del azufre (incluyendo la descomposición de las proteínas) produce sulfato (SO4=). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfurico (gas de olor a huevos en putrefacción) y el sulfuro de dimetilo (CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos últimos goases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre. La oxidación posterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce ácido sulfhídrico y sulfatos, formas principalmente bajo las cuales regresa el azufre a los ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen también azufre y su combustión libera bióxido de azufre a la atmósfera.
Ciclo del fósforo 
La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, 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.
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.
· De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales.
· Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido.
· En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (PO4H2) que pueden ser utilizados directamentepor los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos.
El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años.
El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato.
Bibilografia:
http://www.seresponsable.com/2012/09/27/los-10-problemas-ambientales-que-enfrenta-el-planeta-al-2012/
http://www.discapnet.es/Castellano/areastematicas/MedioAmbiente/Recursos/Gu%C3%ADaMedioAmbiente/Documents/glosario_p.html
https://indivoaxaca.wordpress.com/2012/10/16/ecosistemas/
http://www.inecc.gob.mx/con-eco-ch/382-hc-ecosistemas-mexico
http://www.lenntech.es/ciclo-azufre.htm#ixzz3lm6RSwKh