EL SUELO

Suelo


En las ciencias de la Tierra y de la vida, se denomina suelo al sistema estructurado, biológicamente activo, que tiende a desarrollarse en la superficie de las tierras emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos. De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en su formación son las siguientes:
Disgregación mecánica de las rocas.
Meteorización química de los materiales rego líticos, liberados.
Instalación de los seres vivos (vegetales, microorganismos, etc.) sobre ese substrato inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con sus procesos vitales y metabólicos, continúan la meteorización de los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los restos vegetales y animales a través de la fermentación y la putrefacción enriquecen ese sustrato.
Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire intersticiales.
· Suelo es el sistema complejo que se forma en la capa más superficial de la Tierra, en la interfase o límite entre diversos sistemas que se reúnen en la superficie terrestre: la litosfera, que aporta la matriz mineral del suelo, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera que alteran dicha matriz, para dar lugar al suelo propiamente dicho.
· Constituye un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y biológicos que compone el sustrato natural en el cual se desarrolla la vida en la superficie de los continentes. El suelo es el hábitat de una biota específica de microorganismos y pequeños animales que constituyen el edafon. El suelo es propio de las tierras emergidas, no existiendo apenas contrapartida equivalente en los ecosistemas acuáticos. Es importante subrayar que el suelo así entendido no se extiende sobre todos los terrenos, sino que en muchos espacios lo que se pisa es roca fresca, o una roca alterada sólo por meteorización, un regolito, que no merece el nombre de suelo.
· Desde el punto de vista biológico, las características del suelo más importantes son su permeabilidad, relacionada con la porosidad, su estructura y su composición química. Los suelos retienen las sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y que se liberan por la degradación de los restos orgánicos. Un buen suelo es condición para la productividad agrícola.
· En el medio natural los suelos más complejos y potentes (gruesos) acompañan a los ecosistemas de mayor biomasa y diversidad, de los que son a la vez producto y condición. En este sentido, desde el punto de vista de la organización jerárquica de los ecosistemas, el suelo es un ecosistema en sí y un subsistema del sistema ecológico del que forma parte.


Clasificación del suelo

Para denominar los diferentes tipos de suelo que podemos encontrar en el mundo, se han desarrollado diversos tipos de clasificaciones que, mediante distintos criterios, establecen diferentes tipologías de suelo. De entre estas clasificaciones, las más utilizadas son:
- Clasificación Climática o Zonal, que se ajustan o no, a las características de la zona bioclimática donde se haya desarrollado un tipo concreto de suelo, teniendo así en cuenta diversos factores como son los climáticos y los biológicos, sobre todo los referentes a la vegetación. Esta clasificación ha sido la tradicionalmente usada por la llamada Escuela Rusa.
- Clasificación Genética, en la que se tiene en cuenta la forma y condiciones en las que se ha desarrollado la génesis de un suelo, teniendo en cuenta por tanto, muchas más variables y criterios para la clasificación.
- Clasificación Analítica (conocida como Soil Taxonomy), en la que se definen unos horizontes de diagnóstico y una serie de caracteres de referencia de los mismos.Es la establecida por la Escuela Americana.
Hoy día, las clasificaciones más utilizadas se basan fundamentalmente en el perfil del suelo, condicionado por el clima. Se atiende a una doble división: zona climática y, dentro de cada zona, el grado de evolución. Dentro de ésta, se pueden referir tres principales modelos edáficos que responderían a las siguientes denominaciones:
Podzol: es un suelo típico de climas húmedos y fríos.
Chernozem: es un suelo característico de las regiones de climas húmedos con veranos cálidos.
Latosol o suelo laterítico: es frecuente en regiones tropicales de climas cálidos y húmedos, como Venezuela y en Argentina (Noreste, Provincia de Misiones, frontera con Brasil)
Textura del suelo
La textura del suelo está determinada por la proporción de los tamaños de las partículas que lo conforman. Para los suelos en los que todas las partículas tienen una granulometría similar, internacionalmente se usan varias clasificaciones, diferenciándose unas de otras principalmente en los límites entre las diferentes clases. En un orden creciente de granulometría pueden clasificarse los tipos de suelos en arcilla, limo, arena, grava, guijarros o bloques.
En función de cómo se encuentren mezclados los materiales de granulometrías diferentes, además de su grado de compactación, el suelo presentará características diferentes como su permeabilidad o su capacidad de retención de agua. Y su capacidad de usar desechos como abono para el crecimiento de las plantas.

La atmósfera

La vida depende de las características concretas del medio que nos envuelve, de su composición, su temperatura y su capacidad de protegernos de las radiaciones que nos perjudican. La atmósfera es la capa de gases que envuelve la Tierra y evita que el aire salga de esta creando así un inmenso océano de aire. Recibe toda su energía del Sol que está casi a 149 millones de kilómetros de distancia y la mayor parte de la energía es la luz que podemos ver. La atmósfera tiene un importante papel en el calentamiento de la Tierra. Si no existiera, la temperatura del planeta sería de 22ºC bajo cero. No se comporta como un receptor pasivo de las sustancias contaminantes, si no que las distribuye, las dispersa o las concentra según unos factores como son el viento, la lluvia, las inversiones térmicas o la turbulencia. Se considera que la atmósfera es el resultado de la combinación de procesos químicos y fotoquímicos realizados a distintas distancias del suelo y regulados por las posibilidades de escapar de la fuerza gravitatoria. Ello da a cada capa distintas características que las definen.
La capa baja de la atmósfera, es la que tiene mas interés para las cuestiones relacionadas con la vida de los seres vivos. Es la atmósfera inferior, es la franja que está en contacto con la corteza terrestre, aquella que solapa parcialmente con la biosfera. Esta franja, en contacto con la tierra, no es independiente de las capas superiores, algunas de las cuales tienen una importancia fundamental en el desarrollo de la vida. Es en esta primera capa donde el hombre libera los contaminantes producidos por su actividad y donde la problemática de la contaminación atmosférica se manifiesta más. La atmósfera es un gran masa de gases incoloro que rodea la tierra y que llamamos aire. Aproximadamente ¾ partes de éste es nitrógeno y ¼ parte es oxígeno, y estos dos gases son totalmente necesarios para mantener la vida en el planeta. También tiene en su composición otro tipo de gases como el argón Ar, y el bióxido de carbono, CO2, que estan presentes en cantidades pequeñas. El nitrógeno ocupa el 78,084 % del volumen del aire, mientras que el oxígeno ocupa el 20,946%.
La atmósfera es indispensable para la vida por los gases contenidos y por su función protectora de la radiación solar
El oxígeno es un componente muy reactivo y es el responsable de los procesos de oxidación. Las combustiones son posibles gracias a la presencia de oxígeno. También la respiración de los seres vivos, animales y plantas, es una forma de oxidación y es posible gracias a la contribución de este elemento.

el agua

El agua

El agua es una molécula formada por 2 átomos de Hidrógeno (H) y uno de Oxígeno, por lo que su fórmula química es H2O. Esta unión es tan fuerte que por mucho tiempo se creyó que el agua era un elemento y no un compuesto. Al unirse estos 3 átomos se forma una nueva nube de electrones alrededor de los 3 núcleos, que se sitúan en forma de triángulo (no en línea). De esta forma se obtiene una molécula bipolar, es decir que tiene dos polos: Negativo en el lado del oxígeno y positivo en el lado de los átomos de hidrógeno. La nube de electrones adopta una forma extraña (enlace de hidrógeno) que hace que atraiga a los átomos de hidrógeno de otras moléculas de agua, uniéndose fuertemente y causando algunas de las curiosas y necesarias propiedades que tiene el agua:
El agua es la sustancia que más abunda en la naturaleza, tanto en forma visible como incorporada a otros cuerpos. En forma de mares, ríos, y lagos, cubre las tres cuartas partes de la superficie del planeta; y es el componente principal de casi todos los seres vivos.
En su forma gaseosa de vapor de agua, es también transparente, y así se encuentra en el aire atmosférico, dando origen a lo que habitualmente se designa como humedad del aire. Pero como el vapor es más liviano que el aire, tiende a subir hacia las capas superiores donde la menor presión e inferior temperatura hace que se aproxime a la forma líquida, formando pequeñas gotas que quedan en suspensión en el aire, haciéndose visibles en forma de nubes. Lo mismo ocurre cuando al entrar en evaporación violenta, cuando hierve en un recipiente, el vapor sale al aire que está más frío, y entonces puede verse como un gas blanco que rápidamente desaparece al equilibrar su temperatura con la del ambiente en que se encuentra. Igual ocurre con nuestro aliento, que contiene vapor de agua, en los días de mucho frío.
En su forma sólida, el agua es totalmente cristalina; pero a veces al congelarse quedan encerradas en el hielo pequeñas cantidades del aire que tenía disuelto, por lo cual presenta un color blanco y bastante opaco. En la naturaleza, el agua se congela primariamente en el aire como nieve, en cristales de formas geométricas variadas con aire en su interior; lo que hace que caiga al suelo muy lentamente en forma de copos blandos.

ciclo del agua

Suele denominarse como ciclo del agua el proceso que el agua cumple en la naturaleza, principalmente a consecuencia de la influencia del calor solar y de la circulación de los vientos en la atmósfera terrestre.
El agua se evapora - pasando a estado gaseoso - a cualquier temperatura superior a cero grado; pero con mayor intensidad si la temperatura es más alta. Por eso, cuando el sol calienta tanto la tierra húmeda como los depósitos de agua de mares, ríos y lagunas, se elevan en el aire grandes cantidades de vapor de agua que, al subir hacia cierta altura, se reúnen entre otras causas por efecto de los vientos y vuelven a formar gotas muy pequeñas que flotan en el aire, formando las nubes de color blanco y bordes cambiantes, a medida que se mueven en el cielo.
Enormes cantidades de nubes son atrapadas por los vientos que se producen como consecuencia de la rotación de la tierra y las diferencias de temperatura entre diversos lugares de ella debido al distinto calentamiento con el sol, y también durante el día y la noche. Entonces, se forman grandes circulaciones giratorias, que actualmente se ven facilmente con las fotografías tomadas por los satélites meteorológicos, que muestra la televisión cuando dan el pronóstico del tiempo.
Esas gigantescas turbulencias - que no se aprecian desde la tierra - forman las zonas de tormentas; cuando las corrientes del aire se hacen cada vez más fuertes, y lanzan el vapor de las nubes hacia zonas más frías donde las gotas pequeñas se van uniendo unas con otras hasta alcanzar un peso que las hace caer hacia la tierra como gotas de lluvia. Otras veces, las gotas se enfrían tanto que se congelan y caen como granizo.
Mientras están flotando en el aire, impulsadas por los vientos hacia arriba y cayendo para ser a veces nuevamente llevadas hacia arriba, esas gotas de lluvia se mezclan con el polvo que también flota en el aire levantado por los vientos - formando las nubes “negras”; y con otros gases existentes en el aire - algunos que son resultado de la combustión de muchas sustancias en la tierra, tanto espontáneas como producidas intencionalmente por actividades humanas - con lo cual muchas sustancias se disuelven en las gotas de lluvia antes de caer a tierra.
Cuando el agua cae a tierra en forma de lluvia - o a veces como granizo o nieve - corre sobre la superficie siguiendo la dirección de los desniveles y termina reuniéndose en los cursos de agua; desde los más chicos como las cañadas y arroyos, hasta los grandes ríos, las lagunas, los mares y los océanos. Cuando se juntan esas grandes cantidades de agua, casi siempre la evaporación que en ellas se produce no es suficiente para consumirla toda, lo que explica las grandes cantidades que se acumulan allí en estado líquido.
Otra parte del agua que cae a la tierra con la lluvia, se queda mezclada con la tierra y en pequeños espacios entre las rocas, y forma la humedad de los terrenos. El agua que penetra hacia abajo en el suelo, se reúne a cierta profundidad, que se llama nivel freático formando importantes depósitos que a veces son como verdaderos ríos o lagos subterráneos, que se llaman napas freáticas. Es el agua que luego se encuentra cuando se hacen pozos de alguna profundidad, y que sirve para extraerla, incluso en lugares alejados de otras fuentes de agua.
Toda el agua que así circula en la superficie terrestre, transporta siempre grandes cantidades de otras sustancias disueltas; algunas de ellas de enorme utilidad para la vida de las plantas y animales, y otras que pueden ser dañinas

Ritmo Circadiano

La palabra circadiano proviene del latín ‘circa’ (alrededor de) i de ‘diano’ (día), y tal y como indica por el nombre su período está alrededor de 1 día. Estos ritmos tienen una gran importancia adaptativa, ya que reflejan los cambios del mundo externo en el medio interno, preparando al organismo para cambios ambientales programados o predibles.
Ahora bien, qué mecanismo regula la ciclicidad de los ritmos circadianos? Su regulación está mediada simultáneamente por mecanismos internos y externos.
En relación al mecanismo interno o pacemaker (el que marca el paso), éste se encarga de generar las oscilaciones circadianas. En la actualidad existen numerosas evidencias que este mecanismo interno está situado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, el cual recibe información de la retina y de otras estructuras del sistema nervioso, controlando la ritmicidad circadiana de los parámetros fisiológicos. Por otra parte, es importante también destacar el papel que tiene la glándula pineal en la regulación de los ritmos estacionales, a través de la secreción de melatonina.
Por su parte, los mecanismos externos o zeitgebers se encargan de sincronizar los diferentes ritmos. Los zeitgebers más potentes son la luz y las demandas ambientales, entre las que destacan los horarios laborales y las comidas.
Ritmo circadiano
En biología, los ritmos circadianos o biológicos son oscilaciones de variables biológicas en intervalos regulares de tiempo. Todos los animales, las plantas, y probablemente todos los organismos muestran algún tipo de variación rítmica fisiológica (tasa metabólica, producción de calor, floración, etc.) que suele estar asociada con un cambio ambiental rítmico. En todos los organismos eucariotas así como muchos procariotas y hongos se han documentado diferentes ritmos con períodos que van desde fracciones de segundo hasta años. Si bien son modificables por señales exógenas, estos ritmos persisten en condiciones de laboratorio, aun sin estímulos externos.
Características
Los ritmos biológicos se han clasificado de acuerdo a su frecuencia y a su periodo. Los ritmos circadianos han sido los más estudiados y su valor de periodo les permite sincronizar a los ritmos ambientales que posean un valor de periodo entre 20 y 28 horas, como son los ciclos de luz y de temperatura. Los ritmos circadianos son endógenos y establecen una relación de fase estable con estos ciclos externos alargando o acortando su valor de periodo e igualándolo al del ciclo ambiental. Poseen las siguientes características:
Son endógenos, persistiendo sin la presencia de claves temporales.
En condiciones constantes se presenta una oscilación espontánea con un periodo cercano a las 24 horas.
La longitud del periodo en oscilación espontánea se modifica ligeramente o nada al variar la temperatura, es decir, poseen mecanismos de compensación de temperatura.
Son susceptibles de sincronizar a los ritmos ambientales que posean un valor de periodo aproximado de 24 horas, como los ciclos de luz y de temperatura.
El ritmo se desorganiza bajo ciertas condiciones ambientales como luz brillante.
En oscilación libre o espontánea, generalmente el período para especies diurnas es mayor de 24 horas y para especies nocturnas el período es menor a las 24 horas (Ley de Aschoff), aunque tiene más excepciones que ejemplos que cumplen la regla.
Al cambio cíclico ambiental que es capaz de sincronizar un ritmo endógeno se le denomina sincronizador o "zeitgeber".
Los ritmos circadianos son regulados por relojes circadianos, estructuras cuya complejidad varía según el organismo que corresponda.
Historia
El conocimiento de la periodicidad de los fenómenos naturales y ambientales datan de épocas muy primitivas de la historia de la humanidad, y el tiempo y la variación periódica de los fenómenos biológicos en la salud y en la enfermedad ocupaban un lugar muy importante en las doctrinas de los médicos de la antigüedad. Estos conceptos fueron recogidos y ampliados con observaciones propias de los naturalistas griegos. Así, por ejemplo, Aristóteles y más tarde Galeno, escriben sobre la periodicidad del sueño, centrándola en el corazón el primero y en el cerebro el segundo. Hechos como la floración de las plantas, la reproducción estacional de los animales, la migración de las aves, la hibernación de algunos mamíferos y reptiles, fenómenos todos ellos cotidianos para el hombre, fueron inicialmente considerados como simples consecuencias de la acción de factores externos y astronómicos. De acuerdo con esta opinión, que permaneció durante siglos, el medio ambiente imponía su rutina a los seres vivos.
No es hasta hace 250 años cuando el astrónomo francés Jean-Jacques D'Ortous de Mairan, usando una planta heliotrópica realiza el primer experimento que cambia las teorías que afirmaban que los ritmos circadianos eran meras respuestas pasivas al ambiente y sugiriendo su localización endógena. En 1832, Agustín de Candolle añade una segunda evidencia de la naturaleza endógena de los ritmos biológicos, cuando demuestra que bajo condiciones constantes el período de los ciclos de los movimientos de las plantas duraba unas 24 horas.
Es a finales del siglo XIX cuando Aschoff, Wever y Siffre desarrollan las primeras investigaciones en sujetos humanos y aparecieron las primeras descripciones sobre los ritmos diarios de temperatura en trabajadores a turnos o en soldados durante las guardias nocturnas.
Sin embargo, si bien desde hace más de dos siglos se conocen los ritmos circadianos, no es hasta la década de los años 1960 que se acuña el término circadiano, por el Prof. Dr. Franz Halberg,[2] a partir de los términos circa (lat., “alrededor”) y diem (lat., “día”). Fue además el principal impulsor de la cronobiología o estudios formales de los ritmos biológicos temporales tantos diurnos y semanales como anuales.
Orígenes
Los ritmos circadianos se habrían originado en las células más primitivas con el propósito de proteger la replicación del ADN de la alta radiación ultravioleta durante el día. Como resultado de esto, la replicación de ADN se relegó al período nocturno. El hongo Neurospora mantiene este mecanismo circadiano de replicación de su material genético.
El reloj circadiano más simple del que se tiene conocimiento es el de las cyanobacterias. Se ha demostrado que el reloj circadiano del Synechococcus elongatus puede ser reconstruido in vitro con el ensamblaje de solo tres proteínas, funcionando con un ritmo de 22 horas durante varios días, sólo con la adición de ATP.
Si bien el funcionamiento del ciclo circadiano de estos procariotas no depende de mecanismos de retroalimentación de transcripción/traducción de ADN, para los seres eucariotas sí sería esta última la manera de regular sus ritmos circadianos. De hecho, aunque los ciclos de eucariontes y procariontes comparten la arquitectura básica (señal de entrada - oscilador interno - señal de salida), no comparten ninguna otra similitud, por lo que se postulan diferentes orígenes para ambos.[3]
Ritmos circadianos animales
Los ritmos circadianos son importantes no solo para determinar los patrones de sueño y alimentación de los animales, sino también para la actividad de todos los ejes hormonales, la regeneración celular, y la actividad cerebral, entre otras funciones.
Disrupción de ritmos circadianos
La alteración en la secuencia u orden de estos ritmos tiene un efecto negativo a corto plazo. Muchos viajeros han experimentado el jet lag, con sus síntomas de fatiga, desorientación e insomnio. Algunos desórdenes psiquiátricos y neurológicos, como el trastorno bipolar y algunos desórdenes del sueño, se asocian a funcionamientos irregulares de los ritmos circadianos en general, no sólo del ciclo sueño-vigilia. Se ha sugerido que las alteraciones de ritmos circadianos en el trastorno bipolar son afectadas positivamente por el tratamiento clásico de este trastorno, el litio.[6]
La alteración de los ritmos circadianos a largo plazo tendría consecuencias adversas en múltiples sistemas, particularmente en el desarrollo de exacerbaciones de enfermedades cardiovasculares.
La periodicidad de algunos tratamientos, en coordinación con el reloj corporal, podría aumentar la eficacia y disminuir las reacciones adversas en forma significativa. Por ejemplo, se ha demostrado que el tratamiento coordinado con inhibidores de la enzima convertidor de angiotensina (IECAs) reduce, en forma más marcada que el tratamiento no coordinado con el mismo fármaco, los parámetros de presión arterial nocturna.

Ciclos Vitales

Los ciclos se establecen en función del tiempo que pasa desde que germina la semilla hasta que la planta produce semilla, y de cuantos ciclos reproductivos realiza una misma planta. En las plantas con flores las semillas germinan, con frecuencia tras un período de dormancia, y se desarrollan las plántulas. Después crece la planta adulta y se forman los órganos vegetativos y reproductores; finalmente se produce la reproducción, que comprende la polinización, fecundación, formación de la semilla y su dispersión.
Anuales: completan su ciclo en 1 año; crecen a partir de una semilla, florecen, y mueren después de producir nuevas semillas. Durante la estación desfavorable se encuentran en forma de semilla en el suelo. La mayor parte de las malas hierbas tienen ciclo anual. Pueden distinguirse las anuales de verano, que completan su ciclo entre primavera y verano y las anuales de invierno, que lo completan entre el otoño y la primavera. Algunas malas hierbas se comportan como anuales de verano e invierno.
Bienales: completan el ciclo en dos años. En el primer año solo se produce crecimiento vegetativo y se almacenan sustancias de reserva y en el segundo se produce la floración y fructificación.
Perennes: especies cuyo ciclo vegetativo es superior a dos años. Pueden distinguirse las herbáceas y las leñosas. Estas últimas desarrollan uno o varios troncos que sobreviven durante la estación desfavorable.

Los ciclos vitales
Todos los seres vivos pluricelulares pasan a lo largo de su vida por una serie de fases diferentes que se suceden ordenadamente en el tiempo y que constituyen el denominado ciclo vital. En los ciclos vitales de los diferentes organismos, se distinguen varias etapas: el desarrollo embrionario, el crecimiento, la reproducción, la senescencia y la muerte.
El inicio de un nuevo organismo
Casi todos los organismos pluricelulares se originan a partir de una única célula, que es la encargada de desarrollar el organismo. Estas células tienen la capacidad de originar un individuo nuevo completo, ya que poseen en sus genes toda la información necesaria y además son funcionalmente totipotentes, puesto que no han sufrido una diferenciación. Para garantizar el éxito del desarrollo del individuo, existen dos estrategias:
Proteger la célula embrionaria en huevos, semillas, esporas, etcétera, que se sitúan, a su vez, en lugares que garantizan las condiciones óptimas para el desarrollo embrionario.
Producir un número de células embrionarias tal que, aun asumiendo la muerte de muchas, se compense su pérdida.
Los factores genéticos, junto con la acción de moléculas organizadoras, dirigen el desarrollo del embrión. Los factores ambientales también desempeñan un papel muy importante.

Diferentes medios donde se desarrolla una célula inicial.
El desarrollo embrionario
La célula embrionaria inicia su desarrollo repitiendo muchas veces una serie de procesos:
La multiplicación celular, que incrementa el número de células que forman el embrión.
La diferenciación celular, proceso por el cual las células cambian tanto de forma como de función.
Migraciones de células, que se da fundamentalmente en animales para formar tejidos y órganos.
El crecimiento celular, que tiene lugar tras las divisiones iniciales para recuperar su tamaño original.
El crecimiento
Todos los organismos atraviesan uno o varios periodos en los que muestra una tendencia a aumentar el tamaño corporal. En un determinado momento, el organismo habrá alcanzado el tamaño final, y posteriormente no se producirá ya ninguna variación considerable.
Como las células necesitan mantener constante la relación superficie/volumen, los organismos grandes tendrán simplemente mayor número de células que los pequeños. A partir de un tamaño, los organismos precisan un determinado sostén o esqueleto que les permita mantener una morfología constante, les dé protección o los provea de puntos rígidos donde insertar la musculatura.
Ciclos vitales con varias fases
El aumento de tamaño no es siempre el principal mecanismo en el desarrollo postembrionario. La idea de un ciclo vital suele coincidir con estados en los que no hay cambios morfológicos importantes. Sin embargo, en algunos organismos se diferencian fases con tales cambios de forma que hace muy difícil reconocer el organismo previo.
Metamorfosis de los insectos:
El ciclo vital de los insectos comprende diversos estadios que se pueden diferenciar morfológicamente. El conjunto de todas esas fases se denomina metamorfosis. Los distintos grupos de insectos presentan diferencias en la metamorfosis, y son más complejos unos casos que otros. Normalmente pasan por una etapa de larva, durante el cual aumentan de tamaño sin llegar a tener la apariencia del adulto. Después forman la pupa, estado inactivo que generalmente permanece oculto en un capullo o crisálida. El tejido de la larva se destruye y se forman otros nuevos, que permitirán al adulto emerger de la pupa. Algunas de las fases de la metamorfosis, que se realizan en el medio externo, implican diversas mudas de la cubierta exterior rígida para permitir el crecimiento.
En la metamorfosis completa que experimentan muchos insectos, como avispas, mariposas, etcétera, el adulto que emerge de la pupa es radicalmente distinto a la larva. En la metamorfosis gradual de insectos como saltamontes o cucarachas, donde no hay fase de pupa, el individuo joven y el adulto son similares, excepto en las proporciones de su cuerpo.

La fase de madurez, la senectud y la muerte
En la fase de crecimiento, el organismo ya ha alcanzado el máximo de potencialidad y capacidades que manifestará a lo largo de su vida. Una vez finalizada esta etapa comienza la fase de madurez. Coincide con la fase reproductora, y por lo tanto es el periodo en el que la selección natural actuará con mayor fuerza. Además, en los animales, es la etapa en que se suele desarrollar los caracteres secundarios, algunos de los cuales tendrán carácter permanente, como las mamas, crestas, etcétera.
Todos los organismos tienen, finalmente, un periodo durante el cual sus componentes se van deteriorando de forma gradual, perdiendo, además, los mecanismos de control del metabolismo. El envejecimiento es el deterioro progresivo tanto de estructuras como de funciones, y finaliza con la muerte.

El crecimiento postembrionario de las estructuras de sostén
Por acreción de nuevos materiales a las estructuras existentes.
Por adición de partes nuevas que se incorporan al esqueleto intercalándose entre otras antiguas.
Mediante mudas o cambios periódicos de toda la estructura esquelética por otra nueva y de mayor tamaño.
Por modificación de estructuras anteriores mediante complejos procesos de sustitución y reforma de materiales, convirtiendo el esqueleto en algo dinámico.

Ciclos vitales completados por varios individuos
En muchas especies, el ciclo vital se completa mediante dos o más individuos morfológica o genéticamente diferentes que pueden coincidir o no en el tiempo.
Se puede destacar la diferencia entre los ciclos vitales de los sexos de muchas especies. En muchos casos, los ciclos vitales de diversos individuos deben continuarse en el tiempo para poder completar un ciclo de vida más amplio, que corresponde globalmente al ciclo de toda la especie.
La máxima multiplicidad de fases se da en los organismos modulares, en los que cada uno de los diversos tipos de individuos está tan especializado en una determinada función, que son incapaces de llevar una vida independiente ni por un breve espacio de tiempo.

Ciclo Astronómico

Todo el planeta tierra toma parte en los ciclos astronómicos. La noche y el día, los cambios de la luna y las estaciones del año son manifestaciones de estos ciclos. El hombre mide el tiempo con base en los períodos de algunos movimientos:
o Día: el período de tiempo en que la tierra realiza una rotación completa sobre su eje.
o Mes: el período de tiempo en que la luna gira alrededor de la tierra (mes lunar).
o Año: el período de tiempo en que la tierra gira alrededor del sol.

Las mareas
La causa de las mareas es la atracción que la luna y el sol ejercen sobre las aguas oceánicas. El fenómeno consiste en elevaciones del nivel del mar que coinciden con los pasos de la luna por el meridiano correspondiente, seguidas de los respectivos descensos. Se producen dos mareas altas y dos bajas en el trascurso de cada día lunar, es decir 24 horas y 50 minutos.
Las mareas son un movimiento alternativo de subida y bajada del nivel del mar, generado por los efectos gravitatorios de la luna y el sol.
La luna tiene más influencia que el sol en las mareas, pues su atracción gravitatoria es dos veces y cuarto superior a la del sol. Las llamadas mareas vivas (las más intensas) ocurren cuando la tierra, la luna y el sol están alineados y se suman los efectos gravitatorios de los dos astros; las mareas muertas (las más pequeñas) ocurren cuando la luna y el sol forman un ángulo recto con la tierra. En altamar y en las costas de los mares interiores las mareas suelen ser más débiles, mientras que en las costas oceánicas las amplitudes aumentan de manera extraordinaria.

La radiación
Debido a la forma esférica y a la envoltura gaseosa de la atmósfera la tierra no se calienta uniformemente. Las áreas que se encuentran cerca de los polos reciben menor radiación solar por unidad de superficie que las áreas que están cerca al ecuador. Esto se debe a varias razones.

1. La cantidad de energía que se recibe por área en la superficie terrestre depende del ángulo en que llegue la energía. La misma cantidad de radiación se disemina en un área más grande en el sitio de curvatura (Fig. 32).

Figura 32: Distribución de la energía sobre la superficie terrestre de acuerdo al ángulo de curvatura.
2. La radiación debe atravesar una capa atmosférica más densa para tocar los polos, por lo que se absorbe, o se refleja por la atmósfera en mayor proporción antes de alcanzar la superficie terrestre. Debido a lo anterior los trópicos son más calientes que las regiones polares.
3. El eje de la tierra está inclinado 23.5 grados de su vertical. Como resultado, la duración del día y el ángulo de los rayos solares que tocan la superficie terrestre en un punto dado, están cambiando constantemente durante el año. Estos factores permiten que cuando el hemisferio septentrional se inclina hacia el sol, entonces en América del norte se presenta el verano y los rayos del sol caen directamente. Seis meses después el hemisferio septentrional se aleja del sol y los rayos solares llegan en forma oblicua y se presenta el invierno en América del norte. La primavera y el otoño son periodos de transición entre estos dos extremos (Fig. 33).

Figura 33: Posición de la tierra en cada estación. Cuando Norteamérica está en verano, el hemisferio septentrional se inclina hacia el sol. En ese momento los rayos solares caen directamente sobre Norteamérica durante un periodo de luz diurna de mayor duración. Seis meses después, en el punto opuesto de la revolución anual , el día de Norteamérica es más corto, los rayos solares llegan en forma oblicua, razón por la cual calientan en menor medida la superficie. Entonces se presenta el invierno. La primavera y el otoño son transiciones entre dos extremos.

Ciclos atmosféricos
El calentamiento diferencial genera ciclos atmosféricos globales. Como las regiones ecuatoriales reciben la mayor parte de la radiación solar, son ellas las que más calor irradian. El aire caliente se eleva desde el ecuador y empieza a movilizarse hacia los polos. Este patrón de aire ascendente y descendente forma tubos alrededor de la tierra, Celdas de Hadley. El aire que se mueve hacia los polos tiende a enfriarse y desciende a una latitud de 300, tanto al norte como al sur. Desde este punto, el aire frío es empujado a lo largo de la superficie, sea hacia los polos o hacia el ecuador, donde el ciclo se inicia nuevamente. Como el aire caliente se mueve hacia el norte o hacia el sur a través de sucesivas celdas de Hadley, la superficie de la tierra se calienta más uniformemente.
El calentamiento diferencial de la superficie terrestre pone en movimiento una gran máquina de calor atmosférica, la cual origina los vientos, las olas marinas y desempeña un papel fundamental en la distribución de los organismos y mantiene la atmósfera terrestre a una temperatura relativamente constante.

Ciclos atmosféricos del globo. Los patrones globales atmosféricos unifican el mundo. Los vientos no se intimidan ante los límites estatales ni tampoco ante los nacionales. Debido a lo anterior la atmósfera y los océanos constituyen mecanismos físicos efectivos para la distribución de varias sustancias tóxicas alrededor del mundo, las cuales depositan lejos de sus puntos de origen.

Ciclo geológico
El ciclo geológico se refiere a la formación y al desplazamiento del material que constituye la superficie terrestre. El ciclo geológico comparado con cualquier otro ciclo tiene una enorme duración, el evento más sencillo se mide en millones de años. Constantemente se forman nuevas superficies mediante presiones procedentes del interior de la tierra a través de las grietas del fondo del mar (Fig. 35 ). Los continentes son empujados por dichas presiones del fondo marino en expansión. A menudo cuando se encuentran los continentes y las nuevas superficies el fondo del mar se hunde. (http://www.bio.cmu.edu/courses/biochemmols/buildblocks/Membrane.htmlhttp:
//hum.amu.edu.pl/~zbzw/glob/glob34e.htm)

Figura 35: Desplazamiento del fondo marino durante el ciclo geológico.

Teoría de la deriva continental
Alfred Wegener hacia 1920 sugirió que, durante la mayor parte de la historia de nuestro planeta, un supercontinente Pangaea constituyo la única masa terrestre con un océano único - Panthalassa. La teoría de la deriva continental sugiere: por razones que aún se desconocen, que hace cerca de 200 millones de años se inició la división de Panthalassa en dos continentes: Laurasia (el continente septentrional) y Gondwana (el continente meridional). Después en Gondwana y Laurasia aparecieron nuevas grietas y con el tiempo dieron origen a los continentes como existen en la actualidad. El ciclo geológico continúa aun en nuestros días. Las placas tectónicas se mueven constantemente y constantemente emergen materiales desde el núcleo de la tierra a través de las grietas oceánicas.

Tectónica de placas
El estudio de los movimientos superficiales laterales de la tierra se denomina tectónica de placas y se ha desarrollado a partir de las teorías de la deriva continental y de la dispersión del fondo del mar. La tectónica de placas sugiere que la litosfera está compuesta de cierto número de placas , las cuales están en constante movimiento. La actividad geológica en su interior es baja, pero intensa hacía sus márgenes, lo cual determina las erupciones volcánicas, los temblores y la distribución de recursos minerales.

La luz del sol como fuente de energía

La luz del sol que llega a la superficie terrestre corresponde al espectro de luz visible en el rango de 380 - 720 nm, así como una parte del infrarrojo y del ultravioleta. El sol irradia cerca de 41.868 26 J/seg, de los cuales alrededor de 8374 J/cm2/ min llegan a la atmósfera terrestre; este valor se conoce como constante solar . Al llegar a la atmósfera hay de nuevos pérdidas por absorción, dispersión y reflexión, así que a la superficie del suelo, sólo llega alrededor del 50% de la constante solar, aproximadamente 4186 J/cm2/min.
Desde el punto de vista energético, la tierra es un sistema abierto. Para que la vida pueda existir, la tierra debe recibir constantemente la energía que proviene del sol y emite la energía calorífica que pasa al espacio exterior.
La vida sobre la tierra se hace posible a través de la energía del sol. Esta energía se utiliza en diferentes procesos: conduce los ciclos atmosféricos, funde el hielo, evapora el agua y genera vientos, ondas y corrientes. Igualmente suministra la energía para todos los organismo que habitan el planeta. La energía solar es transformada por la plantas durante la fotosíntesis en energía química. El flujo de energía en el ecosistema permitió la evolución de sistemas biológicos complejos altamente organizados.

Ciclo del Fósforo

El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de los organismos, siendo un componente esencial de los mismos. La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, aunque el papel que desempeña es vital. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire.
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.
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo.
Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra.
Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización.
El fósforo (P4) es un elemento esencial para los seres vivos, y los procesos de la fotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos, no se pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo. Sin la intervención del fósforo no es posible que un ser vivo pueda sobrevivir.El ciclo del fósforo se reduce a los siguientes procesos:· El fósforo se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos de calcio (apatita), fierro, manganeso y aluminio conocidos como fosfatos, que son poco solubles en el agua. En los buenos suelos agrícolas el fósforo está disponible en forma de iones de fosfato (P2 O5).· Las plantas absorben los iones de fosfato y los integran a su estructura en diversos compuestos. Sin fósforo las plantas no logran desarrollarse adecuadamente.· Los animales herbívoros toman los compuestos de fósforo de las plantas y los absorben mediante el proceso de la digestión, y los integran a su organismo, donde juegan un rol decisivo en el metabolismo.· Los carnívoros toman el fósforo de la materia viva que consumen y lo integran a su estructura orgánica.
IMPORTANTE
· Los seres vivos (plantas y animales) al morir restituyen los compuestos de fósforo al suelo y al agua por el proceso de descomposición. Los compuestos liberados son otra vez aprovechados por las plantas para reiniciar el ciclo.· Los compuestos de fósforo pueden ser transportados por los sedimentos de los ríos y acumulados en los suelos aluviales, o sea, aquellos que se originan por la acumulación de los sedimentos del agua, generalmente a lo largo de los ríos y en el fondo de los lagos.· Los compuestos de fósforo pueden llegar a la atmósfera en forma de polvo, el cual al caer al suelo es depositado y reintegra esos compuestos al suelo.· En la naturaleza la disponibilidad de fósforo se produce por la descomposición de rocas, que contienen fosfatos, y mediante la erosión natural llegan a los suelos y a las aguas (ríos, lagos y mares). En las zonas de erupciones volcánicas, pasadas o presentes, los compuestos de fósforo son depositados por las cenizas. Por esta razón los suelos de origen volcánico son ricos en compuestos de fósforo.
En ciertas zonas de la Tierra se han formado acumulaciones de compuestos fosforados y que son ampliamente explotados para fertilizar los suelos agrícolas y mejorar su contenido en fósforo. En el Perú existen dos depósitos muy importantes de compuestos fosforados: los yacimientos de roca fosfórica de Bayóvar (Piura) y el guano de las islas.Los yacimientos de roca fosfórica de Bayóvar son depósitos naturales y de carácter agotable, porque una vez explotados se acabarán.
¿SABÍAS QUÉ?
El guano de las islas se forma en base del excremento de las aves guaneras (guanay, piqueros y alcatraz) y con el fósforo acumulado de los peces que consumen esas aves. Estos yacimientos son renovables, porque se acumulan continuamente mientras existan aves guaneras. En la actualidad se producen unas 20 000 t/año de guano de islas, mientras en el pasado se producía hasta 200 mil t por el mayor número de aves guaneras (unas 28 millones).