Guia para Examen Extraordinario Ecologia

 

GUIA PARA EXAMEN EXTRAORDINARIO ECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE

Las investigaciones investigacio nes de naturalistas como el conde de Buffon, George Cuvier y JeanBaptiste Lamarck dieron valiosos aportes al concepto de Ecología; sin embargo, fue hasta 1859 cuando el naturalista inglés Charles Darwin describió en su obra El origen de las especies la red de relaciones complejas y cambiantes entre plantas y animales que favorecen la supervivencia de las especies más aptas, y de esta manera se convierten en factor determinante de la selección natural. Ernst Haeckel popularizó el trabajo de Charles Darwin en Alemania, y fue el encargado de proponer el término ecología  y definirlo. ecología y La Ecología Ecolog ía::  es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y el ambiente que les rodea. Ramas Ra mas de lla a Ecología El objeto de estudio de la ecología son los organismos y sus interacciones con el ambiente para conformar los ecosistemas. Así, la ecología se divide en diferentes ramas, según diversas perspectivas, como se observa en la siguiente figura:

 

Las reglas de la ecología ecolog ía Hoy en día existen al menos 10 reglas de la ecología, pero se han popularizado demasiado tres de ellas conocidas como “La regla de las tres erres ”, es una propuesta sobre hábitos de consumo, que pretende desarrollar hábitos como el consumo responsable. Este concepto hace referencia a estrategias para el manejo de residuos que buscan ser más sustentables con el medio ambiente, y específicamente dar prioridad a la reducción en el volumen de residuos generados. Algunos ejemplos son Reutilizar, Reducir, Reciclar, Reparar. Medio Ambiente Ya hablamos de que existe la ecología y que es la encargada de estudiar las relaciones entre los seres vivos y el ambiente que les rodea, pero bien aun no se ha mencionado que es eso que lo rodea. Bueno, pues medio ambiente se entiende por todo lo que nos rodea a un ser vivo y en palabras mas complejas el medio ambiente es un conjunto equilibrado de elementos que engloba la naturaleza, la vida, los elementos artificiales, la sociedad y la cultura que existen en un espacio y tiempo determinado. Ciencias ambientales Las ciencias ambientales son consideradas una disciplina multidisciplinaria y su propósito es investigar y conocer la relación relac ión de los individuos consigo mismo mism o y con el medio ambiente, es un área que abarca distintos elementos; entre estos los estudios de los problemas ambientales y la propuesta para la solución de estos.

 

ECOSISTEMAS Un conjunto de poblaciones conforma una comunidad y la integración de estas comunidades con el medio físico integran el ecosistema. Por lo tanto, un ecosistema es un sistema biológico constituido por una comunidad de organismos vivos y el medio físico donde se relacionan. Se trata de una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. En todos los sistemas ecológicos o ecosistemas se encuentran elementos que tienen vida propia y también elementos inertes, que no la tienen. A los primeros se les llama factores bióticos, y a los segundos factores abióticos.

Al analizar la imagen anterior se puede observar que en el caso de los factores abióticos se divide en climatológicos y edafológicos y en el caso de los factores bióticos se puede hacer referencia que existen dos tipos de relaciones para crecer, alimentarse o reproducirse. Relaciones Re laciones intraespecíficas intraespecíficas Son los seres vivos de la misma especie y se

Re Relaciones laciones interespecíficas interespecíficas Son los seres vivos de diferente especie y se

relacionan por:

relacionan por:

  Competencia

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  La territorialidad

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  Relaciones familiares

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  Relaciones coloniales

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  Relaciones gregarias

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  Relaciones estatales

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  Depredación   Parasitismo   Mutualismo   Comensalismo   Competencia   Foresia   Tanatocresis

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Un ecosistema se integra de la interacción de comunidades ecológicas con el medio físico (factores abióticos). Una comunidad ecológica está constituida por un conjunto de poblaciones de diferentes especies que interactúan en el mismo espacio. Una comunidad tiene una riqueza de especies muy grande, y que, por lo tanto; no es fácil describir todas las especies que la conforman. Así llegamos al punto de conocer cuáles son las propiedades de las comunidades. Para su estudio las dividimos en:

PRINCIPALES TIPOS DE COMUNIDADES COMUNIDADES ECOLÓGICAS O BIOMA BIOMAS S Un bioma es una unidad ecológica en que se divide la biosfera atendiendo a un conjunto de factores climáticos y geológicos que determinan el tipo de vegetación y fauna. Por lo tanto, en el planeta hay diferentes biomas esto debido a su posición geográfica, algunos de ellos son: Hielo: Tiene lluvias muy escasas y hielo permanente, las temperaturas están por debajo

de 0°C. Muchos animales viven vi ven en tierra, y la fauna se basa ccasi asi por completo en el océano. Predomina el zorro polar, zorro blanco o isatis, el lemming marrón o siberiano, el reno o caribú, el lobo ártico, polar o blanco, la ballena jorobada o yubarta, el elefante marino antártico o del sur, la foca de Weddell.  Como flora destaca la tundra y la taiga. Aunque también hay líquenes.  Los fenómenos que destacan: La Aurora, las nubes noctilucentes, menos ozono y un clima muy frío. Tundra: Inviernos largos muy fríos y veranos muy cortos, precipitación en forma de nieve,

subsuelo permanentemente congelado. Predominan los matorrales enanos, líquenes y musgos; así como renos, osos polares, zorras del Ártico y bueyes almizcleros.

 

Bosq ue boreal o taiga: Frío estacional. Verano suficientemente cálido para tener un suelo

descongelado. Bosques de coníferas, osos pardos, alces, linces, castores, entre otros. Bosque templado deciduo deciduo o caducif olio:  Templado con veranos cálidos, a veces secos

e inviernos fríos. Bosques de encinos, maples, hayas, liquidámbares, álamos, venado cola blanca, conejos, liebres, zorros rojos, águilas calvas, águilas reales y búhos Estepa o pastizal:  Intermedio entre el clima templado del bosque y lo seco del desierto.

Dominancia de pastos, con muy poca presencia de árboles y arbustos. Bisontes americanos, dromedarios, venados bura, liebres y perritos de la pradera. Desierto De sierto y semidesierto:  Seco con muy poca precipitación. Variación térmica amplia entre

el día y la noche. Matorrales y plantas adaptadas a la aridez como cactus, agaves, que carecen de hojas y presentan tallos carnosos y espinas. Animales de hábitos nocturnos como las arañas, roedores, serpientes, monstruos de Gila, etc. Bosque tropical húmedo o selva húmeda:  Cálido con abundante precipitación durante

todo el año. Lianas, arbustos, palmas, epífitas. Guacamayas rojas, águilas arpía, tucanes, pericos, jaguares, jaguarundis, tigrillos, boas, ranas, anacondas, etc. Bosque tropic al templado: templado:  Cálido con lluvia concentrada en algunos meses. Bosques de

mediana a baja estatura, ricos en especies leñosas pero sin epífitas. Iguanas, lagartijas, serpientes, comparten varias especies con el bosque tropical húmedo. Sabana: Cálido con lluvia estacional. Pastos y arbustos dispersos con árboles aislados. En

África, hay gacelas, jirafas, cebras, búfalos, leones, guepardos y hienas. En América del Sur: ñandúes, avestruces, caimanes y cocodrilos. Mares:  Cubren el 70% de la superficie del planeta. Organismos fotosintéticos como algas;

animales como peces, tiburones corales, medusas, cangrejos, caracoles, almejas, pulpos, etc.  Agua  Ag ua d dul ul ce:  Existen en todos los continentes, poco frecuentes en las regiones desérticas.

Algas dulceacuícolas, lirios, lotos, lentejuelas, nenúfares. Pirañas, anguilas eléctricas, truchas, delfines rosados, manatíes, cocodrilos, camarones de agua dulce, caracoles, etc. Litoral o costa:   Regiones costeras de todo el mundo. Incluyen playas arenosas, dunas

costeras, litorales rocosos, estuarios, lagunas costeras, pantanos y manglares. En general, vegetación tolerante a inundación y diversos grados de salinidad. Cangrejos,

 

equinodermos, caracoles, aves marinas (bobos, cormoranes, gaviotas, flamencos, garzas, pelicanos). Hablando de biomas México es un país megadiverso es este aspecto, teniendo gran cantidad de ecosistemas y de especies, pero tristemente algunas de estas especies están bajo amenaza de extinción o degradación. Por lo anterior se han tomado acciones para proteger esta diversidad, así como los servicios ambientales que nos proveen. Una de las acciones que se han llevado a cabo para proteger las zonas del territorio nacional cuyos ambientes originales no han sido significativamente alterados por la actividad humana, o bien que por sus características ecológicas requieren ser preservadas y restauradas, es la creación de Áreas Naturales Protegidas (ANPs). Así, para mediados de 2015 la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, administra 177 ANPs, que representan 25,628,239 ha (CONANP, 2015), de las 196.4 millones de ha de la superficie territorial de México (CONABIO, 2008). Esas 177 ANP de competencia federal se distribuyen de la siguiente forma:

Biosfera y sus componentes com ponentes Hasta el momento hemos revisado los componentes de los ecosistemas hasta llegar a la biosfera, que es el conjunto de ecosistemas existentes en la Tierra. Si pensamos en la parte de nuestro planeta donde se desarrolla la vida como un sistema, entonces podemos ver que está compuesto por 3 compartimientos principales: 1) Atmósfera 2) Hidrosfera 3) Litosfera

 

Recursos Re cursos naturale naturaless e iimpacto mpacto ambienta ambientall Si pensamos que desde nuestros orígenes los seres humanos hemos obtenido de la naturaleza todo lo que necesitamos para satisfacer nuestras necesidades, entonces podrás ver con facilidad que todos los elementos bióticos y abióticos que componen a los ecosistemas son fuente de recursos naturale naturaless  para la humanidad. Recursos cursos naturale naturales: s:  elementos bióticos y abióticos que se encuentran Re o producen en la naturaleza y son de provecho para el hombre. Muchos de estos recursos son utilizados directamente  –por ejemplo, las hortalizas las consumimos tal cual las cosechamos de la tierra, obviamente realizando un proceso previo de desinfección –  y muchos otros son transformados hasta convertirlos en artículos muy elaborados –por ejemplo, el petróleo que constituye la materia prima para la elaboración de nylon, esa fibra sintética que utilizas en tu ropa. Clasificación Clasifi cación de los rrecursos ecursos naturales Dado que la definición de recurso natural es completamente antropocéntrica, entonces podemos agruparlos en tres grandes categorías, dependiendo del tiempo que tarde la naturaleza en producirlos o regenerarlos: a) Perpetuos: son los recursos que, considerando la escala humana de tiempo, son prácticamente inagotables. Por ejemplo, la energía solar, el viento, la marea, entre otros. b) Potencialmente renovables: son los que pueden regenerarse o estar disponibles en lapsos de tiempo manejables para una vida humana, ya sea porque se reproducen, se autodepuran o porque tienen movimientos cíclicos en los ecosistemas. Por ejemplo, los ciclos biogeoquímicos, como los del carbono o el nitrógeno. c) No renovables: que existen en una cantidad finita en el planeta, por lo que su extracción y uso llega a agotarlos en los sitios donde se producen, como el petróleo y los minerales, ya que tarda miles e incluso millones de años para que la naturaleza los vuelva a producir.

 

Por el tipo de uso que les damos a los recursos, también podemos categorizarlos en: a) Alimentarios: son los que extraemos de los ecosistemas para satisfacer las necesidades de nutrición que tiene nuestro organismo. Algunos ejemplos son: granos, verduras, hortalizas, oleaginosas, especies, condimentos, frutas, ganado  –bovino, vacuno, caprino, porcino –, aves, peces, mariscos, sal, etcétera. b) Energéticos: las sociedades humanas, al transformar los recursos naturales en productos más elaborados, requerimos energía para esos procesos industriales y por ello este tipo de recursos son fundamentales para el funcionamiento de las sociedades actuales. Algunos ejemplos de recursos energéticos son: energía solar, petróleo, leña, carbón, viento, gas natural, elementos radioactivos, entre otros. c) De protección: son los que utilizamos para protegernos del ambiente, o para proteger los recursos que nos interesan, como madera, arcilla, arena ar ena y grava para construir casas, fibras para elaborar ropa, plantas medicinales para protegernos de las enfermedades. d) De recreación y esparcimiento: que nos permiten emplear nuestro tiempo libre. Por ejemplo, cultivo de plantas ornamentales, cuidado de mascotas, visitas a zoológicos o safaris con vida salvaje, etcétera. e) Culturales y estéticos: estético s: cuando es posible conectar con el medio que nos rodea y sentirnos a gusto en él. Por ejemplo, cuando sales a carretera y vas mirando por la ventanilla del auto los paisajes naturales, o cuando contemplas un águila volando, o una flor hermosa.

Otra forma de clasificar a los recursos es por el tipo de beneficios que obtenemos de ellos; a esto le llamamos servicios ecosistémicos y pueden ser directos o indirectos.

 

Así, es importante mencionar que un ecosistema se encuentra en equilibrio cuando sus ciclos se cumplen, lo que le permite restaurar los recursos utilizados. Pero si el fenómeno no se produce bajo estas condiciones, entonces el equilibrio se altera y el ecosistema se deteriora. Ahora puedes darte cuenta que cuando los seres humanos utilizamos los recursos naturales, generalmente lo hacemos de forma irreflexiva, sin considerar si el recurso es potencialmente renovable o no renovable. Simplemente Simpleme nte lo utilizamos porque lo necesitamos en el momento, y peor aún, lo sobreexplotamos y causamos su deterioro, como hemos hecho en el suelo, el aire o el agua, que contaminamos. A esta alteración del medio ambiente, producto de la acción del ser humano sobre la naturaleza, lo llamamos impacto ambiental.

Concepto Conce pto de contaminación ambiental, causa causass y efe efectos ctos La contaminación ambiental es la introducción al ambiente de compuestos químicos ajenos que alteran su estructura o funcionamiento. Estos compuestos suelen ser productos secundarios o residuos de los diversos procesos de producción mediante los cuales el hombre transforma los recursos bióticos bióti cos y abióticos de la naturaleza para generar productos que utilizamos en nuestra vida cotidiana. La contaminación ambiental afecta directa e indirectamente la salud de las poblaciones, no solo de los seres humanos, sino de todas las especies que qu e habitan el planeta y, por lo tanto, altera el equilibrio de los ecosistemas. Lo grave de esta situación es que en la actualidad los ecosistemas están expuestos a mezclas de contaminantes. Este contacto puede darse durante los procesos de extracción, producción, distribución o utilización de los diversos bienes, como medicamentos, energéticos, fertilizantes, alimentos, productos industriales, entre otros. Durante todas estas fases, los residuos son emitidos al ambiente (aire, agua, suelo) y generan impactos diversos, según el medio sobre el cual sean depositados. Contaminación Contamina ción del aire Desde que el ser humano apareció en la Tierra y dominó el fuego ha emitido contaminantes al aire; sin embargo, estas emisiones se incrementaron drásticamente a partir de la Revolución Industrial, que inició en el Reino Unido a finales del siglo XVII. La causa fue que

 

se descubrió el poder térmico del carbón mineral y se produjo maquinaria que mediante la quema de este combustible hacía los procesos más rápidos que con el trabajo manual, que hasta entonces se realizaba, y con ello se incrementaron los niveles de producción. Esta forma industrial de trabajo se expandió por todo el mundo y poco a poco se fue introduciendo el petróleo como el principal combustible. Dado que la maquinaria no ha sido nunca eficiente en quemar todo el combustible para convertirlo en energía aprovechable, una gran cantidad del mismo se emite a la atmósfera en forma sólida, como partículas suspendidas, y en forma gaseosa, como dióxido de carbono, compuestos orgánicos volátiles (COV), óxidos de nitrógeno y azufre. Esta quema incompleta del carbón, y posteriormente del petróleo, fue lo que provocó una acumulación sin precedentes de contaminantes en el aire en las principales ciudades industriales del mundo. Para que la atmosfera se contamine existen dos tipos de fuentes como lo son: Fuentes naturales – Las que el planeta por naturaleza emite. Fuentes antropogénicas – Las que el ser humano emite por las diversas actividades diarias como la quema de combustibles.

 

  A partir de estas actividades se emiten diferentes tipos de gases los cuales por las fuentes naturales permitieron la vida en la tierra, pero al llevar a cabo las diferentes actividades de las fuentes antropogénicas se comenzaron a producir mas gases de efecto invernadero lo que lleva a más acumulación de calor, así que en pocas palabras se puede decir que la temperatura en la tierra aumenta debido a la producción y acumulación de gases de efecto invernadero. Efectos Efe ctos de los contaminantes atmosféricos Las diversas actividades antropogénicas producen y emiten contaminantes a la atmósfera. Ésta tiene una capacidad de autodepuración, por lo cual puede transformar ciertos contaminantes, pero si la carga de emisiones es mayor a la capacidad de autodepuración, entonces irremediablemente se verá afectada. Los siguientes son algunos de los principales efectos derivados de la emisión de contaminantes a la atmósfera:

 

  Daños a la salud humana: La principal vía de entrada de los contaminantes

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atmosféricos al cuerpo es la inhalación del aire troposférico contaminado.   Lluvia ácida: Es la deposición (caída) de ácidos atmosféricos arrastrados por la

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lluvia, nieve y niebla. Los ácidos se forman por la reacción de contaminantes, como los óxidos de azufre (SOx) y de nitrógeno (NOx), que son emitidos a la atmósfera, principalmente por los motores de los automóviles, las plantas termoeléctricas (que producen la electricidad a partir de combustibles fósiles) y por la industria misma. Estos óxidos se combinan con el vapor de agua de la atmósfera y dan lugar a la formación del ácido sulfúrico (H2SO4) y nítrico (HNO3).   Disminución de la capa de ozono: La destrucción de la capa de ozono ‘bueno’

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(estratosférico), se verificó sin control en décadas anteriores, debido a que se emitieron a la atmósfera contaminantes con cloro y bromo, conocidos como clorofluorocarbonos (CFC), hidrofluorocarbonos (HFC), halones y bromuros. Estos gases se acumulan en la troposfera porque no se disuelven con la lluvia, luego son transportados por el viento hacia la estratosfera, donde se vuelven muy reactivos y participan en una serie de reacciones químicas aceleradas por la radiación solar. La consecuencia de estas reacciones es la destrucción del ozono estratosférico y con ello la disminución de la ca pa de ozono “bueno”, por lo cual existe un incremento de la radiación ultravioleta  –parte del espectro de radiación solar  –  que ingresa a nuestro planeta.   Calentamiento global: El calentamiento global es el incremento de las temperaturas

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promedio terrestres y marinas mundiales. Existe evidencia de que en los últimos 50 años han incrementado las emisiones de GEI como consecuencia de un aumento en la quema de combustibles fósiles, lo cual ha venido de la mano de un incremento de la temperatura promedio mundial.

Contaminación del agua Casi 70% de la superficie del planeta está cubierta por agua. Sin embargo, no toda el agua está disponible para el consumo humano. De toda el agua existente en la Tierra, Tierr a, el 97% es salada porque se encuentra en los océanos y los mares, el 3% es agua dulce, es decir, podría ser apta para el consumo humano, no obstante, de ese 3%, el 68.7% se encuentra congelada en los glaciares, un 30.1 % es agua

 

subterránea y se encuentra en los mantos acuíferos; del 0.9 % restante, sólo su tercera parte, es decir; 0.3% son aguas superficiales que podemos observar en lagos (87%), pantanos (11%) y ríos (2%). Usos del agua

La calidad del agua se evalúa en función del uso us o que se le quiere dar. En general se utilizan uti lizan dos métodos: 1. Eva Evaluación luación de paráme parámetros tros físic físicos os y químic químicos: os: Aquí se determinan la cantidad de gases disueltos, como el oxígeno, que será un indicador del grado de aireación del agua y que permitirá un adecuado desarrollo de la vida en ella, por ejemplo, peces y organismos acuáticos que requieren oxígeno para vivir. Se evalúa también la concentración de compuestos de nitrógeno y fósforo, que también permitirán un adecuado desarrollo de la vida  –recuerda que cuando revisaste los ciclos biogeoquímicos estudiaste que estos dos elementos son necesarios para los organismos. Finalmente se analiza también la cantidad de sales o contaminantes, como los metales pesados, que pueden llegar a ser tóxicos para los organismos. 2. Evaluación de parámetros biológicos:  biológicos:   Si consideras que muchos de los problemas de contaminación del agua derivan de la descarga de aguas residuales que se hace sobre ríos, lagos, lagunas e incluso el mar, entonces te puedes dar cuenta que un parámetro importante de contaminación son las bacterias fecales, y unas de las más importantes en esta categoría categor ía son las coliformes, coliform es, que se introducen al ambiente a través de las heces de los seres humanos y animales. Por lo cual un agua que tiene ausencia de este tipo de bacterias se considera biológicamente segura. Dado que la calidad del agua es muy importante, existe toda una legislación que

 

regula las concentraciones de elementos físicos, químicos y biológicos. En México se especifican en las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) respectivas, que revisaremos

con

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Hasta aquí has estudiado cuál es la disponibilidad de agua dulce en el planeta, los usos que le damos y cómo evaluamos su calidad. Ahora es momento de revisar cuáles son las proyecciones del uso de este recurso para los próximos años.

Contaminación Contamina ción del suelo Las diversas actividades humanas, como la agricultura, ganadería, extracción de petróleo, producción de energía, los procesos industriales, las actividades urbanas y domésticas, producen residuos que de una u otra forma son depositados o enterrados en el suelo. Como has revisado, el suelo cumple diferentes funciones en los ecosistemas, una de ellas es que filtra y amortigua los contaminantes por su capacidad de retenerlos en la fracción sólida (materia orgánica y los minerales que lo componen), de esta forma evita que los

compuestos tóxicos sigan su ruta a través de los ecosistemas y contaminen los cuerpos de agua, o se acumulen en las plantas o animales. No obstante, al igual que el aire y el agua, esta capacidad filtro tiene un límite, y si la carga contaminante (cantidad, concentración y tiempo de depósito) excede dicha capacidad, irremediablemente el suelo se contaminará, permitiendo la diseminación de los contaminantes hacia los ecosistemas, en un proceso que se conoce como bioacumulación.

 

Los efectos de la contaminación del suelo son, como ya hemos mencionado, la pérdida de sus funciones, lo cual lleva a los siguientes problemas a escalas regionales y mundial:   Desertificación:  Es la pérdida de la productividad de las tierras como resultado de Desertificación: Es

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la sobreexplotación o la contaminación de los suelos. Es particularmente importante en las regiones áridas y semiáridas del mundo, dado que, por las condiciones ambientales, estos suelos son muy susceptibles a la degradación.   Deforestación:  Con la pérdida de suelos productivos por desertificación viene otro Deforestación: Con

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gran problema, porque la población mundial necesita alimentos y recursos, razón por la cual se talan los bosques y selvas para utilizarlos como suelos para cultivo o ganadería, muchas veces para reponer los espacios perdidos por la desertificación. A esta pérdida forestal se le conoce como deforestación y es una práctica que va en aumento a nivel mundial.   Perdida de la biodiversidad:  biodiversidad:   La desertificación y la deforestación, así como los

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métodos de sobreexplotación y consumo del hombre, están provocando una pérdida pérdi da acelerada de la biodiversidad. Algunos científicos estiman que se extinguen entre 150 y 200 especies cada 24 horas. Este episodio de extinción es el más grande que se ha experimentado en los últimos 65 millones de años, cuando desaparecieron los dinosaurios.