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Las fases en la creación de un dibujo científico de Historia Natural

 

Tipos de alas (Larousse, 1932)


Crear un dibujo científico de Historia Natural es un proceso de creación con varias fases; desde la idea, al acabado final, pasando por el boceto. Dibujar de un microscopio requiere ciertas técnicas y medios auxiliares, lo mismo que si hay que reducir el dibujo. Finalmente, constituir una figura requiere que esta sea suficientemente explicativa, clara y didáctica, y a veces esto no casa bien con dibujar toda la realidad que aparece ante nuestro ojos, por lo que a veces hay que seleccionar que queremos que aparezca y que no.



1. Material para dibujar de un microscopio


Para crear un dibujo en una escala determinada se usa un aparato de dibujar, que puede ser un microscopio digital de pantalla, una cámara que lleve la imagen a un dispositivo u ordenador, una pantalla, un teléfono móvil, o una cámara clara. Hay muchísimos tipos, por lo que conviene elegir el que sea más adecuado para nosotros. Muchos microscopios incorporan un tubo vertical para fotografía u otros aparatos.


Lo ideal es dibujar directamente, pues de esta forma es como mejor se perciben los detalles, pero es muy cansado y lleva a cometer errores. Una solución de compromiso es dibujar lo que se ve en una pantalla digital y luego ir retocando y comprobando.


Hay que tener en cuenta que la iluminación es sumamente importante. En una habitación oscura, la pupila se dilata y el ojo percibe mejor los detalles en el microscopio. Hay que evitar deslumbramientos, ya que influirán negativamente en la calidad del dibujo.


A veces es interesante hacer una preparación sobre fondo negro. Para ello se usa un papel negro, fijándose un papel de calco, que esboce las líneas principales. Luego estas se retocan con un lápiz blanco o amarillo. La ventaja es que los detalles claros destacan muy bien, al contrario que en un papel blanco.


Respecto a los miopes, hay que tener en cuenta que mirando estos al microscopio les sobran las gafas, pero hay que tener en cuenta que no ocurre lo mismo cuando se dibuja con dispositivos o pantallas.


Es importante asegurar de que todo ello no va a llevar a dibujar imágenes deformadas. La verificación se ha de hacer con un micrómetro objetivo.


La cámara clara es un dispositivo óptico hoy desplazado por los dispositivos digitales. Consta de una fuente de iluminación fuerte, junto con un espejo instalado en un brazo que lleva la imagen del dibujo a un prisma cuya misión es dejar pasar la imagen microscópica para que se superponga a la reflejada por el espejo. El dibujo se hace sobre un plano perpendicular al eje del ocular. En general, se realiza sobre un pupitre inclinado 45º colocado inmediatamente a la derecha del microscopio. Muchos investigadores encuentran poco confortable esta posición inclinada de la mesa, pero el dibujo se ve, de esta manera, sin deformación. Una vez retirada la cámara clara, se pueden realizar retoques a mano alzada.


Lo mismo que se dibuja de un microscopio, se puede dibujar de una lupa binocular o microscopio estereoscópico, eligiendo una combinación óptica que aproveche las exigencias de aumento y de la profundidad de campo, fijando un enfoque medio.




2. Las reducciones


Los dibujos destinados a ilustrar una publicación a veces hay que reducirlos en el momento de la reproducción o publicación. Tanto si es un dibujo en papel o en formato digital, la reducción implica otra forma distinta de ver el dibujo.


Cuando en una figura se indica que hay que reducirla un tercio significa que las dimensiones serán iguales a las del original reducidas en una tercera parte, la impresión de la figura será tres veces más pequeña que el original.


A la hora de reducir una imagen, la proporción entre el alto y el ancho debe mantenerse, sino la imagen se alterará y deformará. Si esto se hace de manera digital deberá marcarse la casilla que diga algo así como "Mantener proporción".


A veces ocurre que al reducir una imagen, esta queda inservible, como ocurre cuando se ha hecho un dibujo con trazos gruesos de tinta china. Si el trazo oscuro es grueso, el espacio blanco tiende a desaparecer, y si, por el contrario, el trazo es fino, el espacio blanco tiende a aumentar.


También puede ocurrir lo contrario. Los grandes dibujos plagados de defectos se convierten en pequeñas obras de arte. Algunos autores hacen grandes dibujos con este fin.


Para un mapa, una reducción puede seguir siendo suficientemente ilustrativa, pero para un estudio morfológico se puede perder mucha importante información. 


La experiencia es fundamental a la hora de indicar como se deben hacer las reducciones y aprender ciertos trucos, según sea la técnica utilizada, para que estas mejoren. Uno de ellos, cuando se realiza un dibujo en papel, es alejarse del mismo y así se comprueba como iría quedando al reducirse. En formato digital es mucho más sencillo, pues se puede alejar con la lupa o el zoom de los programa de tratamiento de imágenes.


Otro tema importante, en cuanto a las reducciones, es la escala. Se ha de saber, en todo momento, con que escala estamos trabajando. En un microscopio, se interpretan los aumentos con un micrómetro objetivo. Bajo la forma de un portaobjetos ordinario, en el centro hay una escala de un milímetro de longitud o microrregla, y las graduaciones de esta guardan entre ellas un espacio de 10 micras. 




3. Constitución de una figura


A la hora de dibujar detalles, como por ejemplo relieves del tegumento de un artrópodo, si lo dibujamos en demasía podemos ahogar el dibujo, por lo que sería mejor dibujar una o alguna otra zona, indicando o dejando por supuesto que el resto es igual.


De la misma manera, tampoco es necesario repetir órganos simétricos idénticos, como las patas de una escolopendra, pero tampoco se puede caer en el extremo contrario y dibujar sólo un lado lado, pues es importante hacerse una ida del conjunto. Si el tema no quedase bien completando los dos lados del animal, se puede optar por uno y dibujar el otro en una franja.


Es importante conocer los formatos de papel usado y comerciales, ya que en ellos se tiene que desarrollar nuestro trabajo. Si realizamos una ilustración, todas las figuras no ocuparán el total del espacio disponible, ya que habrá que incluir texto. Si el dibujo se va a hacer para una lámina extendible, formato habitual en revistas y libros, hay que tenerlo en cuenta a la hora del acabado final.


La ilustración realizada debe poseer cierta unidad, en el sentido de visión de conjunto, acompañada de detalles. El equilibrio de masas contribuye a conservar la estética general. Hay que evitar la acumulación de líneas y de dibujos. También las letras y el testo han de situarse de manera armónica.


La reproducción en papel, si es original (no impreso de un dibujo digital), puede ser en papel ordinario de buena calidad, en papel de calco, en cartulina o cartulina estucada.


Si se necesita reducir o redimensionar se puede hacer por los métodos clásicos: triángulos homotéticos (superponiendo un triángulo, se va reduciendo o ampliando la base), compás de reducción o divisor de escala (compás cuyas puntas se pueden desplazar a los dos lados), retícula, o pantógrafo.


Por lo medios digitales se puede hacer mediante una fotografía, bien llevando las dimensiones y las proporciones, medidas digitalmente, al dibujo, o imprimiendo esta (también valdrían para esto los métodos clásicos de fotografía). En este último caso, se puede dibujar sobre el sujeto una regleta de una longitud determinada con sus dos extremos bien señalados. Otro método es imprimirla con un determinado tamaño y transferir la impresión por calco. 



Para obtener una figura simétrica a partir de una de sus mitades, como, por ejemplo, una representación esquemática de un animal con simetría bilateral, se calca el contorno y los detalles y se referencia su posición respecto al plano de simetría, que se materializa por una línea en el dibujo definitivo y en el calco. Utilizando un lápiz blando, se gira el calco y se coloca de manera que la línea del plano de simetría y las referencias que lleva, uno o dos trazos transversales, se superpongan, entonces se traza el dibujo frotando con un objeto duro y liso, como un bolígrafo.





Prácticas y actividades sugeridas


1. Dibujar un espécimen desde un microscopio, sólo mirando y dibujando. ¿Qué dificultades se encuentran? Hacer lo mismo desde una pantalla o un accesorio. Comprobar el efecto de la iluminación.


2. Usar un accesorio para ordenador o teléfono móvil. ¿Es mejor dibujar directamente o dibujar desde una fotografía? 


3. Hacer lo anterior (puntos 1 y 2) con una lupa binocular o estereomicroscopio. ¿Qué diferencias se pueden encontrar. 


4. Realizar una ampliación o reducción de un dibujo sencillo con el método de la cuadrícula.


5. Abrir un dibujo científico con un programa de edición de imágenes (puede servir el Paint de Windows). Comprobar el efecto de las proporciones y su alteración.


6. Comprobar y experimentar sobre el papel el efecto de los detalles (como los que aparecen en el tegumento de un insecto).


7. Practicar reducciones o redimensiones con el compás de reducción, pantógrafo y otros instrumentos.


8. Comprobar la simetría en el dibujo de especímenes. Con un dibujo de un especimen bilateral, tapar una mitad, y a partir de la que se ve, dibujar la otra. Verificar la exactitud.




Ilustración Científica de Historia Natural

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El dibujo e ilustración de Historia Natural

Dromeosaúridos
 Dromeosauridos (Imagen de Fred Fierum)


El dibujo científico no es una imitación servil de lo que se ve. Para eso están la fotografía o la pintura realista. Su objetivo no es imitar la realidad, sino mostrarla desde el punto de la disciplina científica.

Un ácaro o un insecto puede ser mostrado en una posición antinatural, para mostrar detalles de su anatomía o caracteres diferenciales. También puede cortado en sección para mostrar su anatomía, de una forma que nunca ocurriría en la vida real.

El dibujo e ilustración de Historia Natural, además del conocimiento de los principios del dibujo y la ilustración, requiere entender ciertas técnicas y conocer el uso de convenciones y símbolos específicos.


Planos de referencia

La anatomía y morfología comparadas buscan comparar estructuras homólogas que los fenómenos evolutivos han hecho distintas. Pero esas comparaciones sólo se pueden hacer con precisión cuando colocamos sobre el espécimen planos y ejes de referencia homólogos.

El plano de simetría es el más importante en los animales con simetría bilateral. Pasa por la boca y la hendidura anal, partiendo el cuerpo en dos mitades simétricas. El montaje en portaobjetos excavados es el mejor método para obtener una perfecta orientación en especímenes muy pequeños.

Asimismo cada órgano o apéndice tendrá su simetría, y las patas laterales podrán ser iguales o simétricas, como son los brazos humanos, que no son iguales.


Disposición de las piezas e iluminación

Tradicionalmente se dibujan los animales enteros en una actitud funcional, normalmente dirigiéndose hacia la parte superior de la hoja, es decir, la cabeza se encuentra en la parte superior. Los peces normalmente se dibujan dirigiéndose hacia el lado izquierdo, donde se sitúa la cabeza.

Cuando se dibuja un órgano o un apéndice de un ser vivo, se ha de intentar que su orientación sea la que normalmente tendría.

La iluminación que recibe el espécimen se considera que incide a 45 º del lado izquierdo de la hoja. Esto tiene que ver con las sombras, y las líneas gruesas y finas.


Procedimientos para reproducir el modelado

El dibujo al trazo es el método más austero, pero no el más sencillo. Con el grosor del trazo sugerimos el relieve, siendo las gruesas las partes de sombra y las finas las de luz. El rayado marca las sombras, pero las rayas han de hacerse en ambos sentidos, evitando que acaben en gancho. El rayado puede ser trazos paralelo, en diagonal, o en el sentido de la forma, siguiendo la superficie del objeto y entrecruzándose rayas.

En el dibujo punteado, los puntos deben disponerse cuidadosamente en desorden o siguiendo una orientación definida según el efecto que se desee. Su regularidad debe asegurarse usando las plumas sin apoyar y el diámetro dependerá del tipo de pluma empleada. La pluma se ha de usar verticalmente, salvo que se deseen puntos den forma de lágrima indicando un sentido. Las variaciones de intensidad, como efectos de sombra, se obtienen aumentando la densidad de los puntos, sin cambiar su naturaleza, evitando, en la medida de lo posible, que se pongan en contacto unos con otros. Las variaciones de materia o de color en un dibujo en blanco y negro se pueden sugerir con una variación de diámetro de los puntos. Una textura irregular se representa con dos clases de puntos.

El grabado sobre cartulina estucada se parece al rayado y recuerda al grabado sobre madera. Los contornos se efectúan a pluma. Después se delimitan las zonas de sombra . El uso del pincel debe hacerse con delicadeza, ya que la cartulina estucada es algo porosa. 

En el dibujo sobre cartulina estucada estampada, los punteados a mano alzada son a veces fastidiosos. Las tramas ofrecen una ayuda limitada. Las películas recortables llevan a la realización de mosaicos angulosos y sin matices. Las trama de transferencia directa son más flexibles en cuanto a su empleo, y además permiten indicar el sentido de la forma o el movimiento.

Para el dibujo a lápiz o a carboncillo, han de prepararse un juego de lápices de varias durezas, un papel de grano bastante fino y una goma de pasta flexible. Los borrados delicados o pequeños se facilitan con un recuadro. El difumino permite obtener degradados. En los contornos, al hacerse con un lápiz duro, no hay que apretar mucho, ya que luego resulta difícil de borrar. 


Semiología gráfica

Todas las estructuras vistas directamente se representan con trazos continuos y las que se ven por transparencia con trazo discontinuo. No obstante, puede haber excepciones, como un gusano, en el que los órganos internos aparecen con trazo continuo.

En dos planos, uno alejado del otro, el más lejano se ve como más claro y vaporoso, como aparece en las láminas de paisajes japoneses.

Las cualidades de la materia se deben representar por procedimientos gráficos sugestivos, teniendo en cuenta que el dibujo científico está a medio camino entre el artístico y el técnico, por lo que hay que usar de ambos. Se pueden realzar los caracteres que interesen, pero nunca cayendo en la exageración caricaturesca.

En los artrópodos, las membranas articulares se delimitan con trazos finos, mientras que las zonas esclerotizadas y melanizadas con trazo grueso. En los vertebrados, las masas musculares se representan con trazos finos, sugiriendo estructuras fibrosas. El punteado se suele usar en el moldeado de los huesos. El exoesqueleto de los artrópodos es representado, en su límite externo, por línea gruesa, mientras la superficie por línea fina. El punteado se puede usar en algunas estructuras.

Al lado de las estructuras y órganos aparecerán las abreviaturas, normalmente de las iniciales de las palabras da su nombre. Aparecen al lado de las estructuras, si son lineales paralelo a ellas, y si están ocultas o muy juntas con una llamada o flecha. cuando los especialistas usan las mismas abreviaturas, se facilita mucho la comprensión


El dibujo de objetos microscópicos

El dibujo se puede considerar bidimensional, por lo que no existen puntos de fuga. El volumen no tiene profundidad. La perspectiva será parecida a la dibujada en las láminas japonesas.

No obstante, esto no es una verdad absoluta, ya que los artrópodos vistos a la lupa binocular o estereomicroscopio tienen volumen, pero lo que no hay es punto de fuga en la escena.


Gráficas y mapas

Según el tipo de mapas y gráficas que se desee realizar, hay que tener en cuenta los principios que rigen su creación y la simbología establecida o comúnmente utilizada.

En cuanto a soportes físicos, se suelen soportes transparentes para dibujar encima de un determinado mapa y papel milimetrado para las gráficas, ya que facilita el trabajo y ofrece precisión.

En la elaboración de mapas puede ser de utilidad, aunque es un instrumento en desuso, un punteador, instrumento parecido al tiralíneas, que traza líneas con puntos con el mismo tamaño y regularidad.

Los mapas usados en Ciencias Naturales pueden ser geológicos, de vegetación, de distribución de animales, plantas, parásitos, enfermedades, etc. 

En España, se pueden usar como base cartográfica, los mapas físicos proporcionados por el Centro Geográfico del Ejército y el Instituto Geográfico Nacional.

En la confección del mapa debemos centrarnos en lo esencial. La red hidrográfica, de carreteras, etc. si no es pertinente que aparezca, debemos obviarlo. La escala de lo que queremos representar debe ser respetada.

A veces, el color no es indispensable, sobre todo si va dirigido a una publicación en blanco y negro. En este caso, las tramas deben de realizarse con cuidado para que se las diferencie bien.

A la hora de representar puntos singulares o signos, hay que hacerlo de forma que no se superpongan o estén tan juntos que se dificulte su interpretación y lectura.

Técnicas como reproducción fotográfica en offset, tirada de contracalcos, etc. han quedado desfasadas con el desarrollo de las nuevas tecnología. Escanear un plan es sencillo e incluso hacerlo en una copistería. Incluso hay quien opta por una foto, pero en este caso, la cámara digital ha de tener buena resolución y que la cámara enfoque de una manera totalmente paralela al plano, para que no se produzcan deformaciones.

Actualmente, muchos mapas de temática natural y ambiental se realizan digitalmente mediante programas GIS, de sistemas de información geográfica. 


Reconstrucciones gráficas y diagramas tridimensionales

En la época del auge de la anatomía comparada, los especialistas exhibían modelos tridimensionales muy elaborados en cuanto a reconstrucción plástica. Se construían en cera, cartón, metal o celuloide. Hoy día, las impresoras 3D hacen auténticas maravillas. En todo caso, lo que la ilustración de Historia Natural puede aportar, en este aspecto, es ayudar a la comprensión de las tres dimensiones de los órganos y comprender las relaciones que existen entre ellos.

Lo que sí es cierto, es que la esencia de los viejos métodos apenas ha variado. Principalmente se basa en una serie de cortes en serie. Así se hace con el microscopio electrónico, lo mismo que en Medicina la tomografía computarizada. Por decirlo, a grosso modo, si cortamos en lonchas finas un chorizo o un salchichón y unimos las imágenes de esas lonchas, conseguiremos conocer su estructura interna.

El problema es que esos cortes tienen que ser válidos. Completamente rectos y perpendiculares, lo que se conoce como un corte transversal o axial. Además, se ha de conocer su espesor; si es enorme, poca información proporcional. Esto es una técnica anatómica parecida a las curvas de nivel. 



Prácticas y actividades sugeridas

1. Dibujar un espécimen (animal, fósil o planta), cortado por la mitad por su plano de simetría y en la cara del plano mostrar los órganos internos.

2. Tomás un libro de Historia Natural y comprobar si los animales representados se hallan en las posiciones convencionales (en general con actitud funcional, insectos con la cabeza arriba, peces dirigiéndose hacia la izquierda, etc.).

3. Experimentar con distintos soportes (cartulina normal, cartulina estucada, etc.) y con distintos materiales (lápiz, carboncillo, etc.).

4. Realizar un dibujo anatómico, distinguiendo con los distintos trazos, si las estructuras son visibles o no.

5. Dibujar lo que se está viendo con un microscopio. Observación: no conviene cerrar un ojo, ya que a la larga causa fatiga, es mejor acostumbrarse a tener los dos abiertos.

6. Dibujar un mapa temático con un papel transpatente o vegetal encima de un mapa físico o topográfico.

7. Buscar e investigar sobre programas GIS, de sistemas de información geográfica. Gratuitos, entre otros, son QGIS y gvSIG.

8. Visitar un Museo de Ciencias Naturales y observar los modelos tridimensionales que tenga.


Ilustración Científica de Historia Natural

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Observación de la Naturaleza

Eopsaltria australis

El deseo de los amantes de la Naturaleza con sentido artístico, a la vez que científico, es tomar los lápices, salir al campo y empezar a dibujar. Esto, sin embargo, puede suponer una experiencia frustrante si no se dominan las técnicas. Por ello el principiante ha de tener paciencia para aprender. Paciencia, que por otra parte, debe ser una cualidad del observador de la Naturaleza.

Hacer buenos dibujos científicos de Historia Natural requiere dibujar a los objetivos de una manera precisa y visualmente atractiva. Por un lado, es preciso desarrollar habilidades de observación y, por otro, mejorar la capacidad de crear imágenes representativas mediante técnicas de dibujo, que no son nuevas, pues sus bases ya se establecieron en el Renacimiento.

Se requiere contemplar, medir, simplificar y dibujar objetos de la Naturaleza, además de crear escenas de hábitat que tengan profundidad de campo con un punto focal fuerte. Estas habilidades son la base de la ilustración de la historia natural, que si se dominan te permite representar cualquier objeto natural, ya sea por sí mismo o dentro de su hábitat natural de manera precisa. Básicamente, estas técnicas son las mismas que usaba Leonardo Da Vinci hace más de cinco siglos.


1. Observación 

Las buenas habilidades de observación son vitales si desea producir una imagen representativa precisa de lo que se quiere dibujar en el mundo natural. Cuanto más tiempo pases mirando, más detalles verás y más realista será tu dibujo. Tras un tiempo adecuado de observación se perciben los detalles de como encaja todo y se empieza a tener clara la idea del tema a dibujar.

Si es posible, toma el elemento que estás dibujando, pósalo en una superficie, gíralo y míralo desde todos los ángulos, una y otra vez.

Aunque es tentador asumir que sabes lo que estás buscando, siempre es mejor no hacer suposiciones. Si bien habrá algunos puntos en común, todos los objetos tendrán sus propias características individuales y es importante tratar de obtenerlos a través de una observación cercana.

El dibujo de observación simplemente significa dibujar lo que ves. Como ilustradores de historia natural, hay que tratar de dibujar los objetos frente a nosotros con la mayor precisión posible. Para hacer esto, utilizaremos una variedad de técnicas que se pueden aprender con bastante facilidad, pero que puede llevar mucho tiempo dominarlas por completo.

Hay que desarrollar buenas habilidades de observación, registrar con precisión cada detalle que se vea, aprender los trucos del oficio, comprender el espacio positivo y negativo de las imágenes, dividir materias complejas en formas más simples, y representar satisfactoriamente un objeto tridimensional en una superficie bidimensional. Para ello siempre es mejor tener delante lo que se quiere dibujar mientras se dibuja.

Cuando ello sea posible posible, hay que coger el elemento que se está dibujando, posarlo, girarlo y mirarlo desde todos los ángulos, una y otra vez.

Aunque es tentador asumir que sabes lo que estás buscando, siempre es mejor no hacer suposiciones. Si bien habrá algunos puntos en común, todos los objetos tendrán sus propias características individuales y es importante tratar de captarlos a través de una observación cercana y minuciosa.

El arte de la observación consciente nunca debe subestimarse. Mientras estudias tu objeto, piensa. Piensa en la forma general y la forma de los componentes individuales. Piensa en el tamaño y la proporción. Piensa en la textura de la superficie, los colores y características propias.

Como naturalistas, debemos pensar en su origen e intentar identificar las características clave que deban representarse. Tómate tu tiempo, contempla el objeto, familiarízate con todos sus intrincados detalles antes de siquiera levantar el lápiz.






2. Medición
  
Una de las principales diferencias entre los ilustradores de historia natural y otros artistas es el hecho de que tratamos de representar objetos de manera realista , lo que significa que a veces necesitamos medir.

La medición se puede hacer de muchas maneras.

Puedes medir objetos en la distancia usando tu lápiz y un brazo extendido o puedes medir objetos con precisión usando reglas u otros instrumentos de medida, como calibres.

Incluso cuando no se requieren mediciones precisas, a veces es útil dibujar un cuadro delimitador o cuadrícula, para establecer la longitud y anchura de un sujeto, ayudando con el proceso de dibujo.



3. Descripción de hábitats, especies y detalles

La ilustración científica es algo más que un dibujo o pintura de una especie o hábitat. El ilustrador de historia natural ha de de ser además un enamorado de la Naturaleza, un naturalista.

Observar paisajes o plantas es sencillo, no es así de animales, sobre todo de mamíferos y aves. La observación ha de ser cuidadosa para no perturbar su comportamiento, y debemos de abstenernos de hacerlo si alteramos su forma de vida, como ocurre en la época de cría de las aves. La paciencia y la perseverancia son dos cualidades del observador de la Naturaleza.

A los animales hay que acercarse silenciosamente y despacio, aunque llega el momento en que perciben nuestra presencia y huyen, por eso es mejor usar prismáticos o telescopios para este fin. Una tienda de observación o hide resulta ideal, ya que no perciben nuestra presencia. 




Por otra parte, hay animales de hábitos nocturnos, por lo que sólo podremos verlos de noche. Es una de las razones por las que se ven aves con mucha más facilidad que mamíferos. Para que la observación resulte provechosa debemos observar restos de animales, restos de paso, veredas, etc. Deberemos usar ropas oscuras, taparnos con mantas de camuflaje, y usar visores nocturnos. Si existe peligro de que nos ataquen animales peligrosos, debemos abstenernos de este tipo de actividad en determinadas zonas.

También existe la posibilidad de capturar pequeños mamíferos, como ratones, topillos o musarañas. Las trampas se deben revisar con frecuencia, ya que las musarañas tienen un metabolismo muy activo y pueden morir de hambre. Debemos manipular los animales con cuidado, para no herirlos y para que no nos hieran, pues algunos, como las musarañas, pueden dar dolorosos mordiscos.

La ilustración científica no es una mera fotografía, para ello debemos observar el hábitat en su conjunto, haciendo hincapié en numerosos detalles que pueden pasar desapercibidos para un observador no acostumbrados. Detalles del pelaje o del plumaje, pueden indicar diferencias entre especies, dimorfismo sexual, o celo. Diferencias del comportamiento, a la hora de la alimentación o la reproducción también indican numerosa información científica de interés.



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El material de dibujo


Bigotera loca

Evidentemente no es la misma calidad un material de dibujo comprado en una casa especializada que instrumentos escolares, que no obstante, es un primer paso para iniciarse en el dibujo. Hay que tener en cuenta además que para iniciarse en el dibujo científico de Naturaleza es posible hacerlo como aficionado con materiales baratos, para ir aumentando la inversión a medida que vaya aumentando el trabajo, la destreza y la profesionalidad.

La diferencia entre el dibujo científico de Naturaleza y el dibujo geométrico, lineal o industrial, es que este último debe ser completamente geométrico, esquemático y preciso, mientras el de Naturaleza debe ser ilustrativo, pedagógico, y si es posible, artístico.

Ello no quita que no puedan tener muchas cosas en común. Por ejemplo, dibujos de plantas o animales pueden acompañarse de gráficas, mapas o cortes geológicos, y planos de construcciones o maquinaria pueden acompañarse de dibujos de como serían tras ser construídos.


1. Soportes de papel

En cuanto a soportes de papel tenemos principalmente cinco: el papel o cartulina, el papel de calcar, el papel vegetal o cebolla, el papel o cartulina con relieve, y el papel milimetrado.

El papel se vende en rollos o en hojas. Estas se suelen agrupar en resmas de 500 hojas. Una mano son 25 hojas. Por tanto un paquete de 500 hojas, una resma, tiene 20 manos.

Hoy día el formato más usado es el de la norma internacional ISO-DIN, en los formatos A3 (297 x 420 mm) y A4 (210 x 297 mm), siendo este último el formato usado como hoja de papel estándar o folio.

La fuerza del papel corresponde a su espesor y se mide en gramos por metro cuadrado (g/cm2), de aquí el nombre de gramaje. En cuanto a películas plásticas, el espesor de expresa directamente en micras.

El folio normal que usa para impresoras o para tomar apuntes es muy versátil y rinde muy buenos servicios, pero tiene poco cuerpo. De elegirlo, preferiblemente el de mayor gramaje.

El papel de calcar o de calco puede servir para componer figuras o hacer mapas y el más fino para croquis. Cuanto más fuerte mejor, siempre que no pierda la adecuada transparencia. La lámina de acetato suele ser lo más usado.

En dibujo industrial se han usado hace unos cuantos años el papel vegetal o papel cebolla, cuando se usaba para hacer copias, hoy ya en desuso por los programas CAD y las impresoras plotter. En ilustración de Naturaleza puede ser adecuado para mapas. No se le debe doblar porque los dobleces se marcan permanentemente.

La cartulina estucada es el soporte más agradable para el dibujo científico. Es un cartón recubierto por una capa de estuco. El dibujo hecho sobre este material se puede retocar raspando el estuco con una cuchilla. También es muy interesante la cartulina estucada negra, sobre la que se pueden dibujar fácilmente figuras blancas sobre fondo negro con una cuchilla.

En el papel o cartulina estampado al tener un relieve destinado a fragmentar el trazo en punteados con el lápiz, se pueden dibujar diferencias de tono, grisados que son muy laboriosos si se realizan a base de puntos. La superficie puede ser no raspable, de papel fuerte con superficie vermiculada, en la que la tinta se reparte por depresiones y relieves. Si es raspable, cartulina estucada en relieve, se puede trabajar con raspador.

El papel milimetrado es un papel que puede ser opaco o transparente, rayado horizontal y verticalmente con líneas espaciadas a escala milimétrica, con distancias entre líneas normalmente de 1 mm. En dibujo geométrico se emplea para bocetos, croquis, gráficas y diagramas. En ilustración científica se puede emplear para mostrar gráficas (como puede ser el aumento de la población de un ave, con un dibujo de la misma de fondo).



2. Lápices y portaminas

Los lapices de calidad tienen una dureza normalizada, que se indica normalmente con las HB y F. Los lápices duros llevan la letra H y los blandos la B, y además llevan un número proporcional a esta magnitud, así los 4B son muy blando y los 4H muy duros.

Conviene disponer de un juego de tres tipos:

- Para dibujar un lápiz de dureza media, HB o F.

- Uno blando o graso, al menos 2B. Ensucia y es frágil, pero puede servir para tiznar el reverso de dibujos para calcarlos.

- Para repasar los dibujos, sobre todo cuando se realiza una transferencia por calco, un lápiz relativamente duro 2H.

La sección de los lápices puede ser redonda o hexagonal, siendo esta preferible ya que no ruedan cuando se dejan sobre una mesa de dibujo inclinada.

El lápiz se debe poder afilar sin romperse. Para afilarlos, se puede usar un raspador para afilar minas, que es una simple pletina de cartón con un trozo de lija fina, sobre la que se gira la punta del lápiz. Esta operación se debe hacer fuera del papel de dibujo para que no caiga sobre el polvo del lápiz y lo ensucie. Otra opción usada es el afilador. Se debe hacer girar en él el lápiz de forma suave.

Los lapices de colores deben dar su color sin esfuerzo y con trazos suaves, y la mina no debe desmoronarse o quebrarse.

Todo esto es aplicable a los portaminas. Su mecanismo debe ser de buena calidad, que sujete firmemente la mina, esta no se debe desplazar si se da un trazo enérgico.

Las minas se venden en estuches para protegerlas de los golpes, ya que son frágiles.

Los portaminas tienen una ventaja sobre los lápices. Existen minas muy delgadas que no necesitan afilarse, siendo muy prácticas, además de para dibujo industrial, para gráficos, mapas, cartas geológicas, etc.



3. Gomas y borradores

Existen dos grandes grupos de gomas, las clásicas a base de caucho y las gomas plásticas o borradores plásticos.

Las gomas clásicas son las que dan mejor resultado para los lápices de grafito sobre papel común, celulósico. Son desaconsejables las de colores, ya que si no son de buena calidad dejan marca, y las rígidas, ya que extiende el grafito sin absorberlo.

Las gomas plásticas o borradores plásticos absorben muy bien el lápiz en los soportes plásticos, ya que las clásicas a menudo lo extienden. También dan buenos resultados en otros tipos de soporte.

A menudo las gomas vienen en un estuche protector, que conviene conservar, ya que de esta manera evitamos que la goma se ensucie, lo que hará que la conservemos más tiempo.

También existen los lápices goma, en los que la mina es de goma en vez de grafito. Son útiles para borrar puntualmente y con precisión.

Hay gomas especializadas en borrar lápiz de colores, en tinta china, etc. Su calidad y eficiencia depende de la marca.

Si la goma está sucia, conviene, antes de borrar, frotarla sobre un papel antes de usarla. 



4. Plumas y portaplumas

En la actualidad existen varias posibilidades, que van desde las plumas clásicas a los instrumentos más modernos.

El palillero de dibujo clásico, es lo más simple y lo más barato. Aunque ha sido desplazado en los últimos tiempos, sigue siendo muy empleado. Es un palillero de plástico o madera en cuyo mango se inserta la pluma.

Las plumas pueden ser clásicas con punto flexible, con punto de longitud y anchura variables, conviene disponer de una serie completa; plumas ordinarias, gracias a su firmeza pueden sustituir a un tiralíneas siempre que no se presionen inadecuadamente; de apertura fija, los tiralíneas, usados hace unos años en dibujo industrial, las plumillas de disco, que existen en varios espesores; y las plumas pincel, que poseen una laminilla metálica que hace de depósito de tinta.

Los tiralíneas pueden ser finos, para líneas finas, o de grueso, también llamada sueco o de lengua de vaca, que conviene que una de sus patas sea giratoria sobre la otra, para facilitar su limpieza. No conviene cargarlos de tinta en exceso, ya que puede caer alguna gota sobre el dibujo.

Los estilógrafos son plumas tubulares que tienen un depósito de tinta. Se les conoce popularmente como "rotrings", ya que Rotring es una de las marcas pioneras y más usadas. Tienen como ventaja su fácil uso, su trazado constante y su limpieza, y y como inconvenientes la necesidad de mantenimiento, ya que necesitan limpieza periódica para no obturarse, y la fragilidad y fácil rotura cuando las puntas son muy finas.

Por último, hay que hacer mención a los rotuladores de punta muy fina, cuya tecnología ha mejorado notablemente en los últimos años. No son comparables en calidad a las plumas, pero a veces pueden servir como sustituto.

En cuanto a la tinta, hay que hablar de dos propiedades: la opacidad y la fluidez. Cuanta más opaca mejor, y en cuanto a la fluidez, esta debe ser la adecuada para el propósito que la usamos.



5. Pinceles

La calidad de un pincel está directamente relacionada con la calidad del pelo, siendo buenos los de marta y ardilla. Conviene disponer al menos un pincel grande y otro pequeño.

También están las brochas de cerda, redondas, abombadas y planas, con distintas longitudes de pelo.

Un pincel, aunque no lo parezca es un instrumento muy frágil. Cuando se limpie en el agua, no hay que dejar que se aplaste la punta, ni dejarlo tiempo excesivo. No hay que intentar sacar un grumo de pintura aplastando los pelos. Para limpiarlo hay que enjuagarlo con abundante agua limpia y luego dejarlo secar de forma plana. No hay que dejar que una pintura se seque en la brocha. Si se va a dejar de usar durante un tiempo un pincel de buena calidad, hay que untar los pelos con vaselina, y a la hora de usarlo hay que eliminar la vaselina con agua y jabón.



6. Reglas y plantillas

Las reglas graduadas se emplean para medir longitudes. Conviene que sean de plástico y de buena calidad.

La escuadra es un triángulo rectángulo isósceles y el cartabón tiene la forma de un triángulo rectángulo con ángulo agudos de 30º y 60º. Para que sean un juego el cateto menor debe ser igual a la hipotenusa. Se deben usar de plástico transparente. Se usan para trazar líneas.

El transportador de ángulos puede ser un círculo o un semicírculo donde van grabados los ángulos.

Las plantillas de curvas se emplean para trazar curvas que no se puede o no se hace bien con el compás. Conviene que sean flexibles, de plástico y que tengan un buen número de curvas. El uso correcto es dibujar primero a lápiz y luego a tinta. Conviene tener dos, una con curvas grandes y otra con curvas pequeñas.

Existen también reglas flexibles deformables, pero no suelen dar muy resultado, ya que a la larga se terminan estropeando y no sirven para curvas pequeñas.

También existen plantillas especiales, que son de plástico, en las que se ha perforado unas formas de frecuente uso, las hay de elipses, letras, círculos, cuadrados, y especializadas, con símbolos sanitarios, eléctrónicos, etc.



7. Compases

El compás grande con alargadera consta de dos patas articuladas. En un hay una punta de acero y en la otra el elemento trazador, de lápiz o de tinta. Hay que colocar la punta en el punto exacto y trazar el círculo desde la parte superior o mango. El trazar de tinta o lápiz siempre vertical y el compás bien ajustado, sin articulaciones flojas.

El compás de puntas se emplea para transportar medidas. El mecanismo de articulación de las patas no debe estar excesivamente prieto.

La bigotera, usada para trazar circunferencias pequeñas, puede ser de dos tipos: normal, en la que la separación de las patas es por una rueda moleteada, o loca o de émbolo, en la que hay un eje con una punta y la otra pata es separada por un tornillo.



8. Mesa o tablero de dibujo

El más simple puede ser un cartón grueso de 500 x 300 mm. Si se puede disponer de un tablero, mejor que sea de madera contrachapada.

Las casas especializadas ofrecen varios modelos en el mercado. El papel se puede sujetar a la mesa con cinta adhesiva.

Hay mesas de dibujo que tienen reglas con brazos de T o largas para trazar paralelas. Cada vez son menos usadas.

La iluminación debe ser suficiente y venir de arriba y a la izquierda.



9. Otros instrumentos

Pueden mencionarse la piedra de afilar, para mantener en buen estado los tiralíneas y compases, se suele cubrir con una capa de aceite para hacer más suave la operación; la cuchilla, que puede ser una simple cuchilla de afeitar, para retocar dibujos; o el trapo de limpieza, para limpiar los instrumentos.

Hay quien prefiere usar raspadores en vez de cuchilla. Un raspador consiste en un mango al que se le inserta una hoja puntiaguda o de bisturí. Permite un trabajo más fino que el que se podría hacer con una simple cuchilla.


Ilustración científica de Historia Natural

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Ilustración científica de Historia Natural


Actiniae, 1907, por el naturalista Ernst Haeckel
Actiniae, 1907, por el naturalista Ernst Haeckel

La ilustración científica de Historia Natural es una actividad fascinante. Es una mezcla de Ciencia, Arte, y sobre todo fascinación por la Naturaleza, por el mundo que nos rodea.

Los dibujos de Cuvier, Buffon, Haeckel, por citar unos pocos, y en España, los cuadernos de campo de Felix Rodríguez de la Fuente, incitaron curiosidad, cautivaron, y motivaron a muchas generaciones de científicos, naturalistas, aficionados, o simples lectores, además de servir de enorme ayuda a las Ciencias Naturales.

Hoy, la ilustración científica de la Naturaleza, en la era digital, sigue siendo una actividad necesaria, una afición apasionante, un posible medio de vida, y un excelente elemento de divulgación y desarrollo científico. Los ordenadores y la animación digital, lejos de anularla o no hacerla necesaria, por el contrario, la han enriquecido.

Sin la ilustración naturalista, no hubiéramos podido conocer muchos aspectos de la Naturaleza desde el siglo XVIII, como jardines botánicos, variedades de plantas, los extinguidos dodo o la paloma migratoria, ni tampoco recrear mundos del pasado de la Tierra.

Iniciarse en esta gratificante actividad es sencillo, sólo hacen falta ganas e interés. Con papel de dibujo, lapices de distinta dureza, lapices de colores o acuarelas basta para una primera toma de contacto.  


1. Historia y concepto

La ilustración científica, usada principalmente en Historia Natural, existe prácticamente desde los inicios de la Humanidad, cuando el ser humano se esforzaba por entender el mundo que le rodeaba; plantas, animales, paisajes.

Al principio fueron los pintores del arte rupestre, luego los dibujantes renacentistas (Leonardo da Vinci, Alberto Durero), luego los ilustradores de la era científica (George Stubbs, Sydney C. Parkinson, Ferdinand Bauer, Maria Sibylla Merian, Ellis Rowan, etc.) hasta llegar a los tiempos actuales (Margaret Mee, Nicolás Fernández, Diego Ortega, etc.).

El propósito de la ilustración científica de la Naturaleza es ayudar a la investigación, a la docencia y a la divulgación científica de la Historia Natural, de las Ciencias de la Naturaleza.

El inicio de esta disciplina como tal surge en el siglo XVIII, en la Revolución Científica, con las grandes exploraciones. La investigación de los continentes americano y africano se descubran tantas plantas nuevas, que es necesario poner orden en este caos. El sistema de clasificación de Linneo ayudó a hacerlo.

Georg Ehret fue un botánico y entomólogo alemán que trabajó con Linneo. Dibujo las plantas con todos sus colores y formas, ayudando a su clasificación al mostrar con detalles sus partes reproductivas. Se le conoce como estilo Linneo.

Frente a la anterior corriente descriptiva, se dio otra corriente que dibujaba la Naturaleza, tal como era, como un todo. Esta corriente está ejemplificada en el naturalista y botánico norteamericano William Bartram. Se le conoce como estilo ecológico.

Estas dos corrientes o tendencias continúan en el actualidad. Siguen siendo tan necesarias, una como la otra, y ambas siguen contribuyendo al Arte y a la Ciencia.

La diferencia entre ilustración científica de Historia Natural e ilustración naturalista es que la ilustración científica de Historia Natural plasma conceptos científicos con rigor y claridad, necesitando investigación y documentación, y cuyo fin es la comunicación y divulgación científica, mientras que la ilustración naturalista se toma ciertas licencias en cuanto a colores formas, formas, etc, y su fin es mostrar la belleza del mundo natural. En todo caso, el limite es muy sutil.

Los objetivos pueden ser cualesquiera que aparezcan en la Naturaleza, como seres vivos, el Universo, minerales, fósiles, objetos arqueológicos, objetos antropológicos, etc.



2. Visión actual

Se puede pensar que ya no existe necesidad de aprender y practicar ilustración científica de Historia Natural en un mundo donde se ha impuesto la fotografía digital y la animación por ordenador, pero lo cierto es que los ilustradores científicos de Historia Natural son muy demandados ya que es necesario resaltar aspectos que la fotografía no hace, reconstruir mundos del pasado, realizar dibujos para publicaciones, interpretar datos científicos de manera visual, o simplemente, pensar de forma visual uniendo arte y ciencia.

La observación detallada del objeto que dibujan ha permitido a los ilustradores científicos observar detalles que habían pasado desapercibidos a los científicos, médicos y arqueólogos, como detalles de animales y plantas, aspectos del desarrollo fetal, y características de artefactos realizados por los primeros humanos.

Las diferencias que existen entre la ilustración de Historia Natural y la ilustración artística son las siguientes:

- La ilustración de Historia Natural requiere trabajos previos, como observaciones (a veces trabajo de campo), investigación y y trabajo de preparación.

- En la ilustración científica se dibuja el objeto con la mayor precisión posible, sin inventar nada, aunque sí es posible resaltar algún detalle que interese hacerlo.

- En la ilustración científica las ilustraciones deben ser visualmente atractivas, pero sin ninguna concesión a la libertad creativa.

En definitiva, la ilustración científica de Historia Natural se basa en la observación y en la técnica, mientras el dibujo artístico puede dar rienda suelta a la imaginación y la creatividad.

Hasta tal punto es así, que varias universidades y centros de investigación imparten cursos o asignaturas de ilustración científica de Historia Natural, entre ellos el prestigioso curso de la universidad australiana de Newcastle Drawing Nature, Science and Culture: Natural History Illustration, que se puede seguir online de manera gratuita, sólo hay que pagar si se quiere un certificado.

Ejemplos actuales de ilustradores científicos de Historia Natural demuestran que la ilustración científica de la Naturaleza, aunque tenga cierto aire romántico, no es algo del pasado, sino algo del presente y con futuro.

El artista y ornitólogo William T. Cooper (1934-2015), también nacido y educado en Newcastle, NSW, se menciona en el siguiente vídeo de David Attenborough como "uno de los más grandes que haya trabajado en esta disciplina tan exigente". Cooper, cuyo trabajo no solo es hermoso y está lleno de carácter, sino que también es científicamente correcto, explica aquí lo importante que es para los ilustradores de historia natural estudiar las aves vivas en busca de formas, modales y hábitats, y las muestras de taxidermia para los detalles más finos, incluso hasta el número de plumas. Las observaciones diligentes de Cooper significan que su trabajo tiene un lugar legítimo en el arte y la ciencia y que siempre resistirá la prueba del tiempo.


Algunos enlaces interesantes:

- Colección de las hermanas Scott en el Museo Australiano

- Diego Ortega Alonso, profesional de la ilustración científica de Historia Natural

- Institución Smithsoniana: modelos en 3d y laboratorio de aprendizaje.

- Los naturalistas y el estudio de la Naturaleza

- Obras de William T. Cooper

- Pinturas sobre pueblos aborígenes australianos de Joseph Lycett


3. Técnicas de la ilustración científica de Historia Natural

La primera técnica que se debe dominar es el dibujo, aprender a dibujar bien y con precisión, saber componer una ilustración y realizar el diseño final de forma tridimensional y realista. Su protagonista principal es el lápiz.

La segunda es la aplicación de color, saber como dar realismo y profundidad a los dibujos. Sus protagonistas son los pinceles y lápices de colores.

La tercera es la mejora de la ilustración, ya sea mediante retoque fotográfico digital, para exponer en público, murales, etc.

La ilustración científica puede llevar tiempo adoptándose posiciones estáticas y movimientos repetitivos. Debemos tener un espacio para configurar nuestro equipo de ilustración científica, sintiéndonos cómodos en el mismo. La mesa y la silla deben ser cómodas, la espalda debe estar recta y los ojos deben hacer descansos periódicos. 



4. Material necesario

Un material básico para empezar puede ser el siguiente:

- Un bloc de dibujo de tamaña A3 (el doble de un folio) con papel de buena calidad.

- Superficie dura para apoyar el papel (Escritorio, mesa o tablero de dibujo)

- Lápices de distinta dureza, de 4B hasta 2H.

- Gomas de borrar

- Pluma o cepillo suave para limpiar los restos de goma

- Lapices de colores, o una caja de pinturas de acuarela (en este caso necesitaremos un pincel pequeño.

- Una buena iluminación. Después de la iluminación natural, puede valer una lámpara de escritorio que ilumine bien y de manera homogénea.



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Ecología de poblaciones


Aves

La ecología de poblaciones es la parte de la ecología que estudia las poblaciones de una misma especie, analizándolas desde el punto de vista de su tamaño, en número de individuos; su estructura, en sexo y edad; y su dinámica, como variación en el tiempo. Para ello usa parámetros como mortalidad, natalidad, inmigración, emigración, densidad, o distribución. Estos cambios son estudiados por la dinámica de poblaciones, principal objeto de la biología matemática y de la ecología de poblaciones.

Las relaciones intraespecíficas se producen entre organismos que pertenecen a una sola especie, siendo habitual entre poblaciones. Se puede dar cooperación o competencia entre los mismos. La cooperación se da entre individuos por interés propio buscando un objetivo en común, siendo una estrategia evolutiva ventajosa, como se demuestra en los humanos. En cambio, la competencia se produce cuando los recursos son limitados, puede hacerse de manera regulada o anárquica, hace que disminuya la tasa de crecimiento de una población, pero es un motor de la selección natural, ya que produce individuos con mayores tasas de supervivencia y reproducción.

Las relaciones interespecíficas se producen en un ecosistema entre individuos de especies diferentes. El funcionamiento de los ecosistemas se debe a este tipo de relaciones. Son de muchos tipos: depredación, parasitismo, competencia, mutualismo, etc. Pueden ser beneficiosas para una especie, como es el caso del mutualismo, o perjudiciales, como el parasitismo.

El mutualismo es una relación entre especies distintas en la que ambas se benefician. Viene a ser lo que es la cooperación en una misma especie. Puede ser del tipo recurso-recurso, como las asociaciones de hongos y bacterias con plantas; recurso-servicio, como ocurre con la polinización con insectos; o servicio-servicio, como los animales que se protegen mutuamente, siendo el caso del pez payaso y la anémona de mar.

La relación beneficiosa entre especies, siendo persistente y estrecha, se denomina simbiosis, y los organismo involucrados son los simbiontes. La conveniencia con el mutualismo es que la relación no sólo es conveniente, sino además necesaria. Ejemplos de simbiosis son los líquenes, formados un hongo y un alga o cianobacteria. El origen de los organismo eucariotas puede hallarse en procesos simbióticos.

En el comensalismo una de las especies se beneficia, mientras que la otra ni se beneficia,ni se perjudica. Los ejemplos son múltiples: plantas epifitas que viven sobre otras, los cangrejos ermitaños que usan una concha para protegerse, las rémoras de los tiburones que se transportan sobre ellos, etc.

La depredación es la más dramática relación entre seres vivos, ya que uno de ellos perece al ser cazado para dar de comer al otro o a sus congéneres. Los carnívoros se comen a los herbívoros, y a su vez un carnívoro puede ser comido por otro. Es un motor importante de la selección natural, al eliminar individuos no aptos y facilitar evoluciones útiles. Fue uno de los motores que posibilitó la gigantesca explosión y diversidad de animales invertebrados en el Paleozoico.

El parasitismo es una forma relación entre especies, en la que una de ellas hace que una función o funciones sea asumidas por otra especie, a costa suya. No es simbiosis o mutualismo porque aunque es una relación estrecha una sale perjudicada, ni tampoco depredación porque al parásito no le interesa que el hospedador muera. Casi todos los animales poseen especies parásitas. Se da coevolución, cuando el parásito se adapta al hospedador y viceversa.

El impacto ambiental de los humanos sobre las poblaciones naturales ha sido enorme. La destrucción del medio ambiental aliena al ser humano, empobrece su calidad de vida, destruye la riqueza, y provoca hambres y guerras. Todo ello se produce por una pérdida o degradación del aire, agua o suelo, la flora y la fauna, y la biodiversidad, entre varios elementos. Una herramienta para intentar cuantificarlo es la evaluación de impacto ambiental. El desarrollo económico que respete la protección del medio ambiente se conoce como desarrollo sostenible o desarrollo sustentable.


1. Ecología de poblaciones

- Lectura: Wikipedia. Ecología de poblaciones


2. Dinámica de poblaciones

- Lectura: Wikipedia. Dinámica de poblaciones




3. Relaciones intraespecíficas. Cooperación. Competencia

- Lectura: Wikipedia. Relaciones intraespecíficas
- Lectura: Wikipedia. Cooperación
- Lectura: Wikipedia. Competencia biológica
- Lectura: Wikipedia. Competencia intraespecífica


4. Relaciones interespecíficas. Mutualismo, simbiosis, comensalismo, depredación, parasitismo

- Lectura: Wikipedia. Relaciones interespecíficas
- Lectura: Wikipedia. Mutualismo
- Lectura: Wikipedia. Simbiosis
- Lectura: Wikipedia. Comensalismo
- Lectura: Wikipedia. Depredación
- Lectura: Wikipedia. Parasitismo


5. Impacto de la actividad humana sobre las poblaciones

- Lectura: Wikipedia. Impacto ambiental
- Lectura: Desarrollo sustentable. Impacto de las actividades humanas sobre el medio ambiente (1.3. Actividades antropogénicas: la historia y sus consecuencias)
- Presentación: Almiitha Cynthia. Impacto de las actividades humanas sobre el medio ambiente




Biología Evolutiva
Ecología
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Convenios internacionales en protección de flora y fauna

Buho philippensis

Los principales convenios internacionales en materia de protección y conservación de la flora y la fauna son los siguientes, por orden cronológico de su aprobación:


Convenio de RAMSAR

Es el primer tratado moderno en esta materia. Fue firmado en la ciudad iraní de Ramsar en 1971, entrando en vigor en 1975. Tiene como objetivo proteger las zonas húmedas de importancia internacional. Su sede se halla en la ciudad suiza de Gland.

Los países acogidos al convenio se comprometen a:

- Designar al menos un humedal para ser incluido en la Lista de Humedales de Importancia Internacional, asegurándose su conservación conforme al convenio.

- Establecer reservas con humedales.

- Incluir en la planificación nacional las cuestiones que se refieran a los humedales.

- Consultar a las otras partes cuando se vean implicados humedales entre fronteras.

Su estructura está formada por los siguientes organismos:

- Conferencia de las Partes Contratantes: órgano decisorio en el que están representados los distintos países. Se reúne cada tres años.

- Comité Permanente: encargado de aplicar las decisiones de la Conferencia de las Partes Contratantes. Se reúne cada año.

- Secretaría: se encarga de la coordinación del convenio y de su operatividad.

- Grupo de Examen Científico y Técnico: presta asistencia científica y técnica.

Web oficial del Convenio de Ramsar


Convenio de Barcelona

Se firma en Barcelona en 1976. Su objetivo es proteger el medio marino mediterráneo. Su sede se halla en la ciudad española de Barcelona.

Posee los siguientes objetivos:

- Colaborar en la conservación y utilización sostenible de la biodiversidad en la zona del convenio.

- Adoptar las medidas necesarias para proteger las especies amenazadas de flora y fauna y las zonas de interés natural y/o cultural.

- Adoptar planes, programas y estrategias, para la conservación de la diversidad biológica.

- Realizar inventarios de la biodiversidad de la zona.

- Hacer seguimiento y vigilancia de los componentes de la diversidad biológica.

Web oficial del Convenio de Barcelona


Convenio de Bonn

Se firma en 1979 en Bonn, capital por entonces de la República Federal Alemana. Se firma para proteger las especies migratorias. Se sede se halla en la ciudad alemana de Bonn.

El Convenio de Bonn tiene un doble objetivo:

1. Asegurar la protección de las especies migratorias amenazadas de extinción, que figuran en su Anexo I.

2. Instar a los estados del área de distribución para que concluyan acuerdos para la conservación y la gestión de las especies que figuran en el Anexo II, siempre que su estado de conservación sea desfavorable.

Posee los siguientes organismos:

- Conferencia de las Partes. Se reúne de manera bianual, aprobando planes estratégicos, resoluciones, recomendaciones, y cuestiones financieras y administrativas.

- Comité Permanente: formado por cinco miembros representantes de distintos continentes.

- Consejo Científico: con observadores independientes.

- Secretaría Ejecutiva: a cargo de personal de Naciones Unidas.

Web oficial del Convenio de Bonn



Convenio de Berna

Fue firmado en Berna, Suiza, en 1979. Su objetivo es asegurar la conservación de la flora silvestre, la fauna salvaje y sus hábitats naturales, prohibiendo actuaciones opuestas a estos objetivos. Tiene la sede en la ciudad francesa de Estrasburgo, donde se reúne su Comité Permanente. Los países miembros entregan informes bianuales.

No confundir con otro convenio internacional: el Convenio de Berna para la protección de las obras literarias y artísticas. Del que estamos tratando es el Convenio de Berna relativo a la Conservación de la Vida Silvestre y del Medio Natural de Europa


Convenio de Washington

Se firmó en 1973 en Washington, Estados Unidos. Es también conocido como el Convenio CITES, (Convenio sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de la Flora y la Fauna Silvestres). Su sede se halla en la ciudad suiza de Ginebra.

Su fin es la protección de ciertas especies de fauna y flora silvestres de la explotación excesiva mediante el comercio internacional, abarcando especies de fauna y flora silvestres en peligro de extinción y otras, que no lo estando, se necesita restringir su comercio internacional.

La estructura del Convenio está formada por las siguientes partes:

- Secretaría: aparte de ella hay varios comités:

- Comité Permanente

- Comité de Fauna

- Comité de Flora

- Comité de Nomenclatura

- Comité del Manual de Identificación

Web oficial del Convenio de Washington


Convenio de Río

Se firma en 1993 en Río de Janeiro. También es conocido como Convenio para la conservación de la diversidad biológica.

Sus fines son la conservación de la diversidad biológica, su utilización sostenible y la distribución justa y equitativa de los beneficios de la utilización de los recursos genéticos.

La Secretaría del convenio es administrada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). Tiene su sede en Montreal, Canadá.


Convenio OSPAR

El Anexo V sobre Protección y Conservación de los Ecosistemas y la Diversidad Biológica de las áreas marinas forma parte del Convenio para la protección del medio ambiente marino del Atlántico del Nordeste. El Convenio de Oslo-París fue adoptado en Paría en 1992 y su Anexo V en Lisboa en 1998.

Su objetivo es la protección de ecosistemas y diversidad biológica de las zonas marinas y la adopción de programas y medidas que regulen las actividades humanas.

El organismo encargado de llevarlo a cabo es la Comisión OSPAR, formada por representantes de las partes.

Web oficial de la Comisión OSPAR


Convenio ACCOBAMS

El Acuerdo de Mónaco sobre la conservación de los cetáceos del Mar Negro, el Mar Mediterráneo y la Zona Atlántica Contigua. Fue firmado en 1996 en Mónaco, donde se halla su sede.

Su objetivo es adoptar una serie de medidas encaminadas a la protección de los cetáceos marinos.


Conferencia Ministerial sobre Protección de Bosques en Europa

Fue creada a iniciativa de Francia y Finlandia, para proteger los bosques europeos, entendiendo Europa como continente, incluyendo Rusia, países caucásicos y Turquía.

La conferencia está formada por encuentros entre los ministros de medio ambiente europeos, con el objetivo de llegar a acuerdos globales en materia de gestión forestal sostenible.

La primera conferencia se celebró en Estrasburgo, Francia, en 1990, la segunda en Helsinki, Finlandia, en 1993, y la tercera en Lisboa en 1998.

Web de la Conferencia Ministerial sobre Protección de Bosques en Europa


Leguleyos
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Toxicidad reproductiva, respiratoria y efectos en el comportamiento de los contaminantes


Toxicidad reproductiva

Al igual que el resto de sistemas de un organismo, el sistema reproductor puede verse afectado por los tóxicos. La toxicidad sobre el aparato reproductor afecta a la descendencia, ejerciendo su acción sobre toda la población y sobre la futura viabilidad de la misma, al producir un descenso en la fertilidad y en la fecundación.

Son muchos los tóxicos que ejercen su acción sobre el sistema reproductor de los animales. Los primeros indicios de la toxicidad del DDT se observaron en el sistema reproductor de gaviotas y otros animales salvajes. Los insecticidas organoclorados afectan a la reproducción de peces en el Báltico y el Mar del Norte, efecto que también se ha observado en las focas de la misma zona.

A los efectos directos que se ejercen sobre el sistema reproductor hay que añadir los que se producen como consecuencia de la alteración del sistema endocrino causado por los disruptores o interruptores endocrinos. Entre estos productos tenemos los insecticidas organoclorados, las dioxinas, los pesticidas carbamatos, triazinas y piretroides, los metales pesados y los compuestos organobromados.

La acción de un tóxico sobre el sistema reproductor puede ser a nivel del proceso de reproducción (afectando también a las gónadas) o a nivel de la fecundación. Además, también se pueden incluir alteraciones en el comportamiento sexual como la disminución de la libido, impotencia, infertilidad, interrupción del embarazo (incluyendo aborto, muerte fetal o parto prematuro), muerte infantil, nacimientos múltiples, alteración de la distribución de sexos, anormalidades cromosómicas, defectos de nacimiento, cáncer infantil, etc.

Los efectos se pueden manifestar desde el nivel molecular al nivel poblacional, incluyendo los distintos niveles intermedios que aparecen en los seres vivos, como se puede observar en las alteraciones que afectan a las puestas y los huevos, las modificaciones en los comportamientos de cortejo o los cambios en el desarrollo sexual.

Además el sistema reproductor también puede verse indirectamente afectado por los daños que sufren otros sistemas o porque el control de su funcionamiento se vea modificado, como ocurre cuando disruptores del sistema endocrino afectan al desarrollo sexual y la supervivencia de los animales.

El descenso de las poblaciones de focas del Mar Báltico debido a la dificultad de las hembras para reproducirse, incluso después de detener la caza de estos animales, se debe a que muchas de ellas son estériles por daños en la pared uterina, además de presentar alteraciones metabólicas, inmunosupresión y desequilibrio hormonal. Aunque la causa no se ha establecido de manera clara, se relaciona con la alta concentración de compuestos organohalogenados y las posibles acciones sinérgicas que pueden tener con otros productos.

El sistema reproductor tiene la función de perpetuar de la especie y el mantenimiento de una especie depende de la integridad de su aparato reproductor. Sin embargo, el aparato
reproductor no solo produce las células germinales sino que presenta también una función endocrina, relacionada con la reproducción, que afecta a otros órganos; en muchos organismos vivos la reproducción y la producción de gametos dependen de control hormonal.

A nivel celular, son las células germinales quienes transmiten la información a los descendientes, y su contenido genético programa la diferenciación celular, la organogénesis y su control. Por tanto, también se pueden incluir en la toxicidad reproductiva los daños que sufren estas células ya que a pesar de que pudieran no manifestar efectos o problemas en el individuo si lo pueden hacer en su descendencia.

Incluso en condiciones fisiológicas normales, la reproducción es un proceso difícil y poco frecuente. En el ser humano, se estima que más del 33% de los embriones tempranos fallece y alrededor del 15% de los embarazos conocidos termina en aborto espontáneo. Entre los fetos supervivientes, casi el 3% tiene defectos al nacer vinculados con el desarrollo (no siempre anatómicos) y, al crecer, se detectan defectos con casi el doble de esa frecuencia. Si a esto se añade el efecto de los tóxicos y sus consecuencias, se puede comprender la importancia de conocer la toxicidad sobre el aparato.

Las distintas estructuras implicadas y todo lo que sucede durante la reproducción son dianas para los productos tóxicos, siendo los efectos muy diversos en los distintos grupos de organismos. En los seres vivos y en función de la especie, existen diversas formas de determinar el sexo del individuo, dependiendo en algunos casos de un gen específico, en otros de la relación entre los cromosomas sexuales y autosómicos, etc. En el caso de mamíferos, concretamente el ser humano, el programa de desarrollo por defecto lleva a la formación de gónadas femeninas y es la expresión de un gen que se encuentra en el cromosoma Y lo que determina el desarrollo del testículo, que posteriormente producirá el factor inhibidor del conducto de Müller (MIF) y la testosterona para completar la diferenciación masculina. Durante las primeras etapas del desarrollo fetal se requiere la presencia de testosterona para la formación de los conductos genitales y de los genitales externos masculinos. Toda sustancia que modifique el metabolismo o la función de la testosterona puede afectar al desarrollo de la diferenciación sexual del embrión. De esta forma, fallos en la síntesis de la hormona, los receptores o la interferencia en su interacción hacen que se desarrollen gónadas anormales o que se produzcan diferentes malformaciones.

A nivel funcional, los testículos secretan esteroides sexuaIes masculinos, entre ellos testosterona y dihidrotestosterona, y pequeñas cantidades de estrógenos. Por su parte, los ovarios secretan cantidades variables de estrógenos y progesterona según el momento del ciclo sexual, siendo el estradiol el principal estrógeno en casi todas las especies de mamíferos. En ambos casos la producción se encuentra bajo control hormonal del eje hipotálamo-hipófisis existiendo un proceso de retroalimentación. Este sistema hipotalámico-hipofisario-gonadal se encuentra muy controlado y puede verse alterado por diferentes sustancias químicas en distintos puntos. Por lo tanto, los agentes gonadotóxicos pueden tener su lugar de actuación en los procesos neuroendocrinos del cerebro o sobre la gónada. Además, es posible que tóxicos que alteran la producción o modifican la biotransformación hepática o renal del esteroide sexual endógeno interfieran también con el sistema de retroalimentación hipofisario.

En los mamíferos existen reguladores locales que incluyen factores del crecimiento, péptidos, neuropéptidos y esteroides, que afectan también a otros tipos celulares y aumentan el número de dianas potenciales para las distintas sustancias químicas del ambiente. Por ejemplo, se ha observado que agentes que pueden afectar a la espermatogénesis, la oogénesis o la esteroidogénesis también suelen producir alteraciones en leucocitos y factores reguladores producidos por las células del sistema inmune.

La espermatogénesis y la oogénesis son los procesos que dan lugar a espermatozoides y óvulos respectivamente. En ambos casos se produce una división que reduce el contenido genético a la mitad, la meiosis. Este tipo de división implica procesos de recombinación génica, que se pueden ver afectados por la presencia de productos químicos.

La producción de los gametos da paso a la segunda parte del proceso reproductivo, la fecundación e inicio del desarrollo de un nuevo individuo. La entrada del espermatozoide en el óvulo y la combinación de los núcleos conforman el proceso de fecundación. Según la especie, el proceso varia siendo el caso mejor conocido el de los vertebrados y, concretamente, mamíferos. La entrada del espermatozoide en el núcleo solo requiere de unos minutos mientras que el tiempo requerido hasta la primera división regularmente es de alrededor de doce horas en animales de laboratorio. A partir de esa célula fecundada única, el cigoto, las células van a proliferar y diferenciarse hasta dar un individuo entero con millones de células y una gran variedad de tipos celulares.

El acceso de los productos químicos a las estructuras del aparato reproductor, principalmente las gónadas, se realiza normalmente a través de la irrigación sanguínea. En el caso de la mujer no parece haber ningún tipo de barrera que impida el acceso de los productos químicos a los ovarios pero en los testículos, sin embargo, si existe una barrera hemato-testicular situada entre la luz de un capilar intersticial y la de un túbulo seminífero. Las sustancias de bajo peso molecular, como el agua o la urea, cruzan con facilidad la barrera hemato-testicular; obstaculizándose el paso de las sustancias más grandes, como la inulina. El paso de las sustancias a través de la barrera viene determinado tanto por las propiedades químicas y físicas de las sustancias, como la liposolubilidad o la ionización, como por la integridad de la barrera.

Una vez que la sustancia potencialmente tóxica alcanza las gónadas, puede ser metabolizada y, como ocurre en otros sistemas y órganos, tanto el compuesto original como sus metabolitos pueden actuar de manera adversa. El mecanismo de toxicidad, por tanto, muestra mucha variabilidad pudiendo afectar tanto a nivel estructural como funcional a las células de las gónadas. Sin embargo, aunque no son tan efectivos como en el hígado, hay mecanismos de detoxificación como oxidasas de función mixta o enzimas que desintegran epóxidos.

Existen distintas clases de agentes tóxicos que pueden afectar al aparato reproductor. Algunos de estos compuestos actúan sobre el componente neural del sistema endocrino, mientras que otros lo hacen de manera directa sobre la gónada. Al mismo tiempo, las diferentes poblaciones celulares de los testículos de mamíferos muestran umbrales ligeramente distintos de sensibilidad a cada uno de ellos. Así, las células germinales son las más sensibles, las células de Sertoli muestran una sensibilidad intermedia y las células de Leydig presentan la resistencia más alta a los tóxicos ambientales.

La amplia variedad de tóxicos ambientales que actúan sobre el aparato reproductor añade más dificultad a la hora de intentar valorar su toxicidad para la reproducción. No solo hay una gran diversidad en las propiedades químicas de los tóxicos, sino que también presentan lugares y mecanismos de acción muy variables. A esto hay que añadir que la valoración de los procesos reproductivos en hembras de mamífero es mucho más compleja que en el caso de los machos.

Los procesos reproductivos femeninos incluyen oogénesis, ovulación, desarrollo de receptividad sexual, coito, transporte de gametos y de cigoto, fecundación e implantación del cigoto. Todos estos procesos son dianas potenciales de acción. Aunque algunas agencias reguladoras han adoptado pruebas toxicológicas estándar para fármacos, aditivos para alimentos y plaguicidas, los criterios para catalogar sustancias con potencial tóxico reproductor son muy difíciles de establecer.

Entre los efectos que los tóxicos ambientales producen en las células de las gónadas está el daño al DNA, cuya capacidad de reparación varía según la especie y, además, depende de la dosis y del tiempo de exposición. Los mecanismos de reparación del DNA proporcionan cierta protección pero la capacidad de reparar el daño sufrido por las células que darán los gametos varía según el momento de la gametogénesis. Por ejemplo, mientras los oocitos maduros mantienen su capacidad para reparar DNA esto no ocurre con los espermatozoides maduros, aunque esta capacidad de los oocitos disminuye en el momento de la maduración meiótica.

En el caso de los disruptores endocrinos, también conocidos como estrógenos ambientales o xenoestrógenos, se ha descrito que ocasionan alteraciones en la función tiroidea de aves y peces, descenso de la fecundidad en aves, peces, artrópodos y otros animales o desmasculinización y desfeminización en peces, gastrópodos y aves. En la actualidad se desconoce la extensión de los efectos que estas sustancias químicas pueden llegar a producir.

Los mecanismos implicados son diversos. Por ejemplo, el TBT (tributilo de estaño o tributilin) provoca una situación denominada imposex en moluscos, donde las hembras desarrollan características masculinas que pueden llevar a la esterilidad de la hembra mientras que el DDE (2,2 – (clorofenil) – 1,1 dicloroetileno) provoca un adelgazamiento de la cáscara del huevo de tal forma que es más susceptible a la rotura.

El hígado y los riñones tienen sistemas enzimáticos que afectan la vida media biológica de esteroides y otras hormonas, por lo que se puede esperar que los xenobióticos que interfieren con procesos excretores alteren a su vez el sistema endocrino. Por ejemplo, los plaguicidas organofosfatos y organoclorados pueden inducir varias hidroxilasas esteroides. Estas reacciones de hidroxilación es posible que hagan más polares a los esteroides endógenos y, por lo tanto, se excreten con mayor facilidad por los riñones.

Existen otros muchos compuestos que tienen toxicidad sobre el aparato reproductor a muy diversos niveles. El dietilhexilftalato y otros plastificantes pueden influir de manera adversa sobre la espermatogénesis. La epiclorohidrina, un electrófilo muy reactivo que se utiliza en la elaboración de glicerol y resinas epoxi, produce lesiones metabólicas de los espermatozoides.

El tri-o-cresil fosfato, una sustancia química industrial utilizada como plastificante en lacas y barnices, disminuye la motilidad de los espermatozoides en el epidídimo y la densidad de los mismos. El 2-meloxielanol, un solvente industrial, es tóxico para el aparato reproductor tanto masculino como femenino. La toxicidad en el testículo se debe a un metabolito, el ácido 2- metoxiacético, producido por la acción de alcohol y aldehido deshidrogenasas. Todas las etapas del desarrollo de espermatocitos, y algunas etapas del desarrollo de espermátidas pueden quedar afectadas.

El DBCP (dibromocloropropano) un plaguicida, actualmente prohibido, causa infertilidad en el hombre al actuar sobre las células de Sertolí e inhibir el metabolismo de carbohidratos de los espermatozoides en el paso de la NADH deshidrogenasa en la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Las células de Sertoli también parecen ser un blanco primario para los efectos tóxicos del dinitrobenceno, el mono - (2 etilexil) ftalato, y el dinitrotolueno.

La mayor parte de los seres humanos se expone a un gran número de sustancias químicas que pueden ser peligrosas para su capacidad reproductiva. Muchas de ellas se han identificado como peligrosas en estudios en animales de laboratorio, aunque la extrapolación es inexacta, si se ha demostrado su efecto nocivo en estudios poblacionales. La lista incluye fármacos, en especial hormonas esteroides y quimioterápicos, metales y oligoelementos, plaguicidas, aditivos para alimentos y contaminantes de estos últimos, sustancias químicas industriales y productos de consumo.

Actualmente, la infertilidad es un problema social que genera cada vez más preocupación en los países industrializados y apoya una inversión en la evaluación de las distintas sustancias y su potencial peligro. Si una población se expone a una sustancia química, o si el uso de cierta sustancia química supone una preocupación, pueden utilizarse estudios epidemiológicos para identificar posibles efectos sobre la reproducción. Estos estudios necesitan una recolección retrospectiva o prospectiva de datos potente, un tamaño de muestra adecuado y un nivel y magnitud de importancia del efecto. Por lo tanto, la epidemiología adquiere una especial relevancia para establecer las relaciones de causa-efecto entre la exposición a determinados productos y los efectos sobre el aparato reproductor ya que se encuentra íntimamente ligada a la valoración del riesgo. Así, la vigilancia de la exposición de individuos a tóxicos industriales y ambientales ayuda a establecer condiciones más seguras para la manipulación de dichos
productos.


Toxicidad respiratoria

El papel principal del sistema respiratorio es el intercambio de gases, de tal forma que en los organismos terrestres el oxígeno pasa en dirección a la sangre mientras que el dióxido de carbono se elimina hacia la atmósfera y en los acuáticos el intercambio se produce entre el agua y las branquias. Como ocurre con otros sistemas, se conoce mejor el efecto que tienen los tóxicos en los mamíferos. Los daños que se pueden producir son variados, incluyendo irritación pulmonar, asma, bronquitis, enfisema, alveolitis alérgica, cáncer de pulmón, fibrosis, etc. Además, cuando un organismo no es capaz de captar oxígeno emplea rutas anaeróbicas que proporcionan menos de la décima parte de la energía que se obtiene en las rutas aerobias con lo que eso conlleva.

El sistema respiratorio tiene otras funciones como participar en el equilibrio ácido-base, en la defensa frente a patógenos y en la producción del habla. Por tanto, los efectos de los tóxicos que afectan al sistema respiratorio pueden manifestarse de muy diversas maneras.

El intercambio de gases entre la atmósfera y la sangre se produce en los alvéolos, que son estructuras formadas por cuatro tipos de células:

- células epiteliales alveolares: responsables del intercambio de gases
- células endoteliales: tienen función protectora
- células alveolares grandes: realizan procesos oxidativos y de síntesis que protegen
los pulmones frente a materiales orgánicos e inorgánicos
- macrófagos alveolares: participan en los procesos oxidativos y de síntesis que protegen los pulmones frente a materiales orgánicos e inorgánicos y eliminan
microorganismos y partículas por fagocitosis

En los animales pulmonados, el intercambio de gases se produce en los pulmones por medio de un proceso de ventilación que intercambia el aire entre los pulmones y la atmósfera. El transporte de oxígeno hasta los alvéolos, sin embargo, solo es uno de los pasos de la oxigenación de la sangre ya que el oxígeno es insoluble en la sangre y necesita la presencia de glóbulos rojos para alcanzar los tejidos y órganos.

Debido a su conexión con el exterior, el tracto respiratorio es uno de los puntos de entrada principales para los contaminantes aéreos por lo que los seres vivos han desarrollado mecanismos que impiden el paso de tóxicos o mitigan el daño que puede producir, entre los que se incluyen la filtración, la inactivación y la eliminación de los posibles contaminantes.

A través de los pulmones entran dos tipos de sustancias: partículas y gases. Las partículas tienen mayor tamaño que los gases y se encuentran en suspensión, a diferencia de lo que ocurre con los gases que aparecen disueltos. Esto tiene gran importancia ya que determina hasta dónde puede llegar el tóxico y cómo se va a eliminar. Así, un gas que sea soluble en agua puede inhalarse con el aire pero al mismo tiempo puede disolverse en el material acuoso de las zonas superiores del sistema y no llegar hasta el pulmón. Esto, en cambio, no ocurriría con un gas insoluble que llegaría a las vías respiratorias inferiores.

El aire con partículas es una mezcla heterogénea de tamaños y formas y distribución no uniforme, a diferencia de lo que ocurre por ejemplo con el oxígeno o el nitrógeno. El tamaño de las partículas es importante porque determina hasta que profundidad del sistema respiratorio pueden llegar, de tal forma que las que superan las cinco micras no suelen pasar de las vías superiores mientras que las que están entre una y cinco micras llegan a la tráquea, donde el aire se mueve lentamente y van depositándose en las paredes. Las menores de una micra alcanzan los alvéolos.

En la respiración, el aire que entra se calienta y humedece en la nariz y la zona superior de la garganta conforme se mueve hacia los pulmones, lo mismo que las partículas que transporta. Para eliminar esas partículas intervienen mecanismos de filtración. Los pelos que se encuentran a la entrada de la nariz eliminan las partículas de gran tamaño mientras que las de menor tamaño, como el polvo, el carbón o el polen, se lavan con ayuda del moco. Cuando el aire llega a la zona traqueobronquial, la contracción de los músculos reduce el lumen de los bronquios, ayudando a que las partículas de más de cinco micras queden atrapadas y se eliminen. Esto, sin embargo, también produce estrés respiratorio. En la traquea es fundamental el papel de los cilios, que actúan como cepillos para eliminar agentes externos atrapando las partículas y, por medio de un movimiento de batido, las dirigen hacia las zonas superiores donde se pueden eliminar junto con el moco por la tos. Por su parte, las partículas menores de una micra pueden llegar hasta los alvéolos, donde los macrófagos las eliminan. Además de estos mecanismos principales existen otros mecanismos adicionales, como células que producen enzimas para la biotransformación y la inactivación de tóxicos o células productoras de anticuerpos.

Algunos tóxicos, como los contenidos en el humo del tabaco, son dañinos tanto por el efecto directo que producen como por el efecto indirecto que tienen al disminuir la capacidad de los mecanismos de defensa, como por ejemplo afectando la viscosidad del moco o inhibiendo la acción de los cilios.

La toxicidad aguda pulmonar puede ser diversa. Algunos tóxicos solo producen irritación, caracterizada por la tos y un incremento en la secreción de moco. A menudo los irritantes también producen la contracción del músculo liso de los bronquiolos produciendo broncoconstricción, que puede verse acompañada de hinchazón. El resultado es un estrechamiento de las vías respiratorias y, por tanto, una menor disposición de aire.

La bronquitis es una inflamación de las principales vías aéreas hacia los pulmones, comenzando en la nariz y extendiéndose a través de los bronquiolos. La bronquitis aguda puede producirse por la inhalación de sustancias irritantes, como el humo, el polvo o productos químicos, pero también debido a la alergia.

Otro efecto, a veces más severo, es la inflamación en la zona de los pulmones por un daño que hace que los vasos sanguíneos que rodean los pulmones aumenten su permeabilidad y se congreguen células inmunes en la zona. La salida del líquido desde los vasos hace que se vaya hacia los pulmones, produciendo un edema pulmonar incrementando el trabajo para la respiración ya que constituye una barrera para el paso de gases a través de la membrana del alvéolo. En casos extremos, puede producir asfixia.

El edema se debe a una pérdida de la permeabilidad celular o un incremento en la presión pulmonar, por lo que cualquier tóxico que afecte a estos parámetros puede provocarlo.

Finalmente, existen tóxicos que producen necrosis o activan la apoptosis originando un daño celular. El ozono, por ejemplo, es un oxidante muy fuerte que produce necrosis celular y edema pulmonar. La pérdida de células también afecta a la función respiratoria.

La exposición crónica, por su parte, origina daños similares pero de manera más lenta. Al igual que ocurre en el resto de sistemas y órganos, el cáncer en el sistema respiratorio es un efecto a largo plazo de muchos productos tóxicos. Por ejemplo, el humo del tabaco es un agente cancerígeno que no solo afecta a los individuos que fuman sino que también puede tener efecto sobre los individuos expuestos repetidamente al mismo.

La exposición continuada a un tóxico puede producir procesos de obstrucción pulmonar o disminución de la eficiencia pulmonar. El asma, por ejemplo, se puede originar ante el contacto continuo con distintos tóxicos. Otro efecto es la hipersensibilidad que se traduce en neumonitis y se manifiesta como disnea, fiebre y resfriados. La exposición a irritantes puede producir una respuesta inmune en las vías inferiores, que al cabo de los años puede dar lugar a una fibrosis.

La bronquitis crónica se desarrolla generalmente de manera lenta, dándose aproximadamente cuatro veces más a menudo en hombres que en mujeres y más entre residentes urbanos frente a residentes rurales. El síntoma más significativo es la tos crónica, con o sin moco, que puede ser intermitente o constante.

Cuando la exposición crónica da lugar a un enfisema, los bronquiolos y los sacos aéreos se encuentran hipertrofiados y pierden elasticidad, de tal manera que el aire entra en el sistema fácilmente pero no puede salir de igual manera por el estrecho diámetro de los bronquiolos. El individuo puede inspirar pero no espirar de manera eficiente, por lo que la mayor parte del aire inspirado permanece en los pulmones. La presión se incrementa en los alvéolos produciendo que se rompa la pared de las células, dando lugar a que varios espacios se comuniquen entre sí y se reduzca el área donde se produce el intercambio gaseoso. Este estado puede verse agravado por la secreción de moco que obstruya los bronquiolos, de tal forma que el individuo incrementa su frecuencia respiratoria para compensar dando lugar a un sobreesfuerzo cardiaco que puede llevar a fatales consecuencias. Entre los tóxicos que producen este efecto encontramos el
ozono, el óxido nitroso, el anhídrido sulfuroso y el tabaquismo.

También se ha estudiado la respuesta respiratoria en peces e invertebrados. Las respuestas agudas, al ser rápidas, son útiles en la identificación de eventos contaminantes a corto plazo. Se miden varios parámetros, como la frecuencia de ventilación, el volumen de intercambio, etc. Las tasas de consumo de oxígeno muestran una relación clara de dosis-respuesta en muchos organismos expuestos a químicos y se pueden usar como sustitutos de la tasa metabólica.

Muchos estudios epidemiológicos y en animales han demostrado que los contaminantes aéreos se encuentran comúnmente en el medio ambiente urbano en concentraciones lo suficientemente altas para tener efectos adversos en los pulmones. Durante las últimas cinco décadas, la bronquitis crónica, el enfisema y el cáncer de pulmón se han convertido en problemas importantes de salud pública en los países industrializados.

Todo esto hace necesario conocer los potenciales efectos de aquellos productos que emitimos a la atmósfera, ya que en caso contrario el número de afectados aumentará.


Efectos en el comportamiento

Los efectos de la contaminación sobre el comportamiento son muy variados, ya que pueden verse afectados múltiples sistemas que influyen en el comportamiento del individuo. La mayor parte de los estudios en animales se han dirigido a analizar variaciones en la adquisición de recursos, donde un desequilibrio en la vigilancia lleva a un incremento en la vulnerabilidad frente a los predadores y, por tanto, a un aumento en la tasa de mortalidad. Por otro lado, los cambios en la capacidad de búsqueda de recursos llevan a que se produzca una menor captación de los mismos y, por tanto, a un descenso en la productividad del grupo.

Incluso niveles pequeños de contaminantes pueden tener importantes consecuencias. En poblaciones humanas con unos niveles de ciertos contaminantes muy por debajo del máximo permitido en la legislación, pero de olor desagradable, se han comprobado importantes alteraciones del comportamiento y una gran disminución de la calidad de vida.

La búsqueda de recursos depende de varias cosas. Los efectos de los tóxicos sobre el apetito lleva a que el animal deje de alimentarse. En los predadores, la tasa de obtención de presas depende de muchos factores, incluyendo la estrategia de búsqueda, el aprendizaje y los sistemas sensoriales. Los contaminantes ambientales pueden afectar a estos parámetros y a otros que, indirectamente, hacen que el organismo tenga más difícil obtener recursos de su entorno. Los insecticidas neurotóxicos, por ejemplo, pueden afectar la búsqueda de alimentos de las abejas al alterar su capacidad de volver a la colmena y a su capacidad de bailar, que usan para comunicarse.




Los insecticidas neurotóxicos afectan al baile de las abejas, y por tanto, a su supervivencia


La disminución en los niveles de acetilcolinesterasa puede producir una gran variedad de cambios en el comportamiento. En las lombrices de tierra Pheretima posthuma su capacidad de cavar en el suelo disminuye ante la exposición a carbamatos, haciéndolas más vulnerables.

En el caso de vertebrados, se ha observado que su capacidad de coordinación se modifica dependiendo del grado de inhibición que se produzca.

Extrapolar los estudios en el laboratorio a lo que ocurre en el campo es difícil debido a que los animales puedan detectar y evitar ciertos tóxicos en la dieta. Por otro lado, pueden compensar su acción retirándose a lugares seguros hasta que pasa el efecto. Sin embargo, es evidente que hay una influencia de muchos tóxicos sobre el comportamiento de los animales que afecta a su capacidad de supervivencia y reproducción pero que dependen en gran medida de las dosis recibidas y el tiempo de exposición.


Curso de Salud pública y contaminación:

http://cuvsi.blogspot.com.es/2012/08/curso-de-salup-publlica-y-contaminacion.html

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