Ecosistemas y Flujo de Energía

Introducción a los Ecosistemas

Biosfera: Es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra.

Ecosistema: Es un sistema natural integrado por componentes bióticos (seres vivos) y abióticos (elementos no vivos, como el agua, el aire, el suelo, etc.) que interactúan entre sí.

Ecosfera: Conjunto de todos los ecosistemas que forman la Tierra, el gran ecosistema planetario.

Biomas: Diferentes ecosistemas que forman la Tierra, caracterizados por condiciones climáticas y de vegetación similares.

Relaciones Tróficas y Flujo de Energía

Relaciones tróficas: Representan el mecanismo de transferencia de energía de unos organismos a otros en forma de alimento. Se representan mediante cadenas o niveles tróficos.

Niveles Tróficos

1. Productores: Primer nivel trófico. Son organismos autótrofos, fotosintéticos (transforman la energía lumínica en energía química). Plantas superiores en la tierra y fitoplancton (algas microscópicas y cianobacterias) en el mar. Parte de la materia orgánica sintetizada es usada para el mantenimiento del organismo (respiración, proceso de degradación de la energía que la transforma en calor). El resto de la materia orgánica se acumula en los tejidos y se transmite en forma de alimento al resto de los niveles tróficos.
2. Consumidores: Segundo, tercer y cuarto nivel trófico. Son heterótrofos, usan la materia orgánica de los autótrofos. Hay tres tipos principales:
   • Consumidores primarios: Herbívoros, se alimentan de los productores.
   • Consumidores secundarios: Carnívoros que se alimentan de herbívoros.
   • Consumidores finales: Carnívoros que se alimentan de otros carnívoros, también llamados superdepredadores.

Existen también:

• Omnívoros: Se alimentan de varios niveles tróficos.
• Carroñeros o necrófagos: Se alimentan de cadáveres.
• Saprófitos o detritívoros: Se alimentan de detritos o restos orgánicos.

Descomponedores: Transforman la materia orgánica en sales minerales, cerrando el ciclo de la materia.

Ciclo de la Materia y Flujo de Energía

Hay dos principios básicos en los ecosistemas: reciclar al máximo la materia y usar la luz solar como fuente de energía. Estos principios se fundamentan en:

Reciclado de la Materia

La materia orgánica es biodegradable, es decir, puede ser transformada en materia inorgánica gracias a los descomponedores, por vía aerobia o anaerobia. El ciclo de la materia tiende a ser cerrado, aunque algunos nutrientes se pierden por gasificación (a la atmósfera) o por lixiviado (procesos de lavado y arrastre a otros lugares ejercido por las aguas sobre los materiales solubles del suelo). Además, algunos restos orgánicos quedan enterrados en determinadas condiciones y se transforman con el tiempo en combustibles fósiles.

Flujo de Energía

La energía solar entra en la cadena trófica mediante la fotosíntesis y es transformada en energía química contenida en materia orgánica. Pasa de unos eslabones a otros en forma de alimento y sale en forma de calor. El flujo de energía es abierto y unidireccional.

Regla del 10%: La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la acumulada en el nivel anterior. La energía no se pierde, sino que se degrada en la respiración. Energía entrante = energía acumulada + calor de la respiración.

Parámetros Tróficos

Son medidas utilizadas para evaluar la rentabilidad de cada nivel trófico y la del ecosistema entero.

• Biomasa: Cantidad en peso de materia orgánica viva o muerta de cualquier ecosistema o nivel trófico. En ella se almacenan grandes cantidades de energía química de alta calidad en los enlaces químicos de los compuestos que la forman.
• Producción: Cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. Se cuantifica de dos formas:
  • Producción primaria: Energía fijada por los organismos autótrofos.
  • Producción secundaria: Energía fijada por el resto de niveles tróficos.

  En ambos casos hay que diferenciar la producción bruta (energía fijada por unidad de tiempo) y neta (energía almacenada por unidad de tiempo). PN = PB – R (R = Respiración).

• Productividad: Relación que existe entre la producción neta y la biomasa. Se usa para medir la riqueza de un ecosistema o nivel trófico.
• Tiempo de renovación: Periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o sistema. Es inverso de la productividad.
• Eficiencia: Rendimiento de un nivel trófico o de un sistema. Se calcula mediante el cociente entradas/salidas. La eficiencia ecológica es la fracción de la producción neta de un determinado nivel que se convierte en producción neta del siguiente nivel.

Bioacumulación

La bioacumulación es el proceso de acumulación de sustancias tóxicas en organismos vivos en concentraciones cada vez mayores y superiores a las registradas en el medio ambiente. Ocurre cuando estas sustancias no pueden ser descompuestas ni excretadas. Se pueden introducir por vía cutánea, digestiva o respiratoria. Se acumulan en los tejidos y con el tiempo pueden causar la muerte del organismo.