Ecosistemas: Materia, Energía y Relaciones Tróficas
Los ecosistemas se definen como sistemas naturales, dinámicos y complejos, en los que los seres vivos y el ambiente interactúan constantemente. Un charco, un desierto o un bosque son ejemplos de ecosistemas.
Tipos de Seres Vivos
Los seres vivos necesitan materia orgánica por dos motivos: primero, para constituir su cuerpo, y segundo, como combustible. Según la forma de obtener materia orgánica, se clasifican en dos grupos: autótrofos y heterótrofos.
- Autótrofos: Sintetizan materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas, utilizando la energía del sol (vegetales y algas).
- Heterótrofos: Obtienen materia orgánica a partir de otros organismos (animales, protozoos y hongos).
La Fotosíntesis
Es el proceso mediante el cual algunos seres vivos, como los vegetales, sintetizan materia a partir de moléculas inorgánicas. La glucosa (C6H12O6) es una molécula orgánica más compleja y energética que el dióxido de carbono o el agua.
La Respiración
Es el proceso mediante el cual los seres vivos, autótrofos o heterótrofos, obtienen energía a partir de la materia orgánica. La glucosa, en presencia de oxígeno, se descompone en dióxido de carbono y agua, liberando la energía que los seres vivos utilizan para sus funciones vitales.
Relaciones Tróficas
Son las relaciones que se establecen en la naturaleza cuando unos seres vivos se alimentan de otros.
Categorías de Seres Vivos
- Productores (P): Organismos fotosintéticos que producen materia orgánica.
- Consumidores Primarios (C1): Animales herbívoros que se alimentan de los productores.
- Consumidores Secundarios (C2): Animales carnívoros que se alimentan de los herbívoros (depredadores).
- Consumidores Terciarios (C3): Animales carnívoros que se alimentan de otros carnívoros (superdepredadores).
- Descomponedores (D): Hongos y bacterias que se alimentan de restos de otros seres vivos.
Otros tipos incluyen detritívoros y omnívoros.
Cadenas Tróficas
Son esquemas sencillos que representan las relaciones tróficas.
Redes Tróficas
Representaciones completas de las relaciones tróficas de un ecosistema, donde una especie puede ocupar más de un nivel trófico.
La Energía en el Ecosistema
La energía fluye en un único sentido a través de las cadenas tróficas, desde el sol a los productores, luego a los consumidores y descomponedores, disipándose finalmente en forma de calor.
Aprovechamiento de la Energía
Los productores utilizan la materia que sintetizan para producir energía y formar sus estructuras. Cuando un consumidor primario se alimenta de un productor, una parte se excreta, otra se usa como fuente de energía y solo un 10% se aprovecha para crecer.
Biomasa y Producción
La biomasa es la cantidad de materia orgánica en los seres vivos. La producción es el incremento de biomasa en un tiempo determinado. La producción limpia (PL) se calcula como la diferencia entre la producción bruta (PB) y la respiración (R): PL = PB – R.
Pirámides Ecológicas
Gráficos que interpretan las relaciones tróficas de un ecosistema.
- Pirámides de Individuos: Proporcionales al número de individuos.
- Pirámides de Biomasa: Proporcionales a la biomasa de cada nivel trófico.
- Pirámides de Producción: Proporcionales a la producción bruta o neta, nunca invertidas.
El Ciclo de la Materia
La materia describe un ciclo en la naturaleza, desde que los productores la incorporan hasta que los descomponedores la devuelven al medio.
Ciclos Biogeoquímicos
Recorrido de un elemento en la naturaleza, desde que lo incorporan los productores hasta que vuelve al medio.
- Ciclo del Carbono
- Ciclo del Nitrógeno: El nitrógeno es esencial para proteínas y ácidos nucleicos.
- Ciclo del Fósforo: El fósforo es esencial para ácidos nucleicos y el esqueleto de los animales.
Impacto Humano en los Ciclos Biogeoquímicos
El cambio climático y el efecto invernadero son provocados por el CO2.