Funcionamiento de los Ecosistemas: Materia y Energía
Los ecosistemas funcionan como sistemas complejos que requieren materia y energía. La materia existe en los ecosistemas de distintas formas:
- Inerte: Como las rocas (elementos abióticos).
- Orgánica: Formando parte de los seres vivos (elementos bióticos).
La materia en los ecosistemas es limitada y debe reciclarse continuamente.
La energía, por otro lado, proviene principalmente del sol. Los seres vivos autótrofos captan una pequeña parte de esta energía solar mediante la fotosíntesis. La mayor parte de la energía se pierde en forma de calor o a través de las heces. Por lo tanto, la energía en los ecosistemas fluye, no se recicla.
Productores y Consumidores: Autótrofos y Heterótrofos
Los organismos en un ecosistema se clasifican según cómo obtienen su energía y materia:
- Autótrofos (Productores): Son capaces de formar materia orgánica a partir de materia inorgánica. Son la base de la cadena alimenticia.
- Heterótrofos (Consumidores): Necesitan tomar la materia orgánica ya elaborada por los productores, ya que no pueden producirla por sí mismos.
Tipos de Consumidores
- Consumidores primarios: Se alimentan de los productores (herbívoros).
- Consumidores secundarios: Se alimentan de los consumidores primarios (carnívoros).
- Consumidores terciarios: Se alimentan de otros carnívoros.
Cadenas y Redes Tróficas
¿Qué es una Cadena Trófica?
Es la secuencia lineal en la que unos organismos se alimentan de otros de distinto nivel. Cada uno de los eslabones se llama nivel trófico.
¿Qué son los Descomponedores?
Son esenciales para el reciclaje de la materia. Rompen las moléculas orgánicas de los restos de organismos y absorben los productos, dejándolos disponibles para los productores.
¿Qué son las Relaciones Tróficas?
Son las relaciones de dependencia alimentaria entre los distintos organismos de un ecosistema. Se representan gráficamente mediante cadenas tróficas.
¿Qué son las Redes Tróficas?
Representan todas las interrelaciones tróficas entre los componentes de un ecosistema, mostrando una visión más completa y compleja que las cadenas tróficas individuales.
Transferencia de Energía: La Regla del 10%
La cantidad de energía que pasa de un nivel trófico al siguiente varía. Se estima que, en promedio, solo el 10% de la energía de un nivel queda disponible para el siguiente. El resto se pierde como calor o en procesos metabólicos.
Pirámides Ecológicas
Son representaciones gráficas que indican la transferencia de materia o energía de un nivel trófico al superior.
Tipos de Pirámides Ecológicas
- Pirámide de energía: Muestra la energía disponible en cada nivel y la que se transfiere a los niveles superiores.
- Pirámide numérica: Representa el número de individuos en cada nivel trófico.
- Pirámide de biomasa: Indica la cantidad de materia orgánica (biomasa) en cada nivel.
Ciclos de la Materia: Fósforo, Carbono y Nitrógeno
Ciclo del Fósforo
Las plantas toman fósforo del suelo en forma de sales minerales. Los animales lo obtienen al ingerir plantas. Cuando los seres vivos mueren, el fósforo regresa al medio. Existe un ciclo local (más corto) y un ciclo geológico (más largo) que involucra la liberación de fósforo de las rocas fosfatadas en el mar.
Ciclo del Carbono
El carbono se encuentra en estado gaseoso en la atmósfera y disuelto en el agua. Los productores lo captan para formar moléculas orgánicas. El carbono pasa a través de los seres vivos mediante la alimentación. La respiración y la descomposición devuelven el dióxido de carbono a la atmósfera.
Ciclo del Nitrógeno
Los consumidores obtienen nitrógeno de los productores. El nitrógeno atmosférico y el amoniaco (proveniente de excrementos y cadáveres) son transformados en compuestos aprovechables por las plantas gracias a la acción de bacterias.
Autorregulación, Plagas y Perturbaciones en los Ecosistemas
Autorregulación de los Ecosistemas
Existen factores abióticos y bióticos que limitan el crecimiento de las poblaciones, manteniendo un equilibrio dinámico en el ecosistema.
Plagas
Son organismos que causan daños a cultivos o transmiten enfermedades. Sus poblaciones pueden fluctuar debido a cambios ambientales y a la presencia de depredadores y parásitos.
Plaguicidas
Son sustancias sintéticas utilizadas para controlar plagas. Sus inconvenientes incluyen la contaminación ambiental, el costo y los efectos negativos sobre los microorganismos del suelo.
Lucha Biológica
Es la utilización de organismos (no químicos) para controlar plagas. Un ejemplo es la esterilización de machos de ciertos parásitos.
Perturbaciones en los Ecosistemas
Son alteraciones en la estructura y funcionamiento de un ecosistema. Los ecosistemas tienen dos mecanismos principales para lidiar con las perturbaciones:
- Resistencia: Capacidad de absorber el efecto de una perturbación sin grandes cambios. Depende de la riqueza de especies, la estructura física y las relaciones entre la comunidad y el biotopo.
- Resiliencia: Capacidad de volver al estado inicial después de una perturbación.
Crecimiento Poblacional y Factores Limitantes
Crecimiento de una Población
Es el aumento en el número de individuos de una especie en un ecosistema. Cuando una población alcanza el número máximo de individuos que el medio puede soportar, se dice que está en equilibrio.
Factores que Limitan el Crecimiento
- Factores dependientes de la densidad: Enfermedades, recursos limitados, emigración, acumulación de residuos.
- Factores independientes de la densidad: Factores ambientales como la temperatura y la luz.
Relaciones entre Organismos
- Depredación: Elimina individuos viejos o enfermos, regulando el tamaño de las poblaciones.
- Competencia: Ocurre cuando los recursos son escasos debido al aumento de la población.
- Estrés: Puede ocurrir cuando la densidad de población es muy alta.
Fluctuaciones
Son cambios periódicos en el número de individuos de una población.