Denominamos biosfera al subsistema terrestre formado por el conjunto de seres vivos que habitan la Tierra y todas las relaciones que pueden darse entre ellos. En la biosfera también se incluyen las interacciones entre los seres vivos y su entorno, así como los fenómenos que tienen lugar en él. Los componentes de la biosfera se encuentran organizados en ecosistemas. Por eso se considera también a la biosfera como el conjunto de todos los ecosistemas del planeta Tierra.
Un ecosistema es un sistema natural, integrado por un conjunto de organismos vivos: la comunidad o biocenosis, que interaccionan entre sí y con el medio físico, el biotopo, en el que habitan. La ciencia que se ocupa de su estudio es la ecología. La biosfera se comporta como una interfase, o superficie de contacto e intercambio, entre la atmósfera, la hidrosfera y la geosfera, subsistemas terrestres con los que interaccionan. En ella se desarrolla la vida.
Componentes del Ecosistema
Biotopo
Se define como el medio físico natural de un ecosistema, así como sus propiedades físico-químicas. Las características del biotopo dependen de los factores abióticos, es decir, carentes de vida, del ecosistema: suelo, agua, luz, temperatura, etc. Algunos factores abióticos pueden encontrarse ausentes o en concentración tan baja que impiden la vida. Se denominan factores limitantes. Se entiende por hábitat el lugar o espacio físico que ocupa una especie en el ecosistema. El hábitat queda definido por los factores abióticos del medio.
Biocenosis
Denominamos biocenosis, o también comunidad, al conjunto de poblaciones de las diferentes especies que habitan un espacio definido, el biotopo, el cual ofrece las condiciones ambientales adecuadas para su supervivencia.
Estructura de los Ecosistemas
En los ecosistemas, la materia viva se almacena en los niveles tróficos, que determinan su estructura. Además, el suelo almacena sales minerales y ciertas cantidades de agua y oxígeno, y necromasa, entre otros componentes. Pertenecen a un mismo nivel trófico los organismos que comparten el mismo tipo de alimentación.
- Productores: Organismos autótrofos. Transforman las sustancias inorgánicas en nutrientes orgánicos. (Fotosintetizadores, Quimiosintetizadores)
- Consumidores: Organismos heterótrofos. Consumen los nutrientes elaborados por los productores. (Primarios (Herbívoros), secundarios (Carnívoros, omnívoros, detritívoros, saprófitos, coprófagos, parásitos), terciarios, Carroñeros o necrófagos)
- Descomponedores y mineralizadores: Organismos heterótrofos. Transforman los nutrientes en sustancias inorgánicas.
El primer nivel trófico corresponde a los productores, organismos autótrofos que incorporan sustancias inorgánicas, pobres en energía, desde el suelo y la atmósfera. La mayoría de ellos son fotosintetizadores, por lo que utilizan la luz como fuente de energía. Todos los organismos productores y consumidores respiran para acceder a la energía almacenada en los nutrientes en forma de enlaces químicos.
Cadenas y Redes Tróficas
Al representar el intercambio de materia y energía entre los niveles tróficos de un ecosistema, obtenemos sus cadenas y redes tróficas. Una cadena trófica es una sucesión lineal de organismos de diferentes niveles tróficos en la que cada uno de estos organismos se alimenta del que lo precede.
Las Pirámides Ecológicas
Son una representación gráfica de la estructura general de un ecosistema. Se organizan por niveles tróficos y, en la base, siempre se sitúa el nivel trófico de los productores. Las pirámides ecológicas nos permiten estudiar la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas mediante los denominados parámetros tróficos:
- Biomasa: Representa la cantidad de materia orgánica viva o muerta que hay en un nivel trófico, o en un ecosistema.
- Producción: Es una medida del flujo de energía.
Dinámica de los Ecosistemas
Depende del flujo de energía y el ciclo de la materia en ellos, es decir, de cómo circulan la materia y la energía a través de sus niveles tróficos.
Energía y Ecosistemas: Regla del 10%
La energía ingresa en los ecosistemas terrestres, de modo general, en forma de luz procedente del sol, y lo hace a través del nivel trófico de los productores. Los organismos autótrofos sintetizan, con esta energía, moléculas complejas, con muchos enlaces químicos, a partir de otras más sencillas, con pocos enlaces. La energía se acumula, precisamente, en esos enlaces. Parte de esta energía es utilizada por los seres vivos, mientras que otra parte se pierde en forma de calor. Afirma que la energía que pasa de un nivel trófico al siguiente es aproximadamente un 10% de la acumulada en él.
Autorregulación de los Ecosistemas
Los organismos de la biocenosis se relacionan entre sí. Estas interacciones forman parte de los mecanismos de autorregulación de los ecosistemas.
Interacciones en la Biocenosis
Entre los organismos de la biocenosis se clasifican en dos tipos generales: relaciones interespecíficas y relaciones intraespecíficas.
Interespecíficas
Ocurren entre organismos de distintas especies. Se trata de relaciones alimentarias, de cooperación o de competencia. En un ecosistema delimitan los nichos ecológicos ocupados por los organismos vivos de ese ecosistema. El nicho ecológico de una especie es la función que cumple un organismo en el ecosistema y que determina su estrategia de supervivencia. Se refiere no solo al espacio físico o hábitat de una especie, sino también al conjunto de interacciones que establece en la comunidad.
Intraespecíficas
Sean de competencia (-) o de cooperación (+), ocurren entre organismos de la misma especie.
Interacciones entre el Biotopo y la Biocenosis
Los factores ambientales del biotopo condicionan la supervivencia y abundancia de los organismos en su hábitat. Por ello influyen en su distribución geográfica.
Límites de la Tolerancia
Son los valores máximo y mínimo de un factor ambiental entre los que una especie puede vivir. Ambos delimitan el intervalo de tolerancia o valencia ecológica de la especie.
- Especies eurioicas: Son poco exigentes respecto a los valores de un factor ambiental determinado. Sus límites de tolerancia son amplios y su valencia ecológica es elevada. Se trata de especies generalistas de amplia distribución geográfica.
- Especies estenoicas: Son muy exigentes respecto a los valores de un determinado factor ambiental. Sus límites de tolerancia marcan un intervalo estrecho y su valencia ecológica es baja.
Adaptaciones de los Organismos
Los organismos vivos interaccionan con los factores ambientales, tanto abióticos como bióticos, y desarrollan distintas adaptaciones que hacen posible la supervivencia en su entorno. Una adaptación biológica es una característica morfológica, fisiológica o del comportamiento de una especie, que le permite incrementar sus posibilidades de supervivencia, así como la eficacia reproductiva de dicha especie en su entorno.
Tipos de Adaptaciones
- Morfológicas o anatómicas: La transformación de las extremidades de las ballenas y los delfines, mamíferos marinos, en aletas adaptadas al desplazamiento en el medio acuático.
- Fisiológicas o funcionales: Como la homeotermia en las aves y los mamíferos, que permite la regulación interna de la temperatura corporal.
- Etológicas o de comportamiento: Como el cortejo en las aves, la búsqueda de sombra, etc.
Adaptaciones Imprescindibles
Los organismos vivos se distribuyen en dos grandes medios, el acuático y el terrestre, cuyos factores determinantes requieren adaptaciones imprescindibles para la supervivencia. Se consideran factores determinantes para la supervivencia en el medio terrestre la luz, la temperatura y la humedad atmosférica.
Adaptaciones Imprescindibles al Medio Acuático
Se consideran factores determinantes del medio acuático la luz, la cantidad de oxígeno disuelto en el agua, salinidad, densidad o la presión hidrostática.
Sucesiones Ecológicas
Es el proceso de cambio, natural y constante, que sufre un ecosistema a lo largo del tiempo.
- Etapas iniciales o de constitución: Donde abundan las especies generalistas, de pequeño tamaño. El número de nichos ecológicos y la biomasa almacenada son escasos.
- Etapas intermedias o de maduración: Donde aparecen poblaciones especialistas. Aumenta el número de nichos ecológicos y la cantidad de biomasa almacenada. El tamaño de los organismos y el número de especies aumenta.
- Etapa final o clímax: Constituye el máximo nivel de organización del ecosistema. La biodiversidad, el número de nichos ecológicos y la biomasa almacenada son elevados. Las redes tróficas de la comunidad clímax son complejas.
Ecotono: Zona de transición entre 2 ecosistemas limítrofes. En los ecotonos se produce el efecto de borde, que consiste en un aumento de la diversidad y de la densidad de los organismos que los habitan.