El Ciclo del Carbono y del Nitrógeno: Impacto en los Ecosistemas

El Ciclo del Carbono

El carbono es el elemento químico más importante de la materia viva ya que constituye el armazón de todas las moléculas orgánicas. En el medio inorgánico, el carbono es abundante. Se encuentra en las rocas calizas y como dióxido de carbono disperso en la atmósfera y disuelto en el agua.

Recorrido en la Naturaleza

Las plantas, algas… mediante el proceso de la fotosíntesis captan el dióxido de carbono atmosférico o el que se encuentra disuelto en el agua y lo transforman en compuestos orgánicos. Este carbono circula por todos los niveles tróficos mediante la alimentación. Una gran parte del carbono que constituye las moléculas orgánicas se devuelve al medio como dióxido de carbono mediante la respiración. Los restos de los organismos que quedan son enterrados por los sedimentos y se transforman en condiciones muy especiales y en un proceso extremadamente lento. De manera natural el dióxido de carbono atmosférico se enriquece con la combustión de materiales vegetales y con las erupciones volcánicas aunque una gran parte de las emisiones de CO2 actuales se deben a la quema de combustibles fósiles. Si bien los organismos marinos contienen muy poco del carbono total de la tierra utilizan una parte del carbono que se encuentra disuelto en el agua para construir sus caparazones y a su muerte lo devuelven al suelo.

El Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno se encuentra presente en la atmósfera donde constituye el 78% de su volumen. En el suelo y en el agua es un componente escaso y se halla en forma de sales minerales o de amoniaco.

Recorrido en la Naturaleza

Las plantas solo pueden utilizar el nitrógeno que se encuentra en forma de sales disueltas en el agua. En la fotosíntesis las plantas incorporan este nitrógeno y lo utilizan para formar los compuestos orgánicos ricos en nitrógeno. Ciertos organismos, sobre todo bacterias, son capaces de tomar el nitrógeno atmosférico y transformarlo en compuestos que utilizan las plantas. Los compuestos orgánicos de nitrógeno como las proteínas pasan con el alimento a los consumidores. Al morir o a través de los excrementos los organismos devuelven los compuestos de nitrógeno al medio. El nitrógeno orgánico de los detritos es transformado por las bacterias descomponedoras del suelo, que lo convierten en nitratos, así puede ser reutilizado de nuevo por los productores, otras bacterias destruyen los nitratos del suelo y devuelven el nitrógeno a la atmósfera. También se puede fijar el nitrógeno atmosférico de forma artificial para fabricar abonos inorgánicos, estos abonos contienen nitratos y amoniaco que una vez vertidos al suelo se incorporan al ciclo natural del nitrógeno.

El Potencial Biótico y las Estrategias de Reproducción

El potencial biótico es el número de descendientes que cada especie puede reproducir en condiciones ideales pero para que ese potencial biótico tenga efecto sobre el tamaño de la población los nuevos descendientes deben sobrevivir y reproducirse a su vez.

Estrategias de Reproducción:

  • Tasa de natalidad elevada y alta mortalidad de las crías: es una estrategia frecuente en insectos y peces e implica escasos cuidados de las crías.
  • Tasa de natalidad pequeña y baja mortalidad de crías: esta estrategia común en muchos mamíferos se acompaña del cuidado y protección de las crías.

Resistencia Ambiental y Capacidad de Carga

La resistencia ambiental es el conjunto de factores abióticos y bióticos que limitan el aumento de las poblaciones. La capacidad de sostenibilidad o capacidad de carga (K) es la población máxima de un hábitat que puede sostenerse sin degradarse a largo plazo. El crecimiento en S de la población se da cuando la población supera un determinado tamaño y la resistencia ambiental frena el crecimiento.

Densidad de Población y sus Efectos

La densidad de una población es la cantidad de individuos que hay por unidad de superficie. La densidad es uno de los factores que controla el tamaño de una población. Al aumentar la densidad, también lo hace la resistencia ambiental, y al contrario. Así el tamaño de unas poblaciones se mantienen en unos límites.

El Depredador y su Presa

Si abunda la presa hay poca resistencia ambiental para el depredador y su número aumenta. La consecuencia es la disminución de la presa que a su vez hace aumentar la resistencia ambiental para el depredador. Como resultado su población desciende.

La Competencia

Dos especies que usan la misma manera de recursos idénticos no pueden coexistir en el mismo medio. La mejor adaptación elimina la otra.

Plagas y Control de Plagas

Una plaga es cualquier organismo no deseado que interfiere de manera directa o indirecta en las actividades humanas. Un plaguicida es una sustancia química capaz de eliminar organismos considerados como indeseables, según el tipo de plaga para el que se utiliza se denomina insecticida, herbicida, raticida, etc. El control integral de las plagas consigue minimizar los peligros para la salud humana, la vida silvestre y el ambiente que ocasiona el uso intensivo de plaguicidas químicos.

Cambios Tras un Incendio: La Regeneración

1. Fase Inicial

En un incendio solo algunos elementos subterráneos y semillas de los pirófitos logran sobrevivir, el suelo sufre importantes daños, los microorganismos y los pequeños animales desaparecen.

2. Regeneración Inicial

Si el suelo no ha sido totalmente destruido se inicia un proceso de regeneración, durante los primeros años se origina un pastizal formado por plantas herbáceas. Si el suelo ha sido totalmente destruido el proceso puede no iniciarse o retrasarse considerablemente.

3. Crecimiento de Arbustos

En los siguientes 10 o 15 años predominan los arbustos bajos que coexisten con las hierbas, los troncos quemados se descomponen y enriquecen el suelo de nutrientes, las poblaciones de los animales van en aumento.

4. Maquia Arbolada

Durante los siguientes años predominan los grandes arbustos como el madroño y el lentisco. Conseguir una maquia arbolada en la que abunden los pinos costará unos 30 o 35 años más. La mayor protección permite la presencia mamíferos grandes como el zorro.

5. Bosque Maduro

La instalación de un bosque formado por alcornoques o encinas y grandes arbustos tardará 50 o 60 años más, aún deberá pasar otro medio siglo para poder completar una comunidad con importantes ejemplares.

Sucesiones Ecológicas

Tras un incendio nuevas especies se instalan en la zona que ocupa el bosque, con el paso del tiempo una comunidad cede el paso paulatinamente a otra que a su vez hará lo mismo con otra más y así sucesivamente, este fenómeno de transición ordenada de una comunidad a otra en la que unas especies colonizan la zona y desplazan a otras se denomina sucesión ecológica.

Regresión

Los ecosistemas pueden retroceder hacia etapas anteriores de la sucesión por causas naturales como una erupción volcánica o provocada por la especie humana como la tala de árboles.

Sucesiones Primarias o Secundarias

  • Primaria: se inicia en una zona que nunca antes ha estado colonizada por organismos. Ej: campo de lava.
  • Secundaria: se establece en una zona en la que previamente existía una comunidad que ha sido parcial o totalmente eliminada. Ej: en una laguna que se colmata de sedimentos.

El Suelo: Un Ecosistema en Constante Cambio

El suelo es un ecosistema que está integrado por unos componentes particulares que interactúan y esas interacciones le proporcionan una entidad propia que hacen que funcione como una unidad en permanente cambio.

Los Componentes del Suelo

  • Materia inorgánica: constituida por fragmentos de rocas y minerales y por aire y agua que ocupan los huecos dejados por los materiales sólidos.
  • Materia orgánica: constituida por multitud de organismos, restos de organismos sin descomponer y humus (materia orgánica parcialmente descompuesta).

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