ECOSISTEMA
Un ecosistema se define como la comunidad de organismos (biocenosis) y su medio físico (biotopo) que interactúan como unidad ecológica de un espacio y tiempos determinados.
La tierra comprende una cantidad de ecosistemas que albergan a la vez a millones de organismos, los cuales interactúan entre si y con los elementos físicos que lo rodean.
Existe una relación inherente y compleja entre los componentes de un ecosistema, ya que se relacionan mutuamente mediante las corrientes de energía y los ciclos alimentarios.
Pueden encontrarse distintos ecosistemas de muy diferentes niveles, desde ecosistemas muy pequeños presentes en un estanque, hasta otros tan grandes como los biomas, que por lo general tienen extensiones geográficas extensas y un clima característico, con flora y fauna específicas.
Todo ecosistema se autor regula. La homeostasis, que es la tendencia a regresar al estado de equilibrio, conduce a su estabilidad. Un Ecosistema cambia, y sus comunidades evolucionan por la influencia del medio e influyen al mismo tiempo en los cambios del medio.
El concepto de ecosistema es especialmente interesante para comprender el funcionamiento de la naturaleza y multitud de cuestiones ambientales que se dan en la actualidad.
La naturaleza, es esencia entera de nuestro planeta.
Hay que insistir en que la vida humana se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y que su funcionamiento nos afecta totalmente. Es un error considerar que nuestros avances tecnológicos: coches, grandes casas, industria, etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera y el estudio de los ecosistemas, de su estructura y de su funcionamiento, nos demuestra la profundidad de estas relaciones.
En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y estas encélulas. Las células forman tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí.
Niveles de Organización de los Seres Vivos
La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades.
El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc.
El ecosistema es la unidad biológica funcional que abarca los organismos de un área dada (biocenosis) y el medio ambiente físico (biotopo) correspondiente. Luego el ecosistema es la conjunción de la biocenosis (elemento biótico del ecosistema) y del biotopo(elemento abiótico). Se trata, por este motivo, del nivel más elevado de organización de los seres vivos.
El término fue propuesto en 1935 por el ecólogo inglés A. G. Tansley y es la unidad funcional básica en ecología, y comprende las comunidades bióticas y el medio ambiente abiótico de una región dada, cada uno de los cuales influye en las propiedades del otro.
Concepto de Ecosistema: La biocenosis y el biotopo
Un ecosistema, es la unidad biológica funcional de la vida, y se entiende como un sistema ecológico complejo que abarca la biocenosis, es decir el conjunto de organismos vivos o elementos bióticos de un área determinada (plantas, animales, hongos, bacterias, insectos, etc,) que interactúan entre sí mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis; al mismo tiempo, se encuentran estrechamente enlazados con el biotopo, osea el medio ambiente físico o elemento abiótico (las rocas, la tierra, los ríos, el clima) esto al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes, consistiendo entonces en entidades materiales bióticas y abióticas integradas de forma armónica en un espacio determinado.
Dicho de otra manera, el ecosistema se considera unacomunidad ubicada en un lugar físico, el hábitat, en el que todos están relacionados, los seres vivos (biota o elementos bióticos) y los inertes (abiota o elementos abióticos). Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de materia y energía del ecosistema.
El Ecosistema se compone de la Biocenosis y el Biotopo
La complicada dinámica de un ecosistema implica una cadena de interacciones entre todos los seres vivos e inertes que lo integran, a través de las cuales crea sus mecanismos de adaptación, transformación y autorregulación. Esto determina la importancia de su preservación conjunta, a fin de que no se rompa la cadena vital, al final de la cual se encuentra el ser humano que lo habita.
El hábitat y el nicho ecológico
El nicho ecológico se refiera a condiciones ambientales en las cuales los miembros de una especie pueden sobrevivir o reproducirse.
Dos conceptos en estrecha relación con el de ecosistema son el de hábitat y el de nicho ecológico. El hábitat es el lugar físico de un ecosistema que reúne las condiciones naturales donde vive una especie y al cual se halla adaptada.
El nicho ecológico es el modo en que un organismo se relaciona con los factores bióticos y abióticos de su ambiente. Incluye las condiciones físicas, químicas y biológicas que una especie necesita para vivir y reproducirse en un ecosistema. La temperatura, la humedad y la luz son algunos de los factores físicos y químicos que determinan el nicho de una especie. Entre los condicionantes biológicos están el tipo de alimentación, los depredadores, los competidores y las enfermedades, es decir, especies que rivalizan por las mismas condiciones.
¿Cuáles son los elementos de los Ecosistemas?
Hay una estrecha vinculación entre los seres vivos, tanto que cuando falta uno se daña a todo el ecosistema, en un efecto conocido como efecto cascada. Sin embargo, no son sólo los organismos vivos los que conforman el ecosistema; la ecología, considera dentro de este importante sistema vivo, a dos elementos primordiales: los bióticos y los abióticos…
Factores abióticos y bióticos
En el ecosistema hay un flujo de materia y de energía que se debe a las interacciones organismos-medio ambiente. Sus componentes son:
Componentes abióticos o Abiota
Los factores abióticos son aquellos elementos del ecosistema que no poseen vida, pero que intervienen en un ecosistema; el agua, la luz, la temperatura son algunos.
Las sustancias inorgánicas: CO2, H2O, nitrógeno, fosfatos, etc.
- Los componentes orgánicos sintetizados en la fase biótica: proteínas, glúcidos, lípidos.
- El clima, la temperatura y otros factores físicos.
Los factores abióticos son un conjunto complejo de interacciones que limitan el control de las actividades de los organismos, poblaciones y comunidades.
La abiota se compone por la energía, la materia (nutrientes y elementos químicos) y los factores físicos como la temperatura, la humedad, el rocío, la luz, el viento y el espacio disponible. El carbono, el oxigeno, el hidrogeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre constituyen a los macro-nutrientes, los cuales son los elementos esenciales con los que los organismos vivos construyen proteínas, grasas y carbohidratos o azucares.
Estos seis elementos conforman los complejos orgánicos encontrados en todos los seres vivientes. Junto a estos se encuentran los micronutrientes, los cuales son sustancias traza necesarias, como el cobre, el zinc, el selenio y el litio, y son regulados por ciclos junto con los macro-nutrientespara que estén disponibles en el medio físico.
Componentes bióticos o Biota
Los factores bióticos de un ecosistemas están conformados por los seres vivos: plantas, animales,hongos...
Las afectaciones que una población puede provocar sobre un ecosistema es algo que los ecólogos han comenzado a comprender. En ciertos ecosistemas algunas especies, llamadas especies clave, cumplen un papel importante en la estructura de la comunidad.
La biota está compuesta por los organismos vivos de un ecosistema, los cuales se dividen en dos categorías generales: los autótrofos y los heterótrofos. Esta distinción se basa en sus necesidades nutricionales y el tipo de alimentación.
Los distintos organismos de un ecosistema obtienen la materia y energía del medio de manera muy variada. Aquellos que lo hacen de una misma forma se agrupan en un conjunto o nivel trófico.
Funcionamiento del ecosistema
El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol.
En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continúo de los materiales. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.
En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa – fluye- generando organización en el sistema
La sucesión ecológica
La sucesión ecológica es el reemplazo de algunos elementos del ecosistema por otros en el transcurso del tiempo. Así, una determinada área es colonizada por especies vegetales cada vez más complejas. Si el medio lo permite, la aparición de musgos y líquenes es sucedida por pastos, luego por arbustos y finalmente por árboles. El estado de equilibrio alcanzado una vez que se ha completado la evolución, se denomina clímax. En él, las modificaciones se dan entre los integrantes de una misma especie: por ejemplo, los árboles nuevos reemplazan a los viejos.
La sucesión ecológica se pone en marcha cuando una causa natural o antropogénica (ligada a la intervención humana) despeja un espacio de las comunidades biológicas presentes en él o las altera gravemente.
La sucesión ecológica es la integración natural de nuevas especies dominantes, de tipo vegetal al medio; la regresión ecológica, es lo contrario, la eliminación de especies vegetales por diferentes fenómenos, como la acción humana.
La sucesión y la evolución tienen tiempos distintos. La sustitución evolutiva de las especies requiere cientos de miles de años, mientras que la sucesión se completa en cientos de años. Pero ambos procesos tienden a favorecer la sucesión de especies generalistas por otras especializadas; en general, tienden a producir un aumento de complejidad. El proceso evolutivo se desarrolla dentro de la corriente de auto organización de los sistemas ecológicos, que llamamos sucesión, y eso ayuda a explicar su tendencia a producir formas cada vez más complejas y especializadas.
Hay dos tipos de sucesiones: primaria y secundaria.
Sucesión Ecológica Primaria
Sucesión Primaria: es aquella que se desarrolla en una zona carente de comunidad preexistente, es decir, que se inicia en un biotopo virgen, que no ha sido ocupado previamente por otras comunidades, como ocurre en las dunas, nuevas islas, etc. Este tipo de proceso puede durar miles de años.
- Sucesión Secundaria: es aquella que se establece sobre una ya existente que ha sido eliminada por algún disturbio como incendio, inundación, enfermedad, talas de bosques, cultivo, etc. En este caso el ambiente contiene nutrientes y residuos orgánicos que facilitan el crecimiento de los vegetales.
Sucesión Ecológica Secundaria
La sucesión es un proceso dominado por plantas, en el que las comunidades de animales cambian en función de los cambios que experimentan las comunidades vegetales. Es un cambio unidireccional, secuencial en la dominancia relativa de especies de una comunidad.
Puede considerarse que la estrategia del desarrollo del ecosistema sea el incremento en la eficiencia en la utilización de la energía, de tal manera que cada unidad estructural se mantenga con el trabajo mínimo posible.
En la terminología ecológica, las etapas del desarrollo son conocidas como etapas serales y el estado estable final como clímax. El gradiente integro de las comunidades, que es característico de un lugar dado, se llama sere.
Como podría esperarse, la tasa de cambios es mucho más rápida y el tiempo requerido para la terminación de los seres es mucho más corto en la sucesión secundaria.
- La sucesión autotrófica: Es un tipo muy diseminado en la naturaleza, que principia en un medio ambiente predominante inorgánico y se caracteriza por una temprana y continúa dominancia inicial de autótrofos.
- La sucesión heterotrófica: se caracteriza por la dominación de autótrofos, que se presentan en el caso especial de ambientes predominantes orgánicos.
Clase de organismos que cambian con la sucesión e incremento de biomasa
Aquellas especies que son importantes en las etapas pioneras, es probable que no sean importantes en la etapa del clímax. Cuando se gráfica la densidad de especies contra el tiempo en una sere, se obtiene un gráfica en escalera. Típicamente, en el gradiente algunas especies tienen tolerancias más amplias o preferencias de nichos que otras y, por lo tanto, persisten por periodos más largos.
Tanto en ambientes acuáticos como terrestres la cantidad total de materia orgánica y de materiales orgánicos en descomposición tiende a incrementarse con el tiempo. También muchas sustancias solubles se acumulan, estas incluyen azucarares, amoniacos y muchos productos orgánicos de la descomposición microbiana. Estos productos líquidos que se escurren del cuerpo de organismos, con frecuencia, se conocen colectivamente como extrametabólicos.
La regulación química es una manera de lograr la estabilidad de la comunidad a medida que se acerca el clímax, porque las perturbaciones tanto físicas como químicas son amortiguadas por una extensa estructura orgánica son de dos principales factores que dan lugar a cambios en las especies.
La diversidad de especies tiende a incrementarse con la sucesión. Una disminución en la producción neta de la comunidad y un aumento correspondiente en la respiración de esta son 2 de las tendencias más notables la sucesión.
CICLOS DE LA MATERIA
- Ciclos de la Materia
Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales.
Después los van devolviendo a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxígeno, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. cuyo estudio es esencial para conocer su funcionamiento.
FLUJO DE ENERGÍA
El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. Por esto no es posible un ciclo de la energía similar al de los elementos químico.
- Flujo de Energía en los Ecosistemas
El flujo de energía es aprovechado por los productores primarios u organismos fotosintéticos (plantas y otros) para la síntesis de compuestos orgánicos que, a su vez, utilizaran los consumidores primarios o herbívoros, de los cuales se alimentaran los consumidores secundarios o carnívoros. De los cadáveres de todos los grupos, losdescomponedores podrán obtener la energía para lograr subsistir. De toda esta forma se obtendrá un flujo de energía unidireccional en el cual la energía pasa de un nivel a otro en un solo sentido y siempre con una perdida en forma de calor.
Ciclo biogeoquimicos
La materia circula desde el mundo vivo hacia el ambiente abiótico y de regreso; esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos.
Estos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los componentes vivos y no vivos de la Tierra.
La tierra es un sistema cerrado donde no entra ni sale materia. Las sustancias utilizadas por los organismos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos.
Se conocen los siguientes ciclos biogeoquímicos:
1. Ciclo del Carbono
El carbono es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, porque proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos y otras moléculas esenciales para la vida contienen carbono.
Se lo encuentra como dióxido de carbono en la atmósfera, en los océanos y en los combustibles fósiles almacenados bajo la superficie de la Tierra.
El movimiento global del carbono entre el ambiente abiótico y los organismos se denomina ciclo del carbono.
El ciclo básico comienza cuando las plantas, a través de la fotosíntesis, hacen uso del dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera o disuelto en el agua. El carbono (del CO2) pasa a formar parte de los tejidos vegetales en forma de hidratos de carbono, grasas y proteínas, y el oxígeno es devuelto a la atmósfera o al agua mediante la respiración. Así, el carbono pasa a los herbívoros que comen las plantas y de ese modo utilizan, reorganizan y degradan los compuestos de carbono. Gran parte de éste carbono es liberado:
 | en forma de CO2 por la respiración, o |
| como producto secundario del metabolismo |
pero parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros, que se alimentan de los herbívoros.
En última instancia, todos los compuestos del carbono se degradan por descomposición, y el carbono que es liberado en forma de CO2, es utilizado de nuevo por las plantas.
2. Ciclo del nitrógeno
El ciclo del nitrógeno al igual que los demás ciclos biogeoquímicos, tiene una trayectoria definida, pero quizá aún más complicada que los demás, dado que tiene que seguir una serie de procesos físicos, químicos y biológicos. Así, el nitrógeno está considerado como el elemento más abundante en la atmósfera. Sin embargo, dada su estabilidad, es muy difícil que reaccione con otros elementos y, por tanto, se tiene un bajo aprovechamiento, razón por la cual, su abundancia pasa a segundo término A pesar de esto, gracias al proceso biológico de algunas bacterias y cianobacterias, el nitrógeno que se encuentra en la atmósfera puede ser asimilable, al “romper” la unión de sus enlaces por medios enzimáticos y así poder producir compuestos nitrogenados, que pueden ser aprovechados por la mayoría de los seres vivos, en especial las plantas, que forman relaciones simbióticas con este tipo de bacterias. Ese nitrógeno fijado se transforma en aminoácidos y proteínas vegetales, que son aprovechadas a su vez por los herbívoros, quienes los van almacenando para finalmente pasarlos al último eslabón de la cadena alimenticia, es decir a los carnívoros. Cabe mencionar, que el nitrógeno regresa de nuevo al ciclo por medio de los desechos (tanto restos orgánicos, como productos finales del metabolismo), ya que gracias a que las bacterias fijadoras los “retoman”, es que pueden finalmente ser asimilados por las plantas, cosa que de otra manera sería imposible. Sin embargo, hay pérdidas de nitrógeno por medio de otras bacterias que lo liberan a la atmósfera. De esta forma se logra un equilibrio en el ciclo del nitrógeno.
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Este es quizá uno de los ciclos más complicados, ya que el nitrógeno se encuentra en varias formas, y se llevan a cabo en él, una serie de procesos químicos en los que el nitrógeno es tomado del aire y es modificado para finalmente ser devuelto a la atmósfera. El nitrógeno (N2) es el elemento que se encuentra en forma libre (estado gaseoso) y en mayor abundancia en la atmósfera (78 %.). Se coloca entre los principales elementos biogeoquímicos; sin embargo, es tan estable, que apenas se combina con otros elementos y, por tanto, es difícil que los organismos lo asimilen, ya que primero necesitan desdoblarlo y emplearlo en la síntesis de aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales para su metabolismo. Por lo tanto, teniendo esto en cuenta, es fácil notar su importancia en la vida de cientos de organismos.
3. Ciclo del agua
El ciclo del agua (o ciclo hidrológico) es la circulación del agua de la tierra: el agua fresca de los lagos y ríos, los mares y océanos salados y la atmósfera. Comprende el proceso que recoge, purifica y distribuye el suministro fijo del agua en la superficie terrestre, abarcando algunos pasos importantes:
| A través de la evaporación, el agua que está sobre la tierra y en los océanos se convierte en vapor de agua. |
| A través de la condensación, el vapor de agua se convierte en gotas del líquido, las cuales forman las nubes o la niebla. |
| En el proceso de precipitación, el agua regresa a la Tierra bajo la forma de rocío, de lluvia, granizo o nieve. |
| A través de la transpiración, el agua es absorbida por las raíces de las plantas, pasa a través de los tallos y de otras estructuras y es liberada a través de sus hojas como vapor de agua. |
| El agua se mueve desde la tierra hacia el mar, o bien desde la tierra hacia el suelo donde es almacenada y de donde regresa eventualmente a la superficie o a lagos, arroyos y océanos. |
| Con la condensación del agua, la gravedad provoca la caída al suelo. |
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| La gravedad continúa operando empujando al agua a través del suelo (infiltración) y sobre el mismo en el sentido de las pendientes del terrenos (escurrimiento). |
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4. Ciclo del fósforo
Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos.
Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los restos de las algas, peces y los esqueletos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.
De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años
5. Ciclo del oxigeno
El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como molécula, en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la actividad fotosintética de primitivos organismos. Al principio debió ser una sustancia tóxica para la vida, por su gran poder oxidante. Todavía ahora, una atmósfera de oxígeno puro produce daños irreparables en las células. Pero el metabolismo celular se adaptó a usar la molécula de oxígeno como agente oxidante de los alimentos abriendo así una nueva vía de obtención de energía mucho más eficiente que la anaeróbica.
La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la atmósfera. Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2
Solomon, Eldra P., Berg, Linda, Martín, Diana. Biología. Mc Graw Hill - Interamericana.
Pirámides Ecológicas y Niveles tróficos
Ejemplo de Pirámide Ecológica
Las pirámides ecológicas representan gráficamente la estructura trófica de un ecosistema, mediante rectángulos horizontales superpuestos que nos informan de las transferencias de la energía de una comunidad hasta llegar al último nivel trófico.
En el funcionamiento de los ecosistemas no ocurre desperdicio alguno: todos los organismos, muertos o vivos, son fuente potencial de alimento para otros seres. Un insecto se alimenta de una hoja; un ave come el insecto y es a la vez devorada por un ave rapaz. Al morir estos organismos son consumidos por los descomponedores que los transformarán en sustancias inorgánicas.
Estas relaciones entre los distintos individuos de un ecosistema constituyen la cadena alimentarla.
Los productores u organismos autótrofos: capaces de sintetizar materiales orgánicos complejos a partir de sustancias inorgánicas simples es decir, organismos capaces de producir su propio alimento. Auto, “a si mismo”; trophos, “nutrición”.
Los fotótrofos los constituyen la mayoría de las plantas verdes y algas que emplean la energía solar para convertir elementos químicos relativamente simples, como el dióxido de carbono, el agua y nutrientes, en compuestos complejos (carbohidratos, lípidos y proteínas).
Los quimiótrofos convierten los compuestos inorgánicos en energía, por ejemplo, las bacterias que viven en el fondo del mar alrededor de ventilas termales, las cuales utilizan la energía del hidróxido de sulfato para su nutrición.
Por medio de este proceso, las sustancias minerales se destransforman en compuestos orgánicos, aprovechables por todas las formas vivas.
Los heterótrofos o consumidores son aquellos que comen partes de células, tejidos o materiales de desecho orgánico de otros organismos para su subsistencia. Obtienen la energía química necesaria en forma directa o indirecta de los autótrofos, y por tanto, de manera indirecta del sol.
Los macro-consumidores o fagótrofos: heterótrofos, sobre todo animales, que ingieren otros organismos o fragmentos de materia orgánica. Ingieren partes y cuerpos enteros, vivos o muertos, de otros, de otros organismos; aquí se incluyen los herbívoros oconsumidores primarios, los carnívoros oconsumidores secundarios, y los omnívoros oconsumidores terciarios.
-Los micro-consumidores o sapótrofos: también heterótrofos, llamados descomponedores sobre todo hongos y bacterias, que absorben productos en descomposición de organismos muertos y liberan nutrientes inorgánicos que pueden utilizar nuevamente los productores. Incluye a losdetritívoros o consumidores de detritus (materia orgánica en proceso de descomposición, partes de tejidos y desechos).
Niveles Tróficos
Esta organización de los ecosistemas es válida tanto para los ambientes terrestres como para los acuáticos. En ambos se encuentran productores y consumidores. Sin embargo, los ecosistemas terrestres poseen mayor diversidad biológica que los acuáticos. Precisamente por esa riqueza biológica, y por su mayor variabilidad, los ecosistemas terrestres ofrecen más cantidad de hábitats distintos y más nichos ecológicos.
Como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen.
Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energía.
Relaciones alimentarias
La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica.
Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en las plantas (productores) que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros).
Red Trófica
La cadena alimentaria más corta estaría formada por los dos eslabones citados (ej.: elefantes alimentándose de la vegetación). Pero los herbívoros suelen ser presa, generalmente, de los carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Ejemplos de cadenas alimentarias de tres eslabones serían:
hierba <– vaca <–hombre
algas <– krill <– ballena.
Las cadenas alimentarias suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones – seis constituyen ya un caso excepcional-. Ej. de cadena larga sería:
Algas <– rotíferos <– tardigrados <–nematodos <–musaraña <–autillo
Eslabones de una Cadena Alimenticia (a esta se le debe agregar el eslabón correspondiente a los DESCOMPONEDORES)
Pero las cadenas alimentarias no acaban en el depredador cumbre (ej.: autillo), sino que como todo ser vivo muere, existen necrófagos, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritívoros). De esta forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos.
Los detritos (restos orgánicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas cadenas tróficas. Por ej., los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van descendiendo de la superficie.
Las diferentes cadenas alimentarias no están aisladas en el ecosistema sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica.
Una representación muy útil para estudiar todo este entramado trófico son las pirámides de biomasa, energía o nº de individuos. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. En el piso bajo se sitúan los productores; por encima los consumidores de primer orden (herbívoros), después los de segundo orden (carnívoros) y así sucesivamente.
Los Biomas
Conocer el suelo, las praderas, los bosques, los océanos o los humedales, entre otros varios ecosistemas, es fundamental para entender el funcionamiento de nuestro planeta. Hay varios tipos de ecosistemas, muy extendidos por todo el mundo, cuyo estudio permite tener una visión global de la marcha que ha tenido la vida en la Tierra.
Sin embargo, existe una clasificación aún más amplia y eficaz, debido a que su estudio abarca las principales generalidades de todos los ecosistemas del mundo; es así que los ecosistemas que tienes características similares, se agrupan en los llamados biomas.
Los biomas (zonas bioclimáticas) son unas divisiones apropiadas para organizar el mundo natural debido a que los organismos que viven en ellos poseen constelaciones comunes de adaptaciones, particularmente al clima de cada una de las zonas y a los tipos característicos de vegetación que se desarrollan en ellos.
Mapa de Biomas del Mundo
Un bioma es un importante ecosistema terrestre, una gran extensión de tierra que tiene un tipo distintivo de vida vegetal. Puede incluir ecosistemas de muchas clases, pero todo el área se distingue por un tipo particular de vida vegetal, como la pradera, la selva lluviosa o cualquier otro que caracteriza el bioma.
La ubicación de los biomas sobre la superficie de la Tierra está determinada principalmente por el clima, en especial por la precipitación pluvial y la temperatura. Y el clima depende de muchos factores que incluyen la latitud (la distancia del ecuador), las corrientes oceánicas, la topografía, y los vientos prevalecientes.
Los elementos primarios que determinan los diferentes biomas son los siguientes:
Debe entenderse que el clima es quizás el elemento más importante en determinar las clases de individuos que pueden vivir en un área y las maneras en que ellos deben modificarse para vivir bajo condiciones diferentes de temperatura y precipitación y la distribución estacional de estos factores. Cada lugar en la Tierra tiene su propio clima, influenciado tanto por el macroclima de la región como por el microclima del lugar en particular. Pero, a gran escala, existen algunos factores comunes que determinan que, por ejemplo, animales no relacionados en los Desiertos del Sahara y de Sonora tengan, sorprendentemente, muchas cosas en común.
Los suelos son muy importantes ya que ellos son básicos para determinar los tipos de plantas (y por lo tanto, las comunidades vegetales) que crecerán en un zona bioclimática en particular; además, sirven igualmente como substratos para los animales. Y, a su vez, los suelos están muy influenciados por los climas regionales, lo mismo que por la geología de la roca madre.
El suelo, substrato imprescindible de la vida en el medio terrestre. En él se sujetan y de él se nutren las plantas, de cuya producción dependen los demás niveles del ecosistema; parte fundamental del suelo son las grandes cantidades de hongos, algas, bacterias y minúsculos animales que realizan tareas básicas en el ecosistema como son cerrar los ciclos de los elementos o descomponer los restos orgánicos. El suelo es, en sí mismo, un complejo ecosistema.
La vegetación de un área depende tanto del clima como de los suelos y, a su vez, influye grandemente en la determinación de qué especies vegetales y animales pueden existir en la localidad. La vegetación varía en tamaño y estructura (fisionomía), en su manifestación estacional, y en cómo cambia en el tiempo. Su importancia es mayor que la suma de sus partes vegetales individuales ya que muchas especies de animales, por ejemplo, están influenciados en gran medida por la estructura física de la comunidad vegetal mientras que otros lo están por las especies vegetales en sí.
Biomas terrestres y marinos
Los diferentes biomas terrestres: tundra, taiga, bosques, selvas, estepas, praderas, etc. Su distribución en la superficie de la Tierra está condicionada por el clima y forman un gran mosaico de estilos de vida que recubre los continentes.
Los océanos y sus diversas zonas, en las que la profundidad, cercanía a la costa, movimientos de las corrientes marinas, etc. determinan diferentes ecosistemas con funcionamientos muy distintos entre sí.
Es preciso decir, que es difícil señalas cuantos Biomas existen en el mundo, o cuales son los principales de ellos, debido a que existen varias formas de clasificarlos: Algunos mencionan sólo 5 de ellos, y otros los extienden hasta 15 o 20 biomas distintos.
Sin embargo, en este artículo, yo tomaré como los principales biomas (debido a que en varias fuentes de información éstos se repetían constantemente), los siguientes:
Imágenes de diferentes ecosistemas
- Desierto
- Estepa
- Pradera
- Sabana
- Bosque
- Selva
- Taiga
- Tundra
- Oceáno
En próximas entregas, abordaremos de manera más profunda cada uno de ellos, desde su ubicación geográfica y clima, hasta su flora y fauna predominante.
Tipos de cubierta terrestre según la FAO
Desde 1946, la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) ejerce una función de vigilancia sobre los recursos forestales mundiales. En la actualidad, los bosques se encuentran sometidos a una fuerte presión humana debido a la creciente demanda de productos y servicios agrícolas, y esto a menudo produce la degradación y conversión de los bosques a formas insostenibles de uso de la tierra. Cuando un bosque se pierde o se degrada de una forma grave, su capacidad de funcionar como regulador del medio ambiente también desaparece, aumentando así las inundaciones y la erosión, reduciéndose la fertilidad del suelo y contribuyendo con ello a la pérdida de la vida vegetal y animal. Las consecuencias de esta pérdida ponen en peligro la producción sostenible de bienes (madera, forraje, medicinas…) y servicios de los bosques (recreación, bienestar espiritual…). La vigilancia que efectúa la FAO se realiza con programas de alcance mundial, como el de Evaluación de Recursos Forestales (FRA). Este programa se basa en unas definiciones de distintas cubiertas terrestres y abarca información de diversa índole: datos de inventario existentes en cada país, investigaciones y estadísticas sobre los procesos de cambio en las cubiertas y estudios sobre la interacción que existe entre la población y los bosques.
Clase de FRA* 2000
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Definición de la FAO
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Cubierta representativa de la tierra
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Bosque cerrado
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Tierra cubierta de árboles, con una cobertura de copa de más del 40 % con una altura superior a los 5 metros. Incluye los bosques naturales y las plantaciones forestales.
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Bosque húmedo tropical/subtropical.
Bosque mixto de latifoliadas templado.
Plantación de coníferas subtropical/templada.
Bosque de coníferas boreal.
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Bosque abierto o fragmentado
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Tierra cubierta de árboles, con una cobertura de copa comprendida entre el 10 y el 40 % y una altura superior a los 5 m (bosque abierto) o mosaicos de tierra boscosa y no boscosa (bosque fragmentado). Incluye los bosques naturales y las plantaciones forestales.
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Bosque nórdico boreal/taiga de coníferas abierto o bosque mixto.
Tierra boscosa de África del sur.
Bosque degradado/tropical fragmentado.
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Otras tierras boscosas
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Tierra con una cubierta de copa, ya sea del 5 o del 10 % de árboles con una altura superior a los 5 m, o con una cubierta de arbustos o de matorrales de más del 10 % y una altura inferior a los 5 metros.
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Sabana leñosa tropical.
Tierra arbustiva cerrada mediterránea.
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Otra cubierta de la tierra
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Toda la demás tierras, incluyendo pastizales, tierras agrícolas, tierras baldías, áreas urbanas.
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Pastizales, tierras cultivadas, humedales no leñosos, desierto, urbano.
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Agua
| Aguas interiores. | Aguas interiores. |
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