DINÁMICA DEL ECOSISTEMA

DINÁMICA DEL ECOSISTEMA

 

 

1. NICHO ECOLÓGICO Y HÁBITAT

 

La función, el oficio, que cumple una especie en el ecosistema recibe el nombre de nicho ecológico (un ratón de bosque ocupa el nicho de pequeño roedor que come semillas, y una lechuza ocupa el nicho de ave de rapiña que se alimenta de pequeños roedores).

 

Se dice que dos especies pertenecen al mismo nicho ecológico si se alimentan de la misma manera, pueden ser atacadas por los mismos depredadores y son afectadas de manera similar por las mismas variables ambientales. Las especies que pertenecen al mismo nicho ecológico establecen competencia entre sí.

 

El espacio físico que, a causa de las condiciones físicoquímicas ambientales, ocupa una especie  se llama hábitat.

 

Son especies vicarias aquellas que pertenecen a un mismo grupo taxonómico, viven en hábitats parecidos y pertenecen al mismo nicho ecológico, pero ocupan áreas biogeográficas diferentes. Y son especies equivalentes aquellas que son muy próximas taxonómicamente, comparten el mismo hábitat pero ocupan nichos diferentes.

 

2. FORMAS DE NUTRICIÓN

 

Podemos clasificar a los organismos considerando varios factores:

 

2.1. Según el tipo de obtención de materia.

 

 

2.2. Según el tipo de obtención de energía.

 

2.3. Tipos de digestión.

 

 

3. LOS NIVELES TRÓFICOS Y LAS CADENAS ALIMENTARIAS

 

Los niveles tróficos son los niveles de alimentación entre los que se establecen relaciones de dependencia. Hay cinco niveles tróficos:

 

Además de estos niveles tróficos, puede haber otros como:

 

Se llama cadena alimentaria a la secuencia de organismos de un ecosistema, cada uno en un nivel trófico diferente, que se alimentan los unos de los otros. Por ejemplo: plantas → mariposas → pájaros insectívoros → halcones.

 

Se llama red trófica o alimentaria al sistema formado por dos o más cadenas alimentarias que están interconectadas porque tienen uno o más eslabones comunes.

 

 

 

4. LA MATERIA Y EL ECOSISTEMA

 

En un ecosistema, por definición, no entra ni sale materia, por eso el único ecosistema real que conocemos es todo el planeta Tierra. La materia describe un ciclo pasando de un nivel trófico a otro.

 

Los ciclos no se mantienen a velocidad uniforme, sino que hay etapas que requieren periodos más largos que otras. Si el atraso es muy grande, el ciclo se puede interrumpir. Un ejemplo de etapa muy lenta es el retorno al ecosistema terrestre del fosfato precipitado en el fondo del mar. Este retorno necesita que se produzca el alzamiento, por plegamiento, de los fondos marinos de rocas sedimentarias.

 

5. LA ENERGÍA Y EL ECOSISTEMA

 

A diferencia de la materia, la energía no describe un ciclo en el ecosistema, sino que entra, lo hace funcionar, y después sale la misma cantidad que había entrado. Es decir, la energía sigue un flujo unidireccional.

 

Las plantas transforman la energía luminosa en energía química, también llamada energía interna, que es la energía almacenada en los enlaces químicos que unen los átomos de las moléculas orgánicas sintetizadas. Después, éstas se combinan con el oxígeno en el interior de las mitocondrias, en un proceso llamado respiración, o se rompen por efecto de determinados enzimas secretados por los descomponedores, en el proceso llamado fermentación. En ambos casos, la energía liberada pasa, en parte, a formar ATP, la molécula que almacena momentáneamente la energía, y, en parte, se libera en forma de calor, es decir, en forma de energía calorífica.

 

Cuando el ATP se descompone, libera la energía necesaria para llevar a cabo otras reacciones encaminadas al crecimiento y a la reproducción, en cada una de las cuales se produce una pérdida de energía en forma de calor. Al final, toda la energía química pasa a energía calorífica, que pasa a la atmósfera, que se calienta, y después pasa al espacio interplanetario. Es decir, la energía solar que llega a la Tierra y que aprovechan las plantas mantiene el ecosistema en funcionamiento y finalmente escapa en forma de calor.

 

6. PARÁMETROS PARA EL ESTUDIO DE LA DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS

 

 

7. ECOSISTEMAS EQUILIBRADOS

 

Los ecosistemas estables varían muy poco con el tiempo, y las biomasas de cada una de las especies que contienen se mantienen constantes. Para que eso se cumpla, la producción de un nivel trófico tiene que ser aproximadamente igual a la explotación, es decir, al consumo del que ejerce el nivel trófico siguiente. En esta situación, los ecosistemas se llaman ecosistemas equilibrados.

 

7.1. La producción y el equilibrio.

 

El equilibrio de un ecosistema depende de las producciones de los diferentes niveles tróficos, y no de sus biomasas. El equilibrio se da cuando en cada pareja de niveles tróficos, la producción de una es aproximadamente igual al consumo del siguiente.

 

Como término medio, en el paso de un nivel a otro sólo se transfiere el 10% de la producción.

 

7.2. Fluctuaciones de la población.

 

En realidad, en los ecosistemas equilibrados la producción de cada nivel trófico no se mantiene estable del todo, sino que fluctúa alrededor de un determinado valor. Si en un año hay condiciones muy favorables para un nivel trófico, éste crecerá más de lo normal, y eso hará que al cabo de un tiempo crezca más el nivel que lo explota, con lo que éste ejercerá una presión de explotación más grande, lo cual provocará un descenso mayor del nivel inferior, y así sucesivamente.

 

7.3. La sobreexplotación.

 

Si un nivel trófico de un ecosistema, por sobreexplotación, pone fin al nivel inferior, el nivel que hay por debajo de éste, al quedar sin explotadores, crece tanto que puede hacer desaparecer al que hay más abajo, y así sucesivamente hasta que llega a destruir todo el ecosistema. En cambio, si el nivel trófico superior se extingue antes de poner fin al inferior, éste, que habrá disminuido mucho, se irá recuperando y se estabilizará, por lo que el ecosistema se mantendrá estable, pero con un nivel trófico menos.

 

 

8. EL FLUJO DE LA ENERGIA

 

8.1. La energía que llega a la atmósfera.

 

En las capas altas de la atmósfera llega, procedente del Sol, una cantidad constante de energía, la llamada constante solar (2 cal/m²·minuto). Esta radiación está constituida por radiaciones X, gamma y ultravioletas (9%), radiaciones visibles por el ojo humano (42%) y por radiaciones infrarrojas o caloríficas (49%).

Las radiaciones cuya longitud de onda oscila entre los 360 y 760 nm son perceptibles por el ojo humano, y por eso se llaman radiaciones luminosas, las que son de menos longitud de onda son las radiaciones ultravioletas, y las que son de más longitud de onda son las radiaciones infrarrojas.

Los fotones asociados a determinadas longitudes de onda de la luz son captados por los enlaces de los pigmentos fotosintéticos (clorofilas y carotenos), y su energía se utiliza para la síntesis de compuestos químicos (fotosíntesis).

 

 

 

 

De la constante solar (2 cal/m² · minuto), se produce la diversificación siguiente:

 

8.2. La energía y los productores.

 

Del 45% de energía solar que llega a la superficie de los océanos y de los continentes, incluso en zonas con vegetación abundante y en las mejores condiciones, sólo se consigue aprovechar el 5% a la hora de hacer la fotosíntesis.

 

Globalmente en todo el planeta, la media de energía luminosa que se transforma fotosintéticamente en energía química sólo es del 0,1%. El resto de energía es la que caliente el aire, la tierra y el mar, de manera que provoca el viento y las precipitaciones. Así pues, es la que mantiene el ciclo del agua, la que transporta nutrientes, la que eleva los nutrientes hasta las hojas donde se llega a cabo la evapotranspiración, etc.

 

8.3. La energía y los consumidores.

 

En la naturaleza, los productores primarios (plantas y algas) acaparan el 99% de toda la biomasa, mientras que todos los heterótrofos juntos sólo representan el 1% de la biomasa. En general se puede aceptar que por término medio la energía se transmite de un nivel trófico al siguiente cumpliendo la ley del 10%, es decir, la producción de un nivel es el 10% de la del nivel que le mantiene.

 

 

 

En general, del 100% del alimento ingerido, el 70% se gasta en respiración, es decir, en la obtención de energía para mantenerse vivo, el 20% pasa a los descomponedores en forma de defecaciones, y sólo el 10% se utiliza en producción, es decir, en crecimiento y reproducción.

 

8.4. La energía y los descomponedores.

 

En la baja eficiencia de la cadena alimentaria productores - herbívoros - carnívoros, influyen los aspectos siguientes:

 

 

8.5. La producción primaria y la producción secundaria.

 

Fijación de energía solar   ------------------>  Producción bruta

Consumo de energía fijada  ------------------>     Respiración

 Producción bruta Respiración = Producción netaa

Cuando el valor de la producción primaria bruta es superior al de la respiración de los organismos, la producción neta del ecosistema es positiva y, por tanto, el ecosistema crece y va evolucionando, es decir, va aumentando en diversidad y complejidad. Esto pasa en los ecosistemas jóvenes.

 

Cuando el valor de la producción primaria bruta es inferior al de la respiración de los organismos, la producción neta del ecosistema es negativa y, por tanto, el ecosistema disminuye y va evolucionando hacia menos diversidad y menos complejidad.

 

 

9. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

 

9.1. Ciclo del carbono.

 

Los productores captan el carbono en forma de dióxido de carbono y lo incorporan a su biomasa como materia orgánica, generalmente como glúcido, por medio de la fotosíntesis.

 

Los consumidores incorporan el carbono cuando se alimentan de los productores, y los descomponedores lo incorporan cuando metabolizan los restos vegetales, los cadáveres y los productos de desecho de los animales.

 

Los procesos respiratorios retornan la mayor parte del carbono incorporado al medio en forma de CO2.

 

Si los restos orgánicos quedan acumulados en condiciones anaeróbicas, al final se carbonizan (pierden hidrógenos y oxígenos).

 

Una parte del carbono de los organismos se encuentra en forma de precipitados (carbonatos). Cuando el organismo muere, pasan al sedimento y dan lugar, por diagénesis, a rocas sedimentarias calcáreas.

 

9.2. Ciclo del nitrógeno.

 

La acción de los descomponedores sobre los restos vegetales y animales, sobre las defecaciones y sobre los productos de excreción, transforma los grupos amino de las proteínas en amoníaco, y con éste se enriquece el suelo. Este proceso se llama amonificación.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3. Ciclo del fósforo.

 

 

El fósforo se encuentra en la corteza terrestre principalmente en forma de mineral apatita, que, junto con otros minerales, constituye la roca fosforita.

 

Por efecto de la meteorización química se transforma en ion fosfato, que es transportado en disolución por el agua. Una parte precipita al suelo, en forma de fosfato cálcico, otra parte es absorbida por las raíces de las plantas y el resto llega al mar. El fosfato cálcico del suelo se disuelve y pasa a las plantas. De las plantas pasa a los animales. Los desintegradores liberan el fósforo acumulado en los huesos de los vertebrados. Éste es transportado al mar donde se incorpora al fitoplancton. En el fondo del mar se acumulan cantidades de fósforo en forma de roca fosforita y se incorporarán a los ecosistemas si se produce un alzamiento de la cuenca sedimentaria marina debido a una orogenia.

 

 

 

 

 

 

10. SUCESIÓN ECOLÓGICA

 

Se llama sucesión ecológica al proceso de sustitución gradual de unas poblaciones por otras en una misma área. El proceso acaba cuando se llega a una comunidad equilibrada y, por tanto, estable, que ya no varía, la llamada comunidad clímax. Se distinguen dos tipos de sucesión, según el punto de partida:

 

 

Características de las sucesiones:

 

 

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