NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLOGICA Los niveles de organización se refieren a la estructuración de un sistema determinado, desde el nivel más simple hasta los niveles más complejos. En Ecología, los niveles de organización son los siguientes: SER- Cualquier cosa que existe. Hay seres vivos, por ejemplo, bacterias, hongos, protozoarios, algas, animales, plantas, etc., y seres inertes, como los virus, una roca, el agua, la luz, el calor, el sol, una pluma, un cuaderno, una silla, una mesa, mi Pepsi, una pieza de pan, etc. INDIVIDUO- Un individuo es cualquier ser vivo, de cualquier especie. Por ejemplo, un gato, un perro, un elefante, un fresno, un naranjo, un humano, una mosca, una araña, un zacate, una amiba, una salmonela, una pulga, una euglena, un hongo, una lombiz de tierra, una avestruz, etc. ESPECIE- Es un conjunto de individuos que poseen el mismo genoma. Genoma es el conjunto de genes que determinan las características fenotípicas de una especie. Por ejemplo, Felis catus (gato), Fraxinus greggii (fresno), Paramecium caudatum (paramecio), Homo sapiens (Humano), etc. POBLACIÓN- Es un conjunto de individuos que pertenecen a la misma especie y que ocupan el mismo hábitat. Por ejemplo, población de amibas en un estanque, población de ballenas en el Golfo de California, población de encinos en New Braunfels, población de cedros en Líbano, etc. COMUNIDAD- Es un conjunto de poblaciones interactuando entre sí, ocupando el mismo hábitat. Por ejemplo, una comunidad de semidesierto, formada por nopales, mezquites, gramíneas, escorpiones, escarabajos, lagartijas, etc. ECOSISTEMA- Es la combinación e interacción entre los factores bióticos (vivos) y los factores abióticos (inertes) en la naturaleza. También se dice que es una interacción entre una comunidad y el ambiente que le rodea. Ejemplo, charcas, lagos, océanos, cultivo, bosque, etc. BIOMA- Es un conjunto de comunidades vegetales que ocupan la misma área geográfica. Por ejemplo, Tundra, Taiga, Desierto, Bosque Templado Caducifolio, Bosque de Coníferas, Bosque tropical lluvioso, etc. BIÓSFERA (BIOSFERA)- Unidad ecológica constituída por el conjunto de todos los ecosistemas del planeta Tierra. Es la parte de nuestro planeta habitada por todos los seres vivos. ESTRUCTURA POBLACIONAL Se denomina estructura de la población a la clasificación de los componentes de una determinada población atendiendo a diferentes variables. Si clasificamos a la población según la edad y el sexo estaríamos realizando una estructura demográfica; si clasificamos a la población según el trabajo que realiza, tendríamos una estructura profesional; y así podemos hacer con otros muchos factores como la religión, el idioma, el origen étnico, etc.
La estructura de la población supone establecer cuáles son las principales características de la población en un país en un momento determinado. Para analizar la estructura de la población hay que estudiar cómo se compone la población en un determinado momento, fundamentalmente en tres aspectos: Sexo: Diferenciar el número de mujeres y de hombres. Edad: Establecer el porcentaje de edades (jóvenes, adultos y ancianos). Actividad económica: Diferenciar en qué sectores trabaja dicha población. Desde este punto de vista se divide en dos grupos: Activa = Población en edad de trabajar. Se dividen en sectores de actividad: Primario = Agricultura, ganadería, pesca. Secundario = Industria y construcción. Terciario = Sector servicios. Inactiva = Jóvenes y ancianos. CARACTERISTICAS DE LAS POBLACIONES Puede definirse la población como un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un área dada. Posee características, función más bien del grupo en su totalidad que de cada uno de los individuos, como densidad de población, frecuencia de nacimientos y defunciones, distribución por edades, ritmo de dispersión, potencial biótico y forma de crecimiento. Si bien los individuos nacen y mueren, los índices de natalidad y mortalidad no son característica del individuo sino de la población global. La ecología moderna trata especialmente de comunidades y poblaciones; el estudio de la organización de una comunidad es un campo particularmente activo en la actualidad. Las relaciones entre población y comunidad son a menudo más importantes para determinar la existencia y supervivencia de organismos en la naturaleza que los efectos directos de los factores físicos en el medio ambiente. La densidad de población es con frecuencia difícil de medir en función del número de individuos, pero se calcula por medidas indirectas como por ejemplo, los insectos atrapados por una hora en una trampa. La gráfica en la que se inscribe el número de organismos en función del tiempo es llamada curva de crecimiento de población. Tales curvas son características de las poblaciones, no de especies aisladas, y sorprende su similitud entre las poblaciones de casi todos los organismos desde las bacterias hasta el hombre.
La tasa de nacimientos o natalidad, de una población es simplemente el número de nuevos individuos producidos por unidad de tiempo. La tasa de natalidad máxima es el mayor número de organismos que podrían ser producidos por unidad de tiempo en condiciones ideales, cuando no hay factores limitantes. La mortalidad se refiere a los individuos que mueren por unidad de tiempo. Hay una mortalidad mínima teórica, la cual es el número de muertes que ocurrirían en condiciones ideales, consecutivas exclusivamente a las alteraciones fisiológicas que acompañan el envejecimiento. Disponiendo en gráfica el número de supervivientes de una población contra el tiempo se obtiene la curva de supervivencia. De esas curvas puede deducirse el momento en que una especie particular es más vulnerable. Como la mortalidad es más variable y más afectada por los factores ambientales que por la natalidad, estos tienen una enorme 0influencia en la regularización del número de individuos de una población. Los ecólogos emplean el término potencial biótico o potencial reproductor para expresar la facultad privativa de una población para aumentar el número, cuando sea estable la proporción de edades y óptimas las condiciones ambientales. Cuando el ambiente no llega a ser óptimo, el ritmo de crecimiento de la población es menor, y la diferencia entre la capacidad potencial de una población para crecer y lo que en realidad crece es una medida de la resistencia del ambiente DINAMICA DE LAS POBLACIONES La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad y sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen. La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares. Crecimiento Todas las especies biológicas están concentradas en producir mayor número de descendientes que los necesarios para mantener el tamaño de la población. Este es un principio fundamental para el concepto de selección natural con que el Darwinismo explica la evolución biológica en su aspecto mecanístico. En ausencia de limitaciones impuestas por el medio, el destino natural de una población es su crecimiento exponencial, tal como explicó, hace casi dos siglos, Robert Malthus. En
la práctica, el crecimiento de la densidad de la población hace aparecer obstáculos a su continuidad, relacionados esencialmente con la progresiva escasez de recursos que provoca, a la vez que pone en marcha mecanismos intrínsecos de control del crecimiento. El crecimiento poblacional es un fenómeno biológico y natural que está íntimamente ligado con aquella característica principal de la materia viva conocida como la capacidad reproductiva de los seres vivos. Es decir, el hecho de que una población llegue, con el tiempo, a saturar una determinada área geográfica, además de haber agotado todos los recursos que éste le pueda brindar, no es otra cosa que la manifestación de la ley natural. La ley natural de la vida que determina la existencia de las cosas. Podemos definir entonces, apoyados en la ley natural de la vida, tres fases en el crecimiento poblacional: El Inicio o Fase de Asentamiento, El intervalo de Abundancia o Fase de Desarrollo y La Decadencia o Fase de Control... Fase de asentamiento Comprendido como el punto de partida del crecimiento poblacional, en ésta fase encontramos a una población vulnerable, es decir, la población se enfrenta a las condiciones favorables o desfavorables que el medio (desconocido) le ofrece, pudiendo adaptarse o no a dichas condiciones, entonces, la adaptación de la población será un factor gravitante en esta primera fase. Las consecuencias de la incapacidad de adaptación que presente la población pueden manifestarse de dos maneras: La extinción de la especie o la migración definitiva de la población. Ahora, si es que la población logra adaptarse, estaríamos hablando de la Fase de Asentamiento propiamente dicha. En el proceso de adaptación se produce la muerte de aquellos individuos que no presentan las condiciones adecuadas para enfrentarse a las adversidades del nuevo medio, es decir, se da el proceso de la selección natural. Entonces, al terminar esta fase encontraremos individuos adaptados. FLUCTUACIONES DEL TAMAÑO POBLACIONAL Regulación del tamaño de la población Aunque a menudo es difícil comprender por qué ocurren fluctuaciones en el tamaño de las poblaciones, este conocimiento puede ser de gran importancia, porque las fluctuaciones de las poblaciones de una especie pueden tener efectos profundos, para bien o para mal, sobre las poblaciones de otras especies, incluyendo a la especie humana. Regulación del tamaño del a población a) Densidad de la población de pupas de la polilla esfinge del pino (Dendrolimus pini) registrada durante un período de 60 años en un bosque de coníferas de Alemania. b) Variaciones durante un período de 30 años en el tamaño de la población reproductiva del carbonero común (Parus major), un ave europea del mismo género que los carboneros y herrerillos de América del Norte, observados en una localidad de Holanda.
Entre las influencias que afectan el tamaño y la densidad de una población hay factores limitantes específicos, que difieren en poblaciones diferentes. De importancia crítica es la gama de tolerancia que muestran los organismos hacia factores tales como la luz, la temperatura, el agua disponible, la salinidad, el espacio para la nidificación y la escasez (o exceso) de los nutrientes necesarios. Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o cualquier característica del ambiente es demasiado extrema, no es posible que la población crezca, aunque todas las otras necesidades estén satisfechas. Regulación del tamaño del a población Principio de los factores limitantes Cada especie tiene una curva característica de variación del tamaño poblacional para cada factor limitante de su ambiente. En las zonas de intolerancia los individuos no pueden sobrevivir. En las zonas de estrés fisiológico, algunos individuos son capaces de sobrevivir, pero la población no puede crecer. En la franja óptima, la población puede prosperar. Los ecólogos dividen frecuentemente a los factores que influyen en el crecimiento de una población en factores dependientes e independientes de la densidad. Los factores que provocan cambios en la tasa de natalidad o en la tasa de mortalidad a medida que cambia la densidad de población, se llaman densodependientes. Hay poblaciones que operan de manera dependiente de la densidad. A medida que la población aumenta, puede agotar sus reservas de alimento, lo que lleva a un incremento de la competencia entre los miembros de la población. Esto finalmente conduce a una tasa de mortalidad más alta o a una tasa de natalidad más baja. Los predadores pueden ser atraídos hacia áreas en las cuales la densidad de las presas sea elevada, capturando así una mayor proporción de la población. Del mismo modo, las enfermedades pueden difundirse más fácilmente cuando la densidad de la población es alta. Las perturbaciones ambientales actúan frecuentemente como factores independientes de la densidad. Algunas poblaciones experimentan ciclos regulares de aumento y declinación, fenómenos que todavía hoy son poco comprendidos. REGULACION POBLACIONAL Factores que regulan las poblaciones Los elementos que limitan el desarrollo de las poblaciones humanas se pueden agrupar en general, como densodependientes y densoindependientes. El efecto de los factores densodependientes será directamente relacionado con el aumento de la densidad poblacional. Los segundos afectan a la población en cualquier momento y al azar, independientemente de la densidad poblacional.
Factores densodependientes: En primer lugar figuran las enfermedades que han controlado el crecimiento poblacional durante tanto tiempo y aún en la actualidad. El número de individuos se veía disminuido, cientos de personas fallecían a causa de pestes, y otras enfermedades infecciosas. En nuestros días muchas de estas enfermedades infecto-contagiosas han sido controladas pero existen otras en su lugar, como el cáncer, enfermedades cardíacas, cerebrovasculares, el SIDA, el stress, etc. La contaminación de aguas y suelos acarrea enfermedades en grupos de personas, aumentando la mortalidad, principalmente en niños, por ejemplo: la gastroenteritis. Por estas razones, el hombre se preocupa principalmente en mejorar las condiciones de vida en zonas de bajos recursos económicos. El índice de natalidad juega un papel importante, ya que la población de un país que se duplique aceleradamente, ocasiona sobrepoblación y acarrea consecuencias que irán en deterioro de la propia población, por disponibilidad del espacio, mayor contaminación, falta de servicios, etc. Los factores socioeconómicos van a constituir un elemento regulador densodependiente de las poblaciones en las cuales hay escasos recursos para la supervivencia y en las cuales los individuos emigran. Las migraciones internas de la población de un país, generalmente se ven explicadas por la necesidad de mejorar las condiciones que se enfrentan: falta de servicios, educación, vías de transporte, asistencia sanitaria, bajos salarios, entre otros. Las migraciones generan ciertos problemas como: zonas con excesiva población que viven hacinadas en viviendas que no son adecuadas y que carecen de suficientes servicios públicos. Las zonas en donde migraron estas personas quedan abandonadas, al igual que las actividades de producción agrícola y pecuaria. Factores denso independientes: Los terremotos, las inundaciones, sequías, erupciones volcánicas, son eventos naturales que ocurren al azar y ocasionan un gran número de muertes. El hombre, frente a estos fenómenos, ha tomado precauciones de carácter tecnológico, como las construcciones antisísmicas, pero aún así hay consecuencias inevitables frente a estos eventos naturales. Factores socioculturales: En la dinámica y en la regulación de las poblaciones humanas, también intervienen factores socioculturales, principalmente inducidos por las características peculiares de la vida en sociedad y la supervivencia. En la actualidad, esta serie de factores están asociados a la denominada calidad de vida, en la que se incluyen las condiciones fundamentales mínimas que permiten al ser humano vivir en sociedad. La calidad de vida es un concepto relativo, que depende de las políticas sociales implementadas y de la cultura en donde se desarrolla el individuo. COMUNIDADES BIOTICAS Se llama comunidad biótica al conjunto de poblaciones que viven en un hábitat o zona definida que puede ser amplia o reducida. Las interacciones de los diversos tipos de organismos conservan la estructura y función de la comunidad y brindan la base para la regularización ecológica de la sucesión en la misma. El concepto de que animales y vegetales viven juntos, en disposición armónica y ordenada, no diseminados al azar sobre la superficie de la Tierra, es uno de los principios importantes de la ecología. Aunque una comunidad puede englobar cientos de miles de especies vegetales y animales, muchas son relativamente poco importantes, de modo que únicamente algunas, por su tamaño y actividades, son decisivas en la vida del conjunto. En las comunidades terrestres las especies dominantes suelen ser vegetales por dar alimento y ofrecer
refugio a muchas otras especies; de esto resulta que algunas comunidades se denominan por sus vegetales dominantes, como artemisa, roble, pino y otras. Comunidades acuáticas que no contienen grandes plantas conspicuas se distinguen generalmente por alguna característica física: comunidad de corrientes rápidas, comunidad de lodo plano y comunidad de playa arenosa. En investigaciones ecológicas es innecesario considerar todas las especies presentes en una comunidad. Por lo general, un estudio de las principales plantas que controlan la comunidad, las poblaciones más numerosas de animales y las relaciones energéticas fundamentales (cadenas alimenticias) del sistema definirán las relaciones ecológicas existentes en la comunidad. Por ejemplo, al estudiar un lago se investigarían primero las clases, distribución y abundancia de plantas productoras importantes y los factores físicos y químicos del medio ambiente que podrían ser limitadores. Luego, se determinarían las tasas de reproducción, tasas de mortalidad, distribuciones por edad y otras características de población de los peces importantes para la pesca. Un estudio de las clases, distribución y abundancia de consumidores primarios y secundarios del lago, que constituyen el alimento de los peces de pesca, y la naturaleza de otros organismos que compiten con estos peces por el alimento, aclararía las cadenas alimenticias básicas del lago. Estudios cuantitativos de éstos revelarían las relaciones enérgicas básicas del sistema y mostrarían con qué eficacia está siendo convertida la energía luminosa incidente en el producto final deseado, la carne del pez de pesca. Basándose en éste conocimiento, podría administrarse inteligentemente el lago para aumentar la producción de peces. BIODIVERSIDAD Biodiversidad o diversidad biológica es, según el Convenio Internacional sobre la Diversidad Biológica, el término por el que se hace referencia a la amplia variedad de seres vivos sobre la Tierra y los patrones naturales que la conforman, resultado de miles de millones de años de evolución según procesos naturales y también de la influencia creciente de las actividades del ser humano. La biodiversidad comprende igualmente la variedad de ecosistemas y las diferencias genéticas dentro de cada especie que permiten la combinación de múltiples formas de vida, y cuyas mutuas interacciones con el resto del entorno fundamentan el sustento de la vida sobre el planeta. El término «biodiversidad» es un calco del inglés «biodiversity». Este término, a su vez, es la contracción de la expresión «biological diversity» que se utilizó por primera vez en septiembre de 1986 en el título de una conferencia sobre el tema, el National Forum on BioDiversity, convocada por Walter G. Rosen, a quien se le atribuye la idea de la palabra. La Cumbre de la Tierra celebrada por Naciones Unidas en Río de Janeiro en 1992 reconoció la necesidad mundial de conciliar la preservación futura de la biodiversidad con el progreso humano según criterios de sostenibilidad o sustentabilidad promulgados en el Convenio internacional sobre la Diversidad Biológica que fue aprobado en Nairobi el 22 de mayo de 1992, fecha posteriormente declarada por la Asamblea General de la ONU como Día Internacional de la Biodiversidad. Con esta misma intención, el año 2010 fue declarado Año Internacional de la Diversidad Biológica por la 61ª sesión de la Asamblea General de las Naciones Unidas en 2006, coincidiendo con la fecha del Objetivo Biodiversidad 2010.
RELACIONES INTERESPECIFICAS E INTRAESPECIFICAS Una relación interespecífica es la interacción que tiene lugar en una comunidad entre dos o más individuos de especies diferentes, dentro de un ecosistema. Las relaciones interespecificas son relaciones ambientales que se establecen entre los organismos de la biocenosis. En los ecosistemas se establecen relaciones alimentarias entre las distintas poblaciones. Los productores son los vegetales, organismos capaces de producir su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis; no necesitan comer a otros seres vivos. Los animales no pueden fabricar su alimento, deben alimentarse de otros seres vivos. Por esta razón, son llamados consumidores. Los consumidores primarios, llamados herbívoros, comen vegetales. Los consumidores que comen a otros animales pueden ser secundarios, terciarios, cuaternarios e incluso, en casos extremos, quintuples. Cuando los organismos vivos mueren, o las plantas pierden hojas y flores, estos desechos son transformados en materiales más sencillos que retornan al suelo y pueden ser utilizados nuevamente. Los descomponedores, como algunos hongos y bacterias, se alimentan de estos restos. Si no existieran los descomponedores en las redes alimentarías, la Tierra se llenaría de plantas y animales muertos. Los hongos y las bacterias transforman los desechos en sales minerales, agua y dióxido de carbono, que luego los vegetales pueden aprovechar para realizar la fotosíntesis. Las cadenas alimentarías indican qué seres vivos se alimentan de otros que habitan el mismo ecosistema. Pero como una animal presenta una alimentación variada y al mismo tiempo puede ser comido por otros animales, se establece una relación compleja de alimentación dentro del ecosistema que se denomina red alimentaría. La relación intraespecifica es la interacción biológica en la que los organismos que intervienen pertenecen a la misma especie. En este tipo de relaciones se considera sobre todo las que se presentan en una población. También se encuentra la relación interespecifica (entre individuos de diferente especie), entre estas dos relaciones se encuentran: depredación, mutualismo, parasitismo, competencia, comensalismo y simbiosis.
Las relaciones intraespecíficas se dividen en: • Competencia entre individuos. • Asociación de individuos. La competencia intraespecifica se produce cuando dos individuos compiten por: • Los recursos del medio (una zona del territorio, los nutrientes del suelo). • La reproducción (luchando por el sexo opuesto). • Por dominancia social (un individua se impone a los demás). La asociación en grupos de individuos se produce para obtener determinados beneficios como:
• Mayor facilidad para la caza y la obtención de alimento. • La defensa frente a los depredadores de la especie. • La reproducción por proximidad de los sexos en el grupo. • El cuidado y protección de las crias. Un ejemplo es la colmena, una colonia de abejas que está formada por la reina, zánganos y obreras; hay división del trabajo. En una población, mientras más elevada sea la densidad, mayor será la oportunidad de la relación intraespecífica debido a que hay más contactos entre los individuos. La convivencia entre individuos de la misma especie origina competencia intraespecífica, la cual se acentúa cuando el espacio y el alimento son limitados, obligando a los organismos a competir por ellos. Esta situación actúa como proceso selectivo en el que sobreviven los organismos mejor adaptados. También existe la competencia interespecífica, que se registra entre diferentes especies. SUCESION DE COMUNIDADES Ninguna comunidad es permanente; algunas cambian bruscamente, otras persisten durante años o siglos. Típicamente en cualquier lugar, existe una secuencia o sucesión de comunidades: en primer lugar existe una fase exploradora, luego cambian gradualmente, maduran (estos cambios no son reversibles) y finalmente llega una fase relativamente estable, el clímax. En la sucesión de comunidades primero se dan pequeños cambios llamados microsucesiones que en forma progresiva vienen a conformar la sucesión principal. Las sucesiones se dan por cambios en los factores abióticos (humedad, temperatura, movimientos orogénicos, deshielos, etc.) o por la llegada o introducción de organismos foráneos u oportunistas que originan una serie de competencias con las especies autóctonas y en la que se impone la más adaptada, por esto las sucesiones están relacionadas con la evolución de las especies. Cuando una comunidad natural se destruye por causas naturales o por intervención humana y el área donde previamente estuvieron es ocupada por otra decimos que ha ocurrido una sucesión secundaria. Un ejemplo claro es la sucesión lago - estanque - pantano - prado que se observan en muchas áreas ocupadas por antiguas glaciaciones. El principio de la sucesión ecológica tiene importancia práctica para el hombre. Cualquier campo que sea arado y luego abandonado presenta una secuencia de vegetaciones sucesivas y con ellas especies animales diferentes para cada secuencia de vegetales. Todo cambio en los caracteres físicos o biológicos del ambiente afectará evidentemente a todas las especies, poblaciones y comunidades en distinto grado.
LOS ECOSISTEMAS Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.1 También se puede definir así: «Un ecosistema consiste de la comunidad biológica de un lugar y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente abiótico». Este concepto, que comenzó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan ESTRUCTURA TROFICA Todos los seres vivos deben disponer de una cantidad de alimentos que les permita realizar sus funciones vitales. Los alimentos proporcionan materia y energía. Como ya se sabe, la fotosíntesis es imprescindible para mantener la vida sobre la Tierra, y los seres heterótrofos dependemos de la producción de alimentos que realizan los autótrofos. Teniendo en cuenta el tipo de nutrición y la función que los organismos desempeñan en los ecosistemas, podemos clasificarlos en tres grandes grupos, llamados niveles tróficos: productos, consumidores y descomponedores. · Productores. Son los organismos autótrofos: vegetales, algas y bacterias fotosintéticas. Se les llama así por su capacidad para sintetizar materia orgánica partiendo de sustancias inorgánicas sencillas (dioxido de carbono, agua y sales minerales). En este proceso, la energía lumínica es almacenada en los enlaces químicos de las grandes molécules organicas. También son autótrofas las bacterias quimiosintéticas, pero su papel como productores de la biosfera no es muy importante. Para representar gráficamente las relaciones alimenticias, se utilizan las cadenas tróficas. Una cadena trófica está formada por organismos pertenecientes a distintos niveles tróficos. Las flechas indican el sentido en el que se transfieren la meteria y la energía, es decir, la flecha significa ”es comido por”. En un ecosistema, las relaciones no son tan simples, ya que un mismo organismo pede ser comido por varios y, a su vez, alimentarse también de muchos otros. La representación gráfica de este proceso es un esquema en forma de red, con muchas conexiones alimenticias diferntes, que se denomina red trófica. CADENAS TROFICAS La cadena trófica (del griego τρέφοιν, alimentar, nutrir)1 describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,2 en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.
NIVELES TROFICOS Se denomina nivel trófico a cada uno de los conjuntos de especies, o de organismos, de un ecosistema que coinciden por el lugar de su hábitat que ocupan en el flujo de energía y nutrientes, es decir, a los que ocupan un lugar equivalente en la cadena alimenticia PRODUCTORES CONSUMIDORES Y DESCOMPONEDORES · Consumidores. Son los organismos heterótrofos animales, que obtienen la materia y la energía necesaria directamente de los productores o de otros animales que han comido productores. Pueden ser: - Consumidores primarios. Se llaman así a los vegetarianos, que se alimentan de productores. - Consumidores secundarios. Son los carnívoros, que se alimentan de los consumidores primarios. - Consumidores terciarios, cuaternarios, y de superior nivel. Aquellos carnívoros que se alimentan de otro carnívoros. · Descomponedores. Son también organismos heterótrofos, como algunas bacterias y hongos, que se alimentan de restos orgánicos: cadáveres, excrementos, mudas de piel, etc. En este proceso alimenticio descomponen la materia orgánica y la trasforman en inorgánica. FLUJO DE LA MATERIA Y ENERGIA Los productores consumen materia inorgánica y la transforman en su propia materia orgánica. los organismos del siguiente nivel trófico consumen esta materia y la transforman, a su vez, en materia propia. El proceso se repite en cada uno de los niveles tróficos del ecosistema. Finalmente los organismos descomponedores transforman la materia muerta (restos de animales , excrementos, hojas muertas, etc.) en compuestos inorgánicos que pueden ser reutilizados de nuevo por los productores. La materia circula en el ecosistema de forma cíclica: los compuestos inorgánicos del medio, transformados en materia orgánica en la fotosíntesis, son finalmente devueltos al medio y pueden volver a ser utilizados por los productores. Sin embargo no ocurre lo mismo con la energía. La energía que entra en el ecosistema es la energía solar, que los organismos fotosintéticos transforman en energía química almacenada en compuestos orgánicos. A su paso por cada nivel trófico, una parte de la energía contenida en estos compuestos orgánicos es liberada por la respiración y se cede al medio en forma de calor. Así, toda la energía química almacenada por los productores acaba, tarde o temprano, transformada en energía calorífica.
La energía solar, transformada y almacenada por las plantas en la materia orgánica es finalmente cedida al medio en forma de calor y no puede ser reutilizada por los seres vivos. Solo la porción correspondiente a las radiaciones luminosas es utilizada por las plantas verdes y por algunas bacterias, en la complicada e importantisima transformación energética que es la fotosíntesis, cuya reacción quimica global, recordemos que es: CO2 + H2O + energia luminosa -------- glucosa + O2. La energia es transformada en energia quimica y almacenada en la estructura de las sustancias orgánicas sintetizadas. Mediante la respiración en la que las células liberan energia a partir de la glucosa y del oxigeno atmosférico, produciendo dióxido de carbono y agua como productos de desecho. Glucosa + O2 -------- CO2 + H2O + energia Las transferencias de energia de un nivel alimenticio a otro se realiza mediante la nutrición heterotrofa que se desarrolla en diversas fases; capturas de alimentos, digestión, respiración, síntesis de nuevas sustancias y excreción. CICLOS BIOQUIMICOS Ciclos del carbón, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo En todo ecosistema, ya sea en mayor o menor cantidad, encontramos diversos elementos químicos. Esto ocurre porque todo organismo vivo está constituido en diferentes grados por sustancias como el carbono, el oxígeno o el nitrógeno, entre muchos otros más. También en la naturaleza no viva es posible encontrar verdaderos depósitos químicos, como en el caso de la atmósfera, importante reservorio de dióxido de carbono y de oxígeno, o también, en el suelo y las rocas, donde es común encontrar minerales, nitratos y fosfatos. La principal característica común de todos estos elementos es que se encuentran en permanente transformación e intercambio entre todos los organismos que componen un ecosistema. La naturaleza nos sorprende con una serie de ciclos en los que los elementos pasan de un medio a otro, a través de los seres vivos y el ambiente que los rodea. CICLO DEL CARBONO Todas las moléculas orgánicas están compuestas por cadenas de carbono enlazadas entre sí. De allí la importancia de este vital elemento y su rol en el equilibrio ecosistémico. Las plantas lo absorben desde el aire a través de las hojas y, en su interior, lo procesan hasta transformarlo en una sustancia vegetal, durante la fotosíntesis. Una pequeña parte es devuelta hacia la atmósfera, a través de la respiración vegetal, mientras la otra porción restante llega hasta los animales que se alimentan con las plantas. De ahí continúa el viaje hasta los animales carnívoros, que depredan a
los herbívoros. Así, el carbono forma parte, en ambos casos, de la materia que constituye a estos seres vivos (músculos, huesos, etc.). Durante su vida, tanto herbívoros como carnívoros también devuelven dióxido de carbono a la atmósfera por medio de la respiración. Una vez muertos, tanto vegetales como animales son reducidos a una cantidad de materia orgánica mínima, gracias a la acción de los organismos descomponedores (bacterias, hongos, protozoos, entre otros), que también liberan dióxido de carbono al aire y hacia las raíces de las plantas, que nuevamente lo captan y procesan. CICLO DEL NITRÓGENO Protagonista de importantes procesos, como la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, el nitrógeno corresponde a un elemento cuya disponibilidad está limitada en todos los ecosistemas. Su reserva fundamental es la atmósfera, donde se encuentra como N2. Si bien es un compuesto utilizado por todo ser vivo, no puede ser captado de manera directa en su forma gaseosa. Por ello, necesita cambiar su composición y transformarse en nitratos (NO3) y amoníaco (NH3), gracias a la acción de las bacterias nitrificantes. Estas poseen forma de bastoncillo, su tamaño alcanza los 0,4 a 0,6 micras y, para realizar su eficiente trabajo, necesitan de la presencia de oxígeno. Estos pequeños microorganismos permiten que el nitrógeno se incorpore tanto a las células vegetales como a las animales, ya que el nitrógeno fijado al suelo pasa a las plantas y a los diferentes tipos de animales a través de la alimentación. El retorno se produce gracias al depósito en la superficie de los residuos orgánicos y los excrementos, que las plantas también pueden reutilizar como abono. CICLO DEL OXÍGENO La reserva fundamental de oxígeno está en la atmósfera. El ciclo de este vital elemento está ligado fuertemente al del carbono, ya que tanto en la respiración animal como en la vegetal (fotosíntesis) se traspasa constantemente junto a este elemento entre la atmósfera y los seres vivos. Existen organismos que lo consumen para obtener energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta cantidad, son más bien productores (plantas). El ciclo del oxígeno, además, implica otro importante proceso, que ocurre cuando algunas moléculas de O2 se rompen en átomos libres y reaccionan con otras de O2, formando ozono (O3). El ozono es una sustancia presente en nuestra atmósfera, que protege a la Tierra de un tipo muy dañino de radiación ultravioleta. Cada vez que absorbe estos peligrosos rayos, vuelve a su estado natural y se convierte en O2. CICLOS DEL AZUFRE Y FÓSFORO El azufre y el fósforo son elementos que, si bien se encuentran en pequeñas cantidades de forma natural, desempeñan importantes funciones a nivel orgánico. El primero es uno de los más destacados constituyentes de los aminoácidos, mientras el fósforo participa activamente en las relaciones energéticas que ocurren al interior de los organismos, forma parte de los fosfolípidos de las membranas celulares e integra las materias primas de huesos y dientes de los seres vivos.
El azufre es captado en forma de sustratos desde las raíces (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuáticos) por las plantas (terrestres y acuáticas), las que pasan a ser alimentos de los animales. Tras la muerte de estos, el azufre retorna al suelo induciendo un nuevo ciclo. En cuanto al fósforo, es necesario mencionar que la principal reserva de este elemento es la corteza terrestre. Por medio de los procesos de meteorización de las rocas o por la expulsión de cenizas volcánicas se libera, pudiendo ser utilizado por las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar, donde una porción importante sedimenta el fondo y forma rocas. Todas ellas tardarán millones de años en volver a emerger y liberar, paulatinamente, sales de fósforo.
