Productividad primaria y secundaria
En la época lluviosa, los potreros de Guanacaste se vuelven verdes en pocas semanas. En la época seca, el mismo terreno queda amarillo y casi sin pasto. ¿Qué cambió para que el mismo lugar produzca tanto alimento en unos meses y tan poco en otros? En esta página aprenderá a medir y a explicar cuánta materia orgánica produce un ecosistema, de qué depende y a dónde va la energía que se produce.
Productividad primaria y secundaria
La productividad es la cantidad de materia orgánica (biomasa) o de energía que los seres vivos de un ecosistema producen en un área y en un tiempo determinados. Se expresa, por ejemplo, en gramos de materia seca por metro cuadrado por año ($\text{g/m}^2\cdot\text{año}$) o en kJ por metro cuadrado por año.
La diferencia está en el origen de la energía. Los productores captan la energía de la luz solar. Los consumidores la reciben ya «empacada» en el alimento.
| Productividad primaria | Productividad secundaria | |
|---|---|---|
| Quién la realiza | Productores (fotosintetizadores) | Consumidores (herbívoros, carnívoros, omnívoros) y desintegradores |
| Fuente de energía | Luz solar | Materia orgánica de otros seres vivos |
| Ejemplos de Costa Rica | Árbol de guanacaste, mangle, algas del arrecife | Venado cola blanca, pizote, tortuga verde, jaguar |
Defina productividad primaria y productividad secundaria. Indique en cada caso qué tipo de organismos la realizan y dé un ejemplo de un organismo costarricense que…
Defina productividad primaria y productividad secundaria. Indique en cada caso qué tipo de organismos la realizan y dé un ejemplo de un organismo costarricense que corresponda a cada una.
Productividad bruta y neta
Los productores no se quedan con toda la materia orgánica que fabrican. Como cualquier ser vivo, también respiran y gastan parte de lo producido para mantenerse vivos.
Piense en su salario: la PPB sería lo que gana en total y la PPN lo que le queda después de pagar sus gastos fijos. Lo que sobra es lo que realmente puede «repartirse». De la misma manera, la PPN es la que está disponible para los consumidores y desintegradores, y es la que se usa para crecer y reproducirse.
Distinga entre productividad primaria bruta y productividad primaria neta. Indique cuál de las dos queda disponible para los consumidores y explique por qué.
Distinga entre productividad primaria bruta y productividad primaria neta. Indique cuál de las dos queda disponible para los consumidores y explique por qué.
Factores que modifican la productividad
La fotosíntesis necesita materias primas y energía. Si falta alguna, la productividad baja. Los factores principales son:
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Luz: aporta la energía. Sin luz suficiente (bajo un dosel muy denso o en aguas profundas) no hay fotosíntesis.
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Agua: es materia prima de la fotosíntesis y mantiene abiertos los estomas para captar CO₂. La falta de agua cierra los estomas y frena el proceso.
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Temperatura: las enzimas de la fotosíntesis funcionan mejor en un rango. Un aumento moderado favorece; el frío extremo o el calor excesivo limitan.
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Nutrimentos: nitrógeno, fósforo y otros elementos son necesarios para fabricar proteínas, clorofila y ADN. Cuando uno escasea, se vuelve un factor limitante.
El factor que más escasea es el que fija el límite, aunque los demás abunden. En el pastizal de Guanacaste, en la época seca el factor limitante es el agua; en la lluviosa, ya no.
Mencione cuatro factores ambientales que influyen en la productividad primaria de un ecosistema. Para cada uno escriba en una frase si, en general, un aumento moderado…
Mencione cuatro factores ambientales que influyen en la productividad primaria de un ecosistema. Para cada uno escriba en una frase si, en general, un aumento moderado de ese factor favorece o limita la productividad.
Un ganadero de Guanacaste observa que su pastizal produce más pasto en la época lluviosa que en la época seca. (a) Identifique el factor que explica el cambio en la…
Un ganadero de Guanacaste observa que su pastizal produce más pasto en la época lluviosa que en la época seca. (a) Identifique el factor que explica el cambio en la productividad. (b) Explique cómo ese cambio afecta a los consumidores primarios que se alimentan del pasto. (c) Proponga una medida de manejo que ayude a mantener el alimento del ganado en la época seca sin dañar el suelo.
Comparar ecosistemas
Los ecosistemas no producen lo mismo. Para compararlos se usan tablas o gráficos con la PPN, y luego se explican las diferencias con los factores de la sección anterior.
Entre los ecosistemas más productivos están los manglares y los estuarios, como los del golfo de Nicoya. Reciben nutrimentos que arrastran los ríos y las mareas, tienen agua siempre disponible y mucha luz en aguas poco profundas. Esa alta productividad sostiene peces, moluscos, camarones y aves, y las comunidades costeras aprovechan además la pesca artesanal y la protección de la costa contra el oleaje.
La siguiente tabla muestra valores hipotéticos de productividad primaria neta (en gramos de materia seca por metro cuadrado por año) para tres ecosistemas: | Ecosistema…
La siguiente tabla muestra valores hipotéticos de productividad primaria neta (en gramos de materia seca por metro cuadrado por año) para tres ecosistemas:
| Ecosistema | Productividad primaria neta |
|---|---|
| Bosque lluvioso tropical | 2.000 |
| Pastizal de altura | 600 |
| Desierto | 100 |
(a) Ordene los ecosistemas de mayor a menor productividad. (b) Explique dos factores que justifican la diferencia entre el bosque lluvioso y el desierto. (c) Calcule cuántas veces mayor es la productividad del bosque que la del pastizal.
En un manglar del golfo de Nicoya, la productividad primaria es alta, y esto sostiene a peces, moluscos y aves. Explique por qué los manglares y los estuarios suelen ser…
En un manglar del golfo de Nicoya, la productividad primaria es alta, y esto sostiene a peces, moluscos y aves. Explique por qué los manglares y los estuarios suelen ser muy productivos, relacionando su respuesta con la disponibilidad de nutrientes, luz y agua. Mencione además un servicio que presta este ecosistema a las comunidades costeras.
Transferencia de energía entre niveles
La PPN es la «reserva» de energía que entra a la cadena trófica. Cuando un herbívoro se come una planta, solo una parte de esa energía pasa a su biomasa. El resto se pierde como calor en la respiración, en las heces y en partes no comestibles. Por eso, de un nivel al siguiente pasa aproximadamente el 10 % (ley del diezmo ecológico).
La eficiencia de transferencia entre dos niveles es:
$$\text{eficiencia} = \dfrac{\text{energía incorporada en el nivel siguiente}}{\text{energía del nivel anterior}}\cdot 100$$Como se pierde alrededor del 90 % en cada paso, la energía que llega a los últimos niveles es muy poca. Por eso las cadenas tróficas tienen pocos eslabones (de tres a cinco) y hay menos biomasa de carnívoros que de herbívoros.
Un ecosistema marino tiene una productividad primaria neta de 8.000 kJ por metro cuadrado por año. Los herbívoros incorporan como biomasa 800 kJ por metro cuadrado por…
Un ecosistema marino tiene una productividad primaria neta de 8.000 kJ por metro cuadrado por año. Los herbívoros incorporan como biomasa 800 kJ por metro cuadrado por año y los carnívoros primarios incorporan 80 kJ por metro cuadrado por año. (a) Calcule la eficiencia de transferencia entre cada nivel trófico. (b) Interprete el resultado: ¿a dónde se va la energía que no pasa al siguiente nivel? (c) Argumente por qué las cadenas alimentarias tienen pocos niveles tróficos y por qué hay menos biomasa de carnívoros que de herbívoros.
Exceso de nutrimentos: la eutrofización
Más nutrimentos suelen significar más productividad, pero en exceso pueden dañar el ecosistema. Considere un cultivo de piña que recibe mucho fertilizante: la lluvia arrastra nitratos y fosfatos hacia un río y luego a una laguna. Este proceso se llama eutrofización.
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Más nutrimentos: las algas, antes limitadas, se multiplican y la productividad primaria de la laguna sube mucho.
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Menos luz: la capa de algas en la superficie tapa el agua y las plantas del fondo no reciben luz.
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Muerte masiva: las algas mueren en grandes cantidades y se hunden.
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Más respiración: bacterias y otros desintegradores aerobios las descomponen y consumen el oxígeno disuelto.
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Falta de oxígeno en el fondo: peces y otros animales mueren o escapan.
Se comparan dos zonas de cultivo de piña en el Caribe y la Zona Norte de Costa Rica. En la zona A se aplica abundante fertilizante, y parte de los nutrientes llega por…
Se comparan dos zonas de cultivo de piña en el Caribe y la Zona Norte de Costa Rica. En la zona A se aplica abundante fertilizante, y parte de los nutrientes llega por escorrentía a un río y luego a una laguna cercana, donde se observa un crecimiento excesivo de algas y una disminución del oxígeno disuelto en el fondo. Analice el caso: (a) explique cómo el aumento de nutrientes modifica la productividad primaria de la laguna; (b) explique por qué, aunque la productividad primaria aumenta, el oxígeno del fondo disminuye, relacionando su respuesta con la respiración de los descomponedores; (c) proponga dos acciones para reducir el problema.
Resumen
Vuelva al principio: el potrero de Guanacaste produce más pasto en la época lluviosa porque el agua deja de ser el factor limitante y la fotosíntesis aumenta. En la época seca, la PPN cae y los animales que se alimentan de ese pasto tienen menos alimento.