Ecología y sostenibilidad · La dinámica de los ecosistemas
El flujo de energía en los ecosistemas
En el Parque Nacional La Tigra, cerca de Tegucigalpa, los pinos y encinos captan energía del Sol durante todo el año. Si usted pudiera medir cuánta de esa energía llega a un gavilán que caza ratones en ese mismo bosque, le sorprendería lo poca que es: por cada 1,000 unidades de energía que entran en las plantas, al gavilán le llega aproximadamente una. ¿Por qué se pierde tanta energía en el camino? Esa es la clave para entender cómo funciona un ecosistema.
Ecosistema y sus componentes
La ecología estudia las relaciones entre los seres vivos y su ambiente. Un ecosistema es el conjunto de seres vivos (componentes bióticos) y de factores no vivos como la luz, el agua, el suelo y la temperatura (componentes abióticos) que interactúan en un lugar, por ejemplo un bosque de pino y encino.
Los componentes bióticos cumplen tres papeles: los productores (plantas, algas) fabrican su alimento por fotosíntesis; los consumidores se alimentan de otros seres vivos (herbívoros, carnívoros, omnívoros); los descomponedores (hongos y bacterias) obtienen energía de restos y desechos.
Practica★☆☆Sin empezar
Clasifique estos organismos de un bosque de pino y encino en productores, consumidores (indicando su nivel trófico) y descomponedores: encino, conejo, zorro, zopilote,…
Clasifique estos organismos de un bosque de pino y encino en productores, consumidores (indicando su nivel trófico) y descomponedores: encino, conejo, zorro, zopilote, lombriz de tierra y hongo. Justifique cada clasificación.
Los productores son los organismos fotosintéticos: plantas, algas y fitoplancton. Capturan la energía de la luz solar y la guardan en moléculas orgánicas (azúcares). A esa energía fijada por unidad de superficie y de tiempo se le llama productividad primaria. Se mide en kJ/m²·año, kcal/m²·año o g/m²·año.
Pero los productores también respiran: igual que usted, rompen parte de sus azúcares en la respiración celular para obtener energía útil. Por eso se distinguen dos medidas.
¿Por qué cambia la productividad de un ecosistema a otro?
La fotosíntesis necesita luz, agua y CO₂, y funciona mejor con temperaturas favorables. Por eso la productividad varía mucho:
Ecosistema
Factor que más limita
Productividad
Bosque lluvioso de La Mosquitia
casi ninguno (mucha luz, agua y calor)
muy alta
Manglares del golfo de Fonseca
pocos: mucha agua y luz
alta
Zonas del Corredor Seco
agua
muy baja
Mar abierto (lejos de la costa)
nutrientes (nitrógeno, fósforo, hierro)
baja por m²
Eficiencia fotosintética
No toda la luz que llega a las plantas se convierte en energía disponible. La eficiencia fotosintética es el cociente entre la PPN y la energía lumínica que recibe el productor, expresado en porcentaje: $$\text{eficiencia fotosintética} = \dfrac{\text{PPN}}{\text{energía lumínica recibida}} \times 100\,\%$$ No debe confundirse con la eficiencia ecológica, que compara un nivel trófico con el siguiente.
Niveles tróficos, redes y descomponedores
Una cadena trófica muestra una sola línea de «quién se come a quién»: pasto → conejo → culebra → gavilán. Pero casi ningún animal come una sola cosa. Las cadenas se entrelazan y forman una red trófica (o red alimentaria), que describe mejor al ecosistema real. Las flechas indican hacia dónde viaja la energía: del alimento al que lo come.
Los descomponedores cierran la red: transforman restos de animales, hojarasca y excrementos en nutrientes que los productores vuelven a absorber.
Esto también explica por qué una red con muchas conexiones resiste mejor: si desaparece una especie, los demás consumidores tienen otras presas alternativas.
Practica★☆☆Sin empezar
Defina nivel trófico y construya una cadena trófica de cuatro eslabones propia de un bosque de pino y encino de Honduras, indicando a qué nivel pertenece cada eslabón y…
Defina nivel trófico y construya una cadena trófica de cuatro eslabones propia de un bosque de pino y encino de Honduras, indicando a qué nivel pertenece cada eslabón y el tipo de alimentación de cada organismo.
Diferencie una cadena trófica de una red trófica, y razone por qué los ecosistemas con redes muy entrelazadas resisten mejor la desaparición de una especie que los que…
Diferencie una cadena trófica de una red trófica, y razone por qué los ecosistemas con redes muy entrelazadas resisten mejor la desaparición de una especie que los que tienen cadenas simples y lineales.
No toda la energía de un nivel llega al siguiente. Al porcentaje que sí pasa se le llama eficiencia ecológica de transferencia (o rendimiento ecológico):
Dos transferencias seguidas: $0.10 \times 0.10 = 0.01$, es decir, el $1\%$ de la energía original.
La pirámide de energía
Si cada transferencia deja pasar solo una pequeña fracción, ¿qué forma tiene la energía disponible por niveles? Si se apila un piso por nivel trófico, con el ancho proporcional a la energía, se obtiene una pirámide.
Pirámides de biomasa y de números
La biomasa es la masa de materia viva de un nivel. Disminuye al subir de nivel porque en cada transferencia se pierde energía y, con ella, se puede sostener menos masa viva.
En un muestreo en el mar abierto del Caribe se registran $4\ \text{g/m}^3$ de fitoplancton y $12\ \text{g/m}^3$ de zooplancton que se alimenta de él. ¿Cómo puede una cantidad tan pequeña de productores sostener a una masa tres veces mayor de consumidores?
Flujo abierto de energía y ciclo de materia
Cascadas tróficas
Como los niveles están conectados, quitar uno afecta a los demás. Si la sobrepesca elimina a los grandes peces depredadores, sus presas (peces más pequeños y herbívoros) aumentan; al haber más herbívoros, comen más algas y estas disminuyen. Este efecto en cadena se llama cascada trófica.
Vuelva al principio: el gavilán recibe solo 1 de cada 1,000 unidades de energía de las plantas porque está en el cuarto nivel (encino o pasto → insecto o ratón → culebra o ave pequeña → gavilán). Con la regla del 10 % en cada transferencia: $1{,}000 \times 0.10 \times 0.10 \times 0.10 = 1$ unidad.
Resumen
¡A practicar! 0 ejercicios de nivel medio en este apartado
¡A practicar! 0 ejercicios de nivel difícil en este apartado