Productividad y biomasa de los ecosistemas
En los Llanos, después de la época de lluvias, el pasto crece verde y alto, y en él pastan chigüires y ganado. Pero en los médanos de Coro, casi no se ve vegetación. ¿Por qué unos lugares producen tanta materia viva y otros tan poca? ¿Y por qué hay muchísimo más pasto que jaguares? Lo vamos a averiguar.
Biomasa: la materia viva de un ecosistema
Imagina que pudieras recoger todo lo que está vivo en un metro cuadrado de sabana: el pasto, los insectos, las lagartijas. Si lo secas y lo pesas, obtienes su biomasa.
La biomasa no es solo de plantas. Una hoja, un tronco, un chigüire, una lombriz y hasta las bacterias del suelo forman parte de ella. En un bosque tropical hay biomasa de árboles, de lianas, de hongos, de aves y de insectos.
Se mide por niveles tróficos: la biomasa de los productores, la de los herbívoros, la de los carnívoros, etc.
Define qué es la biomasa de un ecosistema y menciona dos ejemplos de biomasa que puedas encontrar en un bosque tropical.
Define qué es la biomasa de un ecosistema y menciona dos ejemplos de biomasa que puedas encontrar en un bosque tropical.
Productividad primaria: de dónde sale la materia
Toda la materia orgánica de un ecosistema parte de un mismo lugar: los productores (plantas, algas, algunas bacterias). Ellos hacen la fotosíntesis: con la luz del Sol, el agua y el dióxido de carbono ($CO_2$) fabrican azúcares y liberan oxígeno.
$$\text{dióxido de carbono} + \text{agua} \xrightarrow{\text{luz}} \text{materia orgánica} + \text{oxígeno}$$Fíjate en la diferencia: la biomasa es lo que hay en un momento dado; la productividad es lo que se produce en un tiempo. Es como la diferencia entre el dinero guardado y lo que ganas cada mes.
Los productores son la base porque ningún otro ser vivo puede transformar la energía de la luz en materia orgánica. Los herbívoros comen plantas, los carnívoros comen herbívoros: toda la energía que usan viene, al final, de lo que fabricaron los productores.
Explica qué se entiende por productividad primaria y por qué se dice que los productores son la base de la productividad de un ecosistema. Indica qué proceso realizan…
Explica qué se entiende por productividad primaria y por qué se dice que los productores son la base de la productividad de un ecosistema. Indica qué proceso realizan los productores para generar materia orgánica.
Pirámides de biomasa y de energía
Si ordenamos los niveles tróficos en escalones, con los productores en la base, obtenemos una pirámide. Cada escalón tiene el tamaño de la biomasa (o de la energía) de ese nivel.
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Segundo escalón: consumidores primarios (herbívoros).
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Tercer escalón: consumidores secundarios (carnívoros primarios).
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Al subir, la biomasa y la energía disminuyen: la pirámide se estrecha.
También existe la pirámide de números, que cuenta individuos en lugar de biomasa o energía; aquí solo la mencionamos y no la estudiaremos en detalle.
Casi siempre la forma es de pirámide, con base ancha. Hay una pequeña excepción en algunos ambientes acuáticos (el fitoplancton se reproduce tan rápido que su biomasa en un instante puede ser menor que la de los animales que lo comen), pero la energía siempre disminuye al subir.
En una pirámide de biomasa de un ecosistema, la base está formada por los productores. Indica qué nivel trófico ocupa el segundo escalón y cuál el tercero, y señala si…
En una pirámide de biomasa de un ecosistema, la base está formada por los productores. Indica qué nivel trófico ocupa el segundo escalón y cuál el tercero, y señala si la biomasa suele aumentar o disminuir al subir en la pirámide.
La regla del 10 %: adónde va la energía
Cuando un herbívoro come pasto, no toda la energía del pasto se convierte en herbívoro. Mucha se gasta o se pierde:
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Se usa en la respiración y en las actividades del animal (correr, mantener la temperatura).
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Se libera como calor al ambiente.
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Parte del alimento no se digiere y sale en las heces, que luego aprovechan los descomponedores.
Como regla general, solo alrededor del 10 % de la energía pasa de un nivel trófico al siguiente.
La energía fluye en un solo sentido: entra como luz, pasa por los niveles y sale como calor. La materia, en cambio, circula: los restos de los seres vivos son descompuestos y sus nutrientes los vuelven a usar las plantas.
Del ejemplo sale una consecuencia: 10.000 → 1.000 → 100 → 10. Como la energía se reduce tanto, las cadenas alimentarias casi nunca pasan de cuatro o cinco eslabones: arriba ya no queda suficiente para mantener otro nivel.
Una pradera produce 10.000 unidades de energía en forma de materia vegetal. Se acepta, como regla general, que solo alrededor del 10 % de la energía pasa de un nivel…
Una pradera produce 10.000 unidades de energía en forma de materia vegetal. Se acepta, como regla general, que solo alrededor del 10 % de la energía pasa de un nivel trófico al siguiente. Calcula cuánta energía llega a los herbívoros, a los carnívoros primarios y a los carnívoros secundarios, y explica adónde va el resto de la energía.
Una tabla muestra la biomasa de un ecosistema de sabana por cada metro cuadrado: pasto, 800 g; herbívoros, 80 g; carnívoros, 8 g. Interpreta estos datos: indica qué…
Una tabla muestra la biomasa de un ecosistema de sabana por cada metro cuadrado: pasto, 800 g; herbívoros, 80 g; carnívoros, 8 g. Interpreta estos datos: indica qué forma tiene la pirámide de biomasa, qué relación hay entre un nivel y el siguiente y por qué hay pocos carnívoros en comparación con la vegetación.
Comer más abajo en la cadena
La regla del 10 % explica una decisión de la vida real. Con un mismo terreno de maíz, hay dos caminos:
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Consumir el maíz directamente: la persona es consumidora primaria y recibe una parte grande de la energía del cultivo.
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Dar el maíz a vacas y comer su carne: hay un nivel más (vaca) y en ese paso se pierde alrededor del 90 %. La persona es consumidora secundaria.
Si el maíz almacena $10.000$ unidades, comerlo directamente aprovecha hasta esas $10.000$ (en la práctica algo menos); pasando por la vaca, esta recibe alrededor de $1.000$ y la persona, que come la carne, recibe solo el 10 % de eso: alrededor de $100$. Por eso, con el mismo terreno, se puede alimentar a más personas (hasta unas diez veces más, en teoría) consumiendo el vegetal directamente. Esto no significa que la carne esté «mal»: significa que producir carne exige más terreno y más energía.
Un agricultor de los Andes decide dedicar un terreno a cultivar maíz para alimentar directamente a su familia, mientras que su vecino usa un terreno del mismo tamaño…
Un agricultor de los Andes decide dedicar un terreno a cultivar maíz para alimentar directamente a su familia, mientras que su vecino usa un terreno del mismo tamaño para producir maíz que da a vacas y luego consume la carne. Argumenta, usando el flujo de energía entre niveles tróficos, cuál de las dos formas aprovecha más energía del cultivo y por qué.
¿Por qué unos ecosistemas producen más que otros?
La productividad depende de lo que necesita la fotosíntesis: luz, agua, temperatura y nutrientes.
| Ecosistema | Luz | Agua | Temperatura | Productividad |
|---|---|---|---|---|
| Selva húmeda (Amazonas venezolano) | Mucha todo el año | Abundante | Cálida y estable | Muy alta |
| Sabana llanera | Mucha | Abundante en lluvias, poca en sequía | Cálida | Media (varía con la estación) |
| Médanos de Coro (zona árida) | Mucha | Muy escasa | Muy cálida | Muy baja |
| Páramo andino | Variable | Moderada | Fría | Baja |
En la selva, todo está a favor: la planta puede hacer fotosíntesis casi todo el año y acumula mucha biomasa. En el desierto, falta agua: las plantas son pocas, pequeñas y crecen lento, y por eso hay pocos herbívoros y carnívoros.
Otro ejemplo es el manglar de la costa caribeña, como el de Morrocoy: tiene luz y calor todo el año, agua y abundantes nutrientes que llegan de los ríos y de las mareas, así que su productividad es alta y acumula bastante biomasa.
En los ecosistemas acuáticos importan además la transparencia del agua (la luz solo llega a cierta profundidad) y los nutrientes disueltos. Un arrecife de coral como los de Los Roques tiene aguas cálidas, claras y con buena luz, y muchos organismos fotosintéticos (algas y microalgas que viven en los corales), así que concentra muchísima biomasa por área. El mar abierto tiene pocos nutrientes y menos biomasa por metro cuadrado, pero ocupa una superficie enorme, y el fitoplancton que hay allí fabrica una parte muy grande de la materia orgánica y del oxígeno del planeta.
Compara la productividad de una selva húmeda tropical, como la de la Amazonía venezolana, con la de un desierto como los Médanos de Coro. Relaciona la cantidad de luz,…
Compara la productividad de una selva húmeda tropical, como la de la Amazonía venezolana, con la de un desierto como los Médanos de Coro. Relaciona la cantidad de luz, agua y temperatura con la cantidad de biomasa que cada ecosistema puede producir.
Se mide la productividad de dos ecosistemas acuáticos: un arrecife de coral en Los Roques, con aguas transparentes y cálidas, y una zona de mar abierto con pocos…
Se mide la productividad de dos ecosistemas acuáticos: un arrecife de coral en Los Roques, con aguas transparentes y cálidas, y una zona de mar abierto con pocos nutrientes. Analiza qué factores explican que el arrecife tenga mayor biomasa por unidad de área, y discute por qué, aun así, el mar abierto tiene un papel importante en la producción global de materia orgánica.
Resumen
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Biomasa: materia orgánica de los seres vivos por unidad de área. No es lo mismo que el número de individuos.
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Productividad primaria: materia orgánica que fabrican los productores con la fotosíntesis en cierto tiempo. Es la base de todo el ecosistema.
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Pirámides: la biomasa y la energía disminuyen al subir de nivel trófico.
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Regla del 10 %: solo pasa cerca del 10 % de la energía de un nivel al siguiente; el resto se pierde como calor y respiración. La energía fluye en un sentido; la materia circula.
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Factores: luz, agua, temperatura y nutrientes determinan que la selva y el arrecife produzcan mucho, y el desierto, poco.
Vuelve al principio: en los Llanos llueve y hay luz y calor, así que el pasto abunda; en los médanos falta agua. Y hay mucho más pasto que jaguares porque en cada nivel solo pasa cerca del 10 % de la energía.