El Ecosistema: Componentes, Flujo de Energía y Parámetros Tróficos

El Ecosistema

Definición y Componentes

Si atendemos a la definición más clásica, un ecosistema sería “la biocenosis más el biotopo”. Sin embargo, nosotros debemos tener en cuenta también otros factores, como las interacciones que se establecen, de manera que atendemos a la siguiente definición:

“Comunidad de organismos que interaccionan entre sí y con el medio físico donde viven, intercambiando materia y energía”.

Algunos Conceptos

• Biosfera: Sistema material formado por el conjunto de los seres vivos propios del planeta Tierra.
• Bioma: Determinada parte del planeta que comparte clima, vegetación y fauna. Es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica.
• Población: Conjunto de individuos de una misma especie que coexisten en espacio y tiempo.
• Comunidad: Conjunto de poblaciones que coexisten en espacio y tiempo.
• Hábitat: Espacio que reúne las condiciones adecuadas para que la especie pueda residir y reproducirse, perpetuando su presencia.

Factores Abióticos

• Luz: Constituye el suministro principal de energía para todos los organismos. Es inútil decir que sin la luz, la vida no existiría sobre la Tierra.
• Temperatura: Normalmente las especies de un ecosistema están adaptadas a un determinado margen de temperaturas.
• Humedad: Los seres vivos necesitan agua para vivir, pero también existen adaptaciones a lugares áridos.
• pH: Depende de la composición de los elementos que forman el suelo y las sustancias que el agua contiene en disolución.

Factores Bióticos

Son las relaciones que establecen los seres vivos entre sí.

Éstas pueden ser de dos tipos:

• Intraespecíficas
• Interespecíficas

Relaciones Intraespecíficas

Son las que se dan entre individuos de la misma especie. Entre ellas distinguimos las de cooperación, que les permite realizar actividades que serían muy costosas o imposibles de llevar a cabo en solitario, como la reproducción, la búsqueda de alimento, la protección mutua y el reparto del trabajo. Señalamos cuatro: familia, asociación gregaria, sociedad y colonia.

a) Familia:

Conjunto de individuos que guarda una relación de parentesco entre ellos.

Finalidad: reproducción y cuidado de la descendencia. Varios tipos:

• Familia parental monógama: macho, hembra y la descendencia, como la mayoría de las aves.
• Familia parental polígama: macho, varias hembras y la descendencia, como los ciervos.
• Familia matriarcal: hembra y la prole, como las gallinas o el escorpión.
• Familia patriarcal: macho y la prole, como el caballito de mar.
• Familia filial: sólo por la descendencia, como los peces.

b) Asociación gregaria:

Conjunto de individuos que se reúnen sólo durante un período de tiempo con el fin de cazar, emigrar, defenderse, etc.

Después se separan. Ejemplo: las bandadas de peces, las manadas de mamíferos o los bancos de peces.

c) Colonia:

Conjunto de individuos formados por reproducción asexual.

Presentan un reparto del trabajo: unos sirven para la reproducción, otros para la alimentación, la reproducción, etc. Ejemplo: los corales o las algas del género Volvox.

d) Sociedad:

Asociación de individuos organizados según grupos sociales o castas, cada una con una función.

Ejemplo: los insectos sociales como las hormigas, avispas, abejas, etc. En ellos aparece una reina, obreras, zánganos o soldados.

Cabe destacar otros casos como:

• Cainismo: Se da cuando son los propios hermanos los que, al luchar por un recurso, que suele ser el alimento, se matan entre sí. Muy característico en las aves rapaces: el pollo que nace primero come antes, crece antes y no deja alimentarse a los que nacen después, que acaban por morir y, o son expulsados del nido o comidos por el primero. Esto depende también de que el año sea bueno en cuanto a la cantidad de alimento se refiere y los padres puedan sacar adelante a más de un pollo.
• Canibalismo: Tiene lugar cuando los individuos de una misma especie se comen entre sí. Ocurre, por ejemplo, entre las larvas de salamandras y tritones o entre los embriones de tiburón, que se devoran aún antes de salir del interior de la madre.

Relaciones Interespecíficas

Son las que se dan entre individuos de especies distintas. Pueden ser de varios tipos:

Relaciones de cooperación:

Mutualismo

Simbiosis

Foresia

Mutualismo: Es la asociación de individuos para obtener beneficio mutuo, pudiendo vivir por separado. Ejemplo: el rinoceronte y los pájaros que lo desparasitan.

Simbiosis: Es un caso extremo de mutualismo. Los individuos asociados obtienen beneficio mutuo, pero no pueden vivir por separado.

Ejemplo: los líquenes, formados por un hongo y un alga que no pueden vivir de forma independiente.

Foresia: Se da cuando una especie se vale de otra para ser transportada, como la abeja cuando transporta el polen de las flores o incluso algunos ácaros que también usan a las primeras para ser transportados.

Relaciones negativas:

Parasitismo

Competencia

Depredación

Parasitismo: Relación en la que un individuo llamado parásito, vive a expensas de otro, llamado hospedador, al que perjudica. Si el parásito está dentro del hospedador se denomina endoparásito, como los virus, las bacterias, protozoos, la lombriz intestinal o la tenia; si el parásito está en el exterior se denomina ectoparásito, como las garrapatas, pulgas, piojos o algunas plantas parásitas.

Competencia: Se caracteriza porque los individuos establecen una lucha por algún recurso, como las plantas por la luz, una hiena y un buitre por la carroña, etc.

Depredación: Se da cuando una especie (depredador o predador) se alimenta de otra (presa), como el lince y el conejo.

Relaciones intermedias:

Inquilinismo

Comensalismo

Tanatocresis

Inquilinismo: En esta relación un individuo busca cobijo y protección en otro sin causarle perjuicio.

Ejemplo: las plantas epífitas o los nidos de los pájaros en los árboles.

Comensalismo: Un individuo obtiene alimento, utilizando los restos de comida o los productos corporales liberados por un otro individuo de otra especie, como el escarabajo pelotero, que se alimenta de excrementos o las rémoras, que comen los restos de comida de los tiburones.

Tanatocresis: Caso especial de inquilinismo.

Uno de los organismos utiliza el cadáver o los restos de la otra especie para cobijarse, como el cangrejo ermitaño, que se aloja en conchas vacías de caracoles marinos.

Organismos de un Ecosistema

Organismos Autótrofos

Productores:

• Se alimentan de nutrientes inorgánicos.
• Capaces de elaborar sus propias moléculas orgánicas.

Organismos Heterótrofos

Se alimentan de sustancias orgánicas previamente sintetizadas por otros seres vivos. Observamos:

Consumidores:

• Consumidores primarios: herbívoros.
• Consumidores secundarios: carnívoros.
• Consumidores terciarios.

Descomponedores:

• Bacterias y hongos.

Flujo de Energía en el Ecosistema

En resumen…

· Los ecosistemas se mantienen en funcionamiento no sólo por el flujo de la energía sino también por la circulación de los materiales.

Materia y energía fluyen juntas a través del ecosistema en forma de materia orgánica.

Parámetros Tróficos

Biomasa (B)

Cantidad de materia orgánica producida. Referida a:

• Un área: en ecosistemas terrestres.
• Un volumen: en ecosistemas acuáticos.

Se expresa en t/km², g/m². Biomasa primaria: fabricada por los productores. Biomasa secundaria: elaborada por los consumidores.

Producción (P)

Cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo. Se expresa en t/km²/año, g/m²/año. Producción Primaria Bruta (PPB): cantidad total de biomasa fabricada por los productores. Producción Secundaria Bruta (PSB): la elaborada por los consumidores. Producción Primaria Neta (PPN): cantidad de biomasa de los productores que pasa al siguiente nivel trófico. Producción Secundaria Neta (PSN): cantidad de biomasa de los consumidores que pasa al siguiente nivel trófico. Nos basamos en una ecuación:

PB = PN + R

Producción neta (PN): equivale a la PB menos lo gastado en la respiración celular. Esta PN:

• Parte será consumida por el siguiente nivel trófico.
• Parte se perderá para el ecosistema porque no será utilizada.
• Parte será aprovechada por los descomponedores.

El flujo de energía en los ecosistemas es el que sustenta la vida…

Fijación de la Energía

Productividad (p)

Relación entre la producción y la biomasa. Suele expresarse en %. Nos da idea de la velocidad de renovación de la biomasa.

pB = PB / B

r (pN) = PN / B

Tiempo de renovación (turnover time): tr = B / PN

Productividad y tiempo de renovación: pn/b productividad = la cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo en un eslabón o ecosistema en relación con la materia orgánica total = conocida como tasa de renovación con la que se renueva la biomasa.

b/pn, tiempo de renovación = tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un ecosistema. Se puede medir en días, años… –> alta productividad y tiempo de renovación corto.

Eficiencia Ecológica

Cantidad de biomasa o energía que se transfiere de un nivel trófico al siguiente. Regla del 10 %. Variación de la eficiencia ecológica varía entre el 5 % y el 30 %. PN/PB.

El porcentaje de energía que es transferida desde un nivel trófico al siguiente.

El nº de eslabones de una cadena depende de la Producción Primaria (PP) y de la eficiencia.

Regla del 10 %

La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él.

Por esta razón, el número de eslabones es muy limitado.

Hemos visto:

• El flujo de energía es unidireccional, acíclico y abierto.
• Necesidad de un aporte exterior de energía para mantener el ecosistema.
• Los niveles tróficos disponen de mucha más energía de la que consumen.
• A medida que ascendemos en el ecosistema la cantidad de energía consumida en el metabolismo de cada nivel trófico es mayor. Consumidores secundarios: 60 % de la PB.
• Se produce una disminución progresiva de la energía en cada nivel trófico.

Un porcentaje muy elevado de la energía disponible en cada nivel trófico no se utiliza.