Todos los
seres vivos somos sistemas complejos y organizados que necesitamos intercambiar
materia y energía con el entorno para mantener las funciones vitales. Esta
interacción también incluye relaciones con los otros seres vivos.
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.
La
vida en la Tierra depende de este conjunto de relaciones de intercambio de
materia y energía, y de su balance. Dentro de un área definida se puede observar
que los seres vivos se relacionan entre sí y con su entorno. A este conjunto se
le llama ecosistema, y tiene componentes bióticos (los seres vivos), y
componentes abióticos (espacio disponible, agua, temperatura, luz, acidez,
suelo, humedad, nutrientes, salinidad).
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».
En
un ecosistema, los organismos aprovechan para vivir, los recursos disponibles
en su entorno, por ejemplo, el espacio para hacer madrigueras o el agua para
beber. También interactúan con otros organismos, principalmente a través de la
alimentación: unos se alimentan de otros.
Un
ecosistema no permanece igual todo el tiempo. Las relaciones entre las
diferentes partes que lo integran, se mantienen en un equilibrio dinámico. Esto
quiere decir que el ecosistema funciona a través de cambios continuos en sus
componentes que permiten el intercambio de materia y energía, y las relaciones entre
los seres vivos, en cada uno de los diferentes momentos del día y en las
distintas estaciones del año.
Cuando
por algún motivo, una condición tiene un gran cambio, puede tener como
consecuencia que disminuya la disponibilidad de un recurso o que desaparezca
definitivamente alguna población de los seres vivos que lo forman. Un gran
cambio puede darse, por ejemplo con la tala de muchos árboles en poco tiempo,
deforestando un cerro, o cuando se presentan plagas.
La
dinámica de los ecosistemas se estudia observando las relaciones entre los organismos
y su entorno. Estas interacciones pueden ser numerosas y dependen de muchos
factores.
Bioma
Un
bioma es una clasificación global de áreas similares, incluyendo muchos
ecosistemas, climática y geográficamente similares, esto es, una zona definida
ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares
comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, son a menudo referidas
como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores
tales como las estructuras de las plantas (árboles, arbustos y hierbas), los
tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas
(bosque, selva, sabana) y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no
se definen por genética, taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con
frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación clímax.
La
clasificación más simple de biomas es:
·
Biomas terrestres.
·
Biomas de agua dulce.
·
Biomas marinos.
Función
y biodiversidad
Desde
el punto de vista humano muchos ven a los ecosistemas como unidades de
producción similares a los que producen bienes y servicios. Entre los bienes
más comunes producidos por los ecosistemas están la madera y el forraje para el
ganado. La carne de los animales silvestres puede ser muy provechosa bajo un
sistema de manejo bien controlado como ocurre en algunos lugares en África del
Sur y en Kenia. No se ha tenido tanto éxito en el descubrimiento y la
producción de sustancias farmacéuticas a partir de organismos silvestres.
Los
servicios derivados de los ecosistemas incluyen:
·
El disfrute de la naturaleza: lo cual
proporciona fuentes de ingresos y de empleo en el sector turístico, a menudo
referido como ecoturismo.
·
Retención de agua: facilita una mejor
distribución la misma.
·
Protección del suelo: un laboratorio
al aire libre para la investigación científica, etc.
Un
número mayor de especies o diversidad biológica (biodiversidad) de un
ecosistema le confiere mayor capacidad de recuperación porque habiendo un mayor
número de especies éstas pueden absorber y reducir los efectos de los cambios
ambientales. Esto reduce el impacto del cambio ambiental en la estructura total
del ecosistema y reduce las posibilidades de un cambio a un estado diferente.
Esto no es universal; no existe una relación comprobada entre la diversidad de
las especies y la capacidad de un ecosistema de proveer bienes y servicios en forma
sostenible.
Las
selvas húmedas tropicales producen muy pocos bienes y servicios directos y son
sumamente vulnerables a los cambios. En cambio los bosques templados se
regeneran rápidamente y vuelven a su anterior estado de desarrollo en el curso
de una generación humana, como se puede ver después de incendios de bosques.
Algunas praderas han sido explotadas en forma sostenible por miles de años:
(Mongolia, África, brezales europeos).
Redes alimentarias
La
cadena trófica (del griego trophos, alimentar, nutrir)1 describe el proceso de
transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de
una comunidad biológica, 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.
En
los ecosistemas, por su forma de nutrirse, los organismos se dividen en
autótrofos, que son los que pueden producir sus nutrimentos, y heterótrofos,
los que para obtener sus nutrimentos necesitan alimentarse de otros organismos
y sus desechos.
Las
interacciones entre todos los organismos de un ecosistema se pueden representar
a través de modelos llamados cadenas alimentarias.
1.
El primer eslabón de una cadena, son
los organismos autótrofos, por ejemplo, las plantas.
2.
El segundo eslabón corresponde a los
organismos que se alimentan de plantas, se llaman herbívoros.
3.
El tercer eslabón está formado por los
carnívoros,
4.
El cuarto por los organismos descomponedores
como las bacterias, las lombrices o los hongos.
Los
eslabones se conocen también con otros nombres: productores, consumidores
primarios, consumidores secundarios, y al final de la cadena los
descomponedores.
En
una biocenosis o comunidad biológica existen:
1) Productores
primarios, autótrofos, que utilizando la energía solar (fotosíntesis) o
reacciones químicas minerales (quimiosíntesis), obtienen la energía necesaria
para fabricar materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos que toman del
aire y del suelo.
2) Consumidores,
heterótrofos, que producen sus componentes a partir de la materia orgánica
procedente de otros seres vivos.Las especies consumidoras pueden ser, si las
clasificamos por la modalidad de explotación del recurso:
3) Depredadores
y pecoreadores. Organismos que ingieren el cuerpo de sus presas, entero o en
parte. Esta actividad puede llamarse y se llama a veces predación, pero es más
común ver usado este término solo para la actividad de los carnívoros, es
decir, los consumidores de segundo orden o superior (ver más abajo).
4) Descomponedores
o degradadores. Los primeros son aquellos organismos saprótrofos, como
bacterias y hongos, que aprovechan los residuos por medio de digestión externa
seguida de absorción (osmotrofia). Los detritívoros son algunos protistas y
pequeños animales, que devoran (fagotrofia) los residuos sólidos que encuentran
en el suelo o en los sedimentos del fondo, así como animales grandes que se
alimentan de cadáveres, que es a los que se puede llamar propiamente
carroñeros.
Parásitos
y comensales. Los parásitos pueden ser depredados, como lo son los pulgones de
las plantas por mariquitas, o los parásitos de los grandes herbívoros
africanos, depredados por picabueyes y otras aves. Los parásitos suelen a su
vez tener sus propios parásitos, de manera que cada parásito primario puede ser
la base de una cadena trófica especial de parásitos de distintos órdenes.
Las
relaciones de alimentación pueden ser muy complicadas: un organismo productor
planta puede alimentar a varios tipos de herbívoros, que a su vez son devorados
por diversos tipos de carnívoros. En otras palabras, una planta puede ser el
alimento de insectos y aves, los insectos pueden ser alimento de ranas y murciélagos,
y las aves pueden ser consumidas por serpientes y mamíferos.
Es
de notar, que en muchas especies distintas, categorías de individuos pueden
tener diferentes maneras de nutrirse, que en algunos casos las situarían en
distintos niveles tróficos. Por ejemplo las moscas de la familia Sarcophagidae,
son recolectoras de néctar y otros líquidos azucarados durante su vida adulta,
pero mientras son queresas (larvas) su alimentación típica es a partir de
cadáveres (están entre los “gusanos” que se desarrollan durante la
putrefacción). Los anuros (ranas y sapos) adultos son carnívoros, pero sus
larvas, los renacuajos, roen las piedras para obtener algas. En los mosquitos
(familia Culicidae) las hembras son parásitas hematófagas de animales, pero los
machos emplean su aparato bucal picador para alimentarse de savia vegetal.
En
un ecosistema, las cadenas alimentarias pueden cruzarse porque un organismo
puede ser la fuente de alimentación de otros. Las redes alimentarias son
modelos para representar cómo varias cadenas alimentarias están
interconectadas. Por ejemplo, , el pez puede servir de alimento al felino y al
mapache. Si hay algo que afecta a un eslabón, esto quedará reflejado en todos
los demás seres vivos de la red.
Ciclos biogeoquímicos
Al
igual que en las redes alimentarias, el flujo de materia y energía entre los
diferentes componentes de un ecosistema puede representarse de forma general través
de los llamados ciclos biogeoquímicos, entre los que encontramos el ciclo del
carbono y el ciclo del agua.
La
biogeoquímica estudia la interacción entre los compuestos geoquímicos y los
organismos vivos. La biogeoquímica es necesaria para comprender el
funcionamiento de los seres vivos, desde el nivel de organización celular hasta
el ecosistema que conforman. Además, esta ciencia nos permite comprender el
porqué de muchos de los problemas ambientales actuales (cambio climático,
destrucción de la capa de ozono, contaminación), y de procesos esenciales para
nuestra sociedad (producción de cultivos, reciclaje de residuos, depuración).
El
desarrollo de la biogeoquímica se adapta muy bien a aquellas regiones que
presentan una vegetación muy densa y donde la cartografía geológica es difícil
de ser llevada a cabo por ausencia de afloramientos.
·
Biogeoquímico: Se refiere a alguna
relación o actividad en la que participan seres vivos, en procesos geológicos y
químicos.
En
estos ciclos es evidente que si desaparece o se daña una parte, el ciclo puede
quedar interrumpido y afectar a las partes restantes. A continuación
encontrarás una descripción del ciclo del carbono y del agua. No debe olvidarse
que nuestras actividades como seres humanos están dentro de estos ciclos, y que
algunas de ellas alteran por completo su equilibrio.
Un
elemento químico o molécula que es necesario para la vida de un organismo, se
le llama nutriente o nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 31 a 40
elementos químicos, donde el número y tipos de estos elementos varía en cada
especie.
Los
elementos requeridos por los organismos en grandes cantidades se denominan:
1) Macronutrientes:
carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio y
potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97 % de la masa del
cuerpo humano, y más de 95 % de la masa de todos los organismos.
2) Micronutrientes.
Son los 30 o más elementos requeridos en cantidades pequeñas (hasta trazas):
hierro, cobre, zinc, cloro, yodo, (véase también oligoelementos).
El
término ciclo biogeoquímico se deriva del movimiento cíclico de los elementos
que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e
intervienen en un cambio químico.
1) Sedimentario.
También se estudian los cambios de estado de la materia que los contaminantes.
2) Hidrológico.
Proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la
hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención
mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares
a otros o cambia de estado físico.
Gracias a los ciclos biogeoquímicos,
los elementos se encuentran disponibles para ser usados una y otra vez por
otros organismos; sin estos ciclos los seres vivos se extinguirían por esto son
muy importantes.
El ciclo del agua
El
agua es necesaria para los organismos porque proporciona un medio adecuado para
que se lleven a cabo todas sus funciones biológicas. Un organismo sin el agua
suficiente muere deshidratado.
El
agua utilizada por los organismos puede provenir de varias fuentes: del suelo, del
aire como la que utilizan las plantas, de los alimentos, o del consumo directo
en su forma líquida como en el caso de los animales terrestres.
Los
seres vivos eliminan parte del agua de su organismo por la transpiración, que
la libera en forma de vapor hacia la atmósfera. Cuando el calor del Sol calienta
la superficie de los mares, ríos, lagos y otros cuerpos de agua, se produce
vapor de agua, que también se incorpora a la atmósfera.
Al
enfriarse en la atmósfera, el vapor de agua forma las nubes, cuyas pequeñas
gotas se van uniendo unas a otras hasta que son tan grandes que caen en forma
de lluvia, nieve o granizo. Esta lluvia aporta agua a los ríos, lagos y mares,
se acumula en cavidades subterráneas y llega al suelo de donde los seres vivos
la toman, con lo cual se cierra el ciclo.
El ciclo hidrológico está dividido en dos
ciclos: el ciclo interno y el ciclo externo. El ciclo interno consiste en lo
siguiente: El agua de origen magmático formada mediante reacciones químicas en
el interior de la tierra sale a través de volcanes y fuentes hidrotermales, y
se mezcla con el agua externa. Se termina cuando el agua de los océanos se introduce
por las zonas de subducción hasta el manto.
Los
principales procesos implicados en el ciclo del agua son:
1.º Evaporación:
El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y
también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y
sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen
con un 10 % al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo
podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que
ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.
2.º Condensación:
El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas
por agua en gotas minúsculas.
3.º Precipitación:
Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían
acelerándose la condensación y uniéndose las gotas de agua para formar gotas
mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su
mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida
(lluvia).
4.º Infiltración:
Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y
pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula
en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la
pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la
atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que
la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora
a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del
agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las
circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del
terreno.
5.º Escorrentía:
Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se
desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no
excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la
escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de
sedimentos.
6.º Circulación subterránea:
Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que
se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:
Primero, la que se da en la zona
vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y
es una circulación siempre pendiente abajo.
Segundo, la que ocurre en los
acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca
permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que
intervienen la presión y la capilaridad.
7.º Fusión:
Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse
el deshielo.
8.º Solidificación:
Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0 °C, el
vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o
granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso
de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta
por lo general a baja altura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas
gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo
polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio),
mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua
que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va
formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la
superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se
produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este
hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al
núcleo congelado de las grandes gotas de agua. El proceso se repite desde el
inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.
El ciclo del carbono
El
carbono es el elemento químico que forma los materiales de los que están
constituidos los seres vivos. El carbono combinado con el oxígeno forma un
compuesto: el dióxido de carbono (CO2), que está en el aire de la atmósfera.
A
través de la fotosíntesis, las plantas y muchos microorganismos utilizan el
dióxido de carbono del aire y producen los compuestos biológicos básicos para
la vida. Los organismos que no realizan la fotosíntesis tienen que recurrir a
los productores primarios para su nutrición. Así, el carbono incorporado en la
fotosíntesis pasa a los siguientes eslabones de la cadena, formando parte de
las estructuras de todos los seres vivos. Con la respiración, todos los seres
vivos liberan dióxido de carbono a la atmósfera, lo que completa el ciclo.
Además,
los seres humanos utilizamos combustibles como la leña, la gasolina, el diesel
en diversas actividades. Cuando estos combustibles se queman, se desprende
dióxido de carbono que también participa en el ciclo del carbono.
El
carbono también forma parte del suelo y las rocas. En el medio marino hay una
parte de CO2 disuelta en el agua que forma sales. Algunos organismos marinos
utilizan el CO2 en la fotosíntesis, estableciendo cadenas alimentarias
equivalentes las que vemos en ambientes terrestres. Una parte del carbono del
mar viene de la atmósfera, pero otra parte se produce en erupciones volcánicas
submarinas.
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Bibliografia
www.wikipedia.org
www.libros.conaliteg.gob.mx
Enciclopedia
Microsoft® Encarta® 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation.
www.fotolia.com
Nueva Enciclopedia Tematica Grolier 2012
https://www.ecured.cu
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