Los ecosistemas

LOS ECOSISTEMAS

Como hemos visto en un tema anterior, la vida se estructura en diversos niveles de organización jerárquicos, empezando desde el nivel atómico y llegando a los niveles más generales de población, comunidad, ecosistema y biosfera. En este tema vamos a estudiar estos niveles superiores de organización de la vida.

La ciencia que estudia estos niveles de organización es una rama de la biología llamada ecología.

La ecología estudia las interacciones de los seres vivos entre sí y su medio ambiente.(del griego ”oikos” –casa-y “logos” -tratado-). Estudia como funciona la “casa” de los seres vivos.

*Busca en un diccionario las palabras ecología, ecólogo, ecologismo y ecologista. Escribe su definición y diferencia el significado de cada una.

1.- Ecosistemas

El conjunto de todos los seres vivos que habitan en un lugar, junto a las influencias del medio al que se encuentran sometidos conforman un ecosistema. Así, el ecosistema está formado por el lugar y las condiciones del lugar( biotopo) y los seres que viven allí (biocenosis).

De lo dicho anteriormente, podemos deducir que en un ecosistema tenemos dos componentes fundamentales:

·         Por un lado están los factores abióticos, que son las características físico-químicas de un ecosistema: la luz, el suelo, el agua, la temperatura, el relieve… Al lugar concreto con los factores  abióticos característicos se le denomina el biotopo.

Cuando estudiamos una población dentro de su biotopo o de su espacio vital concreto a éste le llamamos hábita.

·         Por otro lado están los factores bióticos: los seres vivos que viven sobre el biotopo son conjuntos de especies. Cada especie forma una población y el conjunto de poblaciones que viven en un determinado ligar forman la biocenosis o comunidad.

Además , a la función que una especie concreta desempeña en un hábitat determinado se le llama nicho ecológico ( algo así como su “oficio” en el ecosistema). Por ejemplo, las ardillas son comedoras de semillas, nueces y brotes tiernos en bosques  templado.

Volviendo a la idea  inicial: Un ecosistema  es la suma de los factores abióticos de un lugar (biotopo) y los factores bióticos o las poblaciones de seres vivos que viven en él (biocenosis).

*Completa  el siguiente cuadro:

Ser vivo	Hábitat	Nicho ecológico
Buitre
Lombriz
Cactus

 

                                    

2.- Los ecosistemas de nuestro planeta

En nuestro planeta existen muchos ecosistemas distintos pero para que sea más fácil estudiarlos los condensamos en dos  grandes grupos:

·         Ecosistema terrestres: bosques, praderas, desiertos, estepas, valles, alta montaña, laderas, etc…

·         Ecosistemas acuáticos: marinos, de agua dulce ( ríos, charcas, lagunas, lagos, etc…).

Los ecosistemas se pueden agrupar en grandes unidades que llamamos biomas: áreas climáticas del planeta de características particulares donde viven comunidades determinadas de seres vivos. Son ejemplos de biomas la tundra, la taiga, la selva tropical, los bosques templados, los desiertos,…

El total de biomas de la Tierra forman la biosfera o la zona de la tierra donde se desarrolla la vida. Comprende la parte inferior de la atmósfera ( troposfera ), la hidrosfera ( aguas sólidas, líquidas y gaseosas) y la litosfera o suelo.

                                          

                                                                                                          Los grandes biomas de la Tierra

3.- Funcionamiento de los ecosistemas

3.1.- Niveles tróficos

Los ecosistemas son unas unidades muy complejas con multitud de interacciones. Para que estos sistemas funcionen necesitan tener un intercambio continuo de materia y energía. Estos intercambios se dan entre seres vivos de diferentes especies, al alimentarse unos de otros. A estar relaciones se les llama relaciones tróficas. Teniendo en cuenta estas relaciones ( quien come a quién), los seres vivos se agrupan en diversos niveles que llamamos niveles tróficos.

a)     Productores: son los seres vivos autótrofos. Convierten la materia inorgánica del entorno en materia orgánica mediante procesos como la fotosíntesis. Son los que introducen la materia y la energía en las relaciones tróficas. A este grupo pertenecen las plantas, y ciertas moneras y protoctistas.

                                                                      

b)      Los demás seres vivos obtienen la materia y la energía necesaria para su funcionamiento a partir de los productores; por eso se les denomina consumidores.  Los consumidores son heterótrofos, ya que necesitan alimentarse de sustancias orgánicas de otros seres vivos. Son consumidores los animales y ciertas moneras y protoctistas.  Dentro  de los consumidores, se pueden distinguir:

b.1.- Consumidores primarios: Son los herbívoros, que se alimentan de los productores.

b.2.- Consumidores secundarios: se alimentan de otros consumidores ( carnívoros), e incluso de productores  también ( omnívoros).

c)       Los descomponedores se alimentan de restos de materia orgánica, la descomponen y vuelven a transformar en materia inorgánica. De esta forma, la materia completa un ciclo a través del ecosistema, y vuelve a su situación original. Los descomponedores son heterótrofos, y a este  grupo pertenecen algunas moneras y hongos.

Los niveles tróficos se suelen representar en forma de pirámide trófica, en la que cada piso sustenta al piso superior. Cada nivel tendrá que tener la superficie masa para alimentar el piso superior y además poder reproducirse sin que se extraiga. Por ello, conforme vamos subiendo de nivel la masa de seres vivos disminuye, por lo que la representación toma forma de pirámide.

Por ejemplo, para que un águila real viva hacen falta muchos conejos, cada uno de los cuales comerá mucha hierba, que sustentara a una población limitada de conejos, que a su vez sólo dará que mantener una pareja de águilas reales.

                                                                 

·         Cadenas y redes tróficas:

Según lo que acabamos de mencionar, los vegetales son el alimento de los herbívoros, y éstos a su vez son consumidos por los carnívoros. La materia de unos y otros es devuelta al medio inorgánicos por los descomponedores. Unos seres vivos se comen a otros. A estar relación alimentaria en cadena se le llama cadena trófica.

En la cadena trófica los individuos están ordenados linealmente y en ellas cada individuo se come al que le pertenece. Sin embargo, las relaciones tróficas en un ecosistema no son tan sencillas. Por lo general, un animal herbívoro se alimenta de más de una especie y además es fuente de alimentación de más de un consumidor secundario. Se forma así la red trófica que es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas que pueden establecer en un ecosistema.

                                                           

Diagrama de una red trófica en la tundra ártica, durante la primavera y el verano.

Gracias a las relaciones tróficas, la materia y la energía discurre por los ecosistemas en lo que se denominan el ciclo de la materia y el flujo de energía.

3.2.- El ciclo de la materia

La materia entra en la pirámide trófica a través de los productores, que transforman la materia inorgánica en orgánica por medio de la fotosíntesis. Desde los productores la materia pasará de unos consumidores a otros en las cadenas tróficas subiendo de nivel en  nivel en la pirámide. Cuando consumidores y productores mueren o eliminan de su cuerpo los productos de desecho estas sustancias devuelve al suelo la materia mineral con la participación  de los descomponedores.

De esta forma existe un ciclo de la materia en la naturaleza que permite el mantenimiento del equilibrio natural. Se le denomina ciclo porque la materia se recicla un y otra vez y vuelve a pasar por los mismos estados.

                                                                  

a)        

3.3- El flujo de energía

La energía también entra en la pirámide trófica a través de los productores, que utilizan la energía solar para hacer la fotosíntesis. Cuando los consumidores incorporan materia de niveles inferiores  de la pirámide, también incorporan parte de esa energía. Por un lado, esa energía se gasta en las actividades de los seres vivos, y el resto de la energía se irradiará y se perderá en el entorno, sin posibilidad de volver a utilizarla.

Por ello,  el camino que la energía realizada en el ecosistema a través de los niveles tróficos se denomina flujo de energía, ya que, a diferencia de lo que ocurre con la materia, la energía fluye el sol, circula hacia arriba en la pirámide trófica y se pierde en el entorno.

*Tomando como referencia algunos de los seres vivos que aparecen en la imagen, haz lo siguiente:

a)       Construye una red trófica de diez elementos.

b)       Dibuja esa red dentro de una pirámide trófica con cada ser vivo en el nivel que le corresponda.

c)       Señala en rojo el ciclo de la materia a través de la pirámide.

d)       Señala en azul el flujo de energía a través de la pirámide.

4.-Cambios en los ecosistemas en el tiempo

Los ecosistemas también varían a lo largo del tiempo. Las razones pueden ser de muy diverso tipo: cambios rítmico de origen astronómico ( las estaciones) , cambios no rítmicos o fluctuaciones, cambios a largo plazo provocados por cambios climáticos…

Dentro de los cambios que se dan en una escala realmente larga de tiempo, son destacables los cambios profundos en los ecosistemas en los que unas biocenosis son sustituidas por otras: son sucesiones.

4.1.- La sucesión ecológica

Como las poblaciones, las comunidades evolucionan con el paso del tiempo. Ante los cambios del medio, la comunidad responde modificando su composición y biodiversidad.

Si se pudiera observar un bosque a lo largo del tiempo, apreciaríamos la aparición y sustitución más o menos ordenada de unas especies por otras: estos es una sucesión ecológica. Se instalan distintas especies según van apareciendo las condiciones y recursos apropiados.

En la ilustración tienes un ejemplo de sucesión ecológica, donde se representan las distintas etapas de una sucesión, desde el primer estadío hasta el último.

-          En la primera fase líquenes y vegetación de roquedo van colonizando y disgregando poco a poco el suelo.

-          En la segunda fase el suelo suficientemente profundo para que las hierbas y ciertos arbustos puedan fijar sus raíces.

-          En la tercera fase aumenta la variedad de arbustos, y aparecen los primeros árboles de pequeña talla.

-          El bosque ha  madurado, dominan los árboles de talla grande, y disminuye la proporción de arbustos.

En este caso, se trata de una sucesión primaria, ya que es la primera vez que se coloniza dicho suelo. Si se trata de una colonización sobre un suelo donde previamente se ha destruido un ecosistema se trata de una sucesión secundaria.

En la siguiente ilustración se representa una sucesión secundaria, el ecosistema paso a p’aso tras una destrucción  del ecosistema previo por un incendio.

Como se puede apreciar en el dibujo, la sucesión  lleva de nuevo a regenerar el bosque, pero ni las etapas de la sucesión ni el resultado final tienen porqué ser los mismos que el de la anterior sucesión. En este caso, las especies que mejor en detrimento de otras especies.