jueves, 13 de enero de 2011

Funcionamiento de un Ecosistema.

Objetivo de estudio:
  1. Comprender que todos los seres vivos de un ecosistema están relacionados por la alimentación y dependen unos de otros para sobrevivir.
  2. Distinguir diferentes seres vivos en función de su alimentación: productores, consumidores y descomponedores.
  3. Definir niveles tróficos y cadenas alimentarias.
  4. Construir e interpretar cadenas alimentarias y redes tróficas.
  5. Describir los niveles tróficos definidos en una pirámide alimentaria de un ecosistema concreto.

Flujo de la energía a través de los ecosistemas
La vida en la tierra depende de la energía del sol que llega a la superficie terrestre y queda a disposición de los seres vivos.
A 150 millones de kilómetros de distancia el sol libera enormes cantidades de energía, una pequeñísima fracción de esta energía llega a la tierra en forma de ondas electromagnéticas, que incluyen calor, luz y radiación ultravioleta. De la energía que llega, gran parte es reflejada por la atmósfera, las nubes y la superficie terrestre. La tierra y su atmósfera absorben una cantidad aún mayor, y sólo queda alrededor de 1% para ser aprovechada por los seres vivos. Del 1% de la energía que llega a la tierra en forma de luz, las plantas verdes y otros organismos fotosintéticos capturan 3% o menos. En conclusión la vida en la tierra se sostiene con menos de 0,03% de la energía que la Tierra recibe del Sol.

Como vimos en Elementos de Ecología, todas las transformaciones de la energía obedecen a las Leyes de la Termodinámica. La segunda ley de la Termodinámica gobierna los patrones de flujo de energía a través de los ecosistemas.
La fotosíntesis y el flujo de la energía

La energía entra a las comunidades por la vía de la fotosíntesis. Esta energía alimenta los procesos del ecosistema.

La tasa o intensidad a la cual las plantas (productores de un ecosistema) capturan y almacenan una cantidad dada de energía se denomina productividad primaria bruta, la que está determinada por la cantidad de agua y temperatura disponibles. Y producción primaria neta es la que queda luego de restar la energía que las plantas usan para su mantenimiento (como respiración, construcción de tejidos y reproducción). Parte de esta energía (la que forma los tejidos vegetales) es consumida por animales herbívoros o usada por otros organismos cuando la planta muere. Las plantas contienen mucha menos energía que la que asimilaron debido a la gran cantidad que consumen para su mantenimiento, solo la energía que las plantas no usan para mantenerse está disponible para ser almacenada por los animales.

Niveles tróficos
Dado que el flujo de energía en un ecosistema ocurre cuando los organismos se comen unos a otros es necesario agruparlos teniendo en cuenta su fuente de energía. Dentro de un ecosistema los organismos que obtienen energía de una fuente común constituyen un nivel trófico o alimentario.

Las plantas fotosintéticas, que obtienen su energía directamente del sol, constituyen el nivel trófico denominado productores. Elaboran moléculas orgánicas ricas en energía y a partir de ellas se alimentan los demás organismos.
Los organismos que se alimentan de otros seres vivos constituyen el nivel conocido como consumidores, los que a su vez se dividen en:
organismos herbívoros, a través de ellos ingresa la energía producida por las plantas, al mundo animal,animales carnívoros primarios, se alimentan de organismos herbívoros, y los carnívoros secundarios se alimentan de organismos carnívoros primarios, y así sucesivamente.

Los organismos que se alimentan del cuerpo muerto de otros organismos o de sus productos de desecho se denominan descomponedores.

El paso de energía de un organismo a otro se produce a lo largo de una cadena trófica. Generalmente las cadenas tróficas se interconectan y forman una trama trófica o red trófica.

Productores (1º nivel)
Constituyen el primer nivel trófico de una trama alimentaria. En ecosistemas terrestres está representado por plantas, en tanto que en ecosistemas acuáticos los productores son las algas.

Se caracterizan por usar la energía solar para producir moléculas orgánicas (por ejemplo hidratos de carbono) y otros compuestos que luego serán transformados en energía química. Los productores constituyen el 99% de toda la materia orgánica del mundo vivo.

Son organismos capaces de captar y aprovechar la energía solar o lumínica (que es prácticamente toda la energía exterior que recibe el ecosistema) para transformar sustancias inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales), pobres en energía química, en sustancias orgánicas, ricas en energía química. A este grupo pertenecen básicamente las plantas verdes, algunos organismos procarióticos, las algas verde-azules y pocas bacterias, pero su contribución es menor que las plantas verdes. Los mayores productores primarios de los ecosistemas acuáticos son las algas que a menudo forman el fitoplancton en las capas superficiales de los océanos y lagos. En los ecosistemas terrestres, los principales productores primarios son las plantas superiores, las angiospermas y gimnospermas.
Ejemplos de productores:
  • Oxalis (Oxalidaceae) vinagrillo
  • Triticum aestivum (Graminaeae) trigo

Consumidores (2º nivel)
La energía disponible para el mundo animal ingresa a través de los animales herbívoros.

Consumidores o segundo nivel trófico: estos organismos aprovechan la materia orgánica de los productores para convertirla en materia orgánica propia. A este grupo pertenecen los:

Consumidores primarios: se alimentan de los productores primarios y son los denominados herbívoros. En la tierra, los herbívoros típicos incluyen insectos, reptiles, pájaros y mamíferos. Dos grupos importantes de mamíferos herbívoros son los roedores y los ungulados. Estos últimos son los animales con pezuñas, que pastan, como los caballos, las ovejas o el ganado vacuno. En los ecosistemas acuáticos (de agua dulce y salada) los herbívoros son típicamente pequeños crustáceos y moluscos. La mayoría de estos organismos, como las pulgas de agua, los copépodos, las larvas de cangrejo y bivalvos (mejillones y almejas). Estos, junto con los protozoos forman el zooplancton, el cual se alimenta del fitoplancton. Los consumidores primarios también incluyen algunos parásitos de plantas, como por ejemplo: hongos, otras plantas y otros animales.

Consumidores secundarios: este nivel está constituido por animales que comen otros animales, se alimentan de los herbívoros y por lo tanto son carnívoros, por ejemplo: halcón, orca, carpa, etc.

Consumidores terciarios se alimentan de los consumidores secundarios, y por lo tanto también son carnívoros, por ejemplo: león, cocodrilo, etc.

Los consumidores secundarios y terciarios pueden ser de tres tipos:
1. Predadores (cazan, capturan y matan a su presa),
2. Carroñeros (que se alimentan de cadáveres) y
3. Parásitos (que suelen ser más pequeños que su huésped).

En una cadena trófica típica, donde el consumidor secundario es un predador, los consumidores aumentan de tamaño en cada nivel.

Descomponedores (3º nivel)
Descomponedores: son organismos que aprovechan la materia y la energía que aún contienen los restos de seres vivos (cuerpos muertos, deyecciones, etc), descomponiendo la materia orgánica en materia inorgánica. A este grupo pertenecen los hongos, bacterias y otros microorganismos, quienes segregan enzimas digestivas sobre el material muerto o de desecho y luego absorben los productos de la digestión.

Los animales carroñeros (buitres, algunos córvidos, hienas, etc.) no se consideran descomponedores, ya que aprovechan los restos de animales muertos.

Dentro del ecosistema, la materia se aprovecha de forma continua, en cambio la energía se emplea una sola vez, perdiéndose progresivamente a lo largo del proceso en forma de calor y de trabajo, por lo tanto es necesario incorporarla al sistema en forma continua.

Cadenas y pirámides tróficas:
La secuencia general de quien come, descompone o degrada en un ecosistema, se llama cadena alimentaria. Esta secuencia de organismos relacionados muestra cómo se transfiere energía de un organismo a otro, cuando fluye a través de un ecosistema.

Un nivel trófico está constituido por organismos que, dentro de un ecosistema, obtienen su energía de una fuente común.

Cadena trófica (o alimentaria):
Se denomina cadena trófica a la relación lineal y unidireccional entre los seres vivos de un ecosistema que se alimentan unos de otros.

En la cadena trófica, el sentido de la flecha señala la dirección de la transferencia de materia y energía. Ejemplo:

En el ecosistema unos seres (eslabones) se alimentan de otros (eslabones), constituyendo una "cadena trófica" o cadena alimentaria. Mediante la cadena, el alimento pasa de unos "eslabones" a otros "eslabones". De esta manera se establece un nexo de unión entre los integrantes del ecosistema.

Recordemos que los niveles tróficos que constituyen un ecosistema y dan lugar a una cadena alimentaria son:
  1. niveles tróficos
  2. productores
  3. organismos capaces de sintetizar la materia orgánica a partir de la inorgánica ( plantas y fitoplancton).
  4. consumidores
  5. Seres que consumen la materia orgánica ya producida por otro ser vivo del ecosistema. Se diferencian en los siguientes tipos: Consumidores primarios: Se alimentan de los productores (son los herbívoros)
  6. Consumidores secundarios: Se alimentan de los consumidores primarios ( son los carnívoros).
  7. Consumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios ( son los super-depredadores)
  8. descomponedores
  9. Seres que utilizan los desechos de los demás grupos, excrementos y cadáveres para obtener energía.

Cadena trófica: secuencia de lazos en los que una planta es comida por un herbívoro, el cual a su vez es comido por un carnívoro primario y éste por un carnívoro secundario.
Consumidores: organismo que no puede sintetizar los nutrientes que necesita y los obtiene alimentándose de productores o de otros consumidores, consumen materia orgánica ya producida por otro ser vivo. Son heterótrofos.
Descomponedor: organismos especializados (habitualmente bacterias y hongos) que obtienen energía a partir de los cuerpos muertos o productos de desecho de otros organismos. Sus procesos metabólicos liberan nutrientes inorgánicos, que entonces quedan disponibles para ser vueltos a usar por las plantas y otros organismos.
Nivel trófico: literalmente, "nivel de alimentación"; las categorías de organismos de una comunidad y la posición de un organismo en una cadena alimentaria, definida por su fuente de energía; incluye productores, consumidores primarios, consumidores secundarios, descomponedores.
Productor: organismo que utiliza energía solar (plantas verdes) o energía química (algunas bacterias) para fabricar compuestos orgánicos que necesita como nutrientes, a partir de compuestos orgánicos más simples que obtiene de su entorno.

El Ecosistema, la fotosíntesis, fuente de energía, interacción natural, cadenas alimentarias, pirámides, elementos del ecosistema: ver
La Ecología, Niveles Tróficos y Cadenas Alimentarias, Biomasa y Energía, Ecosistemas, Hábitat y Nicho Ecológico, Redes Tróficas, Relaciones intra e interespecíficas, Poblaciones y sus características, Comunidades Bióticas : ver
Educación Ambiental, Elementos de Ecología, Flujo de Energía y Cadenas Tróficas: ver
Mareas Rojas: la rebelión del plancton: ver
El Flujo de Energía en el Ecosistema: ver
Flujos de energía y materiales a través de un ecosistema: ver
Efecto invernadero: ver

BIBLIOGRAFIA:
  • Audesirk, T.Y Audesirk, G. Biología. La Vida en la Tierra. Prentice Hall.
  • Campbell, Neil A., Mitchell, Lawrence G., Reece, Jane B. Biología. Conceptos y Relaciones. Tercera Edición. Pearson Educación. G. Tyler Miller, Jr. Ecología y Medio Ambiente. Grupo Editorial Iberoamérica.
  • Solomon, Eldra P., Berg, Linda, Martín, Diana. Biología. Mc Graw Hill - Interamericana.
  • HIPERTEXTOS DEL ÁREA DE LA BIOLOGÍA. Universidad Nacional del Nordeste. Fac. de Agroindustrias, Saenz Peña, Chaco • Fac. Ciencias Agrarias, Corrientes. República Argentina • ©1998-2008. http://www.biologia.edu.ar

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