Ecosistemas

Los ecosistemas funcionan como sofisticadas factorías que requieren materia y energía. La materia existe en los ecosistemas bajo distintas formas: materia inerte (elementos abióticos) y materia orgánica (elementos bióticos). La materia existente en los ecosistemas es limitada, por lo que debe reciclarse continuamente. El Sol es la principal fuente energética de la mayoría de los ecosistemas y es ilimitada su energía. Los seres vivos autótrofos captan una pequeña parte de la energía solar y, mediante la fotosíntesis, la utilizan para transformar la materia inorgánica en orgánica. La mayor parte de la energía que poseen los organismos se pierde con las heces o en forma de calor. Los seres autótrofos son capaces de formar materia orgánica que luego utilizan para sus funciones vitales, son productores. Los seres heterótrofos necesitan tomar la materia orgánica ya elaborada por los productores porque no poseen capacidad para elaborarla, son consumidores. Pueden ser primarios (herbívoros), secundarios (carnívoros) y terciarios (carnívoros). Esta secuencia en la que unos organismos se alimentan de otros de distinto nivel se denomina cadena trófica. Cada uno de estos eslabones es un nivel trófico. El último lugar lo ocupan los descomponedores (hongos y bacterias).
Las relaciones tróficas son aquellas de dependencia alimentaria que se establecen entre los distintos organismos de un ecosistema. Para representar gráficamente la transferencia de materia y energía entre los organismos de un ecosistema se utilizan las cadenas tróficas. Para representar todas las interrelaciones tróficas entre los componentes de un ecosistema se utiliza la red trófica. La regla del 10% indica que el 10% de la energía de un nivel queda disponible para el siguiente. La pirámide energética representa la energía que existe en cada nivel y la que se transfiere a los niveles superiores. La pirámide numérica indica el número de individuos de cada nivel trófico. La pirámide de biomasa indica la cantidad de materia orgánica de cada nivel.
La autorregulación del sistema es el proceso por el cual los factores abióticos y bióticos que limitan el crecimiento indefinido de las distintas poblaciones que lo constituyen, de forma que está en equilibrio.
Estos factores son la superficie del suelo, la luz, la temperatura y la cantidad de agua. Las actividades humanas alteran el equilibrio biológico natural de los ecosistemas. Las plagas son organismos que consideramos perjudiciales porque nos producen enfermedades o porque dañan los cultivos, con alto valor económico. La lucha biológica es la utilización de organismos o métodos no químicos para acabar con organismos que producen efectos perjudiciales a otros seres vivos beneficiosos o económicamente rentables para la especie humana. Un método de la lucha biológica es el de esterilización de machos de ciertos parásitos u otras plagas.  Una población es el conjunto de seres de una misma especie que viven en un ecosistema. Cuando una población alcanza el mayor número de individuos que el medio puede soportar, denominado capacidad de carga, se mantiene en equilibrio. Los factores que limitan el crecimiento son los dependientes de la densidad de población (enfermedades) y los factores independientes de la densidad de población (temperatura, luz...).
También está limitado por algunas relaciones (depredación, competencia y estrés). Se denominan fluctuaciones los cambios periódicos en el número de individuos de una población. La estrategia de supervivencia es la forma que tienen los organismos de utilizar parte de su energía en reproducirse y hay 2 tipos: elevada tasa de reproducción y escasa acumulación de reservas energéticas, baja tasa de reproducción y gran desarrollo.  La sucesión ecológica es la secuencia ordenada de los cambios que sufre una comunidad hasta que consigue llegar a un estado de estabilidad. Se producen porque los seres vivos modifican el ambiente, que se transforma en otro mas favorable para la existencia de otros organismos vivos cada vez mas complejos. Los factores ambientales también provocan alteraciones en el medio. Se denomina sucesión primaria la secuencia de cambios que tiene lugar en una zona donde no ha existido nunca vegetación o ha sido totalmente arrasada.

En la etapa pionera, los primeros organismos que se desarrollan son seres vivos con pocas necesidades nutricionales y capaces de soportar condiciones ambientales muy adversas. Estos organismos producen meteorización tanto física como química. Las comunidades de seres vivos que se representan en la etapa mas evolucionada se llama comunidad clímax. La sucesión secundaria es la que se inicia en un lugar donde previamente ha existido un ecosistema y que se transforma en otro diferente por culpa de causas naturales o provocadas.  

El suelo es un factor medioambiental muy importante para los organismos terrestres. Los factores que influyen en la formación del suelo son el tipo de roca madre, el clima, el tiempo, la topografía y los organismos. La formación del suelo es un proceso simultáneo al del desarrollo de una sucesión primaria. La meteorización puede ser física, química o biológica. Los primeros seres vivos capaces de vivir sobre una roca poco o nada alterada son los líquenes. En el suelo existe dos tipos de componentes: los bióticos (seres vivos) y los abióticos (sólido, líquido y gaseoso). Los componentes sólidos del suelo son las partículas minerales (arenas, limos y arcillas) y el humus (mezcla de restos de seres vivos y partículas minerales). El perfil es el corte transversal de un suelo en el que aparecen una serie de capas, llamadas horizontes (A: capa superficial,
B: de acumulación y C: de contacto con la roca madre). Las modificaciones ambientales causadas por el ser humano son el cambio climático, el aumento de la población, el agotamiento de los recursos naturales y la pérdida de biodiversidad. El desarrollo sostenible se basa en la compatibilidad del progreso de la humanidad con un consumo más razonable de los recursos. La biodiversidad es el conjunto de especies den la biosfera, así como las variedades y razas de éstas y puede ser genética, de especies y de comunidades. La erosión es el barrido de la capa superficial del suelo que efectúan los agentes geológicos externos. La desertificación es la transformación de las zonas áridas y semiáridas de la Tierra en desiertos. Las adaptaciones son las estructuras que los organismos han adquirido y que les han permitido sobrevivir en un medio y en unas condiciones ambientales determinadas. Pueden ser morfológicas (alas de las aves, forma de las hojas de las plantas), comportamiento (migraciones de las aves) y fisiológicas (capacidad regular la temperatura). La salinidad de los océanos influye directamente en la estructura y el funcionamiento de los organismos que viven en ellos, así como en las migraciones de los peces. Los organismos eurihalinos son capaces de acomodarse a los cambios de salinidad del medio. Los organismos estenohalinos no están adaptados a los cambios de salinidad. Para desplazarse por el agua, los peces tienen aletas, membranas interdigitales y el cuerpo en forma de huso.
También necesitan branquias para respirar, la vejiga natatoria para adaptarse a los cambios de presión y la utilización de ultrasonidos para detectarse entre sí. Las plantas en el medio acuático carecen de raíces, tienen hojas grandes para flotar, estomas abundantes y tallos flexibles. Los organismos homeotermos son capaces de mantener su temperatura corporal con independencia de las variaciones externas. Los organismos poiquilotermos, su temperatura corporal varía con el medio acuático o terrestre. Si los organismos son capaces de adaptarse o no a los cambios drásticos de temperatura, se llaman euritermos o estenotermos. En el medio ambiente, los seres vivos tienen características como cubiertas de protección para soportar los cambios bruscos de temperatura, sistemas respiratorios capaces de captar oxígeno del aire, sistema de transporte más fuertes, esqueleto que les permite estar erguidos, estructuras relacionadas con la captura de alimentos y reproducción y cambios de temperatura corporal. Muchos otros tienen la capacidad de volar. Las características de las plantas son sistemas de transporte para distribuir los nutrientes a grandes distancias, raíces, tallos para captar mayor luz, estructuras para estar erguidos y estomas en las hojas para el intercambio gaseoso.