Biosfera y Ecosistemas: Biomas, Relaciones Interespecíficas y Niveles Tróficos

La biosfera y los ecosistemas

Biosfera: sistema que incluye el espacio donde se desarrolla toda la vida que existe en la Tierra. Está constituido por la vida y su área de influencia, desde el subsuelo hasta la atmósfera. Sus límites son difíciles de precisar, ya que se han encontrado bacterias a 2800 m de profundidad bajo tierra y se han visto volar aves a 9 km de altura. La biosfera son todos los seres vivos que pueblan nuestro planeta.

Ecosistema: sistema dinámico formado por el conjunto de factores bióticos (biocenosis) y factores abióticos (biotopo) y las interrelaciones entre ellos (intercambio de energía y materia).

Ecosfera: es el ecosistema planetario de la Tierra.

Biocenosis o comunidad: conjunto de seres vivos que habitan en un lugar determinado (factores bióticos).

Biotopo: espacio físico y natural de un determinado lugar donde se desarrolla la biocenosis (parte viva del ecosistema). Este medio físico está formado por los factores fisicoquímicos del medio (factores abióticos) como temperatura, pH, salinidad, agua...

Ecosfera = geosfera + atmósfera + hidrosfera + biosfera; Ecosistema = biotopo + biocenosis.

Población: conjunto de seres vivos de la misma especie que habita en un lugar y momento determinado.

Comunidad: conjunto de poblaciones que habitan en un lugar y momento determinado.

Interrelaciones de los componentes del ecosistema

Relaciones intraespecíficas

Son las interacciones que suceden entre organismos de la misma especie (población). La más común es la competencia intraespecífica, en la que los organismos de la misma especie compiten por un mismo recurso escaso (alimento, hembras). En algunas especies, la competencia se manifiesta por medio de la territorialidad, defendiendo su territorio de la presencia de otros organismos de su especie, ya que con el territorio se asegura tener los recursos suficientes que necesita (comida).

El agrupamiento de individuos de una misma especie con una finalidad común, como la caza, procurar alimento, defenderse o reproducirse, puede dar lugar a colonias, familias, gregarismos y sociedades:

• Colonias: agrupaciones permanentes de individuos que se originan al quedar unidos los descendientes de un mismo progenitor (corales).
• Familias: agrupaciones no muy numerosas cuya finalidad es la reproducción, pero es común que además cooperen para conseguir otras finalidades.
• Gregarismo: agrupaciones muy numerosas (migraciones, bancos de peces).
• Sociedades: organizaciones de individuos de la misma especie que viven juntos y dependen unos de otros para su supervivencia (hormigas, termitas, abejas). Es característica una distinción de jerarquías en las que cada tipo de individuo tiene asignada una función, cuya finalidad es el beneficio de la sociedad completa (hormiga reina, obrera, soldado).

Relaciones interespecíficas

Son interrelaciones entre seres vivos de distinta especie. Existen varias posibilidades:

• Mutualismo: interacción en la que ambos se benefician (desparasitadores, rinoceronte y ave que desparasita).
• Simbiosis: interacción en la que ambos organismos se benefician, pero en este caso la relación es más compleja porque los organismos no pueden vivir libremente el uno del otro. Es una asociación obligada (los líquenes son asociaciones de hongos con algas: el hongo protege, da humedad y nutrientes al alga, y el alga mediante la fotosíntesis proporciona materia orgánica al hongo).
• Comensalismo o inquilinismo: interacción en la que un organismo llamado comensal se beneficia de su relación con otro organismo al cual ni perjudica ni beneficia (tiburón y pez rémora: el pez acompaña al tiburón y se alimenta de los restos de comida que desperdicia el tiburón; el tiburón no se perjudica ni beneficia y la rémora se beneficia).
• Antibiosis o amensalismo: tipo de relación interespecífica en la que un organismo se perjudica mientras que el otro no se ve afectado (el eucalipto tira unas hojas que no permiten donde caen el crecimiento de otras plantas; la antibiosis impide la vida de otros organismos).
• Parasitismo: interacción donde un organismo se beneficia (parásito) y el otro se perjudica (hospedador). El parasitismo se diferencia de la depredación en que el parasitismo generalmente no produce la muerte de otro organismo, suele ser de mucho menor tamaño que el hospedador y parasita solo a uno o unos pocos organismos. Están los ectoparásitos (fuera del organismo: garrapata, chinches...) y los endoparásitos (dentro del organismo: solitaria, tenia...).
• Depredación: una especie se perjudica (presa) mientras que la otra se beneficia (depredador). El depredador puede matar al organismo y comérselo, o comerse una parte del organismo, como pasa en vegetales; la depredación de vegetales se llama herbivorismo (ciervo con los vegetales).
• Competencia: interacción en la que las dos especies se perjudican porque ambas demandan uno o más recursos idénticos que son escasos (leones con hienas).

Biomas

Biomas: ecosistemas a escala mundial con una fauna y flora con características determinadas por el clima. Los biomas corresponderían con el estado clímax de un ecosistema para una temperatura y humedad determinadas.

Biomas terrestres

• Pluviselva: caracterizada por alta temperatura y humedad y gran densidad de vegetación (selva).
• Sabana: herbáceas y arbolado disperso, con una estación seca y otra lluviosa y un clima cálido.
• Estepas o praderas con herbáceas y arbolado disperso: temperatura fría.
• Desierto: escasas precipitaciones y flora. Hay dos tipos: cálido y frío, con temperaturas extremas.
• Bosque mediterráneo: veranos calurosos e inviernos suaves, época de sequía que coincide con el verano; la flora debe estar adaptada al período de sequía.
• Bosque de hoja caduca: climas templados, cambios estacionales.
• Taiga: clima frío con bosques de coníferas.
• Tundra: muy frío, suelo permanentemente congelado y flora que aparece en verano cuando se derriten los hielos durante un tiempo muy breve.

Biomas marinos

Nerítico: plataforma continental hasta 200 m de profundidad, penetra la luz, muy oxigenado por las olas. Gran variedad de organismos. Hay tres tipos de organismos marinos:

• Plancton: conjunto de organismos que flotan sobre las aguas dejándose arrastrar por las olas y corrientes (fitoplancton: fotosintéticos y zooplancton: heterótrofos).
• Necton: conjunto de organismos nadadores que se desplazan con libertad.
• Bentos: conjunto de organismos del fondo.

Pelágico: incluye desde zonas donde llega la luz y abunda el plancton hasta zonas por debajo de los 2000 m con ausencia de luz y muy altas presiones, donde los organismos son escasos y están adaptados a altas presiones si viven en zonas profundas.

Ecosistemas de la Región de Murcia

• Ecosistema litoral: Calblanque.
• Ecosistema de bosque mediterráneo: Sierra Espuña.
• Ecosistema desértico: Gebas.
• Ecosistema de río: Cañaverosa.
• Ecosistema de rambla: Rambla Salada.
• Ecosistema de estepa: El Altiplano.

Niveles tróficos

Niveles tróficos: agrupación de seres vivos con requerimientos nutritivos parecidos. Las relaciones tróficas entre seres vivos sirven para obtener materia y energía: cuando un ser vivo se alimenta de otro, obtiene materia orgánica que posee energía almacenada en sus enlaces. Un nivel trófico incluye a todos los organismos del ecosistema que tienen una fuente de alimento parecida y que comparten una misma forma de aprovechamiento de los recursos energéticos. Las relaciones tróficas se pueden expresar en cadenas tróficas, redes tróficas y pirámides tróficas, donde cada eslabón es un nivel trófico.

Productores

Son el primer nivel trófico, formado por organismos autótrofos: son organismos fotosintéticos que usan la energía de la luz, agua, CO₂ y sales minerales (materia orgánica) para obtener alimento (vegetales, algas, bacterias). Hay autótrofos llamados quimiosintéticos, que oxidan materia inorgánica reducida (bacterias del azufre), obteniendo la energía necesaria para fabricar su materia orgánica.

Consumidores

Son heterótrofos porque obtienen materia y energía de otros seres vivos o de sus restos. Hay varios tipos:

• Primarios o herbívoros: consumidores de 1.er orden, se alimentan del primer nivel trófico porque obtienen de los productores la materia y energía que necesitan para vivir.
• Secundarios o carnívoros: consumidores de 2.º orden, se alimentan de herbívoros (obtienen materia y energía de consumidores primarios).
• Terciarios o supercarnívoros: consumidores de 3.er orden, se alimentan de consumidores secundarios (obtienen materia y energía de carnívoros).
• Omnívoros: se alimentan de varios niveles y subniveles tróficos (humanos, osos).
• Carroñeros: se alimentan de cadáveres recientes o poco modificados (buitre).
• Saprófagos: se alimentan de restos de seres vivos y cadáveres claramente alterados (lombriz de tierra).
• Coprófagos: se nutren de excrementos de animales (escarabajo estercolero).

Descomponedores

Son seres vivos que se alimentan de restos de materia orgánica, hayan sido o no parcialmente degradados por detritívoros, y la transforman en materia inorgánica necesaria para los productores, cerrando el ciclo de la materia, que ya puede volver a ser usada por los productores. La materia orgánica la obtienen de todos los niveles tróficos porque pueden descomponer restos vegetales o animales (hongos y bacterias). Sin los descomponedores no se reciclaría la materia necesaria para los vegetales y la materia orgánica muerta se acumularía. Los descomponedores son los basureros del bosque.

Cadenas, redes y pirámides tróficas

Cadena trófica

La hierba obtiene su energía y fabrica materia usando la energía solar; el conejo se alimenta de hierba, obtiene materia y energía de la hierba; y el zorro se come al conejo y obtiene materia y energía del conejo. Esta relación nutritiva lineal es la cadena trófica. Es la forma más simple de representar las relaciones tróficas que permiten el paso de materia y energía en los ecosistemas.

Red trófica

En la realidad no se cumple la secuencia hierba-conejo-zorro, porque el conejo puede comer otras plantas y ser depredado por otros carnívoros. Se produce una compleja red de relaciones tróficas que incluye varias cadenas tróficas. La red trófica es más realista que la cadena trófica, pero su estudio e interpretación es más difícil. Para simplificarlo se usa la pirámide trófica, formada por barras horizontales unas encima de otras, en la que se representa cada nivel trófico.

Biomasa

Energía o materia orgánica presente en un ecosistema o nivel trófico. Se mide como materia o energía por unidad de superficie (ecosistemas terrestres) o volumen (ecosistemas acuáticos). La biomasa primaria es la fabricada por los productores y la secundaria es la elaborada por los consumidores (g/m²).

Producción

Cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo (g/m²/año).

• Producción primaria: cantidad de biomasa fabricada por los productores por unidad de tiempo. Existe la producción primaria bruta (PPB), que es la cantidad total de biomasa fabricada por los productores, y la producción primaria neta (PPN), que es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. PPN = PPB − respiración, porque la energía gastada en la respiración celular no pasa al siguiente nivel trófico.
• Producción secundaria: cantidad de biomasa fijada por el resto de niveles tróficos (consumidores y descomponedores) por unidad de tiempo. La producción secundaria bruta (PSB) es la cantidad total de biomasa fijada por los heterótrofos, y la PSN es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. PSN = PSB − respiración, porque la respiración produce pérdida de energía.

Productividad: se utiliza para comparar la producción en dos ecosistemas distintos. Es la relación entre la producción y la biomasa, y suele expresarse en tanto por ciento. P = (P/B) × 100.

Flujo de energía en los ecosistemas: regla del 10 %

De un nivel trófico al siguiente, dentro de un ecosistema, solo queda disponible para el siguiente nivel trófico aproximadamente un 10 % de la energía obtenida por el nivel trófico previo. Esto se debe a que en cada nivel trófico hay una pérdida de energía en las excretas, la respiración y las partes no ingeridas. Esto explica por qué en las pirámides de energía los sucesivos eslabones tienden a ser unas 10 veces más pequeños.

Tipos de pirámides tróficas

La pirámide trófica es un tipo de relación trófica representada de forma escalonada, en la que cada eslabón corresponde a un nivel trófico y el área de cada nivel trófico representa la magnitud del fenómeno que se quiere estudiar. De cada nivel trófico al siguiente solo pasa un 10 % de la energía o biomasa, por lo que los eslabones de las pirámides se van estrechando en los sucesivos niveles tróficos.

• Pirámides de números: cada eslabón representa el número de individuos de ese nivel trófico. La dimensión de cada eslabón es proporcional al número real de individuos que constituyen cada nivel trófico. No son útiles para comparar ecosistemas, no cumplen la ley del 10 % y frecuentemente presentan formas de pirámides irregulares o invertidas.
• Pirámides de biomasa: cantidad de materia orgánica presente en cada nivel trófico. Son más representativas que las pirámides de números, pero en algunos casos pueden aparecer invertidas si la biomasa de los consumidores primarios es superior a la de los productores, como ocurre en ecosistemas marinos donde hay más biomasa de zooplancton que de fitoplancton, pues el rápido crecimiento del fitoplancton permite mantener una mayor biomasa de zooplancton.
• Pirámides de producción o energía: si estudiamos durante un año la cantidad de energía que se acumula en cada nivel trófico, obtenemos una pirámide de energía, que se expresa en kcal/m² año. Nunca pueden ser invertidas, porque representan la producción en cada nivel trófico.