Dinámica de Ecosistemas: Relaciones Alimentarias, Biomasa y Ciclos Biogeoquímicos Esenciales

Ecología de Ecosistemas: Flujo de Energía y Materia

Relaciones Alimentarias y Niveles Tróficos

Las relaciones alimentarias son interacciones fundamentales que los seres vivos establecen con su medio ambiente con el fin de obtener la materia y la energía necesarias para su nutrición.

Productores

Los productores son organismos autótrofos, como las plantas, algas y bacterias fotosintetizadoras. Fabrican su propia materia orgánica a partir de la materia inorgánica, utilizando energía luminosa en el proceso de fotosíntesis.

Consumidores

Los consumidores son organismos heterótrofos que se alimentan de materia orgánica viva.

Tipos de Consumidores:

• Herbívoro: Se alimenta de productores (plantas).
• Carnívoro: Se alimenta de otros consumidores.
• Omnívoro: Se alimenta tanto de productores como de otros consumidores.

Descomponedores

Los descomponedores son organismos heterótrofos que se alimentan de detritos (restos de alimentos, organismos muertos o excrementos) y los transforman en compuestos inorgánicos, devolviéndolos al medio.

Detritívoros

Los detritívoros son un tipo de descomponedores que ingieren directamente los detritos, como las lombrices de tierra o las babosas.

Cadenas y Redes Tróficas

Cadenas Alimentarias o Cadenas Tróficas

Una cadena alimentaria o cadena trófica sirve para representar de forma lineal quién se alimenta de quién dentro de una comunidad o ecosistema.

Red Trófica

Una red trófica es un conjunto de cadenas alimentarias interconectadas que adoptan la estructura de una red, mostrando las complejas relaciones alimentarias en un ecosistema.

El Destino de la Materia Orgánica en Productores

¿Qué hacen los productores con la materia orgánica fabricada en la fotosíntesis?

• Una parte la degradan en la respiración celular para obtener energía.
• Otra parte constituye los desechos metabólicos.
• El resto queda almacenado en sus órganos, formando su biomasa.

Biomasa y Producción en Ecosistemas

Biomasa

La biomasa es la cantidad de materia orgánica de la que está formado un individuo, un nivel trófico o el conjunto de un ecosistema. Se mide comúnmente en gramos (g), kilogramos (kg) o toneladas.

Producción

La producción es el incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ecosistema.

• Producción Primaria Neta (PPN): Es el incremento de biomasa de los productores, es decir, la energía disponible para los niveles tróficos superiores.
• Producción Primaria Bruta (PPB): Es la biomasa total producida por la fotosíntesis antes de que los productores utilicen parte de ella para su propia respiración.
• Producción Secundaria Neta (PSN): Es el incremento de biomasa en los diferentes niveles de consumidores.
• Producción Neta de un Ecosistema (PNE): Es el incremento total de biomasa que se acumula en el ecosistema en un periodo determinado, considerando todos los niveles tróficos.

Pirámides Ecológicas

Las pirámides ecológicas son representaciones gráficas que se utilizan para mostrar cómo varían algunas características (como la biomasa, el número de individuos o la energía) en los diferentes niveles tróficos de un ecosistema.

Ciclos Biogeoquímicos

Los ciclos biogeoquímicos describen el movimiento de elementos químicos esenciales (como carbono, nitrógeno, fósforo, etc.) desde el medio inerte (atmósfera, hidrosfera, litosfera), a través de los seres vivos, para finalmente regresar al medio abiótico.

Ciclo del Carbono

• Las plantas, las algas y algunas bacterias, mediante la fotosíntesis, captan el dióxido de carbono (CO₂) atmosférico y lo transforman en compuestos orgánicos.
• Este carbono orgánico circula a través de todos los niveles tróficos mediante la alimentación.
• Una gran parte del carbono se devuelve al medio, principalmente a la atmósfera, mediante la respiración de todos los seres vivos.
• Los restos de organismos que quedan son enterrados por los sedimentos y, bajo ciertas condiciones, se transforman en combustibles fósiles como el carbón o el petróleo.
• De manera natural, el dióxido de carbono atmosférico se enriquece con la combustión de materiales vegetales (incendios forestales) y las erupciones volcánicas.
• Los organismos marinos utilizan una parte del carbono que se encuentra disuelto en el agua para construir sus caparazones y esqueletos (carbonato de calcio).

Ciclo del Nitrógeno

• Las plantas solo pueden utilizar el nitrógeno que se encuentra en el suelo o disuelto en el agua, principalmente en forma de nitratos o amonio. En la fotosíntesis, las plantas incorporan este nitrógeno y lo usan para formar compuestos orgánicos (proteínas, ácidos nucleicos).
• Ciertos organismos, principalmente bacterias fijadoras de nitrógeno (libres o simbióticas), son capaces de tomar nitrógeno atmosférico (N₂) y transformarlo en compuestos que pueden ser utilizados por las plantas (fijación del nitrógeno).
• Los compuestos orgánicos de nitrógeno pasan a los consumidores a través de la cadena alimentaria.
• El nitrógeno orgánico de los detritos (restos de organismos y excrementos) es transformado por las bacterias descomponedoras del suelo (amonificación y nitrificación) que lo convierten en nitratos, amonio y nitritos. Así, puede ser reutilizado de nuevo por los productores.
• También se puede fijar el nitrógeno atmosférico de forma artificial (proceso de Haber-Bosch) para fabricar abonos inorgánicos, lo que tiene un impacto significativo en el ciclo natural.