Fundamentos de Ecología: Ciclos Biogeoquímicos, Flujo de Energía y Biodiversidad
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Ciclos de la Materia y Flujo de Energía en Ecosistemas
La materia que compone los seres vivos se clasifica en: materia inorgánica o mineral (como el agua y las sales minerales) y materia orgánica (que forma los propios seres vivos, incluyendo azúcares, grasas y proteínas).
Si la materia no repitiera sus ciclos, ninguna forma viviente sobreviviría en la actualidad, ya que los cadáveres y desechos orgánicos acumularían indefinidamente la materia prima esencial para la estructura de los organismos biológicos.
Ciclos Biogeoquímicos Fundamentales
Existen varios ciclos de la materia que son esenciales para la vida en la Tierra. Entre los más importantes se encuentran:
- El ciclo del agua
- El ciclo del carbono
- El ciclo del nitrógeno
- El ciclo del fósforo
- El ciclo del oxígeno
El Ciclo del Carbono
El ciclo del carbono se divide en dos componentes principales:
- El ciclo biológico: Implica el intercambio de CO₂ entre los seres vivos y la atmósfera.
- El ciclo biogeoquímico: Describe la transferencia de CO₂ entre la hidrósfera, la atmósfera y la litósfera.
El Ciclo del Oxígeno
El ciclo del oxígeno es fundamental para los seres vivos, ya que a través de él obtienen la energía necesaria. El oxígeno está presente en estado gaseoso (O₂ molecular), combinado con el carbono (CO₂) y con el hidrógeno (H₂O). Su producción principal se mantiene gracias a la fotosíntesis.
El Ciclo del Agua
El ciclo del agua es el proceso continuo por el cual el agua se mueve desde la superficie terrestre, en fase de vapor, hacia la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. Las etapas clave de este ciclo son:
- Evaporación
- Condensación
- Precipitación
- Infiltración
- Escorrentía
El Ciclo del Nitrógeno
En el ciclo del nitrógeno, los productores primarios asimilan el nitrógeno. Los consumidores lo utilizan y lo liberan a través de la excreción y la descomposición de materia orgánica. Las bacterias juegan un papel crucial, fijando y liberando el gas N₂. Parte de este nitrógeno se convierte en fertilizante, y su exceso en cultivos puede terminar en ríos, arroyos y océanos.
El Ciclo del Fósforo
En el ciclo del fósforo, los productores primarios absorben el fósforo. Los consumidores lo incorporan y lo liberan mediante la excreción y la descomposición de materia orgánica. El fósforo también se extrae para convertirse en fertilizante, y su aplicación excesiva en cultivos puede llevarlo a ríos, arroyos y océanos. Además, la actividad geológica es fundamental, ya que convierte los sedimentos marinos en roca, cerrando el ciclo.
Pirámides Ecológicas
Pirámide de Energía
En la pirámide de energía, la energía se transfiere de un nivel trófico a otro dentro del ecosistema. Sin embargo, no toda la energía se transfiere; una parte significativa se pierde de tres maneras principales:
- Por el material no consumido
- Por el material no digerido
- Por la pérdida de calor
Pirámide de la Biomasa
La pirámide de biomasa representa la cantidad total de materia orgánica (biomasa) presente en cada uno de los distintos niveles tróficos de un ecosistema.
Biodiversidad
La biodiversidad es el conjunto de todas las formas de vida que habitan la Tierra. Su importancia es inmensa, ya que es garante del bienestar y el equilibrio en la biosfera. El uso y beneficio de la biodiversidad ha contribuido de múltiples maneras al desarrollo de la cultura humana. La extinción de una especie animal, por ejemplo, puede generar un grave desequilibrio ecológico.