Ecosistema
Puntos más importantes
- Un ecosistema se compone de una comunidad de organismos con su entorno físico.
- Los ecosistemas pueden ser de diferentes tamaños; pueden ser marinos, acuáticos o terrestres. Las categorías generales de los ecosistemas terrestres se conocen como biomas.
- En los ecosistemas, tanto la materia como la energía se conservan. La energía fluye a través del sistema, generalmente de luz a calor, y la materia se recicla.
- Los ecosistemas con mayor diversidad tienden a ser más estables, con mayor resistencia y resiliencia de frente a las perturbaciones o eventos perjudiciales.
Introducción
¿Qué
tienen en común las pozas de marea de la costa de California y la selva
amazónica en Sudamérica? A pesar de los varios órdenes de magnitud en
tamaño que hay entre ellas, ambas son ejemplos de ecosistemas:
comunidades de organismos que viven juntos, en combinación con su medio
ambiente físico.
Como
recordatorio, una comunidad
está compuesta de todas las poblaciones de todas las especies que viven
juntas en una área particular. Los conceptos de ecosistema y comunidad
están estrechamente relacionados, la diferencia es que un ecosistema
incluye al medio ambiente físico, mientras que la comunidad no lo hace.
En otras palabras, una comunidad es el componente biótico, vivo, de un
ecosistema. Además de este componente biótico, el ecosistema también
incluye un componente abiótico: el entorno físico.
Los
ecosistemas pueden ser pequeños, como las pozas de marea que se
encuentran cerca de las costas rocosas de muchos océanos, o muy grandes,
como la selva amazónica en Sudamérica. Básicamente, su delimitación
depende del ecólogo que lo estudia, quien define su tamaño de manera que
tenga sentido para resolver las preguntas de su interés.
¿Cómo son los ecosistemas?
La
respuesta corta: ¡increíblemente diversos! No solo pueden variar en
tamaño, sino que también difieren en cualquiera de las características
bióticas y abióticas que te puedas imaginar.
Algunos
ecosistemas son marinos, otros de agua dulce y otros, terrestres. Los
ecosistemas oceánicos son los más comunes en la Tierra, ya que los
océanos y los seres vivos que los habitan cubren el 75% de la superficie
del planeta. Los ecosistemas de agua dulce son los más raros, ya que
solo abarcan el 1.8% de la superficie de la Tierra. Los ecosistemas
terrestres cubren el porcentaje restante.
Los
ecosistemas terrestres pueden agruparse aún más en categorías generales
basadas principalmente en el clima, conocidas como biomas.
Algunos ejemplos de biomas terrestres son las selvas, sabanas,
desiertos, bosques de coníferas, bosques caducifolios y la tundra. El
mapa siguiente muestra la distribución general de los biomas en la
tierra.
Incluso dentro de un bioma puede haber mucha diversidad. Por ejemplo,
tanto el desierto de Sonora, a la izquierda, como el interior de la isla
Boa Vista, a la derecha, se clasifican como desiertos, pero tienen
comunidades ecológicas muy diferentes. Hay muchas más especies de
plantas y animales viviendo en el desierto de Sonora.
Energía y materia en los ecosistemas
A
los ecólogos de ecosistemas a menudo les interesa rastrear el
movimiento de la energía y la materia a través de los ecosistemas.
Veremos
con más detalle el movimiento de la energía y la materia cuando
consideremos las redes tróficas, redes de organismos que se alimentan
unos de otros, y los ciclos biogeoquímicos,
las rutas que toman los elementos químicos en su movimiento a través de
la biósfera. Los organismos que se encuentran en un ecosistema tienden a
tener adaptaciones, características beneficiosas que
surgen por selección natural, que les ayudan a obtener la materia y la
energía que requieren en el contexto de un ecosistema específico.
Pero
antes de que entremos en detalles, echemos un vistazo a las
características fundamentales del transporte de la energía y la materia a
través de los ecosistemas. Tanto la energía como la materia se
conservan, no se crean ni se destruyen, solo siguen rutas distintas a
través de los ecosistemas.
- La materia se recicla: los mismos átomos son usados una y otra vez.
- La energía fluye a través del ecosistema, usualmente entra en forma de luz y sale en forma de calor.
La materia se recicla
La
materia se recicla a través de los ecosistemas de la Tierra, aunque
puede pasar de un ecosistema a otro, como sucede cuando los nutrientes
son arrastrados hacia un ríostart superscript, 1, end superscript.
Los mismos átomos se usan una y otra vez, forman diferentes compuestos
químicos y se incorporan a los cuerpos de distintos organismos.
Como
ejemplo, veamos cómo los nutrientes químicos se mueven a través de un
ecosistema terrestre. Una planta terrestre toma dióxido de carbono de la
atmósfera y absorbe otros nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo,
del suelo; con ellos forma las moléculas que conforman sus células.
Cuando un animal come la planta, usa las moléculas de esta para obtener
energía y materia para sus propias células, a menudo reorganizando los
átomos y moléculas en nuevas formas.
Cuando
las plantas y los animales llevan a cabo la respiración celular
(descomponen las moléculas para usarlas como combustible) se libera
dióxido de carbono hacia la atmósfera. De manera similar, cuando
excretan desechos o mueren, sus compuestos químicos son utilizados por
las bacterias y los hongos como fuente de energía y material de
construcción. Estos descomponedores liberan moléculas sencillas de
vuelta al suelo y a la atmósfera, donde pueden ser absorbidos nuevamente
en la siguiente ronda del ciclo.
Gracias a este reciclaje, los átomos que componen tu cuerpo ahora mismo
han tenido historias largas y únicas. ¡Probablemente han sido parte de
plantas, animales, otras personas e incluso dinosaurios.
El flujo de la energía es unidireccional.
A
diferencia de la materia, la energía no puede ser reciclada en los
ecosistemas. En cambio, su flujo a través de ellos es una vía de un solo
sentido, generalmente, de luz a calor.
La
energía generalmente ingresa en los ecosistemas como luz solar y es
capturada en forma química por los fotosintetizadores como las plantas y
algas. Entonces pasa a través del ecosistema, cambiando de forma a
medida que los organismos metabolizan, producen desechos, se comen entre
ellos y finalmente mueren y se descomponen.
Cada
vez que la energía cambia de forma, parte de ella se convierte en
calor. El calor sigue contando como energía, y por lo tanto, ninguna
parte de ella se destruye, pero los seres vivos generalmente no pueden
utilizar el calor como fuente de energía. Al final, la energía que entró
en el ecosistema como luz solar se disipa como calor e irradia de
vuelta hacia el espacio.
Este
flujo de energía unidireccional a través de los ecosistemas significa
que cada ecosistema necesita un suministro constante de energía,
usualmente en forma de luz solar, para poder funcionar. La energía puede
pasar entre organismos, pero no puede ser reciclada porque parte de
ella se pierde en forma de calor en cada transferencia.
Estabilidad y dinámica de los ecosistemas
Los
ecosistemas son sistemas dinámicos y un ecosistema estático sería un
ecosistema muerto, del mismo modo que una célula estática es una célula
muerta. Como lo mencionamos anteriormente, la energía fluye
constantemente a través de los ecosistemas y los nutrientes químicos se
reciclan continuamente. A un nivel de organización más alto, los
organismos nace y mueren, las poblaciones fluctúan en sus cifras y los
patrones climáticos varían estacionalmente y en formas cada vez menos
predecibles.
Equilibrio y perturbación
El equilibrio
es el estado estable de un ecosistema, en el que su composición e
identidad permanecen generalmente constantes a pesar de las variaciones
en las condiciones físicas y la estructura de la comunidad biótica. El
equilibrio de los ecosistemas puede romperse por perturbaciones, sucesos adversos que afecten su composición.
Algunas perturbaciones son el resultado de procesos naturales. Por
ejemplo, los incendios son una perturbación que puede ser provocada por
la caída de un rayo en un ecosistema de pradera o bosque. Otras
perturbaciones son el resultado de la actividad humana; algunos ejemplos
son la lluvia ácida, la deforestación, la proliferación de algas y la
introducción de especies invasoras.
Los diferentes ecosistemas responden de distinta forma a la misma
perturbación: algunos se recuperan rápidamente, mientras que otros lo
hacen lentamente o no se recuperan en absoluto.
Los
ecólogos algunas veces usan dos parámetros para describir cómo responde
un ecosistema ante una perturbación: resistencia y resiliencia. La
capacidad de un ecosistema para permanecer en equilibrio a pesar de las
perturbaciones se llama resistencia. La rapidez con la que el ecosistema
recupera su equilibrio después de una perturbación es su resiliencia.
Algunos ecólogos consideran que la resistencia es un componente de la
resiliencia, uno que actúa en una escala de tiempo corta.
Muchos ecólogos piensan que la biodiversidad de un ecosistema juega un
papel clave en la estabilidad. Por ejemplo, si solo existiera una
especie de planta con una función particular en un ecosistema, una
perturbación que dañe a esa especie (digamos, una sequía para una
especie sensible a ella) puede tener un fuerte impacto en el ecosistema
en conjunto. En cambio, si hay varias plantas con funciones parecidas,
hay una mayor probabilidad de que alguna sea resistente a la sequía y
pueda ayudar a todo el ecosistema a sobrevivir al periodo seco.
La resistencia y la resiliencia de un ecosistema son importantes cuando
consideramos los efectos de las perturbaciones provocadas por la
actividad humana. Si una perturbación es lo suficientemente grave, puede
cambiar al ecosistema más allá del punto de recuperación y llevarlo
hasta donde ya no es resiliente. Una perturbación de este tipo puede
conducir a una alteración permanente o a la pérdida del ecosistema.
