Dinámica de los Ecosistemas
1. Materia y energía en los ecosistemas
La materia y la energía son imprescindibles en un ecosistema; ambas fluyen entre sus componentes de forma continua.
- Fuente de materia: La fuente de materia de los ecosistemas son los elementos químicos y las moléculas inorgánicas del medio abiótico, que son transformados en moléculas orgánicas por los seres vivos. Los elementos químicos son reutilizados constantemente.
- Fuente de energía: La fuente de energía de los ecosistemas es la energía lumínica del Sol, que se transforma en energía química aprovechable por los seres vivos. La energía se transfiere entre los componentes del ecosistema, pero no es reutilizable.
1.1 El ciclo de la materia
El flujo de materia en el planeta Tierra constituye un ciclo cerrado; es decir, no se pierde ni se recibe materia.
1.2 La energía en los ecosistemas
El flujo de energía en los ecosistemas es unidireccional. La energía procedente del Sol entra en el ecosistema y se transfiere entre los distintos organismos vivos. Estos organismos la emplean para realizar sus funciones vitales y, después, no puede volver a utilizarse. La primera energía que llega al ecosistema es la lumínica, y las plantas, mediante la fotosíntesis, la convierten en energía química.
2. Relaciones tróficas de los seres vivos
2.1 Nivel trófico
Está constituido por los organismos que obtienen la materia y la energía de la misma forma. Una cadena trófica es una representación unidireccional de la transferencia de materia y energía de unos organismos a otros en un ecosistema. Las redes tróficas son cadenas tróficas que se relacionan entre sí. Las redes tróficas representan las relaciones de dependencia alimenticia en una comunidad, es decir, representan quién come y quién es comido.
Los organismos de un nivel sobreviven porque toman la energía de otro nivel. Estas relaciones entre distintos niveles tróficos se denominan cadena trófica o alimenticia.
3. Productividad de los ecosistemas
La biomasa es la cantidad de materia que constituye un organismo, una población, un nivel trófico o un ecosistema.
3.1 Producción
El incremento de la biomasa por unidad de tiempo se denomina producción. La unidad de tiempo puede referirse a nivel trófico o ecosistema. La producción la encontraremos siempre en: g/m²/día.
3.1.1 Producción Bruta y Producción Neta
- Producción Bruta (PB): Es la cantidad total de materia orgánica generada o producida por un nivel trófico en un tiempo determinado.
- Producción Neta (PN): Es la materia orgánica de un nivel trófico realmente disponible para el siguiente nivel trófico en un tiempo determinado, una vez descontada la que se gasta en las funciones vitales (respiración). Se calcula de la siguiente manera:
PN = PB – R
(La producción neta es igual a la producción bruta menos la respiración). La producción neta es la materia que pasa al siguiente nivel trófico (aproximadamente el 10%).
3.2 Productividad
La productividad de un ecosistema es la relación entre la producción trófica neta y la biomasa de un nivel trófico.
Productividad = (PN / B) × 100
Lo que limita la productividad en el ecosistema son los factores limitantes.
3.3 Pirámides tróficas
Las pirámides tróficas o ecológicas son una forma de representar los niveles tróficos de un ecosistema. Están formadas por una superposición de rectángulos cuya medida es proporcional al valor que representa (energía, biomasa o número de individuos). La energía es equivalente a la producción (neta o bruta).
4. Dinámica de las poblaciones
Las poblaciones no se mantienen estables a lo largo del tiempo, sino que sufren cambios; como consecuencia de ellos, el número de individuos puede aumentar, disminuir o incluso desaparecer.
La capacidad de carga de una población es el tamaño máximo de esa población que un ecosistema puede soportar en un periodo de tiempo determinado.
Los principales factores que influyen en el crecimiento de una población son:
- Tasa de natalidad (TN): TN = (Nº de nacimientos / Población total) × 100
- Tasa de mortalidad (TM): TM = (Nº de muertes / Población total) × 100
Se denomina potencial biótico (r) a la diferencia entre la tasa de natalidad y la tasa de mortalidad: r = TN – TM.
Otros factores que van a influir en el crecimiento de la población son la tasa de emigración y la tasa de inmigración.
4.1 Cambios en las poblaciones
Fenómenos que van a hacer que la población cambie:
- Fluctuaciones: Se deben a cambios no periódicos (no se van a repetir) en los factores ambientales. Pueden ser factores climáticos (sequías, tsunamis, etc.) o factores bióticos (parasitismo, competencia, etc.).
- Cambios cíclicos: Pueden deberse a factores estacionales o a interacciones entre individuos (el sistema depredador-presa).
5. Dinámica de las comunidades
Los cambios que se van a producir en las comunidades se denominan sucesión ecológica.
- Sucesión ecológica: Una secuencia de cambios graduales que un ecosistema experimenta a lo largo del tiempo.
- Estado clímax: Conforme avanza la sucesión ecológica, aumenta la complejidad del ecosistema, que se va haciendo progresivamente más estable hasta llegar a un estado de equilibrio.
Estado de regresión: A veces la sucesión ecológica se puede invertir; es decir, una perturbación puede llevar al ecosistema a un estado más primitivo. Las causas pueden ser naturales (incendios, vulcanismo, cambio climático) o antrópicas/artificiales (deforestación, incendios, etc.).
5.1 Sucesiones primarias
Terreno virgen, primeros colonizadores y aparición de nuevas especies.
5.2 Sucesiones secundarias
Terreno de regresión, reestructuración de niveles tróficos, especies especializadas, pocas especies pero longevas. Ocurre tras una catástrofe donde se forma o regenera otro ecosistema.