1. Diversidad Ecológica y del Ecosistema

• Diversidad Ecológica o del Ecosistema: Medida de la riqueza y complejidad de la comunidad de un ecosistema. Incluye:
  • Riqueza de Especies: Número total de especies presentes en una comunidad.
  • Abundancia Relativa: Proporción de cada especie en la comunidad.
• Biodiversidad: Variedad de formas y niveles que adopta la vida en la Tierra. Se clasifica en:
  • Diversidad Genética: Variedad de formas genéticas dentro de cada especie. Se relaciona con la frecuencia de variaciones y alelos.
  • Diversidad Taxonómica: Variedad de taxones o grupos de organismos de una determinada categoría (género, familia, etc.) en un ecosistema.
  • Diversidad de Ecosistemas: Variedad de ecosistemas presentes en un determinado territorio, estado, continente, etc.

2. Relaciones entre Especies

Las Relaciones Interespecíficas son las interacciones que se establecen entre diferentes especies que coexisten en una biocenosis.

• Signo (0, 0):
  • Interacción Neutra: No hay relación clara ni efecto significativo para ninguna de las especies. Parece indiferente para ambas. Ej: libélula y lince.
• Signo (+, +):
  • Mutualismo: Ambas especies se benefician, pero no existe una dependencia obligatoria para su supervivencia. Ej: abeja y flores.
  • Simbiosis: Existe una dependencia obligatoria y estrecha entre las especies para su supervivencia. Ej: hongo y algas (formando líquenes).
• Signo (+, -):
  • Depredación: El depredador mata a la presa para alimentarse. Ej: lince y conejo.
  • Parasitismo: El parásito vive a expensas del hospedador, debilitándolo pero sin matarlo necesariamente. Ej: garrapata y zorro.
  • Herbivorismo: Un organismo se alimenta de partes de plantas sin matarlas necesariamente. Ej: koala y eucalipto.
• Signo (+, 0):
  • Comensalismo: Una especie se beneficia (alimentándose de restos, usando como refugio, etc.) sin afectar a la otra. Ej: buitre y lobo (el buitre se alimenta de los restos de la presa del lobo).
• Signo (-, -):
  • Competencia: Ambas especies necesitan los mismos recursos limitados, lo que resulta en un efecto negativo para ambas. Ej: lince y águila compitiendo por conejos.
• Signo (-, 0):
  • Amensalismo: Una especie no se ve afectada, pero inhibe o impide el desarrollo de otra. Ej: animales grandes pisoteando hierbas.

3. Estructura Trófica de una Comunidad

Niveles Tróficos o Alimentarios

Los niveles tróficos describen la posición de un organismo en la cadena alimentaria, según su fuente de alimento.

• Productores: Especies autótrofas que se nutren de materia inorgánica y obtienen la energía de la luz mediante la fotosíntesis. Son la base de la cadena alimentaria. Ej: plantas, algas.
• Consumidores: Especies heterótrofas que se alimentan de otros seres vivos. La mayoría son animales, pero también incluyen protozoos. Se clasifican en:
  • Consumidores Primarios (Herbívoros): Se alimentan directamente de productores.
  • Consumidores Secundarios (Carnívoros Primarios): Se alimentan de consumidores primarios.
  • Consumidores Terciarios (Carnívoros Secundarios): Se alimentan de consumidores secundarios.
• Detritívoros y Descomponedores: Se alimentan de restos de otros organismos (materia orgánica muerta), convirtiéndola en materia inorgánica que puede ser reutilizada por los productores.
  • Detritívoros: Ingestión de detritos. Ej: lombrices, escarabajos peloteros.
  • Descomponedores: Descomposición externa de la materia orgánica. Ej: hongos, bacterias.

Cadenas y Redes Tróficas

• Cadenas Tróficas: Representan la circulación lineal del alimento y la energía de unos organismos a otros, ordenando los niveles tróficos. Las flechas indican la dirección del flujo de materia y energía.
• Redes Tróficas: Conjunto interconectado de cadenas alimenticias que muestran las complejas relaciones de quién se come a quién en una comunidad ecológica, reflejando la realidad de los ecosistemas.

Pirámides Ecológicas

Representaciones gráficas en forma de pisos que simbolizan los distintos niveles tróficos, ordenados de productores (base) a consumidores (ápice).

• Pirámides de Número: Representan el número de individuos de cada nivel trófico. Son las menos utilizadas, ya que el tamaño de los individuos puede variar enormemente, haciendo las comparaciones poco significativas.
• Pirámides de Biomasa: Representan la cantidad total de materia orgánica (biomasa) presente en cada nivel trófico en un momento dado. Se expresan en unidades de masa por área o volumen (ej. g/m²).
• Pirámides de Energía: Representan el flujo de energía que pasa a través de cada nivel trófico por unidad de tiempo. Siempre tienen forma de pirámide, ya que la energía disminuye progresivamente en cada transferencia trófica debido a las pérdidas por calor y metabolismo.

4. Ciclos de la Materia

Las cadenas tróficas indican cómo la materia discurre de unos niveles tróficos a otros. Se refiere al paso de la materia de un compartimento a otro dentro del ecosistema, sin que existan pérdidas ni ganancias netas de materia.

Ejemplo: Ciclo del Carbono/Nitrógeno

Para estudiar un ciclo biogeoquímico, se elige un compartimento donde comenzar el seguimiento de un átomo específico (ej. carbono o nitrógeno).

• Los átomos pueden pasar al compartimento de los productores si una planta los absorbe y, mediante la fotosíntesis, los incorpora a moléculas orgánicas como la glucosa.
• Posteriormente, pasan al compartimento de los consumidores (primarios, secundarios, terciarios) a través de la alimentación.
• Finalmente, llegan al compartimento de los descomponedores, quienes liberan los átomos de nuevo al ambiente inorgánico para que el ciclo continúe.

5. Flujos de Energía

Se refiere al paso de la energía útil de unos compartimentos a otros, existiendo pérdidas significativas de energía en forma de calor o movimiento en cada transferencia trófica. Esto tiene importantes consecuencias:

• La energía en los ecosistemas proviene principalmente de la radiación solar, capturada por los productores.
• El número de niveles tróficos (compartimentos) en un ecosistema suele ser limitado (generalmente 3 a 5) debido a la gran pérdida de energía en cada transferencia, lo que restringe la cantidad de energía disponible para los niveles superiores.

6. Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Carbono

1. Reservorios (Reservas):
   • Atmósfera: Principalmente como dióxido de carbono (CO2).
   • Hidrosfera: CO2 disuelto en océanos, lagos y ríos.
   • Biosfera: Componente de moléculas orgánicas en seres vivos (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos).
   • Geosfera: Rocas carbonatadas (ej. caliza), combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural).
2. Seres Vivos y su Rol:
   • Productores: Fijan el CO2 atmosférico o disuelto mediante fotosíntesis.
   • Consumidores: Obtienen carbono al alimentarse de otros organismos y liberan CO2 mediante respiración.
   • Descomponedores: Liberan CO2 a la atmósfera y al suelo al descomponer materia orgánica muerta; contribuyen a la formación de combustibles fósiles a largo plazo.
3. Procesos Clave:
   • Fotosíntesis: Absorción de CO2.
   • Respiración: Liberación de CO2.
   • Combustión: Liberación de CO2 por quema de combustibles fósiles o biomasa.
   • Precipitación/Litificación/Compactación: Formación de rocas sedimentarias carbonatadas.
   • Difusión: Intercambio de CO2 entre la atmósfera y los océanos.
   • Erupciones Volcánicas: Liberación de CO2.

Ciclo del Nitrógeno

1. Reservorios:
   • Atmósfera: Principalmente como nitrógeno gaseoso (N2), que constituye aproximadamente el 78% del aire.
   • Hidrosfera: Nitrógeno disuelto en agua en diversas formas (N2, nitratos, nitritos, amonio).
   • Biosfera: Componente esencial de moléculas orgánicas como proteínas y ácidos nucleicos en microorganismos, plantas y animales.
   • Geosfera: Presente en rocas sedimentarias y depósitos orgánicos en el suelo.
2. Procesos Clave y Rol de Microorganismos:
   • Fijación de Nitrógeno: Bacterias (ej. Rhizobium en leguminosas, Azotobacter de vida libre) transforman el N2 atmosférico en amonio (NH4+), una forma asimilable por las plantas.
   • Nitrificación: Bacterias convierten el amonio en nitritos (NO2-) y luego en nitratos (NO3-), que son las formas más fácilmente absorbidas por las plantas.
   • Asimilación: Las plantas absorben nitratos y amonio del suelo para sintetizar sus propias proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen nitrógeno al consumir plantas u otros animales.
   • Amonificación: Descomponedores (bacterias y hongos) convierten el nitrógeno orgánico de los organismos muertos y desechos en amonio.
   • Desnitrificación: Bacterias desnitrificantes convierten nitratos de nuevo en nitrógeno gaseoso (N2), que regresa a la atmósfera, cerrando el ciclo.
   • Los animales excretan el exceso de nitrógeno en forma de compuestos nitrogenados (ej. urea, ácido úrico, amonio).

7. Biomasa y Producción en los Ecosistemas

La biomasa es la cantidad total de materia orgánica que contiene un organismo, un grupo de ellos o un nivel trófico determinado en un momento dado. Se puede medir como densidad de biomasa (masa por unidad de área o volumen).

• La biomasa se suele expresar en peso seco, ya que el contenido de agua de los seres vivos varía considerablemente y podría distorsionar los cálculos.
• Otro factor importante es la distinción entre materia orgánica viva y materia orgánica muerta (detritos).

Producción Bruta y Neta

• Producción Bruta (PB): Es la cantidad total de energía o biomasa asimilada por un nivel trófico en un período determinado. Se mide en unidades de masa o energía por unidad de tiempo (ej. kg/m²/año o kcal/m²/año).
  • Productores: Resultado de la fabricación de materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía solar (fotosíntesis).
  • Consumidores: Cantidad de biomasa que ingieren y asimilan de sus presas.
• Producción Neta (PN): Es el incremento real de biomasa propia en un nivel trófico, una vez descontadas las pérdidas por respiración y otras actividades metabólicas. Representa la energía disponible para el siguiente nivel trófico.
  • Fórmula: PB = PN + R (donde R es la energía perdida por respiración).

Sucesiones Ecológicas: La Dinámica de los Ecosistemas

Las sucesiones ecológicas son los cambios graduales y predecibles en la composición de especies y la estructura de una comunidad ecológica a lo largo del tiempo. Diversos factores, tanto abióticos (clima, suelo) como bióticos (interacciones entre especies), contribuyen a esta dinámica.

Esto incluye la llegada de nuevas especies que compiten con las ya existentes, alterando la composición y estructura de la comunidad hasta alcanzar una etapa de clímax o equilibrio relativo.