ciclo de la materia

Los materiales necesarios para la vida en los ecosistemas se transfieren en ciclos cerrados, que permiten a los organismos vivientes utilizarlos una y otra vez, ya que se reciclan constantemente.
Para comprender mejor cómo operan estos ciclos, se debe saber que en la fotosíntesis las plantas verdes toman del ambiente abiótico (no vivo) sustancias inorgánicas, de bajo nivel energético, y las transforman en compuestos orgánicos, que sirven como fuente principal de energía y de materiales para construir el cuerpo de cualquier ser viviente.
En la trama alimentaria de un ecosistema, la materia orgánica generada por los productores (organismos fotosintetizadores) se transfiere, sucesivamente, a través de los diferentes niveles tróficos ocupados por los consumidores.
Cuando tales organismos mueren (o eliminan sus desechos), las sustancias orgánicas presentes en los restos cadavéricos (o en los desechos) son desintegradas por los descomponedores, hasta reducirlas a moléculas inorgánicas simples, que pueden ser tomadas por otros organismos capaces de incorporarlas a su propio organismo.
En síntesis, dentro de un ecosistema y también entre ecosistemas, la materia prima con que se construye el ser vivo circula: desde los componentes inanimados (ambiente abiótico) a los organismos vivos, luego regresa a lo inerte, de ahí a los seres vivientes y así, sucesivamente.
Este tipo de circulación se conoce como ciclo de la materia o biogeoquímico.
Si la materia no repitiera sus ciclos, ninguna forma viviente sobreviviría en la actualidad, porque los cadáveres y desechos orgánicos acumularían indefinidamente la materia prima que permite estructurar al organismo biológico.
La Tierra no recibe del espacio exterior, ni pierde hacia él, cantidades significativas de materia. En consecuencia, los seres vivos tienen que satisfacer sus necesidades de sustancias orgánicas e inorgánicas utilizando, exclusivamente, la materia confinada dentro de sus propios límites.
De las sustancias inorgánicas que se mueven cíclicamente en los ecosistemas, algunas son requeridas en grandes cantidades por los organismos vivientes, razón por la cual se denominan macronutrientes; los ejemplos más importantes incluyen al agua, carbono, nitrógeno y fósforo. Otras materias inorgánicas también son necesarias para los seres vivos, pero sólo en cantidades muy pequeñas; se trata de micronutrientes como, por ejemplo, fierro, cobre, cloro, zinc y yodo.
_uacct = "UA-4247327-1";
urchinTracker();

NIVELES TRÓFICOS EN LOS ECOSISTEMAS (CADENAS DE ALIMENTOS):
La energía y los nutrientes pasan por varios niveles alimenticios. Cada uno de esos niveles se llama en Ecología "Nivel Trófico".
La suma de todos los niveles tróficos de un ecosistema se llama cadena alimenticia. Las relaciones alimenticias en un ecosistema en conjunto se llaman "Red Alimenticia".
En un ecosistema sencillo, los niveles tróficos son:
Productores (plantas y/o fitoplancton).
Consumidores Primarios (herbívoros y/o zooplancton).
Consumidores Secundarios (carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios, o sea, de los herbívoros).
Consumidores Terciarios y Cuaternarios (carnívoros que se alimentan de carnívoros).
Permítame darle un ejemplo:
UNA CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE:
- Productores: césped, arbustos y árboles.
- Consumidores primarios: saltamontes (comedores de plantas).
- Consumidores secundarios: pájaros (insectívoros).
- Consumidores Terciarios: serpientes (comedores de pájaros).
- Consumidores Cuaternarios: Búhos (comedores de serpientes).
- Finalmente, los factores bióticos y sus productos son reciclados (descompuestos) por los detritívoros (Bacterias, hongos, y algunos animales).

Niveles tróficos y cadenas alimentarias
Todas las plantas compiten por la luz solar, los minerales del suelo y el agua, pero las necesidades de los animales son más diversas y muchos de ellos dependen de un tipo determinado de alimento. Los animales que se alimentan de vegetales son los consumidores primarios de todas las comunidades; a su vez, ellos sirven de alimento a otros animales, los consumidores secundarios, que también son consumidos por otros; así, en un sistema viviente pueden reconocerse varios niveles de alimentación o niveles tróficos. Los productores son los organismos autótrofos y en especial las plantas verdes, que ocupan el primer nivel trófico; los hervívoros o consumidores primarios ocupan el segundo nivel, y así sucesivamente. La muerte tanto de plantas como de animales, así como los productos de desecho de la digestión, dan la vida a los descomponedores o desintegradores, los heterótrofos que se alimentan de materia orgánica muerta o en descomposición procedente de los productores y los consumidores, que son principalmente bacterias y hongos. De modo que la energía procedente originariamente del sol pasa a través de una red de alimentación. Las redes de alimentación normalmente están compuestas por muchas cadenas de alimentación entrelazadas, que representan vías únicas hasta la red. Cualquier red o cadena de alimentación es escencialmente un sistema de transferencia de energía. Las numerosas cadenas y sus interconexiones contribuyen a que las poblaciones de presas y depredadores se ajusten a los cambios ambientales y, de este modo, proporcionan una cierta estabilidad al sistema.

Explotacion del Ecosistema

Todos los organismos consumidores viven de la explotación del ecosistema y la especie humana también necesita explotarlo para asegurar su supervivencia. De la naturaleza se obtienen los alimentos y a la naturaleza se devuelven los residuos que generamos con nuestra actividad. La energía que empleamos la obtenemos, en su mayoría, de la combustión de reservas de compuestos de carbono (petróleo, carbón, gas) almacenados por el trabajo de los productores del ecosistema a lo largo de muchos millones de años.

En la actualidad no se puede entender el funcionamiento de la mayor parte de los ecosistemas si no se la tiene en cuenta la acción humana. Dado el número de individuos y la capacidad de acción que tiene nuestra especie en estos momentos la influencia que ejercemos sobre la naturaleza es enorme.
Entre las acciones humanas que más influyen en el funcionamiento de los ecosistemas tenemos:

a) Agricultura y ganadería

Cuando se cultivan los campos, se talan los bosques, se pesca o se cría ganado, se "explota" al resto de la naturaleza y se provoca su "regresión" en el sentido ecológico; es decir, el ecosistema se rejuvenece y deja de seguir el proceso de sucesión natural.
Los ecosistemas tienden naturalmente al incremento de estructura y complejidad, disminuyendo su producción neta cuando están maduros. El hombre, por el contrario, intenta obtener el máximo rendimiento del ecosistema, por lo que le interesa mantenerlo en etapas juveniles en las que la productividad neta es mayor. En las actividades agrícolas y ganaderas se retira biomasa de los ecosistemas explotados y se favorece a las especies oportunistas (frecuentemente monocultivos), lo que disminuye la diversidad de especies del primitivo ecosistema.
También se disminuye la diversidad eliminando otros animales competidores (roedores, lobos, aves, etc.) mediante la caza, el uso de venenos, etc.
El trabajo agrícola afecta también al ecosistema suelo. Al arar se mezclan los horizontes del suelo y se rompe la estructura para liberar nutrientes que puedan usar las plantas. Por otra parte al recoger la cosecha no se devuelve al suelo los nutrientes y hay que abonar para obtener nuevas cosechas. La agricultura moderna es un cambio de combustibles fósiles (petróleo) por alimentos, pues hay que usar gran cantidad de energía para fabricar fertilizantes y pesticidas, trabajar la tierra, sembrarla, recoger la cosecha, etc.
La oposición profunda entre explotación y sucesión es el punto crucial de toda la problemática de conservación de la naturaleza. El hombre necesita producción porque gran parte de lo que consume lo tiene que obtener de la naturaleza, pero también necesita muchas otras cosas como una atmósfera y clima regulados por los océanos y las masas de vegetación, agua limpia -es decir, oligotrofica ; recursos vitales, estéticos y recreativos proporcionados por el paisaje, etc... El problema es conseguir el adecuado equilibrio entre estos factores.

b) Obtención de energía y materias primas

La explotación del petróleo y del gas, la minería del carbón y del resto de minerales y el transporte de materias primas y productos terminados suponen también, un fuerte impacto sobre los ecosistemas. Traen consigo carreteras, grandes movimientos de tierra, sobre todo en la minería a cielo abierto, concentración y producción de sustancias tóxicas, en todos los lugares de la tierra y los océanos.

c) Reciclado de residuos


El vertido de residuos es otra fuerte de impacto sobre la naturaleza. En ocasiones provocan tal concentración de productos tóxicos en un ecosistema que causa graves daños a los seres vivos. Hablamos de contaminación o polución para referirnos a estos cambios de las condiciones del ecosistema.
El hombre siempre ha confiado en los sistemas naturales para limpiar y depurar sus residuos y los ha vertido a ríos, mares y vertederos terrestres. La capacidad de la naturaleza para reciclar los materiales, diluir los tóxicos y limpiar el aire y el agua es muy grande, pero la actividad industrial genera tan gran variedad y cantidad de contaminación que sobrepasa la capacidad equilibradora y depuradora de la atmósfera.
Especial interés tienen los compuestos que como el DDT se van acumulando en la cadena trofica y llegan a alcanzar concentraciones muy altas en los tejidos de los consumidores secundarios o terciarios, provocando importantes alteraciones en su metabolismo.
También veremos con detalle como la emisión de algunos gases en grandes cantidades a la atmósfera, como el CO2, está produciendo alteraciones en el funcionamiento normal del clima o de la protección contra las radiaciones peligrosas.
Los miles de nuevos productos químicos sintetizados en los últimos decenios tienen especial interés, porque al ser muchos de ellos moléculas que no existían antes son, en ocasiones, difíciles de metabolizar y reciclar por la naturaleza. Además algunos de ellos son parecidos a moléculas químicas del metabolismo e interfieren en su funcionamiento, como probablemente esté pasando con sustancias químicas similares a las hormonas.
d) Destrucción de ecosistemas naturales
El uso de recursos por el hombre deja en ocasiones a los ecosistemas sin componentes que les son imprescindibles. Así sucede cuando desviamos cursos de agua para usarlos en regadío o abastecimiento de ciudades y el cauce de los ríos queda sin caudal suficiente para mantener el ecosistema. O cuando se construye en las zonas del litoral sobre marismas.

e) Introducción de organismos ajenos al ecosistema

La actividad humana mueve muchas especies de unos lugares a otros. A veces conscientemente y otras sin querer, al transportar mercancías o viajar de unos sitios a otros.
Muchas de estas especies son beneficiosas por su aprovechamiento agrícola o ganadero, como la patata y el maíz que fueron introducidas en Europa y son un importantísimo recurso alimenticio. Otras sirven para controlar plagas. Pero algunas son muy perjudiciales, porque no tienen depredadores que las controlen y se convierten en plagas. Siempre hay que tener en cuenta que la alteración del ecosistema es muy difícil de prever y sus efectos secundarios difíciles de controlar.

Limites del Ecosistema

Existen ecosistemas que se encuentran separados por límites claros. Por ejemplo una laguna, un jardín o un charco. En los ecosistemas terrestres los límites pueden establecerse a partir de diferentes tipos de vegetación. Sin embargo, a veces, no es tan fácil definir la frontera de un ecosistema o distinguir sus subsistemas, y esta decisión debe tomarse en forma arbitraria. Muchas veces los accidentes geográficos nos ayudan a delimitar un ecosistema, barreras infranqueables para ciertas especies. Los límites de los ecosistemas terrestres pueden distinguirse a partir del tipo de vegetación predominante. Tal el caso de los bosques, con sus numerosos árboles donde las copas forman un estrato, o una pradera donde abundan las pasturas bajas. Una montaña, una playa o un lago son también una ayuda para establecer los límites de un ecosistema de igual forma se toman en cuenta las interacciones ecológicas.

Playa


Montaña

Lago

Sucesion Ecologica

La sucesión es un proceso dominado por plantas, en el que las comunidades de animales cambian en función de los cambios que experimentan las comunidades vegetales.

Es un cambio unidireccional, secuencial en la dominancia relativa de especies de una comunidad.

La sucesión puede ser de 2 formas:

Primaria: ocurre en lugares en los que no existen organismos: lugares que experimentaron erupciones volcánicas y glaciares.

Secundaria: se da en comunidades que han sufrido algún tipo de disturbio: campos de cultivo abandonados, bosque deforestados y bosques incendiados.

Una de las consecuencias mas dramáticas e importantes de la regulación biológica en la comunidad como todo, es el fenómeno comúnmente conocido como sucesión ecológica, pero descrito aun mejor por la frase desarrollo del ecosistema.

Para considerar de otra manera, se puede decir que el cambio en la estructura y dinámica de un ecosistema en el tiempo, es el resultado de una interacción de fuerzas físicas que irrumpen desde el exterior y de procesos del desarrollo generado dentro del sistema.

Decimos que en secuencia de cambios fundamentales se deban a las fuerzas externas al sistema, es una sucesión alogenica y que las secuencias generadas internamente constituyen una sucesión autogenica o desarrollo autogenico.
Las clases de cambios ecológicos es controlado por la comunidad, cada grupo de organismos cambia el sustrato físico y el microclima y se altera la composición de especies y la diversidad como resultado de la competencia y de otras interacciones de las poblaciones.

Puede considerarse que la estrategia del desarrollo del ecosistema sea el incremento en la eficiencia en la utilización de la energía, de tal manera que cada unidad estructural se mantenga con el trabajo mínimo posible.

En la terminología ecológica, las etapas del desarrollo son conocidas como etapas serales y el estado estable final como clímax. El gradiente integro de las comunidades, que es característico de un lugar dado, se llama sere.

La sucesión que se inicia en un área estéril, donde las condiciones no son favorables en un principio.

Como podría esperarse, la tasa de cambios es mucho más rápida y el tiempo requerido para la terminación de los seres es mucho mas corta en la sucesión secundaria.

La sucesión autotrofica: Es un tipo muy deseminado en la naturaleza, que principia en un medio ambiente predominante inorgánico y se caracteriza por una temprana y continua dominancia inicial de autotrofos.

La sucesión heterotrofca: se caracteriza por la dominación de autotrofos, que se presentan en el caso especial de ambientes predominantes orgánicos.

La clase de plantas y animales que cambian con la sucesión.

Aquellas especies que son importantes en las etapas pioneras, es probable que no sean importantes en la etapa del clímax. Cuando se gráfica la densidad de especies contra el tiempo en una sere, se obtiene un gráfica en escalera.

Típicamente, en el gradiente algunas especies tienen tolerancia mas amplias o preferencias de nichos que otras y, por lo tanto, persisten por periodos mas largos.

El incremento de la biomasa y el contingente actual de materia orgánica con la sucesión. Tanto en ambientes acuáticos como terrestres la cantidad total de materia orgánica y de materiales orgánicos en descomposición tiende a incrementarse con el tiempo.

También muchas sustancias solubles se acumulan, estas incluyen azucarares, amoniacos y muchos productos orgánicos de la descomposición microbiana. Estos productos líquidos que se escurren del cuerpo de organismos, con frecuencia, se conocen colectivamente como extrametabolicos.

La regulación química es una manera de lograr la estabilidad de la comunidad a medida que se acerca el clímax, porque las perturbaciones tanto físicas como químicas son amortiguadas por una extensa estructura orgánica son de dos principales factores que dan lugar a cambios en las especies.

Etapas del la sucesion ecologica

Sucesión y evolución

La sucesión y la evolucion tienen tiempos distintos. La sustitución evolutiva de las especies requiere cientos de miles de años, mientras que la sucesión se completa en cientos de años. Pero ambos procesos tienden a favorecer la sucesión de especies generalistas por otras especializadas; en general, tienden a producir un aumento de complejidad. El proceso evolutivo se desarrolla dentro de la corriente de autoorganización de los sistemas ecológicos, que llamamos sucesión, y eso ayuda a explicar su tendencia a producir formas cada vez más complejas y especializadas.

La acción del hombre sobre el planeta ha sido tan notable, especialmente en el último siglo, que se puede afirmar que no existe ecosistema que no esté afectado por su actividad. Desde hace milenios el hombre ha explotado y modificado la naturaleza para subsistir, pero en los últimos decenios además ha producido miles de sustancias nuevas que se han difundido por toda la atmósfera, la hidrosfera, los suelos y la biosfera.

Acción del hombre sobre el ecosistema.
Todos los organismos consumidores viven de la explotación del ecosistema y la especie humana también necesita explotarlo para asegurar su supervivencia. De la naturaleza se obtienen los alimentos y a la naturaleza se devuelven los residuos que generamos con nuestra actividad. La energía que empleamos la obtenemos, en su mayoría, de la combustión de reservas de compuestos de carbono (petróleo, carbón, gas) almacenados por el trabajo de los productores del ecosistema a lo largo de muchos millones de años.
En la actualidad no se puede entender el funcionamiento de la mayor parte de los ecosistemas si no se la tiene en cuenta la acción humana. Dado el número de individuos y la capacidad de acción que tiene nuestra especie en estos momentos la influencia que ejercemos sobre la naturaleza es enorme. La biomasa humana es del orden de cienmilésimas (10-5) de la total de la biosfera, pero, cualitativamente, su influencia es muy fuerte. Entre las acciones humanas que más influyen en el funcionamiento de los ecosistemas tenemos:
a) Agricultura y ganadería
Cuando se cultivan los campos, se talan los bosques, se pesca o se cría ganado, se "explota" al resto de la naturaleza y se provoca su "regresión" en el sentido ecológico; es decir, el ecosistema se rejuvenece y deja de seguir el proceso de sucesión natural.
Los ecosistemas tienden naturalmente al incremento de estructura y complejidad, disminuyendo su producción neta cuando están maduros. El hombre, por el contrario, intenta obtener el máximo rendimiento del ecosistema, por lo que le interesa mantenerlo en etapas juveniles en las que la productividad neta es mayor. En las actividades agrícolas y ganaderas se retira biomasa de los ecosistemas explotados y se favorece a las especies oportunistas (frecuentemente monocultivos), lo que disminuye la diversidad de especies del primitivo ecosistema.
También se disminuye la diversidad eliminando otros animales competidores (roedores, lobos, aves, etc.) mediante la caza, el uso de venenos, etc.
El trabajo agrícola afecta también al ecosistema suelo. Al arar se mezclan los horizontes del suelo y se rompe la estructura para liberar nutrientes que puedan usar las plantas. Por otra parte al recoger la cosecha no se devuelve al suelo los nutrientes y hay que abonar para obtener nuevas cosechas. La agricultura moderna es un cambio de combustibles fósiles (petróleo) por alimentos, pues hay que usar gran cantidad de energía para fabricar fertilizantes y pesticidas, trabajar la tierra, sembrarla, recoger la cosecha, etc.
La oposición profunda entre explotación y sucesión es el punto crucial de toda la problemática de conservación de la naturaleza. El hombre necesita producción porque gran parte de lo que consume lo tiene que obtener de la naturaleza, pero también necesita muchas otras cosas como una atmósfera y clima regulados por los océanos y las masas de vegetación, agua limpia -es decir, oligotrófica -; recursos vitales, estéticos y recreativos proporcionados por el paisaje, etc.. El problema es conseguir el adecuado equilibrio entre estos factores.

b) Obtención de energía y materias primas
La explotación del petróleo y del gas, la minería del carbón y del resto de minerales y el transporte de materias primas y productos terminados suponen también, un fuerte impacto sobre los ecosistemas. Traen consigo carreteras, grandes movimientos de tierra, sobre todo en la minería a cielo abierto, concentración y producción de sustancias tóxicas, en todos los lugares de la tierra y los océanos.
c) Reciclado de residuos
El vertido de residuos es otra fuerte de impacto sobre la naturaleza. En ocasiones provocan tal concentración de productos tóxicos en un ecosistema que causa graves daños a los seres vivos. Hablamos de contaminación o polución para referirnos a estos cambios de las condiciones del ecosistema.
El hombre siempre ha confiado en los sistemas naturales para limpiar y depurar sus residuos y los ha vertido a ríos, mares y vertederos terrestres. La capacidad de la naturaleza para reciclar los materiales, diluir los tóxicos y limpiar el aire y el agua es muy grande, pero la actividad industrial genera tan gran variedad y cantidad de contaminación que sobrepasa la capacidad equilibradora y depuradora de la atmósfera.
Especial interés tienen los compuestos que como el DDT se van acumulando en la cadena trófica y llegan a alcanzar concentraciones muy altas en los tejidos de los consumidores secundarios o terciarios, provocando importantes alteraciones en su metabolismo.
También veremos con detalle como la emisión de algunos gases en grandes cantidades a la atmósfera, como el CO2 o los CFC, está produciendo alteraciones en el funcionamiento normal del clima o de la protección contra las radiaciones peligrosas.
Los miles de nuevos productos químicos sintetizados en los últimos decenios tienen especial interés, porque al ser muchos de ellos moléculas que no existían antes son, en ocasiones, difíciles de metabolizar y reciclar por la naturaleza. Además algunos de ellos son parecidos a moléculas químicas del metabolismo e interfieren en su funcionamiento, como probablemente esté pasando con sustancias químicas similares a las hormonas esteroideas.
d) Destrucción de ecosistemas naturales
El uso de recursos por el hombre deja en ocasiones a los ecosistemas sin componentes que les son imprescindibles. Así sucede cuando desviamos cursos de agua para usarlos en regadío o abastecimiento de ciudades y el cauce de los ríos queda sin caudal suficiente para mantener el ecosistema. O cuando se construye en las zonas del litoral sobre marismas.
e) Introducción de organismos ajenos al ecosistema
La actividad humana mueve muchas especies de unos lugares a otros. A veces conscientemente y otras sin querer, al transportar mercancías o viajar de unos sitios a otros.
Muchas de estas especies son beneficiosas por su aprovechamiento agrícola o ganadero, como la patata y el maíz que fueron introducidas en Europa y son un importantísimo recurso alimenticio. Otras sirven para controlar plagas. Pero algunas son muy perjudiciales, porque no tienen depredadores que las controlen y se convierten en plagas. Siempre hay que tener en cuenta que la alteración del ecosistema es muy difícil de prever y sus efectos secundarios difíciles de controlar.