MATERIA Y ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS

4. LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA

La energía externa que recibe la Tierra procede, casi exclusivamente, de las reacciones termonucleares de fusión que se producen en el Sol. Esta energía es captada por los productores, entrando así en las redes tróficas de los ecosistemas. Con la excepción de algunas bacterias, toda la vida del planeta depende de la energía del Sol.

A. LA ENERGÍA DEL SOL

De toda la energía que emite nuestra estrella, sólo una diezmillonésima parte viene en nuestra dirección y llega a nuestro planeta. Parte de la energía solar es reflejada por las nubes, la atmósfera o el suelo, es el albedo. Otra parte es absorbida por la atmósfera. Sólo un 45% llega a la superficie terrestre. Y sólo un 0,1% es aprovechable por los organismos fotosintéticos.

B. FLUJO DE ENERGÍA

La energía solar absorbida por los productores circula por las cadenas tróficas de eslabón en eslabón de cada cadena alimentaria. Sin embargo, en cada nivel trófico, la mayoría de la energía se pierde en forma de calor. Este calor va a la atmósfera y se pierde en el espacio, por lo que no es aprovechable. Por tanto, la energía en los ecosistemas circula en un único sentido, son sistemas abiertos. La energía circula en forma de flujo.

C. USO DE LA ENERGÍA

La materia orgánica producida por los consumidores se utilizará de dos formas: • Combustible: parte será oxidada en la respiración para obtener energía para las funciones vitales. • Construcción: aproximadamente la mitad de la materia se utilizará para el crecimiento, reparación y renovación de estructuras. Esta materia estará disponible para el siguiente nivel trófico. Cuando un consumidos primario se come a un productor, la materia que obtiene sigue tres rutas diferentes: • Desechos: parte es expulsada como residuos no digeribles (heces, orina,...). • Energía: otra parte se usa en la respiración para obtener energía para el mantenimiento. • Construcción: sólo un 10% de la materia se aprovecha para la formación de estructuras como tejidos y órganos. Esta porción será la que pase al siguiente nivel trófico. Este uso de la materia se repite en cada uno de los eslabones de la cadena trófica, de forma que, en general, sólo el 10% de la energía de un nivel pasa al siguiente. Debido a ello, el número de eslabones en una cadena trófica es limitado. Además, cada nivel contiene menos organismos que el anterior.

D. BIOMASA Y PRODUCCIÓN

La biomasa es la cantidad de masa que contienen los seres vivos. Puede referirse a un organismo, un nivel trófico, un ecosistema.... Se mide en unidades de masa por unidad de superficie: g/m 2 , kg/m 2 (en ecosistemas terrestres); o en unidades de masa por volumen: g/cm 3 , kg/m 3 (ecosistemas acuáticos). La biomasa cambia a lo largo del tiempo por el crecimiento y la reproducción de los seres vivos. El cambio de la biomasa por unidad de tiempo se denomina producción. Se mide en biomasa por unidad de tiempo (kg/m 2 /año, p.e.). Se distingue: • Producción bruta (PB): energía solar fijada y transformada en materia orgánica por unidad de tiempo. • Producción neta (PN): diferencia entre la producción bruta y la energía consumida en la respiración (R): PN = PB - R Según la producción neta se distinguen tres situaciones: • PN=0: es decir, PB=R. Se produce tanta materia como se consume. Típico de ecosistemas muy estables, por ejemplo, en las selvas. • PN>0: es decir, PB>R. Se da en ecosistemas jóvenes, en los que hay más producción que consumo: praderas. • PN<0: es decir, PB<R. Son ecosistemas en regresión, donde hay más consumo que producción. Sistemas explotados por los humanos: ríos con sobrepesca, bosques con tala excesiva, etc.

E. PIRÁMIDES ECOLÓGICAS

Las pirámides ecológicas son representaciones gráficas de distintos aspectos de un ecosistema. Cada nivel trófico se representa por un rectángulo. Los rectángulos se superponen, de forma que en la base están los productores, luego los consumidores primarios, los secundarios, etc. La superficie de cada rectángulo es proporcional al aspecto estudiado: individuos, energía, biomasa, etc. E1. PIRÁMIDES DE INDIVIDUOS Representan la distribución del número de individuos en cada nivel trófico. En general tiene forma de pirámide escalonada, pero a veces están invertidas, ya que no tienen en cuenta la masa y unos pocos individuos de un nivel pueden alimentar a muchos más en un nivel superior. E2. PIRÁMIDES DE BIOMASA Cada sector es proporcional a la biomasa de un nivel trófico. representan mejor la situación de un ecosistema, ya que, normalmente, la biomasa de cada nivel es mayor que la de los niveles superiores. Sin embargo, el algunos ecosistemas acuáticos pueden aparecer invertidas. la biomasa del fitoplancton (productores) puede ser menor que la del zooplancton (consumidores). Esta diferencia se compensa porque los productores se reproducen a un ritmo mucho mayor que el de los consumidores y pueden alimentarlos. E3. PIRÁMIDES DE PRODUCCIÓN El área de cada nivel es proporcional a la producción, sea bruta o neta. Estas pirámides nunca pueden estar invertidas.