UNIDAD 1 - prof.usb.ve.
Anuncio
UNIDAD 1. LOS ECOSISTEMAS Y SU FUNCIONAMIENTO. Realizado por Prof. Yusbelly Díaz 1.1 ¿Qué son los ecosistemas? El concepto de ecosistema es especialmente interesante para comprender el funcionamiento de la naturaleza. La vida humana se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y sus funcionamiento nos afecta totalmente. "Los ecosistemas son sistemas complejos formados por elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos)". También la podemos definir como la unidad formada por el conjunto de todos los organismos vivientes y el medio físico, químico y geológico en que estos viven, así como el intercambio de materiales entre las partes vivas e inertes y las interacciones entre las mismas. El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la ecología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y macromoléculas, formando el nivel químico, el cual es inerte. Estas macromoléculas forman orgánulos que conforman las células, formando la forma más elemental de vida, denominado nivel celular, como por ejemplo los virus. Las células forman tejidos y estos órganos se reúnen en sistemas, como el digestivo, nervioso, circulatorio, etc., formando el nivel orgánico. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí. La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología y se denomina nivel ecológico y está relacionado en primer lugar con las interacciones entre: especie, poblaciones, comunidades, ecosistemas y la ecosfera. Una especie se define como un conjunto de individuos que presentan características semejantes estructural y funcionalmente, comparten una ascendencia común, que solo se reproducen entre ellos y su descendencia es viable. Una población es un grupo de individuos de la misma especie, que ocupa un área dada al mismo tiempo. El lugar donde una población (o un organismo) vive, es su hábitat. Las diferentes poblaciones que interactúan en un área geográfica determinada constituyen lo que se llama comunidad. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad, porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con los factores no vivos (abióticos). Un ecosistema es un sistema dinámico donde se observan interacciones biológicas, químicas y físicas que sustentan las comunidades, y que les permite responder a cambios en las condiciones ambientales. Todos los ecosistemas de la Tierra constituyen la ecosfera. La ecología estudia la naturaleza como un gran conjunto en el que las condiciones físicas y los seres vivos interactúan entre sí en un complejo entramado de relaciones. 1.2 Estructura de los ecosistemas Hay dos aspectos fundamentales en cualquier ecosistema: el componente no vivo (abiótico o biotopo) y el componente vivo (biótico o biocenosis). ECOSISTEMA Biocenosis Componentes bióticos Productores (autótrofos) Biotopo Componentes abióticos Heterótrofos Consumidores Primarios (herbívoros) Secundarios (Carnívoros) Luz Temperatura Precipitación Agua Viento Nutrientes pH Descomponedores (detritívoros) 1.2.1 Componente abiótico El componente abiótico de un ecosistema incluye varios factores físicos y químicos, como la las características del agua, la salinidad, la temperatura, el viento, la presión, las precipitaciones, el oxígeno, los nutrientes, el pH, y el material en suspensión. El grado en que cada factor está presente o no y en qué medida afecta intensamente la capacidad de sobrevivir de los organismos, influye en forma distinta en cada especie. Esta diferencia de respuesta a los factores ambientales determina qué especies ocupan o no cierta región o área, y viene determinado por los rangos de tolerancia que presentan los organismos a intervalos de condiciones ambientales o factores abióticos que un organismo dado puede soportar, tales como temperatura, luz, pH, nutrientes, oxígeno, etc. La tolerancia se describe como una curva, donde se observan las condiciones óptimas donde un individuo se desarrolla sin dificultad y las zonas donde el organismo no puede desarrollarse. El mínimo y el máximo determinan las condiciones extremas, las cuales solo pueden ser soportadas por períodos cortos de tiempo. Hay Esteno organismos que pueden sobrevivir en un rango amplio de condiciones, otros sólo en un rango estrecho o limitado de condiciones. Estas condiciones se denominan esteno (rango estrecho) y euri (rango amplio) y se utilizan refiriéndose al factor abiótico en Figura 1. Límites de tolerancia. estudio como: estenohalino, eurihalino, estenofótica, eurifótica, estenotérmico, euritérmico, etc. Euri 1.2.1.1 Agua El agua es un compuesto único debido a su estructura molecular, la presencia de puentes de hidrógeno y de enlaces covalentes conlleva a que las moléculas estén fuertemente enlazadas, lo cual trae como consecuencia ciertas propiedades como: el calor específico, la densidad y la tensión superficial. El calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del agua en 1ºC. Se necesita mucha energía para cambiarle la temperatura al agua, incluyendo la formación de hielo. Por esta razón, los sistemas acuáticos son térmicamente más estables que los terrestres, es decir, los organismos acuáticos experimentan cambios de temperatura menos drásticos que los organismos terrestres. La densidad del agua alcanza su máximo a 3.98ºC, cuando todavía se encuentra en estado líquido. En el hielo, las moléculas están ordenadas para formar cristales y es menos denso que el agua a 3.98ºC, por lo tanto el hielo flota sobre el agua fría. Una densidad alta, permite cierta flotabilidad en los organismos contra la fuerza de la gravedad, por lo que todos los organismos acuáticos (marinos y dulceacuícolas) necesitan menor energía para mantenerse en su posición. En los ambientes acuáticos, el agua sostiene a los organismos, mientras que en los terrestres los organismos necesitan desarrollar estructuras de soporte (esqueletos de animales). En la interfase aire-agua, se forma una película de alta tensión superficial, que algunos organismos emplean para desplazarse o vivir en ella, por ejemplo los insectos acuáticos. En este caso, algunos insectos acuáticos se desplazan gracias a la tensión superficial de la interfase, sin tener que gastar energía en el movimiento. Otros insectos acuáticos presentan estructuras como "snorkel" que utilizan para respirar por medio de esa interfase. Los organismos marinos deben desarrollar estrategias para flotar y mantenerse en la columna de agua, así como para obtener gases tales como O2 o CO2 entre otros. 1.2.1.2. Luz La luz es un factor muy importante sobre todo para aquellos organismos que realizan el proceso de fotosíntesis, por lo cual su distribución en los ambientes marinos es fundamental para la existencia de autótrofos. La zona dentro de la columna de agua donde la luz llega con una intensidad mayor al 1% de la luz que cae sobre el mar, se denomina zona fótica, y es donde los autótrofos la aprovechan para realizar la fotosíntesis, por lo cual la tasa de producción es mayor a la tasa de respiración de los organismos allí comprendidos. Intensidad % Zona trofogénica: P > R Zona trofolítica: R > P 1% Luz Zona trofolítica: R > P Figura 2. Disminución de la intensidad de la luz cn respecto a la profundidad. En la zona afótica, donde no llega sino el 1% o menos de la luz incidente en la superficie del mar, no puede realizarse la fotosíntesis, dado que los autótrofos requieren de la luz para hacerlo, entonces la tasa de producción es menor a la tasa de respiración. La luz cumple un papel limitante en la distribución de los organismos autótrofos dentro de la columna de agua, por lo cual podríamos pensar que en la zona afótica la mayoría de los organismos que se pueden encontrar son organismos que no necesitan de la luz solar para sobrevivir. La luz incidente sobre la superficie del mar es absorbida o refractada, y va disminuyendo a medida que aumenta la profundidad, esta tasa de atenuación va a depender de otros factores como la cantidad de material en suspensión y disuelto en el agua. La longitud de onda del rojo es absorbida a los primeros metros de profundidad en la columna de agua, mientras que la azul es la que penetra más profundo en el agua. La cantidad de luz se puede medir mediante el uso de un fotómetro o se emplea un disco de Secchi para medir la transparencia del agua. El disco de Secchi tiene unos 18 cm de diámetro, cuando se usa en aguas someras y puede tener hasta 1 metro de ancho cuando se usa en mar abierto a mayor profundidad. El disco tiene cuatro cuadrantes dos blancos y dos negros, alternando los colores. El mismo se sujeta a una cuerda previamente calibrada en centímetros y se sumerge en el agua hasta el punto en el cual se deja de observar desde la superficie del agua, esa medida tomada por la cuerda, representa la medida de transparencia del agua. En aguas muy turbias, por ejemplo cercana a la desembocadura de un río, puede ser de unos 50 cm o menos, y en aguas más cristalinas puede alcanzar unos cuantos metros. Cuerda calibrada Figura 3. Esquema de un disco de secchi. Esta medida de transparencia del agua, refleja la distribución de los organismos presentes en la columna de agua, dado que aquellas especies fotosintetizadoras van a estar limitadas a la zona superior del estrato donde llega la luz. La transparencia del agua está relacionada directamente con la cantidad de material en suspensión. 1.2.1.3. Temperatura Los organismos marinos experimentan variaciones de temperatura menos amplias que los organismos terrestres, esto debido al calor específico del agua citado anteriormente. El rango de temperatura de las aguas marinas varía entre 0º C y 35º C como máximo, a excepto de las aguas termales. En las zonas tropicales estas diferencias son aún menores, por lo que los efectos letales de la temperatura en los ecosistemas acuáticos son menos importantes que en los terrestres. Sin embargo la temperatura puede afectar el rango de distribución de una especie, por ejemplo: hay una diatomea del género Asterionella que no resiste temperaturas superiores a los 25º C por lo que no se consigue en el trópico. Un rotífero del género Filinia no se encuentra en aguas con temperaturas superiores a 10º C. Asimismo algunas especies de plancton tropicales no se consiguen en aguas frías. La temperatura además de influir en la distribución de los organismos en las diferentes latitudes, también afecta los procesos metabólicos, como por ejemplo, el momento de eclosión de huevos de gasterópodos, la tasa de alimentación, la reproducción, etc. La temperatura también puede afectar a los organismos indirectamente, afectando la solubilidad de los gases, lo que implica que a mayor temperatura menor solubilidad. Las aguas con temperaturas más altas pueden presentar menos oxígeno que aguas con temperaturas más bajas, afectando de esta manera la distribución de algunos peces y de invertebrados. Dentro de la columna de agua la temperatura también puede variar, dado que la radiación solar calienta la superficie del agua, mientras que la del fondo permanece más fría. Así se tiene agua caliente, menos densa, flotando sobre agua fría más densa, de manera que la columna de agua se encuentra estratificada en algunos casos. La capa superior donde la temperatura es mayor se denomina zona superficial y la zona inferior se denomina zona profunda. Entre estas zonas se encuentra la termoclina, punto donde ocurre el mayor cambio de temperatura entre la zona superficial y la zona profunda. Temperatura 0 5 10 15 20 25 30 0 aguas someras 5 Profundidad 10 Termoclina 15 20 25 Aguas profundas 30 Figura 4. Estructura térmica de un cuerpo de agua con estratificación. En aguas marinas profundas la temperatura puede ser de 2º C o menor por el efecto de la salinidad, la cual modifica los puntos de fusión y evaporación del agua, así como la densidad, por eso los gradientes verticales en agua dulce difieren de los gradientes en agua salada. 1.2.1.4. Viento El viento es un factor importante en el movimiento de las aguas superficiales (olas) como internos (corrientes). Ejerce influencia en los procesos de estratificación y mezcla, no solo en lo referente a la temperatura, sino también en la mezcla de nutrientes, material en suspensión, oxígeno, etc. 1.2.1.5. Presión La presión en un factor abiótico importante dentro de los cuerpos de agua marinos, dado que por cada 10 m de profundidad se aumenta 1 atm de presión, lo que ejerce un efecto directo sobre el cuerpo de los organismos. Algunos organismos han podido sobreponer estos problemas de presión como por ejemplo, las ballenas y delfines que migran desde zonas muy profundas con presiones muy altas hasta zonas superficiales con presiones muy bajas. Sin embargo, la mayoría de los organismos solo pueden vivir en ciertas profundidades porque sino explotarían. La presión también incrementa la solubilidad de los gases a grandes profundidades. 1.2.1.6. Oxígeno En los sistemas marinos el oxígeno no está siempre disponible para el consumo de los organismos, por lo cual los mismos presentan adaptaciones como difusión a través de membranas en organismos pequeños como los protozoarios y branquias (membranas finas con un área grande) están presentes en organismos de mayor tamaño como peces, crustáceos, etc. La solubilidad del oxígeno también está relacionado con la temperatura del agua, así como también la profundidad y la luz, en zonas menos profundas donde hay mayor intensidad de luz, y por tanto fotosíntesis hay mayor oxígeno disponible para los restantes organismos, mientras que en zonas profundas con menos luz disponible hay poco oxígeno llegando a presentarse zonas anóxicas, es decir, carentes de oxígeno. 1.2.1.7. Salinidad En el mar, las concentraciones de sales son elevadas comparadas con los ecosistemas de agua dulce, lo cual afecta la distribución de los organismos. Son muy pocos los organismos eurihalinos, es decir que pueden vivir tanto en agua dulce como salada. Sin embargo, los organismos estuarinos si pueden sobrevivir a estos bruscos cambios de salinidad. La salinidad en mar abierto permanece casi constante, sin embargo tiende a variar en las costas, zonas deltaicas y estuarinas, donde ocurre un importante aporte de ríos, que diluye el agua salada, en épocas de lluvias. 1.2.1.8. Nutrientes Los organismos marinos necesitan de ciertos macronutrientes para la vida como lo son el N, P, S, K, Mg, Ca, Na y Cl, y otros elementos en cantidad muy bajas como los elementos trazas: Fe, Mn, Cu, Zn, B, Si, Mo, V y Co. Los más importantes son el nitrógeno, el fósforo y el sílice, ya que los otros son bastante abundantes. Dependiendo de la cantidad de nutrientes que tenga un ecosistema se puede denominar oligotrófico, es decir, con bajas concentraciones de nutrientes o eutrófico con altas concentraciones de nutrientes. Los ecosistemas eutroficados, generalmente son producto de la contaminación vía humana, sin embargo, es un proceso que normalmente se lleva a cabo en los cuerpos de agua. 1.2.1.9. pH Es difícil distinguir entre los efectos directos o indirectos del pH sobre los organismos, ya que este afecta de diversas maneras la química acuática. Por ejemplo, las enzimas trabajan dentro de valores específicos de pH y por lo tanto se requiere que el pH del plasma celular se mantenga relativamente constante. Este proceso se hace más costoso a medida que el pH del agua se desvía más del pH de las células. Otros procesos como la fotosíntesis y la respiración pueden verse afectados por cambios en el pH. Uno de los efectos más importantes del pH sobre los organismos marinos viene dado por el papel que juega el pH sobre la solubilidad de los metales, muchos de los cuales pueden ser tóxicos para los organismos. La solubilidad del hierro, cobre, zinc, níquel, plomo y cadmio aumenta a medida que disminuye el pH, mientras que el vanadio y el mercurio son menos solubles en pH bajos. El aumento en la concentración del altamente tóxico ion Al3+ y sus efectos negativos sobre los organismos es uno de los problemas que traen las lluvias ácidas sobre las zonas de lagos y ríos, por ejemplo. 1.2.1.10. Material en suspensión El material en suspensión en la columna de agua afecta la penetración de luz y por lo tanto la distribución de los organismos fotosintetizadores. Este material proviene básicamente de la entrada de aguas continentales en los cuerpos de agua salada en época de lluvias, donde arrastran gran cantidad de sedimento a las zonas deltaicas, estuarinas y desembocaduras. El material en suspensión también puede afectar a organismos que viven en el fondo, principalmente a los filtradores. 1.2.2. Componente biótico Los organismos que constituyen la biocenosis de un ecosistema, generalmente se clasifican como productores, consumidores y saprofitos y descomponedores, con base en la manera en que obtienen el alimento o los nutrientes orgánicos que necesitan para sobrevivir. Los productores, también llamados autótrofos, son organismos que pueden elaborar los compuestos orgánicos que necesitan como nutrientes, a partir de compuestos inorgánicos simples obtenidos del ambiente. En los ecosistemas marinos, la mayoría de los productores forman parte del fitoplancton, algas, fanerógamas marinas y algunas bacterias quimiosintetizadoras. Solo los productores elaboran su propio alimento. Todos los demás organismos son consumidores y viven, directa o indirectamente, del alimento proporcionado por los productores. La mayoría de los productores aprovechan la energía luminica del sol para convertir agua y dióxido de carbono (absorbido del aire o el agua) en un azúcar (glucosa) y liberan oxígeno como subproducto. Esta conversión química, propiciada por la energía solar, recibe el nombre de fotosíntesis. Estos productores elaboran todas sus complejas moléculas a partir de la glucosa producida por la fotosíntesis y algunos nutrientes, como nitrógeno, fósforo, potasio y azufre, que absorben del agua. Algunos organismos productores, principalmente bacterias especializadas, pueden extraer compuestos inorgánicos de su ambiente y convertirlos en compuestos orgánicos nutrientes sin la presencia de la luz solar, por medio de la quimiosíntesis. Todos los demás organismos, que deben consumir materia orgánica para obtener nutrientes son heterótrofos, los cuales pueden dividirse en numerosas subcategorías, de las que las dos principales son consumidores (que comen presas vivas) y saprofitos y descomponedores, que se alimentan de organismos muertos y sus productos. Los consumidores se pueden clasificar en varios subgrupos de acuerdo con su fuente de alimentos. Los animales que se alimentan de productores se llaman consumidores primarios o herbívoros. Los animales que se alimentan de consumidores primarios reciben el nombre de consumidores secundarios o carnívoros. También existen los consumidores terciarios que sólo se alimentan de animales carnívoros. A los animales que se alimentan tanto de plantas como de animales se les denomina omnívoros. El organismo consumido por otro se denomina presa y el animal que ataca se denomina depredador, sosteniendo una relación depredador-presa. Los saprofitos son aquellos animales que se alimentan de detritus, es decir de materiales vegetales, así como de desechos fecales de animales, también denominados detritívoros. Un grupo extremadamente importante es el de los descomponedores, hongos y bacterias que digieren los detritos degradando o descomponiendo las moléculas orgánicas complejas de estos materiales, en compuestos inorgánicos más simples, y absorbiendo los nutrientes solubles. 1.3. Funcionamiento de los ecosistemas El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe además, un movimiento continuo de los materiales. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. En los ecosistemas la energía fluye y la materia se recicla (en un ciclo cerrado) generando organización en el sistema. Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energía. 1.3.1. Flujo de energía La energía se define como la capacidad de producir trabajo o transferir calor, en ecología esta se mide como calorías o kcal, donde 1 kcal es la energía necesaria para elevar un gramo de agua de 1 a 15º C. El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimenticia sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entre en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calórica, que ya no puede ser reutilizada para mantener otro ecosistema en funcionamiento. Las leyes de la termodinámica describen el comportamiento (uso y almacenamiento) de la energía en dos leyes fundamentales: la primera, cuyo enunciado es que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma, lo cual se observa al ser convertida de energía lumínica a energía calórica. La segunda ley se refiere a que cualquier conversión energética terminará con menos energía de la que tenía al comenzar, es decir no es 100% eficiente, y esa pérdida se dispersa en forma de energía calórica (calor). La transferencia de energía es un proceso característico de los ecosistemas que relaciona sus componentes. La energía almacenada en las plantas se transfiere a través del ecosistema en una serie de etapas que básicamente consiste en comer y ser comido, desde un productor que es comido por un consumidor, esto se conoce como cadena alimenticia. 1.3.2. Relaciones tróficas Al describir la estructura biótica de los ecosistemas, es evidente que las principales relaciones entre los organismos son producto de la alimentación. Se pueden identificar numerosas secuencias en que un organismo es comido por otro, y éste a su vez por uno más, etc. Cada una de estas secuencias recibe el nombre de cadena alimenticia. Es importante tener presente que rara vez estas cadenas son entidades aisladas, ya que por ejemplo las poblaciones de herbívoros pueden alimentarse de varias especies de algas o fitoplancton, y son presa de diferentes consumidores secundarios u omnívoros. En consecuencia, todas las cadenas alimenticias están entretejidas y forman una red o trama trófica. Las tramas tróficas comienzan en los productores, es decir, los organismos autótrofos, que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son consumidas por otros seres vivos que conforman el nivel trófico superior, es decir, los herbívoros o consumidores primarios. Todas las cadenas avanzan por una serie de pasos o niveles, de los productores a los consumidores primarios, luego a los secundarios, etc., cada uno de estos pasos se denomina nivel trófico. Entonces, todos los productores pertenecen a un mismo nivel trófico, que sería la base de la trama trófica. Estas especies también se pueden categorizar como especies bases, dado que son consumidas por otros organismos pero ellas no consumen a otros (producen sus propios alimentos por medio de la fotosíntesis). Los herbívoros que se alimentan de los productores primarios se encuentran en el segundo nivel trófico, y los organismos que se alimentan de éstos pertenecen al tercer nivel, etc. Entre cada nivel trófico hay un movimiento fundamental de nutrientes químicos y la energía almacenada que contienen. Debe entenderse que también existe depredación entre organismos de un mismo nivel trófico, y que los organismos tienen una dieta amplia, con lo cual se pueden conseguir relaciones depredador-presa entre un carnívoro de segundo orden que consume un herbívoro, directamente al productor primario, e inclusive a otro organismo dentro de su mismo nivel. Esto hace que las tramas tróficas sean mucho más complejas de lo que imaginamos. La importancia de las tramas tróficas radica, en que estas describen de una manera precisa la interdependencia en los ecosistemas naturales. Esto se refiere a que cualquier alteración de un ecosistema inicia una reacción en cadena dentro de las tramas tróficas, existiendo el peligro de degradación del ambiente por varias causas, entre ellas: sobrepoblación, contaminación, alteración de los ciclos biogeoquímicos, modificaciones climáticas, erosión del suelo, extinción de especies, etc. Cada individuo de la trama trófica utiliza energía, con lo cual queda disponible menos para el eslabón siguiente. Igualmente, las conversiones de energía son ineficientes, aún cuando la energía no se destruye, cada transformación disminuye la energía disponible para realizar un trabajo. Esta energía perdida es energía en forma de calor. Dado que las transformaciones de energía son ineficientes, solo una pequeña porción de la energía presente en un nivel puede estar disponible para los organismos del siguiente nivel superior (esta energía se puede medir en términos de calor producido). De esta manera, una cadena trófica tiene un número limitado de eslabones, y dependerá de la cantidad de energía que pase de un nivel a otro. ¿Cuántos niveles tróficos hay? no más de 3 o 4 en cada ecosistema. Las tramas tróficas en los ecosistemas marinos son más complejas y más largas que en los ecosistemas terrestres. Una representación muy útil para estudiar este entramado trófico son las pirámides de biomasa, energía o número de individuos. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. En el piso inferior se sitúan los productores; por encima los consumidores de primer orden (herbívoros), después los de segundo orden (carnívoros) y así sucesivamente. Las diferencias de la biomasa entre cada nivel trófico se debe a que el heterótrofos no convierte en tejidos orgánicos mucho de lo que consume, sino que lo descompone para liberar y utilizar energía que contiene; así, hay una pérdida inevitable de biomasa con cada desplazamiento a niveles tróficos superiores. Es muy importante observar que todos los heterótrofos dependen de un suministro continuo de la materia orgánica reciente que producen los autótrofos; de lo contrario, se quedarían sin alimento y morirían de hambre, ya que descomponen la comida para liberar la energía almacenada en ella. Cuando ocurre esta descomposición de la Productores primarios materia orgánica, los elementos químicos liberados vuelven en estado inorgánico al ambiente, de donde pueden ser reabsorbidos por los autótrofos. Así, hay un ciclo continuo de nutrientes del medio a los Consumidores organismos y de vuelta al medio. Por su parte, el primarios gasto de energía es irrecuperable porque se pierde Herbívoros como calor disipado de los cuerpos. La pirámide de número de individuos resulta Consumidores de la pirámide de biomasa, el hecho de que los secundarios organismos (excepto parásitos) se alimenten de Carnívoros orden 1 individuos más pequeños que ellos mismos, Consumidores terciarios también contribuye a que haya menos individuos en Carnívoros orden 2 los niveles tróficos más altos. Consumidores cuaternarios Carnívoros orden 3 1.3.3. Relaciones no alimenticias Cuando dos especies de un ecosistema tienen actividades o necesidades en común es frecuente que interactúen entre sí. Puede que se beneficien o que se dañen o, en otros casos, que la relación sea neutra. Los tipos principales de interacción entre especies son: competencia, depredación, etc. La competencia es cuando ambas poblaciones o especies, tienen algún tipo de efecto negativo una sobre la otra. Generalmente la competencia se da entre especies con estilos de vida y necesidades de recursos similares. Hay un principio general en ecología que dice que dos especies no pueden coexistir en un medio determinado si no hay entre ellas alguna diferencia ecológica. Si no hay diferencias una acaba desplazando a la otra. El parasitismo es similar a la depredación, pero el término parásito se reserva para designar a pequeños organismos que viven dentro o sobre un ser vivo de mayor tamaño (hospedador o huésped), perjudicándole. La forma de vida parasitaria tiene un gran éxito; aproximadamente una cuarta parte de las especies animales son parásitas. Un ejemplo de parasitismo es la Tenia (solitaria) que vive en el intestino del hombre y le causa mal nutrición alimentándose del huésped. El comensalismo es el tipo de interacción que se produce cuando una especie se beneficia y la otra no se ve afectada. Así, por ejemplo, las rémoras que viven sobre los tiburones que se alimentan de los restos orgánicos depositados en su piel, mientras el tiburón no se ve afectado ni beneficiado. El mutualismo es el tipo de relación en el que dos especies se benefician entre sí hasta el extremo de que su relación llega a ser necesaria para la supervivencia de ambas especies. Por ejemplo, algunos componentes de la flora intestinal que sintetizan vitaminas y ayudan en la digestión, a la vez que obtienen alimento y protección. 1.4 Producción y productividad Los productores primarios son los organismos que hacen entrar la energía en los ecosistemas. Los principales productores primarios son las plantas en los sistemas terrestres y en los sistemas marinos, el fitoplancton, las algas y las fanerógamas marinas. Cuando se habla de la producción de un ecosistema se hace referencia a la cantidad de energía que ese ecosistema es capaz de aprovechar. La producción primaria bruta de un ecosistema es la energía total fijada por fotosíntesis por los organismos autótrofos. La producción primaria neta es la energía fijada por fotosíntesis menos la energía empleada en la respiración, es decir la producción primaria bruta menos la respiración. Cuando la producción primaria neta es positiva, la biomasa de los autótrofos del ecosistema va aumentando. Ahora bien, también podemos hablar de producción secundaria, la cual se refiere a la cantidad de energía fijada por los organismos heterótrofos. Entonces, los productores secundarios son los animales y detritívoros que se alimentan de los organismos autótrofos. Los herbívoros se alimentan directamente de los autótrofos, pero los diferentes niveles de carnívoros y los detritívoros también reciben energía indirectamente de los autótrofos, a través de la cadena trófica. Los animales obtienen la energía para su metabolismo de la oxidación de los alimentos (respiración), pero no todo lo que comen acaba siendo oxidado. Parte se desecha en las heces o en la orina, parte se difunde en forma de calor, etc. La mayor parte de la energía absorbida se utiliza en el mantenimiento o se pierde a través de las heces. Sólo una pequeña parte se convierte en producción secundaria (aumento de peso del animal o nuevas crías). Cuando se desea expresar la cantidad de energía acumulada en un nivel trófico o un ecosistema determinado por unidad de tiempo, de manera de poder ser comparativa, se calcula la productividad. La productividad también se puede calcular como primaria y secundaria y es la relación directa entre la producción por una unidad de tiempo, generalmente expresada en año.