09 DINÁMICA ECOSISTEMA

4.3 DINÁMICA DEL ECOSISTEMA
Un ecosistema es una comunidad de muchas especies de organismos (plantas, animales,
desintegradotes, parásitos) que interaccionan uno con el otro y con el ambiente físico dentro de un
área más o menos circunscrita. Dentro de un ecosistema hay un flujo de energía y de nutrientes, que
se están reciclando.
4.3.1 Flujo de Energía
La energía que proviene del sol entra en la parte biótica de los ecosistemas cuando es aprovechada
por los autótrofos durante la fotosíntesis. La productividad primaria neta es la cantidad de energía
que los autótrofos almacenan en el material orgánico en una unidad específica de área, en un
período específico. Así, la captura de la radiación solar por la fotosíntesis alimenta la productividad
del ecosistema y la productividad anual de un área está determinada por la temperatura y la
humedad. En la figura X se muestra como la energía fluye a través de los ecosistemas a medida que
los organismos capturan y almacenan energía y la transfieren a otros organismos cuando son
comidos, por lo que los organismos se agrupan en niveles tróficos.
Figura
Flujo de energía a través del ecosistema
Los niveles tróficos describen las relaciones alimenticias en los ecosistemas. Los autótrofos son
los productores, el nivel trófico más bajo. Los herbívoros ocupan el segundo nivel como
consumidores primarios, los carnívoros actúan como consumidores secundarios cuando sus presas
son los herbívoros o como terciarios o consumidores del nivel más alto cuando se comen a otros
carnívoros; los descomponedores o desintegradotes de detritus, digieren los cuerpos muertos y los
desechos, usando y liberando la energía almacenada en estas sustancias y liberan nutrimentos para
ser reciclados. En la figura
se representa una trama trófica que indica quién se come a quién
dentro de un ecosistema, por lo cual, las relaciones alimenticias en las que ésta representado cada
nivel trófico por un organismo se llaman cadenas alimenticias. En los ecosistemas naturales, estas
relaciones son mucho más complejas y se describen como redes alimenticias.
Figura
Trama trófica en un ecosistema
Como la cantidad de energía que fluye a través de un ecosistema depende de la producción primaria
neta y de la eficiencia de la transferencia de energía de un nivel a otro, se estima que dicha
transferencia es poco eficiente. En general, sólo aproximadamente el 10 % de la energía captada por
los organismos de un nivel trófico pasa al cuerpo de los organismos en el siguiente nivel. Cuanto
más alto sea el nivel trófico, menos energía habrá para sostenerlo. Como resultado, las plantas son
más abundantes que los herbívoros y éstos son más comunes que los carnívoros, así el
almacenamiento de energía en cada nivel trófico se ilustra gráficamente como una pirámide de
energía.
4.3.2 Ciclos Biogeoquímicos
El patrón del movimiento del agua, carbono, nitrógeno y demás elementos minerales a través de los
organismos y del ambiente físico se denomina ciclo biogeoquímico. En estos ciclos, los materiales
inorgánicos del aire, del agua o del suelo son incorporados por los productores, pasados a los
consumidores y transferidos a los descomponedores. En el curso de su metabolismo, los
descomponedores liberan los materiales inorgánicos al aire, suelo o al agua en una forma en que
pueden ser incorporados por los productores (Alexander et al, 1987; Gómez-Pompa et al., 1992;
Alonso, 1992; Curtis y Barnes, 1995; Otto y Towle, 1996; Audesirk y Audesirk, 1997, 1998; Muñiz et
al., 2000; Bigss et al., 2000; Campbell, 2001; Solomon et al., 2001; Purves et al., 2003; Mader,
2003).
Cada uno de los elementos químicos empleados por los organismos tiene un ciclo biogeoquímico
distintivo cuyas propiedades dependen de la naturaleza física y química del elemento y de la forma
en que los organismos lo usan. Así, por ejemplo, el ciclo del agua (Fig. ) presenta varios procesos
(evaporación, condensación, precipitación y filtración) que determinan la disponibilidad del elemento
hacia la biota. En éste ciclo, el agua se mueve desde el aire al suelo o cuerpo acuático, y de nuevo al
aire.
Figura
Ciclo del Agua
Algunos elementos químicos circulan continuamente, pero grandes cantidades de otros quedan
temporalmente fuera de esa circulación al depositarse en los sedimentos de las profundidades
oceánicas. Todos los elementos circulan rápidamente a través de los organismos ya que ningún
individuo vive mucho en términos geológicos. Así, los elementos químicos que existen en la
atmósfera en forma gaseosa, como el carbono y el nitrógeno (figuras
y
), circulan más
rápidamente que los elementos no gaseosos.
Figura
Ciclo del carbono: La reserva del carbono es el bióxido de carbono atmosférico, éste
entra a los productores mediante la fotosíntesis. De estos autótrofos, pasa por la red alimenticia a la
atmósfera como CO2 durante la respiración celular.
Figura
Ciclo del Nitrógeno: Implica varias etapas como la Amonificación,
Nitrificación, Asimilación y Desnitrificación.
4.4 RELACIONES INTRAESPECÍFICAS E INTERESPECÍFICAS
Una de las características estructurales de la Comunidad es la Competencia, la cual se establece
cuando dos o más individuos usan los mismos Recursos (es todo aquello que es usado
directamente por un organismo que puede llevar al crecimiento de la población y cuya disponibilidad
se reduce cuando de usa, es decir, son todas las cosas consumidas por un organismo y al ser
utilizado no es disponible para otros organismos, los cuales se expresan como materiales, energía o
espacio), y si esos recursos son insuficientes para satisfacer sus demandas, los individuos son
competidores, ya sean miembros de la misma o de diferentes especies, por lo que (Campbell et al.,
2001; Purves et al., 2003):
 Es Intraespecífica, cuando se presenta entre los individuos de la misma especie, pudiendo
resultar en una reducción del crecimiento y de las tasas de reproducción para algunos
individuos, o excluyendo a otros de su hábitat o causándoles la muerte.
 Es Interespecífica, si ocurre entre individuos de diferentes especies, puede ocasionar los
mismos efectos, pero, además, una especie entera puede ser apartada de aquellos hábitats
en los que no puede competir exitosamente (principio de exclusión competitiva de Gause).
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
1. Para la imagen de la siguiente página señala con flechas de diferentes colores como va
fluyendo la energía de un nivel trófico a otro.
2. También anota el nombre del nivel trófico (productor, consumidor primario, consumidor
secundario,… o descomponedor) para cada uno de los organismos que en ella participan.
3. Indica y explica si la imagen corresponde a una cadena, red o trama alimenticia.
Nota: colocar imagen
4.
¿Cuál es la importancia del proceso fotosintético durante el flujo de materia y
energía en un ecosistema?
5. Investiga e ilustra una pirámide de energía en la apliques la Ley del Mínimo de Liebig, también
conocida como Ley del 10% y señala cuál es su importancia.
6. Explica como los descomponedores permiten mantener el flujo de materia y energía en los
ecosistemas
7. Señala los tipos de pirámides alimenticias que existen
8. Con base a los esquemas precedentes de los ciclos del agua, carbono y nitrógeno y a una
investigación bibliográfica que realices de cada uno de ellos, contesta lo siguiente:
a) Para el ciclo del carbono, que otras fuentes están aportando más CO 2 a la atmósfera y que
repercusiones ambientales están provocándose
b) Para el ciclo del nitrógeno, como se llaman los géneros de bacterias responsables de fijar el
nitrógeno atmosférico en los nódulos de las raíces de ciertas leguminosas
c) Cual es la importancia ecológica del ciclo del agua
d) En el ciclo del carbono cuál es el grupo de biomoléculas que se forman durante la fotosíntesis
y en las cuales queda incorporado el carbono y da tres ejemplos de las moléculas más
frecuentes de dicho grupo
e) Durante el ciclo del nitrógeno que biomoléculas se sintetizan en los seres vivos cuando dicho
elemento queda incorporado en los seres vivos, da tres ejemplos de ellos por su función
Bibliografía Citada
 Alexander M.J., Cháves, J., Courts, G. y N.S. D’Alessio, 1987. Biología. Ed. Prentice Hall,
USA , 717 pp.
 Alonso, T.E., 1992. Biología para Bachillerato: Un enfoque integrador. Ed. Mc Graw Hill,
México, 156 pp.
 Audesirk, T. y G. Audesirk, 1997. Biología: La vida en la Tierra. Ed. Prentice Hall, 4ª Edición,
México, D:F: 947 pp.
 Audesirk, T. y G. Audesirk, 1998. Biología 3: Evolución y Ecología. Ed. Prentice Hall, 4ª
Edición, México, D.F., 409 pp.
 Biggs, A., Kapicka, Ch. y L. Lundgren, 2000. Biología: La Dinámica de la Vida. Ed. Mc Graw
Hill, México, 737 pp.
 Campbell, N.A., Mitchell, L.G. y G.B., Reece, 2001. Biología: Conceptos y Relaciones. Ed.
Prentice Hall, 3ª Edición, México, 809 pp.
 Curtis, H. y N.S. Barnes, 1995. Invitación a la Biología. Ed. Méd. Pan., 5ª Ed., Madrid, España,
862 pp.
 Curtis, H. y N.S. Barnes, 2000. Biología. Ed. Méd. Pan., 6ª Ed., Madrid, España, 1496 pp.
 Goméz-Pompa, A., Barrera, A., Gutierrez-Vázquez, J.M. y G. Halffter, 1992. Biología: Unidad,
Diversidad y Continuidad de los Seres Vivos. CECSA, 19ª reimpresión, México, 632 pp.
 Mader, S.S., 2003. Biología. Ed. Mc Graw Hill-Interamericana, México, 639 pp.
 Muñiz, F., et al., 2000. Biología. Ed. Mc Graw Hill, 1ª Edición, México, 464 pp.
 Otto, J.H. y A. Towle, 1996.Biología Moderna. Ed. Mc Graw Hill, 11ª Edición, México, 621 pp.
 Purves, W., Sadava, D., Orinas, G.H. y H.C. Séller, 2003. Vida: La Ciencia de la Biología. Ed.
Méd. Pan., 6ª edición, Madrid, España, 1133 pp.
 Solomon, E.P., Berg, L.R. y D.W. Martin, 2001. Biología. Ed. Mc Graw Hill-Interamericana, 5ª
Edición, México, 1237 pp.