Los Ciclos Biogeoquímicos y la Energía en los Ecosistemas

La Tierra como Sistema Dinámico

La Tierra es, por tanto, un sistema dínamico abierto en cuanto a la energía, que intercambia energía con el exterior, ya que recibe la energía solar y devuelve al espacio parte de la energía solar que le llega, junto a la liberada en el interior terrestre. Es decir, la Tierra, poco a poco, se va enfriando.

Tipos de Energía en los Seres Vivos

La energía utilizada por los seres vivos es energía química. La energía química se obtiene por respiración; los seres vivos oxidan los alimentos para obtener energía química y producir calor.

Autótrofos y Heterótrofos

• Autótrofos: son aquellos capaces de transformar la materia inorgánica en materia orgánica mediante la absorción de energía externa.
• Fotosintéticos: son los que realizan la fotosíntesis, es decir, captan la energía luminosa.
• Pigmentos fotosintéticos: son células que absorben la luz con una determinada longitud de onda. Los pigmentos fotosintéticos más importantes son las clorofilas.
• Heterótrofos: son aquellos que necesitan tomar del exterior la materia orgánica ya fabricada bajo la forma de alimentos.

Producción y Biomasa

Biomasa: es la masa de los seres vivos existentes en un ecosistema.

Producción: es la cantidad de biomasa producida en un ecosistema en un determinado tiempo.

• Primaria: es la biomasa producida a partir de materia inorgánica. Son productores primarios los organismos autótrofos.
• Secundaria: es la materia orgánica producida a partir de materia orgánica. Son productores secundarios los heterótrofos.

Por eficiencia energética entendemos la relación entre la energía invertida y la energía aprovechada, ya que toda la energía invertida no se transforma en energía química, sino que una parte se pierde como calor.

Producción Bruta y Neta

1. Producción bruta o total: es la energía almacenada en las moléculas formadas como resultado de la nutrición.
2. Producción neta: es la energía utilizada por el crecimiento del individuo.

Producción total - producción neta = metabolismo.

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Carbono

El carbono es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Los seres vivos lo toman de la atmósfera o de la hidrosfera. Mediante la fotosíntesis, el CO₂ es transformado en materia orgánica por los organismos autótrofos; de ellos pasa a los herbívoros y de aquí a los carnívoros. Todos estos seres vivos devuelven el carbono al medio mediante la respiración y como materia orgánica de heces y restos.

Ciclo del Nitrógeno

El nitrógeno es un bioelemento muy importante para los seres vivos porque forma parte de la vida. El nitrógeno abunda en la atmósfera como nitrógeno libre o molecular, pero casi ningún ser vivo puede utilizarlo así, sino que tiene que ser transformado en otros derivados como amoniaco, nitratos o nitritos.

El nitrógeno del suelo puede proceder de:

• Tormentas: las elevadas temperaturas de los rayos hacen que se combinen el nitrógeno y el oxígeno, produciendo óxidos que, al combinarse con el agua, producen nitritos y nitratos.
• Bacterias o algunas algas: combinan el nitrógeno con el hidrógeno, produciendo amoniaco.
• De los excrementos y cadáveres sobre los que actúan los descomponedores, produciendo la amonificación.

Ciclo del Fósforo

El fósforo es un factor limitante; no se encuentra en la atmósfera como los otros elementos. Está en los seres vivos formando parte de los ácidos nucleicos y forma parte de los huesos de los vertebrados. El fósforo no se encuentra en la atmósfera, sino que se encuentra en el suelo o en el agua, o bien de la meteorización de las rocas magmáticas. Las plantas lo absorben del suelo; estos compuestos pasan a los animales cuando se comen a los productores. Cuando los seres vivos mueren, el fosfato de sus huesos se incorpora al suelo o a los fondos marinos. Parte del fósforo pasa a los peces y de aquí a las aves marinas, cuyos excrementos son utilizados como abono.

Sucesión Ecológica

La sucesión ecológica es la evolución de un ecosistema por sustitución de unas especies por otras.

• Sucesión primaria: es cuando se parte de la colonización de un territorio no ocupado todavía.
• Sucesión secundaria: es cuando se recupera un ecosistema parcialmente degradado por una perturbación.

Climax: es el estado final del ecosistema en equilibrio con el medio exterior y estabilizado interiormente.