Dinámica de Ecosistemas: Flujo de Energía, Ciclos Biogeoquímicos e Impacto Humano

Flujo de Energía y Materia en los Ecosistemas

Cadenas y Redes Tróficas

Las cadenas tróficas son representaciones lineales de las relaciones alimentarias que se establecen entre los distintos niveles tróficos.

Las redes tróficas se establecen a partir de conexiones entre distintas cadenas alimentarias, formando una red compleja. Son una representación gráfica de las relaciones alimentarias en un ecosistema.

Ciclos Biogeoquímicos

La presencia de productores, consumidores y descomponedores permite que el flujo de la materia sea cíclico: los elementos químicos que conforman la materia orgánica regresan al mundo inorgánico para ser reutilizados. El carbono, el oxígeno y el nitrógeno constituyen el 99% de la materia viva. El camino que recorren estos elementos desde la materia inerte hasta los seres vivos se denomina ciclos biogeoquímicos.

Ciclo del Carbono

• Los productores incorporan el carbono de la atmósfera como dióxido de carbono (CO2).
• Los descomponedores captan carbono de los restos orgánicos de productores y consumidores, devolviéndolo a la atmósfera en forma de CO2.
• El carbono pasa a los consumidores al alimentarse de los productores.
• Los seres vivos devuelven a la atmósfera el carbono de su materia orgánica en forma de CO2 mediante la respiración.
• El ser humano quema los combustibles fósiles para obtener energía, liberando grandes cantidades de CO2 a la atmósfera.
• El carbono de los restos orgánicos puede transformarse en rocas calizas o, al ser enterrado, convertirse en carbón o petróleo.
• Las rocas calizas devuelven CO2 a la atmósfera al ser erosionadas, y la actividad volcánica también aporta carbono en forma de CO2 a la atmósfera.

Ciclo del Nitrógeno

• El nitrógeno atmosférico (N2) llega al suelo por la acción de bacterias de vida libre o en simbiosis con las raíces de plantas como las legumbres (fijación de nitrógeno).
• Estas bacterias combinan el nitrógeno atmosférico con hidrógeno para formar amoniaco (NH3).
• Los descomponedores enriquecen el suelo en amoniaco al actuar sobre cadáveres y excrementos.
• Ciertos microorganismos transforman el amoniaco del suelo en nitratos (NO3-), las únicas formas de nitrógeno aprovechables por los productores.
• Otras bacterias, en un proceso de desnitrificación, actúan sobre los nitratos del suelo y devuelven el nitrógeno a la atmósfera.
• Los consumidores obtienen nitrógeno a partir de las proteínas del alimento y lo devuelven al suelo en forma de urea, que se transforma en amoniaco.

Ciclo del Agua

• Debido a la acción del sol, parte de las aguas superficiales pasan a la atmósfera en forma de vapor (evaporación).
• Cuando el vapor de agua se enfría, se condensa y vuelve a la superficie en forma de precipitaciones.
• Los animales incorporan el hidrógeno del alimento; en la respiración, lo combinan con el oxígeno atmosférico para obtener agua, que vuelve a la atmósfera en forma de vapor al exhalar, y aportan agua al medio en la excreción.
• Las plantas adquieren el hidrógeno del agua del suelo por las raíces.
• Las plantas descomponen el agua en la fotosíntesis: liberan el oxígeno a la atmósfera y emplean el hidrógeno para construir su materia orgánica.
• Las plantas captan oxígeno al respirar, lo combinan con el hidrógeno de la materia orgánica sintetizada y forman vapor de agua, que vuelve al medio.
• Las plantas y los animales devuelven agua al medio mediante la transpiración.

Impacto Humano en los Ecosistemas

El aumento de la población humana implica una mayor demanda de recursos naturales y un incremento de la presión sobre nuestro planeta. El ser humano precisa cada vez más materia y energía; extrae materia de la Tierra, cultiva los suelos, tala árboles o pesca, es decir, explota los ecosistemas y traslada los materiales. Los problemas más importantes derivados de esta interacción son el agotamiento de los recursos y la contaminación.

Agotamiento de los Recursos Naturales

En la Tierra, existen recursos renovables y no renovables, dependiendo del tiempo de regeneración de cada uno: la pesca es un recurso renovable, mientras que el petróleo es no renovable. El mal uso de los recursos renovables puede transformarlos en no renovables, como la pérdida de suelo fértil, la disminución de la biodiversidad y la deforestación.

Contaminación Ambiental

La contaminación es una alteración negativa de cualquier medio debido a la acción humana.

Consecuencias de la Contaminación del Aire

• El incremento del efecto invernadero.
• La lluvia ácida.
• La destrucción de la capa de ozono.
• Problemas de salud.

Consecuencias de la Contaminación del Agua

• Aguas residuales urbanas.
• Residuos industriales.

Consecuencias de la Contaminación del Suelo

• Contaminantes atmosféricos.
• Aguas residuales.
• Residuos sólidos.