Dinámica de la Materia y Energía en Ecosistemas: Ciclos y Flujos Biológicos

Ciclo de la Materia y Flujo de la Energía en los Ecosistemas

1. Ciclo de la Materia

La materia orgánica se dice que es biodegradable; es decir, puede ser degradada y transformada en materia inorgánica por la acción de los descomponedores. Así, los descomponedores transforman la materia orgánica que cae al suelo, procedente de los diferentes niveles tróficos, en sales minerales, que pueden volver a ser utilizadas por los productores en la fotosíntesis. De esta manera, la materia se recicla y no se pierde; por ello, se dice que en un ecosistema la materia se utiliza de forma cíclica (se parte de un tipo de materia y se llega a la misma al final de los procesos de alimentación).

El ciclo de la materia tiende a ser cerrado. Se utiliza el término 'tiende' ya que los nutrientes escapan de la biosfera por gasificación (hacia la atmósfera) o por lixiviado (proceso de lavado y arrastre a otros lugares ejercido por las aguas sobre materiales solubles del suelo). También, algunos restos orgánicos escapan al reciclado llevado a cabo por los descomponedores y quedan enterrados en condiciones de anaerobiosis durante millones de años, transformándose en combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural (almacenándose en la litosfera). Y la actividad humana también puede contribuir a la pérdida de nutrientes con la tala de madera en los bosques, los incendios provocados y los cultivos (pues se extrae la biomasa y se empobrece el suelo, por eso hay que abonarlos para reponer los nutrientes que se van gastando por falta de reciclaje).

2. Flujo de la Energía

La energía requerida para el funcionamiento de un ecosistema es aportada por el Sol en forma de radiaciones electromagnéticas, es decir, como energía luminosa.

De toda la energía que llega a la Tierra, solo una parte alcanza la superficie terrestre y, de esta, una fracción es captada por los seres vivos (el resto se pierde en fenómenos de reflexión, absorción y dispersión en la atmósfera).

Solo los organismos fotosintéticos (vegetales y cianobacterias) utilizan dicha energía para tomar materia inorgánica y transformarla en materia orgánica de alto contenido energético. Así, la energía luminosa se transforma en energía química de enlace que sirve para unir átomos de carbono entre sí, formando moléculas orgánicas (los seres vivos que realizan esta transformación son los productores). La energía almacenada como materia en los productores pasa a los consumidores primarios y de estos a los secundarios, existiendo un trasiego de energía entre los distintos niveles tróficos.

Dado que la energía proviene del Sol y se va transformando y perdiendo a lo largo de la cadena trófica, sigue siempre un camino en la misma dirección y sentido (unidireccional), por lo cual se define como flujo de energía, siendo necesario el continuo aporte de la misma a partir de su única fuente, el Sol.

Por lo tanto, la energía entrante en la cadena trófica es igual a la acumulada en cada nivel en forma de materia orgánica, más la desprendida como calor.

Características del Flujo de Energía en los Ecosistemas:

• Es unidireccional.
• Es abierto.
• La eficiencia (Pn/Pb) va disminuyendo en los niveles tróficos sucesivos debido al aumento de los gastos respiratorios.
• La producción se reduce en cada nivel por la regla del 10%.

3. Parámetros Tróficos

Los parámetros tróficos son las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada nivel trófico como la del ecosistema completo.

• Biomasa: Cantidad en peso de materia orgánica (viva o muerta) de un nivel trófico o de un ecosistema. Es la manera en que la biosfera almacena la energía solar en forma de biomasa. Unidades: g, kg, mg.