Flujo de Energía y Productividad en Ecosistemas: Niveles Tróficos, Biomasa y Termodinámica

Relaciones y Niveles Tróficos

El flujo de energía en las cadenas tróficas es unidireccional. La única fuente de energía con la que cuenta la Tierra para realizar los procesos biológicos proviene del Sol.

Los organismos en un ecosistema se pueden clasificar de acuerdo al papel funcional que desempeñan o la forma de obtener su alimento, organizándose en categorías o niveles alimentarios conocidos como niveles tróficos (del griego trophe - nutrición, que se alimenta de).

Productores

• El primer nivel trófico está representado por las plantas, algas y algunas bacterias, ya que todos ellos realizan la fotosíntesis.
• Sintetizan compuestos orgánicos, como la glucosa, a partir de la energía luminosa del sol y otras moléculas inorgánicas simples, y se les conoce como autótrofos (del griego autos - propio, trophe - nutrición, que se alimenta de).

Consumidores Primarios

• El segundo nivel trófico corresponde a los consumidores primarios o herbívoros (comedores de vegetales).
• Son heterótrofos debido a que no pueden realizar la fotosíntesis.
• Se alimentan directamente de los productores y tienen la capacidad de transformar la energía almacenada en forma de tejido vegetal (celulosa) de las plantas en tejido animal.

Consumidores Secundarios

• El tercer nivel trófico es el de los consumidores secundarios u omnívoros, es decir, aquellos que se alimentan tanto de vegetales (productores) como de animales (consumidores primarios).

¿Qué es la Biomasa?

• Definición de Biomasa: es la cantidad de materia orgánica (plantas, animales y microorganismos) que se encuentra en un área específica.

Ciclo de Producción de Biomasa

• Muestra cómo la energía solar se convierte en alimento y materia a través de la fotosíntesis en los ecosistemas.
• Y cómo esta energía se transfiere a través de los niveles tróficos, manteniendo el equilibrio en el ecosistema.
• Este proceso es fundamental para el sustento de la vida en la Tierra.

¿Qué son las Pirámides Ecológicas?

• Definición de pirámides ecológicas: son representaciones gráficas que muestran la relación entre los diferentes niveles tróficos de un ecosistema. Estas pirámides pueden representar la biomasa, el número de individuos o la energía en cada nivel.

¿Qué es la Termodinámica?

• Definición: la termodinámica es la rama de la física que estudia el calor y la energía.

Primera Ley de la Termodinámica

• Ley de la conservación de la energía: “La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
• Ejemplo: Cuando una persona corre, utiliza energía que obtiene de los alimentos; una parte se convierte en energía biomecánica del cuerpo para correr y otra en calor que hace que suba la temperatura del cuerpo.

Segunda Ley de la Termodinámica

• Ley de la Entropía: La cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse con el tiempo.
• En un sistema cerrado, la entropía tiende a aumentar, lo que significa que los sistemas tienden a desordenarse.
• Ejemplo: el hielo que se derrite en un vaso de agua a temperatura ambiente.

¿Qué es la Ley del Diezmo?

• La ley del diezmo: es la fracción de la energía que entra en el sistema y se transfiere a los niveles tróficos superiores.
• Generalmente, se considera que aproximadamente el 10% de la energía disponible en un nivel trófico se transfiere al siguiente.

Productividad Primaria

• Definición: La productividad primaria es el proceso mediante el cual los organismos productores (principalmente las plantas y algunos microorganismos) convierten la energía solar en materia orgánica a través de la fotosíntesis.

Productividad Primaria Bruta (PPB)

Definición: Es la cantidad total de materia orgánica (biomasa) que los productores (principalmente plantas) generan en un ecosistema a través de la fotosíntesis en un período de tiempo determinado.

Características:

• Incluye toda la energía capturada por las plantas.
• Representa el potencial máximo de producción de un ecosistema.

Productividad Primaria Neta (PPN)

Definición: Es la cantidad de materia orgánica que queda después de que los productores han utilizado parte de la energía capturada para su propio crecimiento y metabolismo. Se calcula restando la energía utilizada en el metabolismo de la productividad primaria bruta.

Fórmula: PPN = PPB − Energía de los productores

Características:

• Representa la energía disponible para los consumidores en el ecosistema (herbívoros y carnívoros).
• Es un indicador más preciso de la cantidad de energía que se puede transferir a la siguiente etapa de la cadena alimentaria.

Productividad Secundaria

• Definición: La producción secundaria es la creación de biomasa por los organismos consumidores (herbívoros, carnívoros y descomponedores) al alimentarse de los productores.

Ecuación de Fotosíntesis

6CO₂ + 6H₂O + Luz solar → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
                                Glucosa