TEXTOS DE CONCEPTOS BÁSICOS

BLOQUE "LOS SERES HUMANOS SOMOS PARTE DE LOS ECOSISTEMAS"

Niveles tróficos

Al examinar uno de los eslabones de la cadena alimentaria podemos darnos cuenta de que es posible acomodarlos escalonadamente para formar una pirámide de alimentos. Cada escalón de la pirámide es un nivel trófico, en otras palabras, un nivel alimentario. Si el primer nivel trófico, que corresponde a los productores, tiene un peso de 1000 kilogramos, sólo puede proporcionar alimento a los consumidores primarios del segundo nivel, siempre y cuando éstos tengan un peso total de 100 kilogramos.

Si el peso de los consumidores primarios es de 100 kilogramos, sólo puede dar alimento a consumidores secundarios que tengan un peso total de 10 kilogramos y éstos, a su vez, sólo podrán alimentar a 1 kilogramo de consumidores terciarios.

Dinámica de los ecosistemas

Para que un ecosistema esté equilibrado deben conservarse las proporciones de los niveles tróficos. Los ecosistemas conservan un equilibrio dinámico de manera absolutamente natural, siempre y cuando el hombre no intervenga equivocadamente. A fin de explicar este equilibrio dinámico partiremos del siguiente ejemplo.

Supongamos que en un ecosistema donde crecen pastos aumenta el número de animales herbívoros que comen más hojas de las que pueden brotar. Después de cierto tiempo, el alimento disminuye y la competencia entre los herbívoros aumenta, de tal manera que muchos emigran o mueren, con lo que poco a poco se restablece el equilibrio. Esto mismo sucede en lugares donde los pastos abundan en época de lluvias y disminuyen considerablemente en épocas de secas. El aumento y la disminución trasciende a los consumidores de los niveles superiores.

Este equilibrio dinámico es posible porque las poblaciones y las comunidades tienen un límite de crecimiento directamente relacionado con el espacio y el alimento. Cuando un espacio se llena, no caben más individuos y cuando el alimento se agota, los que no alcanzan alimentos perecen.

Factores bióticos y abióticos del medio

La ecología intenta determinar las causas de la distribución y la abundancia de los organismos en los diferentes sistemas biológicos, esto es, determina qué hace que una especie esté presente en cierto ambiente y por qué tiene el número de individuos que posee.

A este respecto, los ecólogos reconocen que son dos tipos de factores los involucrados: los bióticos y los abióticos.

Los abióticos pueden ser definidos como todos aquellos relacionados con el ambiente físico.

Todos los sistemas biológicos o comunidades se ven afectados e incluso se mantienen vivos gracias a la energía proveniente del Sol. Al mismo tiempo, sabemos que la distribución de esta radiación solar con respecto a la latitud determina en gran medida la localización de las principales zonas climáticas, que son: la polar, la templada y la tropical, en las cuales se distribuyen diferencialmente los distintos organismos que habitan la Tierra.

Así pues, de estos factores destaca el clima como el factor abiótico más importante ya que, a su vez, es el principal determinante de la disponibilidad de agua y de la temperatura del lugar.

También se sabe que el clima determina otro componente abiótico muy importante que es el tipo y la composición del suelo, y todos a su vez (agua, temperatura y suelo) son determinantes de la vegetación.

Por otra parte, se reconoce que la principal causa de la existencia de todos los sistemas biológicos es la disponibilidad de agua, que incluye la cantidad de lluvia, la humedad atmosférica, etcétera.

El suelo y las rocas (sustrato geológico) son otros factores abióticos fundamentales para determinar la disponibilidad de agua y minerales que son esenciales para el crecimiento de las plantas.

En conclusión, si la disponibilidad de agua y minerales es grande, habrá abundancia de plantas y, por tanto, también de animales, siempre y cuando los otros factores que mencionamos sean, asimismo, los adecuados.

El fuego es el más común de los factores físicos que puede determinar cambios drásticos en los ecosistemas y, en algunos casos, se ha demostrado que es y ha sido parte de la dinámica natural de muchos de ellos.

El segundo conjunto de factores que afecta la distribución y abundancia de los organismos son los relacionados con otras especies, es decir, los factores bióticos, que incluyen primeramente a los llamados productores. Éstos están constituidos principalmente por plantas que son capaces de transformar, por medio de la fotosíntesis, la energía solar en compuestos que pueden ser utilizados por otros organismos (los consumidores primarios).

Existen, a su vez, consumidores secundarios que se alimentan de consumidores primarios. En general, puede señalarse que los llamados factores bióticos son todas

las diferentes formas de relación que pueden tener las especies entre sí. Por ejemplo, dos especies pueden afectarse mutuamente en su sobrevivencia y/o en su reproducción de tres formas distintas:

a) Negativamente, como es el caso de la competencia por el espacio, por el alimento. Una especie puede desplazar a la otra. Así, la especie A puede desplazar a la B determinando su disminución en número o desapareciéndola, o viceversa.

b) Una negativemente y la otra positivamente, como es el caso de la depredación o relación depredador-presa. Aquí, una especie se beneficia y la otra se perjudica. Ésta es la relación que se da, por ejemplo, entre león-gacela, araña-mosca, vaca-pasto.

c) Ambas especies se afectan positivamente. En esta relación las dos especies se benefician. A esto se le llama mutualismo. Es el caso de muchos organismos, por ejemplo las micorrizas que son asociaciones entre hongos ascomicetos y las raíces de pinos, sauces y oyameles.

d) Otro tipos de interacción es el comensalismo, en el cual también una especie se afecta positivamente y la otra ni se perjudica ni se beneficia.

Todos estos tipos de interacción pueden determinar la abundancia y la distribución de organismos. De igual manera se conoce, por ejemplo, que una gran cantidad de especies vegetales que crecen en los desiertos requieren de la sombra de un arbusto o árbol para poder establecerse y crecer.

Se ha reconocido también que una gran cantidad de plantas solamente pueden dejar descendencia por medio de semillas cuando ha habido un polinizador que se ha encargado de transportar el polen de las anteras de una flor a otra.

Por otra parte, en varias ocasiones se ha documentado que la polinización y la dispersión de semillas son interacciones bióticas mutualistas muy importantes que determinan la distribución de organsimos en la Tierra.

Pero, sin lugar a dudas, una de las interacciones que más ha llamado la atención desde tiempos remotos es la competencia. Se ha considerado que ésta, junto con la depredación, es extremadamente importante para explicar la ausencia de especies, e incluso los números poblacionales de diferentes especies del lugar.

LOS CICLOS DEL CARBONO, EL NITRÓGENO Y EL AGUA

Los organismos, al morir, son desintegrados y los elementos que los conforman se reintegran al medio para volver a usarse. Este fenómeno constituye el ciclo. En éste circula un compuesto o un elemento del medio a los organismos y viceversa. Esta situación sólo se presenta con la materia, mas no con la energía. Por ejemplo, la energía solar no vuelve al Sol sino que se dispersa por el Universo.

Existen algunos elementos y compuestos de suma importancia en la estructura de la materia orgánica, como son carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Pues bien,

éstos se encuentran sujetos al proceso de reciclaje en la naturaleza y es importante saber de qué manera se realiza este proceso.

Ciclo del carbono

El carbono es la base de todos los elementos orgánicos que son los que forman a los seres vivos. También se le encuentra en la atmósfera en forma de bióxido de carbono que se produce como resultado de la respiración, la putrefacción, la combustión de la materia orgánica y de los combustibles fósiles, así como en forma de carbonatos de las conchas de animales marinos.

El carbono inicia su ciclo cuando es integrado por los vegetales en forma de bióxido de carbono y se transforma, junto con otros elementos inorgáncios, en compuestos orgánicos como los carbohidratos, las proteínas y las grasas, a través del fenómeno fotosintético.

Es importante dejar claro que la fotosíntesis se raliza en plantas tanto en el medio terrestre como en el acuático. En un segundo momento, ese carbono es transferido del vegetal a un animal herbívoro cuando éste se alimenta. El consumidor lo que obtiene es la energía en forma de compuestos orgáncos y, con ellos, el carbono. Posteriormente, el herbívoro es consumido por un carnívoro y le transfiere los otros compuestos orgánicos, y así sucesivamente, hasta que el último animal muere y es atacado por los desintegradores que reintegran el carbono al medio, en forma de bióxi-do de carbono. El carbono también se expulsa durante la respiración como dióxido de carbono, por lo que no sólo se reintegra al ambiente mediante la acción de los desintegradores, sino que, al respirar, los productores, consumidores y desintegradores reincorporan un poco de carbono al medio.

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es otro de los elementos que forman parte de los seres vivos y es el elemento que se encuentra en mayor cantidad en la atmósfera, en forma de gas, pues constituye el 78% de la mezcla que conocemos como aire.

Su importancia en la estrucutra de la materia viva radica en que forma parte de las proteínas y de los ácidos nucleicos, compuestos orgánicos que carcterizan a los seres vivos. No obstante la gran cantidad en que se encuentra en la atmósfera, en forma de gas no puede ser aprovechado por los seres vivos, sino en forma de compuestos, como los nitritos.

La formación de compuestos de nitrógeno se realiza en forma natural, por medio de la intervención de algunas bacterias, algas y, principalmente, por la acción de las bacterias llamadas Rhizobium, que se encuentran en las raíces de las plantas leguminosas (frijol, chícharo, etc.). Los compuestos de nitrógeno se almacenan en unos nódulos ubicados en las raíces y son utilizados en la formación de aminoácidos y proteínas. Al proceso de transformación del nitrógeno en compuestos aprovechables se le llama fijación de nitrógeno y a los agentes que lo hacen posible se les denomina fijadores de nitrógeno.

Ciclo del agua

Para la explicación de este ciclo iniciaremos con el estado líquido. Por acción del calor se evapora y pasa a formar parte de la atmósfera en forma de gas. Todos los organismos, al respirar, también contribuyen con vapor de agua que se incorpora al aire. También la transpiración, la orina, la defecación, reintegran agua al medio. El agua que se encuentra en forma de vapor se concentra a cierta altura y forma las nubes. Cuando las nubes se condensan, forman gotitas que se desprenden hacia la superficie terrestre en forma de agua, nieve o hielo (según la temperatura).

Hay agua que va directamente a mantos acuíferos o que al caer sobre el suelo se filtra hasta encontrar o formar ríos subterráneos que finalmente llegarán a un depósito de agua. El agua cae en las ciudades, se conduce por el drenaje hasta los ríos y, posteriormente, llega al mar.

Ecosistemas terrestres

Los biomas terrestres se localizan sobre tierras emergidas. Los más importantes son el bosque tropical lluvioso o selva, la sabana, los desiertos, los bosques templados, la taiga y la tundra. En México existen todos los biomas, con excepción de la tundra.

Bosque tropical lluvioso o selva

En este ecosistema las condiciones ambientales son casi uniformes a lo largo del año, con temperaturas entre 25 y 30ºC y una gran cantidad de lluvias, lo que favorece la formación de grandes ríos, por ejemplo: el Amazonas, el Orinoco, el Zaire, el Congo y el Usumacinta.

En el mundo, el bosque tropical lluvioso se localiza en América del Sur,

centro de África y sureste de Asia. En México se encuentra en las entidades de Chiapas, Veracruz, Oaxaca, Tabasco, Campeche y Quintana Roo.

En estos bosques existe la mayor riqueza de especies del planeta. El motivo de tal riqueza es que en este ecosistema se han mantenido estables las condiciones del clima, en ellos nunca hubo glaciaciones.

Algunas plantas que viven en este bioma son ficus, caobas, palmeras, orquídeas, enredaderas y una gran cantidad de plantas epífitas. Además existe una gran variedad de hongos.

Entre los animales sobresalen los insectos, una gran variedad de anfibios y reptiles, como la anaconda y los cocodrilos; entre las aves destacan los colibríes, tucanes, loros, guacamayas y las águilas arpías.

Sabana

Se caracteriza por presentar dos estaciones: una de lluvias muy corta, y otra de sequía, muy larga. Lo anterior provoca la presencia de pastizales, algunos árboles, arbustos y matorrales como el baobab, lobelia, kigelia, acacias y mezquites.

La sabana se encuentra principalmente en la parte oriental de África. En México, se localiza en el Pacífico y en la península de Yucatán. Debido a la riqueza del suelo y las lluvias frecuentes, este bioma se aprovecha en nuestro país para la agricultura y la ganadería.

Entre los herbívoros más notables están los ñus, las cebras, gacelas, búfalos, rinocerontes, hipopótamos y elefantes, y sus depredadores: el león, el guepardo (cheeta), hiena y el perro de la sabana. Además, hay aves carroñeras como el buitre y las cigüeñas.

La presencia de mayor o menor abundancia de lluvias en las sabanas determina que este bioma se convierta en otros, como son, por ejemplo, la pradera y la estepa. La pradera es un bioma intermedio entre sabana y estepa. En la actualidad apenas si existen áreas de praderas debido a que las prácticas agropecuarias han ocupado casi en su totalidad este bioma.

Las estepas están situadas en el interior de los grandes continentes como Asia; en este bioma la presencia de lluvias es menor y los inviernos son muy crudos; debido a ello la vegetación es escasa.

Desierto

En el desierto las lluvias son esporádicas y en ocasiones hay largos periodos sin ellas. La temperatura sufre grandes variaciones: durante el día es muy caliente y en la noche es frío. El suelo puede ser de tres tipos: arenoso, pedregoso y rocoso. Los desiertos se localizan en África, Australia, Asia y América. Algunos de los más extensos son el Sahara, Arábigo, Kalahari y Gobi. Grandes extensiones de las entidades de Baja California, Sonora, Chihuahua, Coahuila, Nuevo León, Zacatecas y San Luis Potosí quedan comprendidas en este bioma.

La vegetación en el desierto es escasa y está formada por algunas gramíneas, mezquites y cactus. La fauna está compuesta por algunos reptiles como serpientes y tortugas; aves, como búhos y correcaminos; mamíferos, como roedores y zorras. También son abundantes los artrópodos, entre los que destacan los escorpiones y las arañas.

Bosques templados

En este ecosistema se presentan inviernos fríos y veranos templados con abundantes lluvias. Se clasifican en dos tipos: los bosques caducifolios y los bosques de coníferas o taiga. Los bosques ocupan grandes extensiones de Europa, Asia y América del Norte. En México se localizan en las partes altas de las sierras del centro del país y en las entidades de Durango y Chihuahua. En los bosques templados caducifolios predominan árboles como el arce, roble y abedul, los cuales pierden sus hojas en otoño e invierno. En latitudes superiores a este bioma se localiza un bosque constituido principalmente por coníferas (pino y abeto), árboles adaptados al intenso frío del invierno. En Canadá este bosque se denomina floresta, y en Siberia taiga.

Tundra

Está localizada por encima del Círculo Polar Ártico. La temperatura promedio en el verano es menor de 10ºC. Los inviernos son muy largos y sumamente crudos. En el verano, cuando la capa de hielo se derrite, se desarrollan algunos musgos, líquenes y algunos vegetales muy pequeños.

Esta vegetación es muy escasa y apenas alcanza para alimentar a algunos alces, renos, liebres y a pocos roedores como los lemings. La mayor diversidad de organismos de la tundra está en el mar, donde abudan moluscos, crustáceos, peces, focas y morsas, que son alimento de depredadores como zorros, lobos y osos polares.

Ecosistemas acuáticos

La biosfera es la parte de la Tierra en la que es posible la vida. Dentro de la biosfera existen dos grandes ecosistemas o biomas: el acuático y el terrestre.

Los ecosistemas o biomas acuáticos comprenden los océanos y mares, los ríos y los lagos. Los primeros se llaman biomas marinos u oceánicos y los segundos biomas de agua dulce.

BIOMAS MARINOS

En los ecosistemas marinos se encuentran dos grandes zonas: la nerítica y la pelágica.

Zona nerítica: Se halla situada sobre la plataforma continental, desde la orilla del mar hasta una profundidad de 200 metros. Se caracteriza por el continuo movimiento de las aguas debido al oleaje y a las mareas. En esta zona los ríos descargan una gran cantidad de sedimentos que contienen materia orgánica proveniente de los continentes; esto provoca que los organismos fotosintéticos, como las algas y los pastos marinos, encuentren las condiciones para desarrollarse en abundancia. En la zona nerítica viven gran cantidad de especies de plancton, nectos y bentos.

.  El plancton son los seres microscópicos que viven en la superficie del agua; está constituido por algas, protozoarios, bacterias, huevos y larvas de diferentes animales.

.  El necton es la comunidad constituida por los organismos que tienen capacidad de moverse dentro de la masa de agua, por ejemplo los peces, como los tiburones, y los mamíferos marinos.

.  El bentos son los organismos que viven asociados con el fondo marino, como las esponjas, los erizos, moluscos, crustáceos y algunos peces son parte del bentos.

Zona pelágica u oceánica. Es la zona de mar abierto. Está situada a continuación de la zona anterior. Abarca, en sentido vertical, varios estratos: epipelágico, batial, abisal y hadal. Algunos organismos de la zona pelágica forman cardúmenes: las sardinas, anchovetas, atunes, ballenas, cachalotes y delfines.

BIOMAS DE AGUA DULCE

Existen dos tipos de ecosistemas de agua dulce: los lóticos y los lénticos.

Lóticos. Están formados por las aguas corrientes: ríos y arroyos. En estos ecosistemas los seres vivos presentan gran capacidad para fijarse al sustrato y para nadar; de esta forma evitan ser arrastrados por las corrientes. Los peces, como la trucha, la lobina y el salmón, son comunes en los ecosistemas lóticos.

Lénticos. Son los biomas formados por aguas quietas o estancadas: lagos, presas y pantanos. En este tipo de ecosistemas están bien representados los organismos planctónicos, bentónicos y nectónicos. Los langostinos, tilapias, charales y algunos bagres son típicos.