Tema 3: El Ecosistema en Ecología

Definición de Ecosistema

El ecosistema es la unidad básica de estudio de la ecología.
Se define como el conjunto formado por los seres vivos que habitan en un determinado lugar y las relaciones que se establecen entre todos sus componentes y el medio en el que viven.
También se puede definir como el conjunto formado por un biótopo (el medio) y una biocenosis (los organismos) y las relaciones que se establecen entre ellos.

Componentes del Ecosistema

El biótopo comprende el medio físico del ecosistema y sus propiedades físico-químicas, que condicionan el desarrollo de los seres vivos.
Los factores ambientales que influyen en el biotopo y en la vida de los seres vivos son:
- La luz
- El agua
- La temperatura
- La salinidad del agua
- El pH
El biotopo del medio terrestre se caracteriza por:
- El tipo de suelo
- Los tipos de rocas
- La temperatura del aire
- El grado de humedad del suelo
- El sustrato sobre el que se asienta el ser vivo
El biotopo del medio marino se caracteriza por:
- Las características del agua y su transparencia
- Su grado de salinidad
- Su temperatura
- Su luminosidad
- La cantidad de gases y nutrientes disueltos

Biocenosis

La biocenosis o comunidad de un ecosistema es el conjunto de todos los organismos vivos que viven en el biotopo.
Entre los organismos de la biocenosis se establecen relaciones intraespecíficas e interespecíficas.

Relaciones en el Ecosistema

Las relaciones intraespecíficas se dan cuando interaccionan los organismos de una misma especie.
Las relaciones interespecíficas se establecen entre organismos de diferentes especies.

Organización del Ecosistema

El ecosistema tiene una estructura trófica que se organiza en tres niveles:
- Productores: organismos autótrofos que producen su alimento a partir de la energía solar y de sustancias inorgánicas.
- Consumidores: organismos heterótrofos que se alimentan de los productores.
- Descomponedores: organismos heterótrofos que descomponen los organismos muertos y los restos orgánicos.

Funcionamiento del Ecosistema

El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente.
La energía fluye a través de la cadena alimentaria solo en una dirección: va desde el sol, a través de los productores, a los descomponedores.
La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento.

Ciclos de la Materia

Los ciclos biogeoquímicos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos y luego a la inversa.
El carbono es un ejemplo de elemento que se recicla en el ciclo del carbono, que comprende:
- La fotosíntesis, en la que las plantas absorben dióxido de carbono y lo convierten en azúcar.
- La respiración, en la que los animales descomponen azúcares y dejan salir carbono a la atmósfera.
- La descomposición, en la que bacterias y hongos descomponen materia orgánica y devuelven carbono al medio ambiente.
Otros ejemplos de ciclos biogeoquímicos son el ciclo del nitrógeno, el ciclo del agua, etc.### Ciclo del Nitrógeno
Los microorganismos utilizan proteínas y aminoácidos para producir sus propias proteínas y liberan el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+).
La desnitrificación es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3-) liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera.

Ciclo del Fósforo

El fósforo es un componente esencial de los organismos, forma parte de los ácidos nucleicos, ATP, fosfolípidos y huesos y dientes de los animales.
Las plantas toman el fósforo de la corteza terrestre y lo devuelven a la tierra a través de las heces de los animales que se alimentan de ellas.
El fósforo es el recurso limitante de la agricultura y se proyecta que se agotará para el 2051.

Ciclo del Oxígeno

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.
Los animales y seres humanos toman oxígeno del aire y exhalan gas carbónico, mientras que las plantas toman gas carbónico y producen oxígeno a través de la fotosíntesis.

Ciclo del Agua

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera.
La mayor parte del agua se encuentra en forma líquida en los océanos y mares, y una parte menor se encuentra en forma de agua subterránea o de agua superficial.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano, seguida de la condensación y la precipitación.

Ciclo del Azufre

El azufre forma parte de proteínas y es obtenido por las plantas principalmente en forma de ion sulfato (SO4-2).
El azufre derivado de las proteínas entra en el ciclo del azufre y se transforma para que las plantas puedan utilizarlo de nuevo como ion sulfato.

Tipos de Ecosistemas

Los ecosistemas se clasifican en naturales, humanizados, terrestres, acuáticos y híbridos.
Los ecosistemas naturales se dividen en terrestres (bosques, matorrales, herbazales), acuáticos (ríos y lagos, mares y oceános) y híbridos (humedales, pantanos, sabanas inundadas).
Los ecosistemas humanizados se dividen en ecosistemas naturales controlados, ecosistemas productivos y ecosistemas urbanos.

Definición de Ecosistema

El ecosistema es el conjunto formado por los seres vivos que habitan en un determinado lugar y las relaciones que se establecen entre todos sus componentes y el medio en que viven.
También se define como el conjunto formado por un biotopo (el medio) y una biocenosis (los organismos) y las relaciones que se establecen entre ellos.

Componentes del Ecosistema

Biótopo: comprende el medio físico del ecosistema y sus propiedades físico-químicas, que condicionan el desarrollo de los seres vivos.
- Factores ambientales: luz, agua, temperatura, salinidad del agua, pH.
Biocenosis: es el conjunto de todos los organismos vivos que viven en el biotopo, entre los que se establecen determinadas y complejas relaciones.

Relaciones en el Ecosistema

Relaciones intraespecíficas: se dan cuando interactúan los organismos de una misma especie.
Relaciones interespecíficas: se establecen entre organismos de diferentes especies.

Organización del Ecosistema

Estructura trófica: los seres vivos de un ecosistema interaccionan entre sí de manera que cada uno de ellos desempeña funciones que complementan a los demás.
Niveles tróficos: productores, consumidores y descomponedores.
- Productores: organismos autótrofos, como las plantas y las algas, que producen su alimento mediante la fotosíntesis.
- Consumidores: organismos heterótrofos que consumen la materia orgánica producida por otros seres.
- Descomponedores: seres heterótrofos que descomponen los organismos muertos y sus restos.
Cadenas tróficas: representación lineal que muestra la dirección que sigue el alimento en el ecosistema.
Redes tróficas: interrelación compleja y real que se establece entre las distintas especies que forman los diferentes niveles tróficos.

Funcionamiento de los Ecosistemas

Flujo de energía: la energía fluye a través de la cadena alimentaria en una dirección, desde el sol a través de los productores a los descomponedores.
Pirámides tróficas: representan la cantidad de materia (o de energía) que está contenido en cada uno de los niveles tróficos de un ecosistema dado.
- Pirámides de energía: representan la producción neta de cada nivel trófico.
- Pirámides de números: representan el número de individuos de cada nivel trófico.
- Pirámides de biomasa: representan la biomasa de cada nivel trófico en un momento dado.

Ciclos de la Materia o Cuentas Biogeoquímicas

Ciclo del carbono: el carbono es parte fundamental de los organismos vivos y se encuentra como dióxido de carbono en la atmósfera, en los océanos y en los combustibles fósiles.
Ciclo del nitrógeno: la atmósfera es el principal reservorio de nitrógeno, pero los seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico para elaborar aminoácidos y otros compuestos nitrogenados.
- Fijación del nitrógeno: conversión del nitrógeno gaseoso en amoníaco.
- Nitrificación: proceso de oxidación del amoníaco o ion amonio.
- Asimilación: las raíces de las plantas absorben el amoníaco o el nitrato y incorporan el nitrógeno en proteínas, ácidos nucleicos y clorofila.
- Amonificación: conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco.### Ciclo del Nitrógeno
Los microorganismos usan proteínas y aminoácidos para producir sus propias proteínas y liberan el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+).
La desnitrificación es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3-) liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno pueden incorporar el nitrógeno gaseoso del aire a compuestos orgánicos nitrogenados.

Ciclo del Fósforo

El fósforo es un componente esencial de los organismos, forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN), del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y almacenan la energía química.
El fósforo está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente.
En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
La reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre.
El fósforo es arrastrado por las aguas y llega al mar.
Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo.

Ciclo del Oxígeno

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.
Los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxígeno que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico.
Las plantas, a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis.
El O2 le confiere un carácter oxidante a la atmósfera.

Ciclo del Agua

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera.
El agua de la hidrósfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa.
La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano.
El agua se condensa y forma gotas que se juntan y forman una nube.
Luego, caen por su propio peso: es la precipitación.

Ciclo del Azufre

El azufre forma parte de proteínas.
Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4-2).
Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior.
Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos.

Tipos de Ecosistemas

Ecosistemas naturales: ecosistemas que aparecen, más o menos, en su estado natural.
Ecosistemas humanizados: ecosistemas no naturales con control o intervención del ser humano.
Ecosistemas naturales se clasifican en:
- Ecosistemas terrestres: asentados sobre el suelo y muy influido por las características climáticas de la atmósfera.
- Ecosistemas acuáticos: cuyo entorno esencial es el agua y su salinidad, así como los materiales que forman el fondo de las zonas húmedas.
- Ecosistema híbrido: Es el ecosistema inundable o humedal, como el pantano o ciénaga, considerado según sea el caso, un ecosistema terrestre o acuático, o más cercanamente, un híbrido entre ellos.