Relaciones Tróficas

Representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Se representa en cadenas tróficas uniéndose por flechas los niveles tróficos.

Productores

Primer nivel trófico, son autótrofos (capaces de sintetizar materia orgánica) pueden ser fotosintéticos dependientes de la luz o quimiosintéticos independientes de la luz. Los principales organismos fotosintéticos son plantas en la tierra y en el mar el fitoplancton. Parte de la materia orgánica sintetizada es utilizada por los propios organismos para el proceso de respiración, se transforma en calor.

Consumidores

Utilizan la materia orgánica de los autótrofos. Los herbívoros o consumidores primarios se alimentan de productores, los carnívoros o consumidores secundarios de los herbívoros y los carnívoros finales (superdepredadores) se alimentan de los carnívoros formando el cuarto nivel. Las redes tróficas muestran que cada nivel tiene ramificaciones. Los carroñeros o necrófagos se alimentan de cadáveres. Los saprofitos o detritívoros, consumen todo tipo de detritus (restos orgánicos).

Descomponedores

Se encargan de transformar la materia orgánica en las sales minerales que la constituían, cerrando el ciclo de la materia.

Nicho Ecológico

Es el conjunto de relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el papel de una especie en el ecosistema:

• Nicho potencial (ideal u óptimo): Es aquel que satisface todas las necesidades.
• Nicho ecológico (real): Es el nicho ocupado por una especie en condiciones naturales.

Ciclo de Materia y Flujo de Energía

Los ecosistemas siguen unos principios de sostenibilidad natural, fundamentos de los principios:

El Reciclado de la Materia

La materia orgánica es biodegradable, puede ser degradada y transformada en materia inorgánica por la acción de unos organismos concretos. Gracias a ellos, la materia orgánica se transforma en sales minerales. Así la materia se recicla y no se pierde. El ciclo de la materia es cerrado. Los nutrientes que escapan de la biosfera por gasificación hacia la atmósfera o por lixiviación (materiales del suelo que se disuelven en el agua y son arrastrados con ella), quedan enterrados en condiciones anaerobias durante millones de años, formando combustibles fósiles.

El Flujo de la Energía

Es un sistema abierto y unidireccional. La regla del 10% dice que la energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la acumulada en él. Esta regla explica la razón por la cual el número de eslabones es tan limitado. La energía entrante en la cadena trófica es igual a la acumulada en cada nivel en forma de materia orgánica y la desprendida como calor.

Parámetros Tróficos

Son las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada nivel trófico como la del ecosistema completo.

• Biomasa (B): es la cantidad de peso de materia orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema.
• Producción (P): representa la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. La P_primaria es la energía fijada por los organismos autótrofos y la P_secundaria la correspondiente al resto de los niveles tróficos.
  • Producción bruta (P_b): cantidad de energía fijada en cada nivel trófico por unidad de tiempo. P_primb el total sintetizado por día o año. P_secb cantidad del alimento asimilado respecto al total de ingerido después de restarle el alimento no asimilado.
  • Producción neta (P_n): es la energía almacenada en cada nivel trófico por unidad de tiempo. P_n = P_b – R (R=Respiración).
• Productividad: es la relación que existe entre la P_n y la B, es decir, entre los intereses y el capital. P_n/B Sirve para valorar la riqueza de un ecosistema o nivel trófico, también se le llama tasa de renovación.
• Tiempo de renovación: es el periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema B/P_n.
• Eficiencia:
  • a) La relación entre E_asimilada/E_{solar incidente} valora la eficiencia de los productores.
  • b) El cociente de P_n/P_b valora la cantidad de energía incorporada a cada nivel respecto al total asimilado.
  • c) Desde el punto de vista de la regla del 10% es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel, ya que se aprovecha más la energía y se podrá alimentar a más individuos.

Las Pirámides Ecológicas

Tienen una altura constante y una longitud proporcional al parámetro medido.

• Pirámide de energía: representan el contenido energético de cada nivel. Forma de una verdadera pirámide, ya que sigue la ley del 10%.
• Pirámides de biomasa: elaboradas en función de la biomasa acumulada en cada nivel. Puede ser una pirámide real o invertida.
• Pirámides de números: mediante el recuento del número total de individuos que constituyen cada nivel. Puede ser real o invertida.

Factores Limitantes de la Producción Primaria

La ley de mínimo (Liebig) indica que el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior al mínimo necesario y que actúa como factor limitante, si todos los factores y elementos están en cantidades necesarias, excepto uno de ellos, éste último que escasea se denomina factor limitante.

Energías externas, de apoyo o auxiliares: de procedencia solar que son necesarias para la producción primaria. También a las aportadas por seres humanos en las explotaciones agrarias, para luchar contra los factores limitantes e incrementar sus cosechas o su producción ganadera.

Humedad y Temperatura

Si la temperatura aumenta mucho la producción primaria decrece bruscamente debido a la desnaturalización de enzimas fotosintéticas, la más abundante de ellas sobre la Tierra es RuBisCO.

• Si la concentración es la normal, la enzima actúa facilitando la incorporación de CO₂, produce materia orgánica (glucosa) y se desprende oxígeno.
• Si la concentración de O₂ es superior o la del CO₂ inferior, induce la fotorrespiración, no se produce glucosa sino que se consume O₂ y se desprende CO₂.

Las plantas terrestres se dividen en:

• Las plantas C₃ (trigo, patata..) pierden una gran cantidad de agua a través de los estomas. En condiciones de sequía en la fotorrespiración se rebaja la producción de materia orgánica.
• Las plantas C₄ (maíz..) cuentan con un mecanismo de bombeo para introducir CO₂ si es necesario, evitando la fotorrespiración. Su producción de materia orgánica es muy superior a las de C₃ y su interés es mucho mayor. En los desiertos el mecanismo CAM consiste en fijar CO₂ durante la noche y cerrar los estomas por el día.

La Falta de Nutrientes

• El fósforo es el principal factor limitante de la producción primaria.
• El nitrógeno cuando falta, aparecen microorganismos fijadores del nitrógeno atmosférico.

La Necesidad de Energía Externa

Si la fotosíntesis y la descomposición se producen a grandes distancias, el reciclado de la materia resulta imposible. Ocurre en los océanos. Lugares oceánicos en los que la producción primaria es elevada:

1. Zonas de afloramiento: el agua profunda asciende arrastrando con ella los nutrientes que fertilizan el fitoplancton. La energía externa o auxiliar es el viento.
2. Las plataformas costeras: la luz llega hasta el fondo y las olas agitan los fondos y distribuyen los nutrientes.
3. Los lugares afectados por corrientes marinas superficiales que arrastran los nutrientes.