DINÁMICA DE ECOSISTEMAS

En las ciencias de la naturaleza llamamos ecosistema al 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 ecosistema como el conjunto formado por un biótopo (el medio) y una biocenosis (los organismos) y las relaciones que se establecen entre ellos.

Según el tipo de entorno dominante los ecosistemas se pueden dividir en:

1. Ecosistemas terrestres: asentados sobre el suelo y muyinfluido por las características climáticas de la atmósfera:

2. Ecosistemas acuáticos: cuyo entorno esencial es el agua y su salinidad así como los materiales que forman el fondo de las zonas húmedas:

CADENAS ALIMENTARIAS O TRÓFICAS

En los ecosistemas se establecen relaciones alimentarias que obedecen a la consigna de “quién come a quién” entre las distintas poblaciones.

En otras palabras, las cadenas alimentarias indican qué seres vivos se alimentan de otros que habitan el mismo ecosistema.

Estas relaciones que se establecen entre los diversos organismos en su ambiente natural tienen dos consecuencias de gran importancia: el flujo de energía y la circulación de la materia.

Flujo de energía

Este flujo va desde los organismos autótrofos (por lo general, organismos que realizan fotosíntesis) hacia otros que se alimentan de ellos y que corresponden a herbívoros. A su vez, los herbívoros son presas de otros animales: los depredadores. Se constituye así una verdadera cadena para la vida, donde cada eslabón corresponde a un ser vivo.

Circulación de materia

Ésta se traspasa de eslabón a eslabón en la cadena alimentaria, a través de las interacciones que se establecen entre los organismos que la conforman.

Aquí ya podemos definir en propiedad una cadena alimentaria, y podemos decir que es aquella sucesión en la cual las agrupaciones de organismos (cada uno representando un eslabón) establecen interacciones de manera tal que los primeros son alimento de los segundos traspasándose sucesivamente materia y energía de un eslabón al siguiente.

El primer eslabón, o primer nivel trófico, de cualquier cadena alimentaria siempre está representado por los productores, organismos autótrofos, los vegetales, que son capaces de transformar la energía lumínica del Sol en un tipo de energía que puede ser utilizado por plantas, bacterias, animales, etc.

Entonces, podemos decir que productores son aquellos organismos fotosintéticos que “producen” energía útil para todos los seres vivos. La vida en el planeta se mantiene en una cadena alimentaria, gracias a estos organismos fotosintéticos.

El segundo eslabón, o segundo nivel trófico, lo ocupan los consumidores, organismos incapaces de utilizar la energía lumínica del Sol, y que para conseguir la energía necesaria para vivir deben alimentarse de otros organismos.

A los consumidores se les denomina heterótrofos, ya que el término significa: hetero = otro, diferente y trofos = alimentación.

Se distinguen diferentes tipos de consumidores, según sea el nivel de la cadena en que aparecen.

Consumidores primarios o de primer orden son los organismos que se alimentan directamente de los productores.

Consumidores secundarios o de segundo orden son los organismos que se alimentan de los consumidores primarios.

En general, el nombre de los consumidores estará determinado por el nivel trófico en que aparezcan. Sin embargo, no es posible encontrar cadenas con más de cinco niveles, porque la cantidad de energía que se va traspasando de un nivel trófico al siguiente va disminuyendo de manera importante.

Otro grupo de organismos que son de gran relevancia para el flujo normal de materia y energía, a través de una cadena alimentaria, son los denominados descomponedores.

Red trófica terrestre.

Descomponedores son los microorganismos que habitan en el suelo y son los encargados de degradar y descomponer organismos muertos o restos de ellos.

Ejemplo de descomponedores son los hongos y las bacterias.

Esto determina que la materia que formaba parte de los seres vivos sea "devuelta" al ambiente, específicamente al suelo, donde puede volver a ser utilizada por otros organismos como los productores, los que a su vez los transmitirán a los consumidores de primer orden y así sucesivamente a lo largo de la cadena. El hecho de que los descomponedores actúen sobre restos de organismos muertos puede hacer pensar que siempre actúan en el último nivel trófico. Sin embargo, los descomponedores pueden actuar en cualquier nivel trófico.

En la naturaleza, sin embargo, no se da el hecho de que un consumidor primario se alimente sólo de un tipo específico de planta, o que un consumidor secundario se alimente sólo de un tipo de presa.

En realidad, las poblaciones establecen interacciones de alimentación o interacciones tróficas, bastante más complejas que lo que representa una cadena.

Se habla de Redes tróficas o Redes alimentarias para señalar un conjunto de cadenas que se interconectan en algunos niveles tróficos. De esta forma, un productor, como la hierba de un prado, puede ser pastoreado por más de un herbívoro o consumidor primario, como, por ejemplo, una cabra, una vaca, un conejo, etc.; a su vez, la cabra, lo mismo que la vaca, puede ser presa para dos o más consumidores secundarios. Se aprecia entonces lo difícil que es representar estas complejas interacciones en forma lineal. Más bien se obtiene una malla de flechas que sugieren el flujo de materia y energía, que se da entre las poblaciones interactuando entre sí.

Flujo de la energía en el ecosistema

La estructura y función trófica, o flujo de energía, pueden representarse gráficamente mediante pirámides ecológicas en las que el nivel de los productores forman la base y en los niveles subsiguientes se hallan los consumidores, desintegradores o saprótrofos.

 Del total de energía solar que llega a la tierra, sólo el 0,1 por ciento se ocupa en la fotosíntesis.

 Se observa que la energía fluye unidireccionalmente desde los productores a los consumidores y descomponedores, con pérdida de energía en cada paso. A partir de este hecho, encontramos que las pirámides ecológicas pueden ser de tres tipos generales:

1. En toda trama alimentaria la masa total de los organismos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, estableciendo la pirámide de la biomasa, en la cual se representa el peso seco total, valor calorífico o cualquier otra medida de la cantidad de materia viva.

2. En toda trama alimentaria la energía total de los organismos de cada nivel trófico disminuye en forma progresiva, constituyendo la pirámide de la energía, la cual representa el flujo de energía, la productividad en niveles tróficos sucesivos o ambas cosas.

3. En toda trama alimentaria el número de individuos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, constituyendo la pirámide de número, que representa entonces el número de organismos individuales.

4. Mientras más larga es una cadena trófica, menos eficiente es en cuanto a energía utilizable debido a que la pérdida de energía es mayor.

 Así como la energía fluye unidireccionalmente por el ecosistema, la materia en el ecosistema pasa de un ser vivo a otro y de estos al medio ambiente, formando ciclos. Estos ciclos oscilan entre el medio abiótico y biótico. Es decir, se incorpora a los seres vivos mediante los productores y vuelve al mundo abiótico mediante los descomponedores. Estos ciclos, conocidos como biogeoquímicos, son, por ejemplo, el ciclo del agua, del O2, del nitrógeno y del carbono.

Las pirámides de biomasa y de número pueden ser invertidas, donde la base puede ser más pequeña que uno o más escalones superiores, si los organismos productores son más pequeños en promedio que los individuos consumidores. Por el contrario, la pirámide de energía siempre tiene la base en la parte inferior más amplia y los otros escalones se van reduciendo, esto responde a que según vamos pasando de un nivel a otro, la energía disponible es cada vez menor porque gran parte de esta se disipa en forma de calor.

CICLOS DE MATERIA

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

La materia orgánica formada por los organismos productores requiere la presencia en el medio de los elementos químicos esenciales de los seres vivos: carbono, nitrógeno, fósforo y otros elementos que aparecen en menor cantidad.

El recorrido más o menos largo que cada elemento químico realiza en la naturaleza se denomina ciclo biogeoquímico.

Los principales ciclos biogeoquímicos son:

El carbono El nitrógeno El fósforo

La materia y la energía participan en los ecosistemas pero tienen una gran diferencia:

En el flujo de energía el ecosistema se comporta como un sistema abierto ya que hay pérdidas de energía en forma de calor que se pierde en el entorno.

Pero en los ciclos biogeoquímicos de los ecosistemas la materia se recicla por lo que es un sistema cerrado.

CICLO DEL CARBONO: El carbono es uno de los elementos más abundantes de la materia viva, formando la base estructural de las moléculas orgánicas:

Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

El carbono se puede encontrar en la naturaleza de muchas formas:

En la atmósfera en forma de CO2

Disuelto en el agua de los océanos En las rocas carbonatadas como las calizas En los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. El

ciclo del carbono puede explicarse en los siguientes pasos:

1. Los organismos productores, tanto terrestres como acuáticos, incorporan el carbono en forma de CO2 mediante la fotosíntesis, formando moléculas orgánicas.

2. Los consumidores incorporan el carbono mediante los alimentos3. Por el proceso de la respiración se produce la oxidación de las

moléculas orgánicas desprendiendo CO2 de nuevo a la atmósfera.4. La descomposición de la materia orgánica muerta por los

descomponedores, también libera el CO2 a la atmósfera.

5. Restos como esqueletos y conchas pueden convertirse en rocas carbonatadas, otros restos orgánicos pueden quedar enterrados y forman con el tiempo carbón y petróleo

6. La quema de los combustibles fósiles por el ser humano devuelve a la atmósfera el CO2 enterrado hace millones de años.

CICLO DEL NITRÓGENO: El nitrógeno es un elemento esencial para los seres vivos ya que forman parte de las proteínas y de los ácidos nucleicos.

La principal fuente de nitrógeno es el N2 atmosférico pero no es utilizable por la mayoría de los seres vivos, ya sólo determinadas bacterias tienen la capacidad de utilizarlo.

Recuerda que la cantidad de N2 que hay en el aire es de un 78%. El ciclo del nitrógeno se explica en los siguientes pasos:

1.En el suelo existen bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico.2.Estas bacterias forman compuestos inorgánicos como el amoniaco y

nitratos, que puede ser utilizado directamente por las plantas.3.El resto de los seres vivos incorporan el nitrógeno a través de las cadenas

tróficas.4.Los restos nitrogenados que excretan los seres vivos, como la urea, y los

organismos muertos pueden ser de nuevo utilizados por las plantas.5.Otras bacterias del suelo, las bacterias desnitrificantes, devuelven el

nitrógeno a la atmósfera en forma de N2

CICLO DEL FÓSFORO: El fósforo es un componente de los ácidos nucleicos y de la molécula donante de energía, el ATP. En los animales forma parte esencial de esqueletos y conchas.

El ciclo del nitrógeno se explica en los siguientes pasos:

1. En la naturaleza la principal reserva de fósforo son las rocas sedimentarias fosfatadas por lo que no es una forma accesible para los seres vivos.

2. Las plantas toman del suelo el fósforo en forma soluble, los fosfatos, y lo incorporan a sus estructuras.

3. Los consumidores y descomponendores incorporan el fósforo a través de las cadenas tróficas

4. Cuando los organismos mueren los fosfatos se liberan y se incorporan de nuevo al suelo.

5. En el medio marino, el fósforo se acumula en el fondo oceánico y con el tiempo da lugar a nuevas rocas sedimentarias.

6. Una fuente importante de fósforo son los excrementos de aves marinas, el guano, que puede acumularse en algunos lugares en grandes cantidades.

ECOSISTEMAS EQUILIBRADOS

Los ecosistemas estables varían muy poco con el tiempo, y las biomasas de cada una de las especies que contienen se mantienen constantes. Para que eso se cumpla, la producción de un nivel trófico tiene que ser aproximadamente igual a la explotación, es decir, al consumo del que ejerce el nivel trófico siguiente. En esta situación, los ecosistemas se llaman ecosistemas equilibrados.

La producción y el equilibrio.

El equilibrio de un ecosistema depende de las producciones de los diferentes niveles tróficos, y no de sus biomasas. El equilibrio se da cuando en cada pareja de niveles tróficos, la producción de una es aproximadamente igual al consumo del siguiente.

Fluctuaciones de la población.

En realidad, en los ecosistemas equilibrados la producción de cada nivel trófico no se mantiene estable del todo, sino que fluctúa alrededor de un determinado valor. Si en un año hay condiciones muy favorables para un nivel trófico, éste crecerá más de lo normal, y eso hará que al cabo de un tiempo crezca más el nivel que lo explota, con lo que éste ejercerá una presión de explotación más grande, lo cual provocará un descenso mayor del nivel inferior, y así sucesivamente.

La sobreexplotación.

Si un nivel trófico de un ecosistema, por sobreexplotación, pone fin al nivel inferior, el nivel que hay por debajo de éste, al quedar sin explotadores, crece tanto que puede hacer desaparecer al que hay más abajo, y así sucesivamente hasta que llega a destruir todo el ecosistema. En cambio, si el nivel trófico superior se extingue antes de poner fin al inferior, éste, que habrá disminuido mucho, se irá recuperando y se estabilizará, por lo que el ecosistema se mantendrá estable, pero con un nivel trófico menos.

LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA DEL PERÚ

En la Región Neotropical y en la zona Central y Occidental de América del sur, colindante con el Oceáno Pacífico se encuentra la República del Perú, considerada uno de los países demás alta diversidad en el mundo (Forma parte

Como término medio, en el paso de un nivel a otro sólo se transfiere el 10% de la producción.

de los 12 países "megadiversos"). Su heterogeneidad geográfica en una superficie de 1´285,216 Km2, se expresa en cuatro grandes espacios modelados por la cadena montañosa de los Andes que atraviesa su territorio:

Costa o chala; estrecha franja que recorre longitudinalmente el territorio y es sumamente árida

Sierra o Ande; área comprendida entre ambos flancos de la cordillera andina, semiárida y con valles interandinos muy fértiles

Selva o Amazonía; en el lado oriental del territorio, de clima húmedo lluvioso y con el 80 por ciento del total de cubierta vegetal del Perú.

Mar: cuenca del Pacífico, que consta de tres grandes zonas: mar frio (+7º L.S.); mar cálido (+5º L.N.) y zona de transición (6º L.). esta zona de transición marina es especialmente rica en especies, por ser el área de confluencia del már cálido tropical y mar frio

Diversidad de especies de flora y Fauna

El Perú es importante centro de germoplasma de especies útiles para la alimentación.

Posee el 13.8 por ciento de la flora endémica del planeta y el 27 por ciento de las plantas tropicales

Primer lugar en especies de peces Segundo en aves Tercero en Mamíferos y Anfibios

En especies de flora tenemos:

24,000 especies, 10 por ciento del total mundial 1000 especies de helechos, de ellas 30 por ciento son endémicas Primer lugar en especies de plantas de propiedades conocidas y

utilizadas por la población.

En especies de fauna

460 mamíferos 1715 aves 1700 peces 375 reptiles 800 moluscos 3336 lepidópteros 3000 arañas 18900 especies en filos menores, incluyendo 6178 especies endémicas

Diversidad cultural

Su alta diversidad cultural se expresa a través de 70 grupos etno-linguísticos, con amplia experiencia en manejo de agro sistemas, en especial en la zona andina, como los "camellones" o "waru waru" y los "andenes" que ocupan una superficie de 177,545 Ha. Del total solo el 13 por ciento de los andenes presentan buen estado de conservación y es usado en forma permanente. La tenencia de tierras es un problema que aún persiste; a fines de 1995 no se había completado el proceso de titulación de tierras. Este proceso ha sido priorizado por nuestro gobierno

En los últimos años se han producido grandes cambios profundos sociales y económicos en el país, como consecuencia de la política de gobierno empeñada en revertir los problemas causados por la pobreza, el terrorismo y los fenómenos naturales; elevada migración, crecimiento explosivo y desordenado de algunas zonas; uso inadecuado del suelo.