Pérdida de energía en la cadena alimentaria
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Un ecosistema es una comunidad de organismos vivos y su entorno abiótico (no vivo). Los ecosistemas pueden ser pequeños, como las pozas de marea que se encuentran cerca de las costas rocosas de muchos océanos, o grandes, como los que se encuentran en la selva tropical del Amazonas en Brasil ([Figura 1]).
Figura 1: Un ecosistema de charcas mareales (a) en la isla de Matinicus (Maine) es un ecosistema pequeño, mientras que la selva amazónica (b) en Brasil es un ecosistema grande. (crédito a: modificación del trabajo de Jim Kuhn; crédito b: modificación del trabajo de Ivan Mlinaric)
Existen tres grandes categorías de ecosistemas basadas en su entorno general: agua dulce, marinos y terrestres. Dentro de estas tres categorías hay tipos de ecosistemas individuales basados en el hábitat ambiental y los organismos presentes.
La vida en un ecosistema suele implicar una competencia por los recursos limitados, que se produce tanto dentro de una misma especie como entre especies diferentes. Los organismos compiten por el alimento, el agua, la luz solar, el espacio y los nutrientes minerales. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para constituir las estructuras físicas de los organismos. Otros factores críticos que influyen en la dinámica de la comunidad son los componentes de su entorno físico: el clima de un hábitat (estaciones, luz solar y precipitaciones), la altitud y la geología. Todas ellas pueden ser variables ambientales importantes que determinan qué organismos pueden existir en una zona concreta.
Red alimentaria
3.1 El Sol es la principal fuente de energía para los organismos y los ecosistemas de los que forman parte. Productores como las plantas, las algas y las cianobacterias utilizan la energía de la luz solar para fabricar materia orgánica a partir de dióxido de carbono y agua. Esto establece el inicio del flujo de energía a través de casi todas las redes alimentarias.
3.2 El alimento es un biocombustible utilizado por los organismos para adquirir energía para los procesos vitales internos. Los alimentos están compuestos por moléculas que sirven de combustible y material de construcción para todos los organismos, ya que la energía almacenada en las moléculas se libera y se utiliza. La descomposición de las moléculas de los alimentos permite a las células almacenar energía en nuevas moléculas que se utilizan para llevar a cabo las numerosas funciones de la célula y, por tanto, del organismo.
3.3 La energía disponible para realizar un trabajo útil disminuye a medida que se transfiere de un organismo a otro. Los elementos químicos que componen las moléculas de los seres vivos pasan por las cadenas alimentarias y se combinan y recombinan de diferentes maneras. En cada nivel de la cadena alimentaria, una parte de la energía se almacena en estructuras químicas de nueva creación, pero la mayor parte se disipa en el medio ambiente. El aporte continuo de energía, sobre todo de la luz solar, mantiene el proceso en marcha.
¿Qué nivel trófico ocupan los autótrofos?
Una cadena alimentaria muestra cómo cada ser vivo obtiene su alimento. Algunos animales se alimentan de plantas y otros de otros animales. Por ejemplo, una cadena alimentaria sencilla une a los árboles y arbustos, a las jirafas (que comen árboles y arbustos) y a los leones (que se comen a las jirafas). Cada eslabón de esta cadena es el alimento del siguiente. Todas las cadenas alimentarias comienzan con la energía del sol. Esta energía es captada por las plantas. Por tanto, la parte viva de una cadena alimentaria siempre empieza con la vida vegetal y termina con un animal.
Las plantas se llaman productoras porque son capaces de utilizar la energía luminosa del sol para producir alimentos (azúcar) a partir del dióxido de carbono y el agua. Los animales no pueden fabricar su propio alimento, por lo que deben comer plantas y/o otros animales. Se llaman consumidores. Hay tres grupos de consumidores. Los animales que sólo comen plantas se llaman herbívoros (o consumidores primarios). Los animales que comen otros animales se llaman carnívoros. Los carnívoros que comen herbívoros se llaman consumidores secundarios, y los carnívoros que comen otros carnívoros se llaman consumidores terciarios. Los animales y las personas que comen tanto animales como plantas se llaman omnívoros. Luego están los descomponedores (bacterias, hongos e incluso algunos gusanos), que se alimentan de materia en descomposición. Estos descomponedores aceleran el proceso de descomposición que libera sales minerales que vuelven a la cadena alimentaria para que las plantas las absorban como nutrientes.
Cadena alimentaria
Se presenta a los alumnos los conceptos básicos de la ecología y los cuatro niveles en los que se agrupan las interacciones ecológicas con fines de investigación y estudio. Esto se hace explícito en el texto en esta sección introductoria y se les da a los alumnos actividades cortas para permitir un compromiso significativo con estos conceptos. Visite http://www.slideshare.net/elmochem/chapter-3-5-lecture-ecology-population-growth.. Las diapositivas contienen un resumen de los conceptos introducidos en esta sección.
Los alumnos ya han estudiado en detalle la biosfera en el 7º curso y también han estudiado el concepto de ecosistema en los cursos inferiores. Ahora reuniremos estos diferentes niveles en una organización jerárquica que representa el estudio de la ecología.
Todos los organismos vivos de la Tierra dependen de otros seres vivos y no vivos e interactúan con ellos para mantenerse con vida. Los organismos dependen de otros organismos para alimentarse, por ejemplo, y también dependen de su entorno para protegerse y tener un lugar donde quedarse. La rama concreta de la ciencia que estudia cómo los organismos interactúan con otros organismos y con su entorno se llama ecología. Quien estudia estas relaciones e interacciones se llama ecólogo.
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