oikos (Margalef, 1998,

Colegio Saint Dominic
Profesor Jeremias González B.
UNIDAD:
Flujo y Procesamiento de Energía y Materia en los Ecosistemas Biológicos
ECOLOGIA (del griego «οίκος» oikos="casa", y «λóγος» logos=" conocimiento") es la biología de los
ecosistemas (Margalef, 1998, p. 2). Es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la
distribución y abundancia, cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los
organismos y su ambiente. El ambiente incluye las propiedades físicas que pueden ser descritas
como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos
que comparten ese hábitat (factores bióticos).La visión integradora de la ecología plantea que es
el estudio científico de los procesos que influencian la distribución y abundancia de los
organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de
energía y materia (Pickett, Kolasa y Jones, 1994).
Según Ernst Haeckel Entendemos por ecología el conjunto de conocimientos referentes a la
economía de la naturaleza, la investigación de todas las relaciones del animal tanto con su medio
inorgánico como orgánico, incluyendo sobre todo su relación amistosa y hostil con aquellos
animales y plantas con los que se relaciona directa o indirectamente. En una palabra, la ecología es
el estudio de todas las complejas interrelaciones a las que Darwin se refería como las condiciones
de la lucha por la existencia. La ciencia de la ecología, a menudo considerada equivocadamente
como «biología» en un sentido restringido, constituye desde hace tiempo la esencia de lo que
generalmente se denomina «historia natural». Como se ve claramente por las numerosas historias
naturales populares, tanto antiguas como modernas, este tema ha evolucionado en íntima
relación con la zoología sistemática. En la historia natural se ha tratado la ecología de los animales
con bastante inexactitud; de todos modos, la historia natural ha tenido el mérito de mantener vivo
un amplio interés por la zoología.
La definición de Haeckel, que implica el concepto de interrelaciones entre los organismos y el
ambiente, ha sido objeto de interpretaciones algo distintas y quizá más profundas desde 1900. Por
ejemplo, el ecólogo inglés Charles Elton definió la ecología como la «historia natural científica»
que se ocupa de la «sociología y economía de los animales». Un norteamericano especialista en
ecología vegetal, Frederick Clements, consideraba que la ecología era «la ciencia de la
comunidad», y el ecólogo norteamericano contemporáneo Eugene Odum la ha definido, quizá
demasiado ampliamente, como «el estudio de la estructura y función de la naturaleza».
La ecología se ocupa del nivel superior, de las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y la
biosfera. Por esta razón, y por ocuparse de las interacciones entre los individuos y su ambiente, la
ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza herramientas de otras ramas de la ciencia,
especialmente Geología, Meteorología, Geografía, Física, Química y Matemática.
La ecología de poblaciones es el estudio de los procesos que afectan la distribución y abundancia
de las poblaciones animales y vegetales. El primer paso consiste en describir la población para lo
cual se miden las tasas de nacimiento, mortalidad y de emigración e inmigración. Las fluctuaciones
en el número de individuos de una especie en particular, las proporciones en la población de las
diversas especies, y las relaciones depredador-presa son factores que influyen sobre la población.
Un componente esencia de la ecología de poblaciones es el estudio de genética de poblaciones
(genética ecológica), que estudia el comportamiento de los genes en poblaciones naturales.
Algunas áreas estudiadas son el cambio de frecuencias génicas en la naturaleza, la acción de la
selección natural sobre las características genéticas, y la presencia de polimorfismo en las
especies. Estos problemas son estudiados a través de modelos teóricos, en el laboratorio, y con
poblaciones en el campo.
La ecología de comunidades es el estudio de la organización y funcionamiento de las
comunidades, las cuales son conjuntos de poblaciones interactuantes de las especies que viven en
un área particular o hábitat. Los ecólogos estudian los rangos de las especies y las razones por las
cuales algunas tienen un nicho mayor que otras, la estabilidad de comunidades los factores que la
afectan, la influencia de un componente particular (por ejemplo, carnívoros) dentro de una
comunidad, el ciclo de nutrientes, y la influencia del clima, lo mismo que otras variables. Se
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dispone de técnicas sofisticadas para la descripción y clasificación de las diferentes asociaciones de
especies que conforman una comunidad. Estas técnicas están especialmente desarrolladas para el
estudio de las comunidades vegetales (fitosociología).
Los estudios demuestran que la estructura de las comunidades puede cambiar en el tiempo, con
frecuencia de una manera direccional, lo que se conoce como sucesión. Una comunidad puede
verse como una máquina compleja que procesa energía y nutrientes. Para estudiar esta máquina,
es necesario describir la red alimenticia y seguir el curso de la energía y los nutrientes a través de
ella, desde los productores primarios (plantas verdes) hasta los herbívoros, carnívoros y
descomponedores. Un principio de la ecología de comunidades es que la estabilidad de la
comunidad es mayor a medida que es más diversa y más compleja es su red alimenticia (cadena
alimenticia).
ECOSISTEMA
Los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por una trama
de elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos).El
ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la ecología. En la naturaleza
los átomos están organizados en moléculas y estas en células. Las células forman tejidos y estos
órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está
formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí.
La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la
ecología. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto
de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad, porque un ecosistema incluye, además de
la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias
químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El ecosistema estudia las relaciones que
mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con
los factores no vivos.
La Ecósfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los
seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Pero dentro de este gran
sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano, un
lago, un bosque, o incluso, un árbol, o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que
poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales
que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema.
El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía
que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el
agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de
energía es el sol.
Como funciona un Ecosistema
En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continuo de los materiales. Los
diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres
vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.
En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluye- generando
organización en el sistema
¿Cómo se estudia el ecosistema?
Al estudiar los ecosistemas nos interesa más el conocimiento de las relaciones entre los
elementos, que el cómo son estos elementos individualmente o por separados. Los seres vivos
concretamente le interesan al ecólogo por la función que cumplen en el ecosistema, no en sí
mismos como le pueden interesar al zoólogo o al botánico. Para el estudio del ecosistema es
indiferente, en cierta forma, que el depredador sea un león o un tiburón. La función que cumplen
en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología.
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Como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en
todos los demás componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen.
Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los
flujos de energía.
a) Relaciones alimentarias: La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra
desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica.
Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en las plantas
(productores) que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en
energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son devoradas por otros seres
vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros).
La cadena alimentaria más corta estaría formada por los dos eslabones citados (ej.: elefantes
alimentándose de la vegetación). Pero los herbívoros suelen ser presa, generalmente, de los
carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Ejemplos de
cadenas alimentarias de tres eslabones serían:
hierba
vaca
hombre
algas
krill
ballena.
Las cadenas alimentarias suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones - seis constituyen ya
un caso excepcional-. Ej. de cadena larga sería:
algas
rotíferos
tardigrados
nemátodos
musaraña
autillo
Pero las cadenas alimentarias no acaban en el depredador cumbre (ej.: autillo), sino que como
todo ser vivo muere, existen necrófagos, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los
residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritívoros). De esta
forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos.
Los detritos (restos orgánicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas
cadenas tróficas. Por ej., los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van
descendiendo de la superficie. Las diferentes cadenas alimentarias no están aisladas en el
ecosistema sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica.
Una representación muy útil para estudiar todo este entramado trófico son las pirámides de
biomasa, energía o nº de individuos. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie
proporcional a la magnitud representada. En el piso bajo se sitúan los productores; por encima los
consumidores de primer orden (herbívoros), después los de segundo orden (carnívoros) y así
sucesivamente.
b) Ciclos de la materia: Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono,
hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las
plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleícos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales.
Después los van devolviendo a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la
descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo
ecosistema unos ciclos del oxígeno, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. cuyo estudio es esencial
para conocer su funcionamiento.
c) Flujo de energía: 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 sólo en una
dirección: va siempre 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. Por esto no es posible
un ciclo de la energía similar al de los elementos químicos.
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FAENAS MINERAS LAS VICUÑAS
HUMEDAL DEL RIO LLUTA
PROYECTO GEOTERMICO EN TATIO
NIQUEL EN TOCOPILLA
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PASCUA LAMA
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CONTAMINANTES EN SUSPENSIÓN Y VERTEDEROS ILEGALES EN LA REGIÓN
METROPOLITANA.
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11. CONTAMINACIÓN VENTANAS-PUCHUNCAVI- QUINTEROS
12. HUMEDALES V REGION
13. EL TENIENTE
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15. CONTAMINACION MULTIPLE DEL BIO BIO.
16. BAHIA DE SAN VICENTE
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18. TALA DE ALERCE Y BOSQUE NATIVO EN LA ZONA DE LA CORDILLERA DEL SARAO Y EN
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