CAMBIOS DE LOS ECOSISTEMAS EN EL TIEMPO

Los ecosistemas también varían a lo largo del tiempo. Las razones pueden ser de muy diverso tipo: cambios rítmicos de origen astronómico (las estaciones),  cambio no rítmicos o fluctuaciones, cambios a largo plazo provocados por cambios climáticos...

Dentro de los cambios que se dan en una escala relativamente larga de tiempo, son destacables los cambios profundos en los ecosistemas en los que unas biocenosis son sustituidas por otras: son las sucesiones.

• La sucesión ecológica

Como las poblaciones, las comunidades evolucionan con el paso del tiempo. Ante los cambios del medio, la comunidad responde modificando su composición y biodiversidad.

Si se pudiera observar un bosque a lo largo del tiempo, apreciaríamos la aparición y sustitución mas o menos ordenada de unas especies por otras: esto es una sucesión ecológica. Se instalan distintas especies según van apareciendo las condiciones y los recursos apropiados.

En la ilustración tenéis un ejemplo de sucesión ecológica, donde se representan las distintas etapas de una sucesión, desde el primer estadio hasta el ultimo.

1. Líquenes y vegetación de roquedo van colonizando y disgregando poco a poco el suelo.
2. El suelo es lo suficientemente profundo para que las hierbas y ciertos arbustos puedan fijar sus raíces.
3. En esta fase aumenta la variedad de arbustos, y aparecen los primeros árboles de pequeña talla.
4. El bosque ha madurado, dominan los arboles de talla grande, y disminuye la proporción de arbustos.

En este caso, se trata de una sucesión primaria, ya que es la primera vez que se coloniza dicho suelo. Si se trata de una colonización sobre un suelo donde previamente se ha destruido un ecosistema se trata de una sucesión secundaria.

En la siguiente ilustración se representa una sucesión secundaria, el ecosistema paso a paso tras una destrucción del ecosistema precio por un incendio.

Como se puede apreciar en el dibujo, la sucesión lleva de nuevo a regenerar el bosque, pero ni las etapas de la sucesión ni el resultado final tienen por que ser los mismos que el de la anterior sucesión. En este caso, las especies que mejor se han adaptado a las nuevas condiciones se han desarrollado mejor en detrimento de otras especies.

FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS

Niveles tróficos

Los ecosistemas son unas unidades muy complejas con multitud de interacciones. Para que estos sistemas funcionen necesitan tener un intercambio continuo de materia y energía. Estos intercambios se dan entre seres vivos de diferentes especies, al alimentarse unos de otros. A estas relaciones se le s llama relacione tróficas. Teniendo en cuenta estas relaciones (quien come a quien), los seres vivos se agrupan en diversos niveles que llamamos niveles tróficos.

Productores: son los seres vivos autótrofos. Convierten la materia inorgánica del entorno en materia orgánica mediante procesos como la fotosíntesis. Son los que introducen la materia y la energía en las relaciones tróficas. A este grupo pertenecen las plantas, y ciertas moneras y protoctistas.

Los demás seres vivos obtienen la materia y la energía necesaria para su funcionamiento a partir de los productores; por eso se les denomina consumidores. Los consumidores son heterotrofos, ya que necesitan alimentarse de sustancias orgánicas de otros seres vivos. Son consumidores los animales y ciertas moneras y protoctistas.

Dentro de los consumidores , se pueden distinguir:

• Consumidores primarios: Son los herbívoros, que se alimentan de los productores.
• Consumidores secundarios: Se alimentan de otros consumidores (carnívoros), e incluso de productores también (omnívoros).

Los descomponedores se alimentan de restos de materia orgánica, la descomponen y la vuelven a convertir en materia inorgánica. De esta forma, la materia completa su ciclo a través del ecosistema, y vuelve a sus situación original. Los descomponedores son heterotrofos, y a este grupo pertenecen algunas moneras y los hongos.

Los niveles tróficos se suelen representar en forma de pirámide trófica, en la que cada piso sustenta al piso superior. Cada nivel tendrá que tener la suficiente masa para alimentar el piso superior y además poder reproducirse sin que se extinga. Por ello, conforme vamos subiendo de nivel la masa de seres vivos disminuye, por lo que la representación toma forma de pirámide.

Por ejemplo, para que un águila real viva hacen falta muchos conejos, cada uno de los cuales comerá mucha hierba: Por ello, en una área extensa puede haber toneladas de hierba, que sustentaran a una población limitada de conejos, que a su vez solo dará para mantener a una pareja de águilas reales.

Cadenas y redes tróficas:

Según lo que acabamos de mencionar, los vegetales son el alimento de los herbívoros,  y estos a su vez son consumidos por los carnívoros La materia de unos y otros es devuelta al medio inorgánico por los descomponedores.
Unos seres vivos se comen a otros. A esta relación alimentaria en cadena se le llama cadena trófica.

En la cadena trófica los individuos están ordenados linealmente y en ellas cada individuo se come al que le precede. Sin embargo, las relaciones tróficas en un ecosistema no son tan sencillas. Por lo general, un animal herbívoro se alimenta de mas de una especie y además es fuente de alimentación de más de un consumidor secundario. Se forma así la red trófica que es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas que pueden establecerse en un ecosistema.

Gracias a la relaciones tróficas, la materia y la energía discurre por los ecosistemas en los que se denominan el ciclo de la materia y el flujo de energía.

El ciclo de la materia:

La materia entra en la pirámide trófica a través de los productores, que transforman la materia inorgánica en orgánica por medio de las fotosíntesis. Desde los productores la materia pasara de unos consumidores a otros  en las cadenas tróficas subiendo de nivel en nivel en la pirámide. Cuando consumidores y productores mueren o eliminan de su cuerpo los productos de desecho estas sustancias devuelven al suelo la materia mineral con la participación de los descomponedores. 

De esta forma existe un ciclo de la materia en la naturaleza que permite el mantenimiento del equilibrio natural. Se le denomina ciclo por que la materia se recicla una y otra vez y vuelve a pasar por los mismos estados.

El flujo de energía:

La energía también entra en la pirámide trófica a través de los productores, que utilizan la energía solar para hacer la fotosíntesis. Cuando los consumidores incorporan materia de niveles inferiores de la pirámide, también incorporan parte de esa energía. Por un lado, esa energía se gasta en las actividades de los seres vivos, y el resto de la energía se irradiara y se perderá en el entorno, sin posibilidad de volver a utilizarla. 

Por ello, el camino que la energía realiza en el ecosistema a través de los niveles tróficos se denomina flujo de energía, ya que, a diferencia de lo que ocurre con la materia, la energía fluye desde el sol, circula hacia arriba en la pirámide trófica y se pierde en el entorno.

LOS ECOSISTEMAS DE NUESTRO PLANETA

En nuestro planeta existen muchos ecosistemas distintos pero para que sea más facil estudiarlos los condensamos en dos grandes grupos:

• Ecosistemas terrestres: bosques, praderas, desiertos, estepas, valles, alta montaña, ladeas, etc... 
• Ecosistemas acuaticos: marinos, de agua dulce (rios, charcas, lagunas, lagos, etc...)

Los ecosistemas se pueden agrupar en grandes unidades que llamamos biomas: áreas climáticas del planeta de características particulares donde viven comunidades determinadas de seres vivos. Son ejemplos de biomas la tundra, la taiga, la selva tropical, los bosques templados, los desiertos...

El total de biomas de la Tierra forman la biosfera o la zona de la tierra donde se desarrolla la vida. Comprende la parte inferior de la atmósfera (troposfera), la hidrosfera (aguas solidas, liquidas y gaseosas) y la litosfera o suelo.

ECOSISTEMAS

Como hemos visto en el tema anterior, la vida se estructura en diversos niveles de organización jerárquicos, empezando desde el nivel atómico y llegando a los niveles mas generales de población, comunidad, ecosistema, y biosfera. En este tema vamos a estudiar estos niveles superiores de organización de la vida.

La ciencia que estudia estos niveles de organización es una rama de la biología llamada ecología.

La ecología estudia las interacciones de los seres vivos entre si y su medio ambiente, (del griego "oikos" -casa- y "logos" -tratado- ). Estudia como funciona la "casa" de los seres vivos.

ECOSISTEMAS

El conjunto de todos los seres vivos que habitan en un lugar, junto a las influencias del medio al que se encuentran sometidos conforman un ecosistema. Así, el ecosistema esta formado por el lugar y las condiciones del lugar (biotopo) y los seres que viven allí (biocenosis).

De lo dicho anteriormente, podemos deducir que en un ecosistema tenemos dos componentes fundamentales:

• Por un lado están los factores abióticos, que son las características físico-químicas de un ecosistema: la luz, el suelo, el agua, la temperatura, el relieve... Al lugar concreto con los factores abióticos característicos se le denomina el biotopo.
• Por otro lado están los factores abióticos: los seres vivos que viven sobre el biotopo son conjuntos de especies. Cada especie forma una población y el conjunto de poblaciones que viven en un determinado lugar forman la biocenosis o comunidad.

Ademas,  la función que una especie concreta desempeña en un hábitat determinado se le llama nicho ecológico (algo así como su oficio en el ecosistema). Por ejemplo, las ardillas son comedores de semillas, nueces y brotes tiernos en bosques templados.

Volviendo a la idea inicial; un ecosistema es la suma de los factores abióticos de un lugar (biotopo) y los factores bioticos o las poblaciones de seres vivos que viven en el (biocenosis).

LA BIOSFERA

En la actualidad, el único planeta conocido donde exista vida es la Tierra.

En la Tierra la vida comenzó hace 4.000 millones de años. Pero el ser humano, Homo Sapiens, como especie actual no aparece en el planeta hasta unos 400.000 de años.

Al conjunto de todos los seres vivos (bacterias, algas, protozoos, hongos, levaduras, mohos, plantas y animales) que pueblan la Tierra se llama biosfera.

Los seres vivos que forman la biosfera, viven en la litosfera (suelo), la atmósfera (aire) y la hidrosfera (agua).

Como bien es sabido no todos los seres vivos son iguales. Basta con observar la naturaleza que nos rodea para distinguir un gran numero de seres vivos con formas, tamaños y modos de comportamiento distintos.

En todos los medios (suelo, aire, agua) hay una gran variedad de especies. Esto se debe a que en la Tierra existen lugares muy diferentes donde se puede vivir, desde lugares muy calientes hasta las aguas mas frías.

En la Tierra hay entre cinco y cincuenta millones de especies diferentes de seres vivos. Por eso, se habla de biodiversidad, por estar la biosfera compuesta por una gran variedad de especies, de seres vivos.

LA LITOSFERA: ROCAS Y MINERALES

La litosfera es la capa de materiales sólidos (rocas y minerales) que forman la parte mas externa del planeta tierra.

Los minerales y las rocas son materiales que se encuentran en la superficie de la Tierra. Hay muchos tipos de minerales y de rocas, y de cada uno tiene unas características y unas propiedades determinadas.

Los minerales son materiales sólidos compuestos por una sola sustancia y que tienen siempre las mismas propiedades, cualquiera que sea el lugar de donde procedan. Por ejemplo, hay un mineral llamado pirita que esta formado por disulfuro de hierro. La pirita es un mineral duro y brillante. La pirita que se encuentra en Europa es igual (misma composición y propiedades) que la pirita que procede de Asia.

Las rocas son materiales sólidos formados por la unión de varios minerales distintos. Por ejemplo, el granito es una roca que esta formada por tres minerales: cuarzo, feldespato y mica. Cada roca, a diferencia de los minerales, tienen unas propiedades determinadas. Por ejemplo, el granito puede variar dependiendo de tener mayor o menor cantidad de cada mineral que lo forma, Así puede cambiar el color, la dureza, la textura de unos granitos a otros.

Las rocas se clasifican en tres grupos:

• Rocas sedimentarias: se forman en la superficie de la Tierra a partir de partículas arrancadas por erosión de otras rocas. Esas partículas tras ser transportadas por el agua, viento,... se posan, sedimentan, en un lugar y ahí con el paso del tiempo, la presión  creada por la acumulación de materiales y reacciones propiciadas por el calor y el agua se transforman en roca. Ejemplos: arenisca, conglomerados,...

• Rocas magmáticas: se forman al enfriarse materiales fundidos del interior de la Tierra (magmas, como los expulsados por los volcanes). Ejemplos: piedra pomez, granito, basalto,...

• Rocas metamórficas: se forman en el interior de la corteza terrestre a partir de la transformación que sufren grandes temperaturas y presiones del interior de la tierra pero que no llegaron a fundirse. Ejemplos: pizarra, gneis,... 

LA HIDROSFERA CICLO DEL AGUA

Como sabes la hidrosfera esta formada por toda el agua que hay en el planeta Tierra.

Si hacemos 4 partes de nuestro planeta, 3 de estas partes son de agua y solo una de las partes es de tierra.

En nuestro planeta, la Tierra, hay mucha cantidad de agua que se encuentra:

La mayor parte en estado liquido: océanos, ríos, mares y lagos.

También en estado solido, hielo en los casquetes polares, en los glaciares (ríos helados) y la nieve de las montañas.

Y en estado gaseoso en el vapor de agua de la atmósfera.

El agua que hay en la Tierra es siempre la misma, Ahora vamos a fijarnos en el camino que sigue el agua en nuestro planeta. A este camino que sigue el agua le llamaremos el ciclo del agua.

El ciclo del agua en la naturaleza

Empezaremos por el mar: primero el agua se calienta con el calor del Sol. Al calentarse se evapora y pasa al aire. A este proceso se le llama evaporación. La evaporación es un cambio de estado que ocurre en el agua: pasa de estar líquida en el mar (o ríos o agua superficial en general) a estar en forma de vapor en la atmósfera.

Después, el vapor de agua que ha subido a las alturas se junta y se condensa (paso de estado gaseoso a liquido) debido a la menor temperatura en las alturas, comparándola con la de la superficie terrestre, para formar las nubes. Las nubes están formadas, por tanto, por minúsculas gotitas de agua liquida que son arrastradas por el viento (también hay nubes de hielo o nieve)

Mas adelante, y a medida que las gotitas se unen entre ellas, alcanzan un tamaño y masa que, por su propio peso, caen del cielo en forma de lluvia. Al proceso por el que las gotas de agua caen sobre la superficie de la Tierra se llama precipitación. A veces las precipitación no son en forma de lluvia, pueden ser en forma de nieve o de granizo (según sea la composición de las nubes, debido a la temperatura)

Por ultimo, las gotas de agua caen sobre las montañas y la tierra. En la tierra el agua de lluvia forma arroyos y ríos  o se infiltra formando agua subterráneas. Parte de esta agua es también ingerida y/o excretada y/o transpirada por los seres vivos (bacterias,  algas, hongos, plantas y animales). Esta agua acaba llegando de nuevo al mar, donde vuelve a evaporarse y así comenzar el ciclo del agua otra vez.

Así las fases del ciclo del agua son: evaporación, condensación en forma de nubes, precipitaciones, utilización por los seres vivos y, de nuevo, evaporación.