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Contenido principal

¿Qué es un ecosistema?

Aprende qué es un ecosistema, cómo se mueven la materia y la energía a través de él y qué lo hace estable.

Puntos más importantes

  • Un ecosistema se compone de una comunidad de organismos con su entorno físico.
  • Los ecosistemas pueden ser de diferentes tamaños; pueden ser marinos, acuáticos o terrestres. Las categorías generales de los ecosistemas terrestres se conocen como biomas.
  • En los ecosistemas, tanto la materia como la energía se conservan. La energía fluye a través del sistema, generalmente de luz a calor, y la materia se recicla.
  • Los ecosistemas con mayor diversidad tienden a ser más estables, con mayor resistencia y resiliencia de frente a las perturbaciones o eventos perjudiciales.

Introducción

¿Qué tienen en común las pozas de marea de la costa de California y la selva amazónica en Sudamérica? A pesar de los varios órdenes de magnitud en tamaño que hay entre ellas, ambas son ejemplos de ecosistemas: comunidades de organismos que viven juntos, en combinación con su medio ambiente físico.
Crédito de imagen: izquierda, Tide pools at Half Moon Bay (Pozas de marea en la Bahía de la Media Luna) por Brocken Inaglory, CC BY-SA 4.0; derecha, Aerial view of the Amazon rainforest (Vista aérea de la selva del Amazonas) por Neil Palmer/CIAT, Center for International Forestry Research, CC BY 2.0
Como recordatorio, una comunidad está compuesta de todas las poblaciones de todas las especies que viven juntas en una área particular. Los conceptos de ecosistema y comunidad están estrechamente relacionados, la diferencia es que un ecosistema incluye al medio ambiente físico, mientras que la comunidad no lo hace. En otras palabras, una comunidad es el componente biótico, vivo, de un ecosistema. Además de este componente biótico, el ecosistema también incluye un componente abiótico: el entorno físico.
Los ecosistemas pueden ser pequeños, como las pozas de marea que se encuentran cerca de las costas rocosas de muchos océanos, o muy grandes, como la selva amazónica en Sudamérica. Básicamente, su delimitación depende del ecólogo que lo estudia, quien define su tamaño de manera que tenga sentido para resolver las preguntas de su interés.

¿Cómo son los ecosistemas?

La respuesta corta: ¡increíblemente diversos! No solo pueden variar en tamaño, sino que también difieren en cualquiera de las características bióticas y abióticas que te puedas imaginar.
Algunos ecosistemas son marinos, otros de agua dulce y otros, terrestres. Los ecosistemas oceánicos son los más comunes en la Tierra, ya que los océanos y los seres vivos que los habitan cubren el 75% de la superficie del planeta. Los ecosistemas de agua dulce son los más raros, ya que solo abarcan el 1.8% de la superficie de la Tierra. Los ecosistemas terrestres cubren el porcentaje restante.
Los ecosistemas terrestres pueden agruparse aún más en categorías generales basadas principalmente en el clima, conocidas como biomas. Algunos ejemplos de biomas terrestres son las selvas, sabanas, desiertos, bosques de coníferas, bosques caducifolios y la tundra. El mapa siguiente muestra la distribución general de los biomas en la tierra.
Crédito de imagen: Biomas: Figura 2 por OpenStax College, Biology, CC BY 4.0
Incluso dentro de un bioma puede haber mucha diversidad. Por ejemplo, tanto el desierto de Sonora, a la izquierda, como el interior de la isla Boa Vista, a la derecha, se clasifican como desiertos, pero tienen comunidades ecológicas muy diferentes. Hay muchas más especies de plantas y animales viviendo en el desierto de Sonora.
Crédito de imagen: izquierda, Sonoran desert (Desierto de Sonora) por Highqueue, dominio público; derecha, Rock desert (hamada) inside the island of Boa Vista (Desierto rocoso al interior de la isla Boa Vista) por Ingo Wölbern, dominio público

Energía y materia en los ecosistemas

A los ecólogos de ecosistemas a menudo les interesa rastrear el movimiento de la energía y la materia a través de los ecosistemas.
Veremos con más detalle el movimiento de la energía y la materia cuando consideremos las redes tróficas, redes de organismos que se alimentan unos de otros, y los ciclos biogeoquímicos, las rutas que toman los elementos químicos en su movimiento a través de la biósfera. Los organismos que se encuentran en un ecosistema tienden a tener adaptaciones, características beneficiosas que surgen por selección natural, que les ayudan a obtener la materia y la energía que requieren en el contexto de un ecosistema específico.
Pero antes de que entremos en detalles, echemos un vistazo a las características fundamentales del transporte de la energía y la materia a través de los ecosistemas. Tanto la energía como la materia se conservan, no se crean ni se destruyen, solo siguen rutas distintas a través de los ecosistemas.
  • La materia se recicla: los mismos átomos son usados una y otra vez.
  • La energía fluye a través del ecosistema, usualmente entra en forma de luz y sale en forma de calor.

La materia se recicla

La materia se recicla a través de los ecosistemas de la Tierra, aunque puede pasar de un ecosistema a otro, como sucede cuando los nutrientes son arrastrados hacia un río1. Los mismos átomos se usan una y otra vez, forman diferentes compuestos químicos y se incorporan a los cuerpos de distintos organismos.
Como ejemplo, veamos cómo los nutrientes químicos se mueven a través de un ecosistema terrestre. Una planta terrestre toma dióxido de carbono de la atmósfera y absorbe otros nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, del suelo; con ellos forma las moléculas que conforman sus células. Cuando un animal come la planta, usa las moléculas de esta para obtener energía y materia para sus propias células, a menudo reorganizando los átomos y moléculas en nuevas formas.
Cuando las plantas y los animales llevan a cabo la respiración celular —descomponen las moléculas para usarlas como combustible— se libera dióxido de carbono hacia la atmósfera. De manera similar, cuando excretan desechos o mueren, sus compuestos químicos son utilizados por las bacterias y los hongos como fuente de energía y material de construcción. Estos descomponedores liberan moléculas sencillas de vuelta al suelo y a la atmósfera, donde pueden ser absorbidos nuevamente en la siguiente ronda del ciclo.
Crédito de imagen: basada en una imagen semejante de J. A. Nilsson2
Gracias a este reciclaje, los átomos que componen tu cuerpo ahora mismo han tenido historias largas y únicas. ¡Probablemente han sido parte de plantas, animales, otras personas e incluso dinosaurios3!.

El flujo de la energía es unidireccional.

A diferencia de la materia, la energía no puede ser reciclada en los ecosistemas. En cambio, su flujo a través de ellos es una vía de un solo sentido, generalmente, de luz a calor.
La energía generalmente ingresa en los ecosistemas como luz solar y es capturada en forma química por los fotosintetizadores como las plantas y algas. Entonces pasa a través del ecosistema, cambiando de forma a medida que los organismos metabolizan, producen desechos, se comen entre ellos y finalmente mueren y se descomponen.
Cada vez que la energía cambia de forma, parte de ella se convierte en calor. El calor sigue contando como energía, y por lo tanto, ninguna parte de ella se destruye, pero los seres vivos generalmente no pueden utilizar el calor como fuente de energía. Al final, la energía que entró en el ecosistema como luz solar se disipa como calor e irradia de vuelta hacia el espacio.
Crédito de imagen: basada en una imagen semejante de J. A. Nilsson2
Este flujo de energía unidireccional a través de los ecosistemas significa que cada ecosistema necesita un suministro constante de energía, usualmente en forma de luz solar, para poder funcionar. La energía puede pasar entre organismos, pero no puede ser reciclada porque parte de ella se pierde en forma de calor en cada transferencia.

Estabilidad y dinámica de los ecosistemas

Los ecosistemas son sistemas dinámicos y un ecosistema estático sería un ecosistema muerto, del mismo modo que una célula estática es una célula muerta. Como lo mencionamos anteriormente, la energía fluye constantemente a través de los ecosistemas y los nutrientes químicos se reciclan continuamente. A un nivel de organización más alto, los organismos nace y mueren, las poblaciones fluctúan en sus cifras y los patrones climáticos varían estacionalmente y en formas cada vez menos predecibles.

Equilibrio y perturbación

El equilibrio es el estado estable de un ecosistema, en el que su composición e identidad permanecen generalmente constantes a pesar de las variaciones en las condiciones físicas y la estructura de la comunidad biótica. El equilibrio de los ecosistemas puede romperse por perturbaciones, sucesos adversos que afecten su composición.
Algunas perturbaciones son el resultado de procesos naturales. Por ejemplo, los incendios son una perturbación que puede ser provocada por la caída de un rayo en un ecosistema de pradera o bosque. Otras perturbaciones son el resultado de la actividad humana; algunos ejemplos son la lluvia ácida, la deforestación, la proliferación de algas y la introducción de especies invasoras.
Los diferentes ecosistemas responden de distinta forma a la misma perturbación: algunos se recuperan rápidamente, mientras que otros lo hacen lentamente o no se recuperan en absoluto.

Resistencia y resiliencia

Los ecólogos algunas veces usan dos parámetros para describir cómo responde un ecosistema ante una perturbación: resistencia y resiliencia. La capacidad de un ecosistema para permanecer en equilibrio a pesar de las perturbaciones se llama resistencia. La rapidez con la que el ecosistema recupera su equilibrio después de una perturbación es su resiliencia. Algunos ecólogos consideran que la resistencia es un componente de la resiliencia, uno que actúa en una escala de tiempo corta4,5.
Muchos ecólogos piensan que la biodiversidad de un ecosistema juega un papel clave en la estabilidad. Por ejemplo, si solo existiera una especie de planta con una función particular en un ecosistema, una perturbación que dañe a esa especie —digamos, una sequía para una especie sensible a ella— puede tener un fuerte impacto en el ecosistema en conjunto. En cambio, si hay varias plantas con funciones parecidas, hay una mayor probabilidad de que alguna sea resistente a la sequía y pueda ayudar a todo el ecosistema a sobrevivir al periodo seco6.
La resistencia y la resiliencia de un ecosistema son importantes cuando consideramos los efectos de las perturbaciones provocadas por la actividad humana. Si una perturbación es lo suficientemente grave, puede cambiar al ecosistema más allá del punto de recuperación y llevarlo hasta donde ya no es resiliente. Una perturbación de este tipo puede conducir a una alteración permanente o a la pérdida del ecosistema.

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