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Biología de bachillerato

Curso: Biología de bachillerato > Unidad 4

Lección 2: Flujo de energía y ciclo de la materia en los ecosistemas
Ciencia
Biología de bachillerato
Materia y energía en los ecosistemas
Flujo de energía y ciclo de la materia en los ecosistemas
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Flujo de energía y ciclo de la materia en los ecosistemas

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Repasa tus conocimientos sobre el movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas con este artículo alineado con los estándares NGSS.

Términos clave

TérminoDefinición
FotosíntesisProceso mediante el cual las plantas, algas y otros organismos fotosintéticos capturan la energía solar para crear moléculas orgánicas que pueden ser utilizadas como alimento
Respiración celularProceso mediante el cual las moléculas orgánicas presentes en el alimento reaccionan químicamente con otros compuestos, liberando energía que es utilizada para llevar a cabo los procesos fundamentales para la vida
ProductorOrganismo que produce sus propias moléculas orgánicas de alimento a partir de fuentes inorgánicas, generalmente utiliza la energía solar
ConsumidorOrganismo que obtiene moléculas orgánicas al alimentarse de otros organismos. Los consumidores primarios se comen a los productores, los consumidores secundarios consumen a los consumidores primarios y los consumidores terciarios se alimentan de los consumidores secundarios.
DescomponedorOrganismo que obtiene energía al descomponer materia orgánica que no está viva, por ejemplo, material vegetal de desecho, restos de organismos muertos o excrementos de animales
Red tróficaModelo que explica cómo se transfieren la energía y la materia entre los productores, los consumidores y los descomponedores dentro de un ecosistema
Nivel tróficoPosición de un organismo en relación con la fuente primaria de energía (por ejemplo el Sol) en una cadena alimenticia
Pirámide ecológicaModelo que representa las cantidades relativas de materia y energía que están contenidas en cada uno de los niveles tróficos en un ecosistema

El movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas

La energía fluye a través de un ecosistema, mientras que la materia circula dentro de él. Para entender por qué es así, veamos más de cerca cómo es que los diferentes procesos de la vida impulsan el movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas.
La energía ingresa a un ecosistema cuando los productores llevan a cabo la fotosíntesis, al capturar la energía del Sol y almacenarla como energía química potencial. Durante este proceso, la materia del medio ambiente (en forma de COA2 y HA2O) es absorbida y transformada en moléculas orgánicas (azúcares). Estas moléculas orgánicas proporcionan energía para los procesos de vida de los productores a través de la respiración celular (que libera COA2 y calor) o se almacenan como biomasa.
A continuación, la energía y la materia se mueven hacia arriba entre los niveles tróficos de un ecosistema cuando los productores son comidos por los consumidores primarios, los cuales después son alimento de los consumidores secundarios, etcétera. Parte de la materia orgánica que es ingerida por los consumidores es utilizada para llevar a cabo la respiración celular (liberando de nuevo COA2 y calor), otra parte se almacena como biomasa y el resto es desechado.
Los productores y consumidores muertos, y sus productos de desecho, proveen materia y energía a los descomponedores. Los descomponedores transforman la materia nuevamente en formas inorgánicas que pueden ser recicladas dentro del ecosistema.
Por lo tanto, la energía que entra a un ecosistema como luz solar eventualmente fluye fuera del ecosistema en forma de calor. En contraste, la materia en un ecosistema se recicla continuamente a medida que los átomos se combinan una y otra vez en distintas formas.

La energía y la materia se conservan durante los procesos del ecosistema

A medida que la energía se mueve a través de un ecosistema cambia de forma, pero no se crea energía nueva. De la misma manera, a medida que la materia circula dentro de un ecosistema los átomos son ordenados en distintas moléculas, pero no se crea materia nueva. Por lo tanto, durante todos los procesos de los ecosistemas, la energía y la materia se conservan.

Las redes tróficas son un modelo de la transferencia de materia y energía

Una red trófica es un modelo de las relaciones alimenticias en un ecosistema. Cuando un organismo es consumido, la materia y la energía almacenadas en sus tejidos se transfieren al organismo que lo comió. La flechas en una red trófica representan esta transferencia.
Por ejemplo, en la red trófica de abajo, la flecha que apunta desde el ratón hacia el coyote nos muestra que la materia y la energía son transferidas a los coyotes una vez que se han alimentado de los ratones.
Las flechas conectan a los distintos organismos en un diagrama. Los pastos se encuentran en la parte inferior del diagrama con flechas que apuntan hacia el ratón y el saltamontes. El saltamontes se encuentra ligeramente más arriba que los pastos y apunta hacia el halcón. Tanto el halcón como la serpiente se encuentran más arriba que el saltamontes. El halcón apunta hacia el coyote y la serpiente apunta hacia el buitre. Tanto el coyote como el buitre se encuentran en el nivel superior, más arriba que todos los demás organismos. El coyote apunta hacia el buitre. El ratón, que se encuentra en medio del diagrama apunta hacia el halcón, el coyote, el buitre y la serpiente.
Una red trófica que muestra las relaciones alimenticias en un ecosistema de pastizal.

Las pirámides ecológicas modelan la pérdida de energía

Las pirámides ecológicas nos muestran las cantidades relativas de materia y energía en los distintos niveles tróficos de un ecosistema.
En la mayoría de los ecosistemas, aproximadamente solo el 10% de la energía total disponible en un nivel trófico determinado se transfiere al siguiente nivel. El resto se usa para proporcionar energía para los procesos de vida, se elimina como desecho o simplemente no se consume. Una pirámide de energía, como la siguiente, muestra esta ineficiencia al representar la energía disponible en cada nivel trófico con un nivel de diferente tamaño.
Una pirámide de energía muestra cuatro niveles. Debajo de la pirámide de energía, una flecha etiquetada como energía de la luz apunta hacia los productores. Los productores corresponden al cien por ciento de la energía disponible. Arriba de ellos, los consumidores primarios corresponden a un diez por ciento de energía disponible. En el siguiente nivel, los consumidores secundarios corresponden a un uno por ciento de energía disponible. En la parte superior se encuentran los consumidores terciarios, que corresponden a un cero por ciento de energía disponible.
Una pirámide de energía que muestra la transferencia ineficiente de energía al subir en los niveles tróficos de un ecosistema.
Una consecuencia de la transferencia ineficiente de energía entre los niveles tróficos es la tendencia a un número menor de organismos en los niveles tróficos superiores de un ecosistema. El número de organismos que se encuentran en los diferentes niveles tróficos puede ser representado por una pirámide de números, como la que se muestra abajo.
Un diagrama incluye cuatro rectángulos apilados en forma de pirámide. En la parte inferior, el rectángulo más ancho representa un millón quinientas mil plantas en el nivel de los productores. Encima de este, un rectángulo más pequeño representa doscientos mil insectos en el nivel de los consumidores primarios. Sobre este, un rectángulo aún más pequeño representa nueve mil ratones en el nivel de los consumidores secundarios. En la parte superior, el rectángulo más pequeño representa tres halcones en el nivel de los consumidores terciarios.
Una pirámide de números muestra el número de individuos por cada 0.1 hectáreas para cada nivel trófico en un ecosistema de pastizal.

¿Qué más debo saber sobre los niveles y las redes tróficas?

  • Los organismos pueden ocupar más de un nivel trófico. Los organismos no están limitados a un nivel trófico. Por ejemplo, los omnívoros (que se alimentan de plantas y animales) pueden ser clasificados como consumidores primarios o secundarios.

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