Esta palabra deriva del vocablo griego oikos, que significa “casa” o “lugar donde se vive”, y logos, que significa “estudio”. Por lo general, la ecología se define como el estudio de las relaciones de los organismos o grupos de organismos con su ambiente.
¿Cómo se divide la ecología?
Autoecología o ecología del individuo. Es el estudio del ambiente y de sus relaciones con un organismo determinado.
Demoecología o ecología de las poblaciones. Se encarga de estudiar las mutuas relaciones entre los individuos que se agrupan en poblaciones, así como las relaciones de éstos con el ambiente.
Sinecología o ecología de las comunidades. Estudia la interacción que tienen las poblaciones entre sí y con su entorno. Si se considera a un individuo de forma aislada, éste estará influido por distintos factores de origen no vivo, a los cuales se les conoce como factores abióticos.
La población es un conjunto de organismos de la misma especie que ocupan un área más o menos definida y que comparten determinado tipo de alimentos.
Aunque cada especie suele tener una o más poblaciones distribuidas cada una en un área predeterminada, no existe ningún impedimento para que dos poblaciones de una misma especie se fusionen ni tampoco para que una población se divida en dos.
Crecimiento poblacional
Es el aumento o disminución del número de individuos que constituyen una población.
Las poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo), una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de crecimiento.
El principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de descenso de la población es la muerte.
Cuando el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es cero.
Teóricamente, el crecimiento de una población puede ser asombroso.
Sin embargo, en condiciones naturales, existen múltiples factores que limitan su crecimiento y esto causa que las poblaciones se mantengan estables, sobre todo si se consideran largos periodos de tiempo y si se trata de poblaciones cerradas; es decir, aquéllas que carecen de individuos entrantes (inmigrantes) y salientes (emigración).
A medida que crece una población, aumenta la competencia entre los individuos que la integran por la sencilla razón de que los alimentos y nutrientes son limitados.
La tasa de crecimiento (r), de una población está determinada por cuatro factores: la tasa de natalidad (b); la tasa de mortalidad (d); la tasa de inmigración (i); y la tasa de emigración (e).
Estas cuatro variables se relacionan en la fórmula general
r = (b + i) – (d + e)
Densidad de población
Es el número de individuos que constituyen la población en relación con alguna unidad de espacio; por ejemplo, tres leones por kilómetro cuadrado.
Cuando una población no está regulada eficazmente por la serie de factores externos correspondientes, puede transformarse en plaga.
Sin embargo, por lo común existe un equilibrio de las poblaciones naturales, en el cual juegan un papel decisivo los depredadores.
A mayor densidad de población, mayor será la mortalidad ocasionada por los depredadores.
Los depredadores mantienen su población gracias a que, al volverse escasa una de las especies que les alimenta, lo común es que recurran a otras especies, con lo cual dan tiempo a que aquella se reponga y, a la larga, a unas oscilación alternada de las poblaciones alimenticias.
Mientras mayor sea la diversidad, más presas alternativas tendrán los consumidores y más estable será el ecosistema.
Cuando las cadenas alimenticias son lineares o simples, el sistema resulta extremadamente inestable.
Homeostasis de las poblaciones
Uno de los fenómenos más asombrosos del ecosistema es lo que se llama homeostasis de las poblaciones. Originalmente acuñado por fisiólogos, el término homeostasis se refiere a la conservación de innumerables factores que constituyen lo que se conoce como el medio interno de los organismos.
Mantener la temperatura de nuestro cuerpo (37° C) en cualquier clima es un fenómeno de homeostasis. Lo mismo ocurre con la conservación de una cierta cantidad de glucosa en la sangre o de una cierta presión dentro de las células.
En Ecología, la homeostasis se refiere al hecho de que las poblaciones tienden a autorregularse, a permanecer más o menos constantes, pero solo si el ecosistema en que viven está en equilibrio.
Lamentablemente, existen situaciones en las que el equilibrio de un ecosistema puede romperse. Una manera de romperlo sucede cuando se introduce irracionalmente nuevas especies, por lo general esto ocurre por intervención humana, ya sea accidental o intencionalmente.
Hace tiempo, en Australia alguien tuvo la inocente idea de decir que el país necesitaba conejos. Los conejos se adaptaron muy bien al clima del lugar y no tardaron en reproducirse como ellos acostumbran. Al poco tiempo resultó que, como no había enemigos naturales (depredadores) que regularan la población de tales roedores, ésta aumentó irrefrenablemente y los asombrados colonos presenciaron auténticas devastaciones en la vegetación de los campos, lo cual, indirectamente, ocasionó daños tremendos en otras poblaciones de animales.
Otro ejemplo lo tenemos en las salmoneras del sur de Chile, donde las especies en cautiverio son muy adeptas a escaparse provocando desequilibrios en las especies autóctonas.
Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas.
Estas poblaciones interdependientes de plantas y animales forman una comunidad,
que abarca la porción biótica (viviente) del ecosistema ubicado en un área
determinada.
Tal definición es poco precisa si tomamos en cuenta que en la naturaleza
hay poblaciones que aparecen también en áreas vecinas.
Límites y extensión de un ecosistema
Se le llama ecotono a las zonas de transición o límites
de un ecosistema. El ecotono no suele ser tan exacto como lo describe una
definición. Los biólogos no han perdido de vista la importancia del
conocimiento de tan imprecisas entidades y ha sido creada una disciplina que se
ocupa de las relaciones entre comunidades: la sinecología.
Existen ecosistemas artificiales cuyos límites son muy precisos; tal es
el caso de un acuario o uno de esos botellones en donde se cultivan plantas
diversas.
Pero los ecosistemas naturales nunca suelen estar tan bien delimitados.
Y no es difícil notar que, en sus límites, las características propias del
ecosistema van cambiando gradualmente, estableciéndose así amplias zonas
de transición.
Es importante notar que cualquier ecosistema recibe influencias
múltiples de otros ecosistemas.
Por ejemplo, hay muchos organismos que pasan las primeras etapas de su
existencia en un estanque, para irse luego a vivir entre los arbustos del
campo.
La variedad de los ecosistemas del planeta es muy amplia y no sólo por
sus dimensiones, sino también por el hecho de que sean crecientes o
culminantes, terrestres o acuáticos, abundante o escasamente diversificados (en
cuanto al número de distintas poblaciones que viven en ellos).
Diversidad
Las comunidades tienen ciertos atributos, entre ellos la dominancia y
la diversidad de especies. La dominancia se
produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que
influyen en las especies asociadas.
Ejemplo: En un bosque la especie dominante puede ser una o más especies
de árboles, como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos
dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras.
La dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad
porque la diversidad no se refiere solamente al número de
especies que la componen, sino también a la proporción que
cada una de ellas representa.
La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas
en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres,
la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al
crecer.
Las comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación
vertical, suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque
puede tener hasta seis capas: suelo, herbácea, monte bajo, árboles bajos y
arbustos, bóveda inferior y bóveda superior. Estos estratos influyen en el
medio ambiente físico y en la diversidad de hábitats para la fauna.
La estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste,
recibe sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad,
iluminación, temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de
carbono.
Elsustratoes la parte del biotipodonde determinados seres vivosrealizan sus funciones vitales (nutrición,reproducción,
relación).
SustratoEs la base, materia o sustancia que sirve de sostén a un organismo, ya
sea vegetal, animal o protista, en el cual transcurre su vida; el sustrato
satisface determinadas necesidades básicas de los organismos como la fijación,
la nutrición, la protección, la reserva de agua, etc. El sustrato dominante en
el ambiente es el suelo, en el cual se sustentan los vegetales para extender
sus hojas en el aire; asimismo le suministran minerales y agua, vitales para
las plantas; estos suministros inorgánicos consisten en: carbono, nitrógeno, oxígeno
e hidrógeno. Respecto a los ecosistemas acuáticos, conviene destacar que
existen múltiples organismos que utilizan como sustrato una gran variedad de
materiales entre los que figuran las rocas y sus derivados, de ahí que un
sustrato acuático está formado de grava, arenas, rocas lisas, piedras sueltas o
barro. Cabe señalar que las diferentes texturas en el contenido de materiales
nutritivos y el grado de estabilidad de los materiales referidos repercuten en
el desarrollo y distribución de los organismos acuáticos.
El término sustrato se aplica en horticultura a todo material sólido distinto
del suelo in situ, natural, de síntesis o residual, mineral u orgánico, que
colocado en un contenedor, en forma pura o mezcla, permite el anclaje del
sistema radicular, desempeñando, por lo tanto, un papel de soporte para la
planta, el sustrato puede intervenir (material químicamente activo) o no
(material inerte) en el complejo proceso de la nutrición mineral de la planta.
En la ecología, se conoce como factor biótico o componente
biótico a todos los organismos vivos que interactúan con otros organismos vivos, refiriéndonos a
la fauna y
la flora de
un lugar específico, así como también a sus interacciones. También se llama
factores bióticos a las relaciones establecidas entre los seres vivos de
un ecosistema y que además condicionan su existencia. Sin dudas es importante
saber del tema si queremos entender la forma de marchar de los ecosistemas.
Los factores bióticos deben tener características
fisiológicas y un comportamiento específico que les permita sobrevivir y
reproducirse dentro de un ambiente con otros factores bióticos. El compartir un
ambiente da como resultado una competencia entre los factores bióticos, y se
compite ya sea por alimento, por espacio, etc.
La población la definimos como el conjunto de
organismos de una especie que están en un mismo lugar. Con esto nos referimos a
organismos vivos, ya sean unicelulares o pluricelulares.
Los factores
bióticos pueden dividirse en tres tipos que aparecen a
continuación:
-Individuo: cada organismo del ecosistema.
-Población: el conjunto de individuos que habitan
una misma área o lugar, como ya explicamos.
-Comunidad: en un lugar determinado se dan
interacciones entre varias poblaciones y se forma una comunidad. Un ejemplo es
el bosque, donde interactúan plantas y animales,
entre otros.
Los factores bióticos también pueden ser
clasificados en 3 tipos, que son los siguientes:
-Productores: son los que fabrican su propio
alimento.
-Consumidores: son los que no pueden producir su
alimento.
-Descomponedores: son los que se alimentan de
materia orgánica descompuesta.
Sin dudas el tema de los factores bióticos es muy importante si
queremos entender cómo se relacionan los seres y organismos vivos dentro de los
ecosistemas en la naturaleza.
Interacción entre seres vivos: ambiente y crecimiento.
El agua, la luz, el aire, las sales minerales.
Para que exista vida en la tierra deben existir ciertos elementos
abióticos (llamados así porque son inertes, no tienen vida por sí solos)
disponibles para el desarrollo de los seres vivos. Sin estos elementos no sería
posible la existencia de vida tal cual la conocemos. De estos elementos depende
el crecimiento de la materia viva o protoplasma en nuestro entorno, ya que sin
ellos no se podrían realizar los procesos de acumulación y síntesis necesarios
para incrementar el número de células de un organismo.
Los factores más relevantes en el desarrollo de vida terrestre son:
El agua: Debido
a su gran poder disolvente y a su capacidad de mantener rangos de temperatura
adecuada, el agua proporciona un medio para el transporte y transformación de
sustancias al interior de los seres vivos.
Sin el agua, las sustancias indispensables para la vida no podrían
unirse. Ella permite la síntesis de compuestos complejos necesarios para la
formación de tejidos. Sin el agua ningún proceso vital de intercambio con el
medio, como el de la respiración y la digestión, podría realizarse. Destacables
son los hechos de que el cuerpo humano está constituido por el 65% de agua y
los fluidos vitales como la savia, la sangre y la leche se componen
principalmente de ella.
El agua desempeña también un papel importante en la descomposición
metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas y los carbohidratos.
Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células
vivas.
Luz solar Lógicamente,
ésta proviene del Sol y los vegetales la pueden captar en sus hojas. Las hojas
poseen clorofila (pigmento verde), que permite fijar la luz
solar y transformarla en compuestos orgánicos que serán aprovechados por ellos
y todos los demás eslabones de las cadenas alimenticias, lo que permitirá la
vida de diversos seres vivos que están entrelazados en el ecosistema.
Aire: Atmósfera
El planeta está formado por tres capas: atmósfera, geósfera e
hidrósfera.
Ellas son vitales para el desarrollo de los seres vivos sobre la Tierra
y, además, le permiten al ser humano la realización de distintas actividades
como la agricultura, la minería, la industria, etcétera.
La atmósfera corresponde a la capa gaseosa que envuelve a la tierra.
También se le llama aire. Es transparente e impalpable. El aire puro, que se
caracteriza por no tener sabor, olor ni color.
El aire proporciona las sustancias gaseosas necesarias para que se
lleven a cabo procesos vitales de los seres vivos como la respiración y la
fotosíntesis. Además es una fuente de oxígeno lo que posibilita la respiración
en los seres vivos y la mantención de cualquier sustancia combustible. Además
aporta dióxido de carbono, el nitrógeno y el agua gaseosa, los que se ciclan
constantemente en la biósfera. Por ejemplo, los seres vivos toman el oxígeno
del aire al respirar y liberan dióxido de carbono, que absorben las plantas
verdes en la fotosíntesis, para seguir entregando nuevamente oxígeno al aire.
También el aire actúa como filtro de la radiación ultravioleta del sol,
gracias al gas ozono que contiene, ya que este refleja estos rayos.
En el hombre, el aire es un medio para realizar combustiones que
permiten el funcionamiento de maquinarias facilitadoras de la vida y las tareas
del hombre.
Químicamente, la atmósfera está formada por una serie de gases, donde
cada uno tiene una función importante.
Los componentes atmosféricos son:
Anhídrido carbónico o
dióxido de carbono: es un gas se encuentra en un porcentaje muy bajo
en la atmósfera. Sin embargo, es de vital importancia para que los vegetales
puedan realizar la fotosíntesis y de este modo fabricar su alimento. Los seres
vivos retornan este gas al ambiente a través de la respiración. El anhídrido
carbónico permite también retener el calor en la atmósfera.
Oxígeno: es
un elemento de suma importancia para que la vida en el planeta sea posible, ya
que es respirado por todos los seres vivos. Permite la combustión de las
materias para obtener energía, y es fuente de purificación del aire y de las
aguas, entre otras funciones.
Nitrógeno: al
combinarse con otras sustancias, este gas forma excelentes fertilizantes, que
permiten el crecimiento de los vegetales. Sin embargo, su rol más importante es
hacer respirable el oxígeno, ya que lo diluye.
Vapor de agua: estado
gaseoso del agua que se caracteriza por el alto grado de movilidad de las
moléculas de agua, la cuales se encuentran a una distancia enorme en
comparación a la distancia que existe entre las moléculas de agua que forman el
estado líquido. El vapor de agua es esencial en la formación de las nubes, las
que al precipitar como lluvia proveen de agua a los seres vivos, por ejemplo,
animales y plantas. Además, retiene el calor en la atmósfera. La acumulación de
vapor de agua es variable en la atmósfera, y depende de factores tales como la
cercanía o la lejanía respecto del mar, la altitud, la presión atmosférica y la
temperatura.
Ozono: cumple
una función muy importante, ya que sirve de filtro de la radiación solar,
absorbiendo la radiación ultravioleta. El paso de estas radiaciones hasta la
tierra provoca muchos problemas a los seres vivos, como mayor daño óptico (al
ojo), cáncer a la piel y destrucción de los vegetales. El ozono se representa
como O3 (molécula).
Asimismo, en la atmósfera se
encuentran los gases inertes, en cantidades muy pequeñas. Dependiendo del
lugar, también hay otros componentes como son: polvo, humo, cenizas, polen,
sales marinas, etcétera.
El espesor total de la atmósfera como capa ha sido difícil de
determinar, sin embargo, se acepta que este varía entre 1.000 y 1.300
kilómetros.
Sales minerales: son
necesarias para la reconstrucción estructural de los tejidos de los seres
vivos, además de que participan en procesos tales como la acción de los
sistemas enzimáticos, contracción muscular, reacciones nerviosas y coagulación
de la sangre de los animales.
El calcio es necesario para desarrollar los huesos y conservar su
rigidez. También participa en la formación del citoesqueleto y las membranas
celulares, así como en la regulación de la excitabilidad nerviosa y en la
contracción muscular.
El fósforo se combina con el calcio en los huesos y los dientes.
Desempeña un papel importante en el metabolismo de energía en las células,
afectando a los hidratos de carbono, lípidos y proteínas.
El magnesio es esencial para el metabolismo humano y muy importante para
mantener el potencial eléctrico de las células nerviosas y musculares
El sodio está presente en el fluido extracelular donde tiene un papel
regulador.
El hierro es necesario para la formación de la hemoglobina, pigmento de
los glóbulos rojos de la sangre responsables de transportar el oxígeno en los
animales.
El yodo es imprescindible para la síntesis de las hormonas de la
glándula tiroides.
El cobre está presente en muchas enzimas y en proteínas, de la sangre,
el cerebro y el hígado.
El cinc también es importante para la formación de enzimas.
El flúor se deposita sobre todo en los huesos y los dientes de los
animales, es un elemento necesario para el crecimiento de ellos.
Enecología, laproductividades la
producción debiomasapor unidad de tiempo y área. En la agricultura el
factor de producción fundamental es la tierra o, más específicamente, el suelo,
que es en sí mismo un sistema de producción con elementos vivos y que,
utilizando energía y otros insumos, produce biomasa; este proceso productivo se
realiza regularmente con o sin intervención humana y tiene, por lo tanto, una
productividad propia independiente de aquella del sistema económico; la
productividad biológica, que puede ser primaria o secundaria. La biomasa es la materia
orgánica producida por los organismos consumidores o heterótrofos (viven de las
sustancias orgánicas ya sintetizadas por las plantas, como es el caso de los
herbívoros).
En esta sección se tratará de explicar
la manera por la cual la energía fluye por un ecosistema. La comprensión del
concepto de flujo energético permite comprender el estado de equilibrio de los
ecosistemas, como puede ser afectado por las actividades humanas y la manera en
que las sustancias contaminantes se mueven a través del ecosistema.
Papel de los Organismos
Los organismos pueden ser productores o consumidores en
cuanto al flujo de energía a través de un ecosistema. Los productores
convierten la energía ambiental en enlaces de carbono, como los encontrados en
el azúcar glucosa. Los ejemplos más destacados de productores son las plantas;
ellas usan, por medio de la fotosíntesis, la energía de la luz solar para
convertir el dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar).
Las algas y las cianobacterias también
son productores fotosintetizadores, como las plantas. Otros
productores son las bacterias que viven en algunas profundidades oceánicas.
Estas bacterias toman la energía de productos químicos provenientes del
interior de la Tierra y con ella producen azúcares. Otras bacterias que viven
bajo tierra también pueden producir azúcares usando la energía de sustancias
inorgánicas. Otro término para productores es autótrofos.
Los consumidores obtienen
su energía de los enlaces de carbono originados por los productores. Otro
término para un consumidor es heterótrofo. Es posible distinguir
4 tipos de heterótrofos en base a lo que comen:
Consumidor
Nivel
trófico
Fuente
alimenticia
1.
Herbívoros
primario
plantas
2.
Carnívoros
secundario
o superior
animales
3.
Omnívoros
todos los
niveles
plantas y
animales
4.
Detritívoros
---------------
detrito
El nivel trófico se
refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando los
autótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor
primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor
secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros
es un consumidor terciario, y así sucesivamente.
Es importante observar que muchos
animales no tienen dietas especializadas. Los omnívoros (como
los humanos) comen tanto animales como plantas. Igualmente, los carnívoros
(excepto algunos muy especializados) no limitan su dieta sólo a organismos de
un nivel trófico. Las ranas y sapos, por ejemplo, no discriminan entre insectos
herbívoros y carnívoros; si es del tamaño adecuado y se encuentra a una
distancia apropiada, la rana lo capturará para comérselo sin que importe el
nivel trófico.
Flujo de Energía a través del
Ecosistema
El diagrama anterior muestra como la
energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen
a través del ecosistema. Debemos, primeramente, aclarar algunos conceptos. La
energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-carbono.
Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono
se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este
proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus
músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma
de calor. Las flechas oscuras en el diagrama representa el movimiento de esta
energía. Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino final
de toda la energía es perderse en forma de calor. ¡La energía no se recicla en
los ecosistemas.
Los nutrientes inorgánicos son el otro
componente mostrado en el diagrama. Ellos son inorgánicos debido a que no
contienen uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son
el fósforo en sus dientes, huesos y membranas celulares; el nitrógeno en sus
aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en su sangre
(para nombrar solamente unos pocos nutrientes inorgánicos). El flujo de los
nutrientes se representa con flechas claras. Observe que los autótrofos
obtienen estos nutrientes inorgánicos del 'almacén' de nutrientes inorgánicos
(usualmente el suelo o el agua que rodea la planta). Estos nutrientes
inorgánicos son pasados de organismo a organismo cuando uno es consumido por
otro. Al final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito,
alimento para los descomponedores. En esta etapa, la energía restante es extraída
(y perdida como calor) y los nutrientes inorgánicos son regresados al suelo o
agua para ser utilizados de nuevo. Los nutrientes inorgánicos son
reciclados, la energía no.
Para resumir: En el flujo de energía y
de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones:
La
fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol.
El
destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor.
La
energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la
cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro.
Los
descomponedores extraen la energía que permanece en los restos de los organismos.
Los
nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no.
Cadenas y Redes Alimenticias
Una cadena alimenticia es
la ruta del alimento desde un consumidor final dado hasta el productor. Por
ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de campo pudiera ser:
Aun cuando se dijo que la cadena
alimenticia es del consumidor final al productor, se acostumbra representar al
productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o
arriba). Ud. debe ser capaz de analizar la anterior cadena alimenticia e
identificar los autótrofos y los heterótrofos, y clasificarlos como herbívoro,
carnívoro, etc. Igualmente, debe reconocer que el halcón es un consumidor
cuaternario.
Desde luego, el mundo real es mucho más
complicado que una simple cadena alimenticia. Aun cuando muchos organismos
tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en
la mayoría no sucede así. Los halcones no limitan sus dietas a culebras, las
culebras comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen yerbas además
de saltamontes, etc. Una representación más realista de quien come a quien se
llama red alimenticia, como se muestra a continuación:
Solamente cuando vemos una
representación de una red alimenticia como la anterior, es que la definición
dada arriba de cadena alimenticia tiene sentido. Podemos ver que una red
alimenticia consiste de cadenas alimenticias interrelacionadas, y la única
manera de desenredar las cadenas es de seguir el curso de una cadena hacia
atrás hasta llegar a la fuente.
La red alimenticia anterior consiste de cadenas
alimenticias de pastoreo ya que en la base se encuentran productores
que son consumidos por herbívoros. Aun cuando este tipo de cadenas es
importante, en la naturaleza son más comunes las cadenas alimenticias
con base en los detritos en las cuales se encuentran descomponedores
en la base.
Pirámides
Un concepto muy importante es el de biomasa.
Un principio general es que, mientras más alejado esté un nivel trófico de su
fuente (detrito o productor), menos biomasa contendrá (aquí entendemos por
biomasa al peso combinado de todos los organismos en el nivel trófico). Esta
reducción en la biomasa se debe a varias razones:
no
todos los organismos en los niveles inferiores son comidos
no todo
lo que es comido es digerido
siempre
se pierde energía en forma de calor
Es importante recordar que es más fácil
detectar la disminución en el número si lo vemos en términos de biomasa. No es
confiable el número de organismos en este caso debido a la gran variación en la
biomasa de organismos individuales. Por ejemplo, algunos animales
pequeños se alimentan de los frutos de árboles. En términos de peso combinado,
los árboles de un bosque superan a los animales pero, de hecho, hay más
individuos de los animales que de los árboles; ahora bien, un árbol individual
puede ser muy grande, con un peso de cientos de kilos, mientras que un animal
individual (en el caso que estamos analizando) puede pesar, quizás, un kilo.
Hay unas pocas excepciones al esquema
de pirámide de biomasa. Una de ellas se encuentra en sistemas acuáticos donde
las algas pueden ser superadas, en número y en masa, por los organismos que se
alimentan de las algas. Las algas pueden soportar la mayor biomasa del
siguiente nivel trófico solamente porque ellas pueden reproducirse tan rápidamente
como son comidas. De esta manera, ellas nunca son completamente consumidas. Es
interesante notar que esta excepción a la regla de la pirámide de biomasa
también es una excepción parcial a por lo menos 2 de las 3 razones para la
pirámide de biomasa dadas arriba. Aunque no todas las algas son consumidas, sí
lo son la mayoría de ellas, y aunque no son totalmente digeribles, las algas
son, en términos generales, mucho más nutritivas que las plantas leñosas (la
mayoría de los organismos no pueden digerir la madera y extraer energía de
ella).
Magnificación Biológica
La magnificación biológica es
la tendencia de los contaminantes a concentrarse en niveles tróficos sucesivos.
Con mucha frecuencia, esto va en detrimento de los organismos en los cuales se
concentran estos materiales ya que casi siempre las sustancias contaminantes
son tóxicas.
La biomagnificación sucede cuando los
organismos en la base de la cadena alimenticia concentran el material por
encima de su concentración en el suelo o agua que los rodea. Como vimos antes,
los productores toman los nutrientes inorgánicos de su ambiente. Ya que una
deficiencia de estos nutrientes puede limitar el crecimiento del productor, los
productores harán el mayor esfuerzo para obtener los nutrientes; con
frecuencia, gastan considerable energía para incorporarlos en sus cuerpos y,
aún incorporar más de lo necesario en el momento y lo almacenan. El problema se
presenta cuando un producto contaminante, como el DDT o mercurio, se presenta
en el ambiente. Estos contaminantes se asemejan, químicamente, a nutrientes
inorgánicos esenciales por lo que son incorporados y almacenados "por
error". Este es el primer paso en la biomagnificación; el contaminante se
encuentra a una concentración mayor dentro del productor que en el ambiente.
La segunda etapa de la biomagnificación
sucede cuando es comido el productor. En nuestra discusión sobre la pirámide de
biomasa vimos que relativamente poca energía pasa de un nivel trófico al
siguiente. Esto significa que un consumidor (de cualquier nivel) tiene que
consumir mucha biomasa del nivel trófico inferior. Si esa biomasa contiene el
contaminante, éste será consumido en grandes cantidades por el consumidor. Los
contaminantes que se biomagnifican tienen otra característica: no solamente son
adquiridos por los productores sino que, también son absorbidos y almacenados
en los cuerpos de los consumidores. Esto sucede con frecuencia con
contaminantes solubles en grasas como el DDT o los PCB. Estos materiales son
adquiridos a través de los productores y se mueven a la grasa de los
consumidores. Si el consumidor es capturado y comido, su grasa es digerida y el
contaminante se traslada a la grasa del nuevo consumidor. De esta manera,
aumenta la concentración del contaminante en los tejidos grasos de los
consumidores. Usualmente los contaminantes solubles en agua no puede
biomagnificarse de esta manera debido a que se disuelven en los fluidos
corporales del consumidor. Ya que todos los organismos pierden agua al
ambiente, los contaminantes se pierden junto con el agua. Pero, la grasa no se
pierde.
El "mejor" ejemplo de
biomagnificación es la del DDT. Este pesticida (insecticida) de larga duración
permitió mejorías en la salud humana en muchos países por eliminación de
insectos como los mosquitos que transmiten enfermedades. El DDT es efectivo
debido a que no se descompone en el ambiente; es tomado por los organismos del
ambiente e incorporado en su grasa. En muchos organismos (incluyendo humanos),
no hace un daño real pero, sin embargo, en otros el DDT es letal o puede tener
efectos a largo plazo más insidiosos. Por ejemplo, en las aves el DDT
interfiere con el depósito de calcio en las cáscaras de los huevos. Los huevos
puestos son muy suaves y se rompen fácilmente; las aves afectadas de esta
manera no son capaces de reproducirse y esto causa una reducción en el número
de ellas. Estos casos eran tan claros en 1960 que llevaron a la científica
Rachel Carson a postular una "primavera silenciosa" sin el canto de
las aves. Su libro "Silent Spring" condujo a la prohibición
del DDT, la búsqueda de pesticidas que no biomagnifiquen, y el nacimiento del
movimiento ambiental "moderno". Luego de esta prohibición, algunas
aves como el águila calva de Estados Unidos, ha podido recuperarse.
Irónicamente, muchos de los pesticidas que reemplazaron al DDT son más
peligrosos para los humanos.
Resumen:
Para que haya biomagnificación de un
contaminante, deben darse las siguientes condiciones:
El
contaminante debe tener una larga vida.
El
contaminante debe ser concentrado por los productores.
El
contaminante debe ser soluble en grasa.
Cadenas Alimenticias Humanas vs.
Naturales
La civilización humana depende de la
agricultura. Solamente con la agricultura podrían unas pocas personas alimentar
al resto de la población; el resto de la población que no tiene que producir
alimentos puede entonces dedicarse a hacer todas las cosas que asociamos con
"civilización". Agricultura significa manipular el ambiente para
favorecer las especies de plantas que comemos. En esencia, los humanos
manipulamos la competencia, permitiendo que prosperen las especies favorecidas
(cultivos) y reprimiendo aquellas especies que podrían competir con ellas
(malezas). Es decir, con la agricultura estamos creando un ecosistema muy
simple; como mucho, solamente tiene tres niveles - productores (cultivos),
consumidores primarios (ganado, humanos) y consumidores secundarios (humanos).
Con esto, poca energía se pierde antes de llegar a los humanos ya que hay muy
pocos niveles tróficos.
Esto es bueno para los humanos pero,
¿qué tipo de "ecosistema" hemos creado? Los ecosistemas agrícolas
tienen varios problemas. En primer lugar, creamos monocultivos (campos
con un solo cultivo); esto hace más fácil sembrar, desyerbar, y cosechar, pero
también coloca muchas plantas similares en un área pequeña, creando una
situación ideal para las enfermedades y las plagas de insectos. En los
ecosistemas naturales, las plantas de una especie están, con frecuencia,
esparcidas. Los insectos, que comúnmente se especializan en alimentarse de una
especie vegetal en particular, tienen problemas en encontrar las plantas
esparcidas. Sin alimento, las poblaciones de insectos se mantienen a raya.
Ahora bien, en un campo de maíz, aún el insecto más inepto puede encontrar una
nueva planta con un simple salto. Igualmente, las enfermedades se diseminan más
fácilmente si las plantas están próximas. Es necesario usar muchos productos
químicos (pesticidas) para mantener el monocultivo.
Otro problema con la agricultura humana
es que dependemos de relativamente pocas especies vegetales alimenticias. Si en
un año fallan, a nivel mundial, los cultivos de maíz y arroz, nos veríamos en
apuros para alimentar a todo el mundo (aunque hay que reconocer que tampoco
estamos haciendo un buen trabajo ahora). Los ecosistemas naturales usualmente
tienen fuentes alternativas de alimento en caso de que una fuente falte.
Finalmente, un problema asociado con los
agros ecosistemas es el problema del reciclaje de los nutrientes inorgánicos.
En un ecosistema natural, cuando una planta muere cae al suelo y se descompone,
y sus nutrientes inorgánicos son regresados al suelo del que fueron tomados. En
agricultura, sin embargo, cosechamos el cultivo, llevamos lejos la cosecha y,
al final, los eliminamos por los sistemas sanitarios siendo arrastrados por los
ríos hacia el océano. Aparte del problema de contaminación del agua que esto
crea, es obvio que los nutrientes no son regresados a los campos. Ellos tienen
que ser repuestos por medio de fertilizantes químicos, lo que significa
minería, transportación, electricidad, etc., sin olvidar que los fertilizantes
químicos tienden a disolverse y contaminar, aún más, las aguas.
Se dispone de algunas soluciones a
estos problemas pero, al mismo tiempo, ellas crean nuevos problemas. La
agricultura de labranza cero usa herbicidas para eliminar las malezas; entonces
se siembra el cultivo a través de las plantas muertas sin labrar el suelo. Esto
reduce la erosión del suelo pero los mismos herbicidas pueden dañar los
ecosistemas. En muchas áreas se ha usado las aguas servidas de ciudades para
que sirvan de fertilizantes. Esto reduce las necesidades de fertilizantes
químicos pero requiere de demasiada energía para transportar el material.
Además, si no se tiene cuidados, productos como químicos para el hogar y
metales pesados pueden contaminar esos productos que se biomagnificarían en los
cultivos que luego nos comeríamos.
