Estructura de Los Ecosistemas

2.1 ESTRUCTURA BIÓTICA

A pesar de su diversidad, todos los ecosistemas tienen una estructura biótica similar basada en las relaciones de alimentación, es decir, todos los ecosistemas presentan las mismas tres categorías básicas de organismos que interactúan del mismo modo.

2.1.1 CATEGORÍA DE ORGANISMOS PRODUCTORES CONSUMIDORES SAPROFITOS O DESCOMPONEDORES DE DETRITOS.

Productores, consumidores, saprófitos o descomponedores de detritos.

PRODUCTORES Son principalmente plantas verdes, que aprovechan la energía luminosa del Sol para convertir agua y dióxido (absorbido del aire o el agua) en un azúcar llamado glucosa y liberar oxígeno como subproducto. Esta conversión química, propiciada por la energía solar, recibe el nombre de fotosíntesis. Los vegetales elaboran todas sus complejas moléculas a partir de la glucosa producida por Fotosíntesis y unos pocos nutrientes, como nitrógeno, fósforo, potasio y azufre, que absorben del suelo o del agua.

La variedad de los productores va de las algas unicelulares microscópicas a plantas de tamaño mediano, como la hierba, las margaritas y los cactus, y hasta los árboles gigantescos. Todos los principales ecosistemas tienen sus productores particulares que realizan la fotosíntesis.

El término orgánico se aplica a los materiales de los que están formados los organismos: moléculas de proteínas, grasas o lípidos y carbohidratos. De igual manera se consideran orgánicos los productos de los seres vivos, como hojas muertas, cuero, azúcar o madera. Por otra parte, llamamos inorgánicos a los materiales y químicos del aire, agua, rocas y minerales que no participan de la actividad de los organismos vivos. Las plantas verdes se sirven de la luz como fuente de energía para producir todas las complejas moléculas orgánicas que necesita su organismo a partir de compuestos químicos inorgánicos simples (dióxido de carbono, agua, minerales) presentes en el medio.

Cuando ocurre esta conversión de materia inorgánica en compuestos orgánicos, parte de la energía luminosa queda almacenada en ellos. Todos los organismos del ecosistema, aparte de las plantas verdes, se alimentan de materia orgánica como fuente de energía y nutrientes. No son solo los animales, sino también los hongos (seta, mohos, y otros organismos similares), muchas bacterias que no tiene clorofila y por lo tanto no pueden realizar la fotosíntesis. Así, las plantas verdes son indispensables en cualquier ecosistema, ya que realizan la fotosíntesis y por este proceso y su crecimiento propician la producción de la materia orgánica que sustenta a todos los otros organismos del sistema.

Todos los demás organismos, que deben consumir materia orgánicas y nutrientes, son heterótrofos que pueden dividirse en numerosas subcategorías, de las que las dos principales son consumidores (que comen presas vivas) y saprófitos y descomponedores, que se alimentan de organismos muertos y sus productos.

CONSUMIDORES

Son los que comprenden una gran variedad de organismos que van desde bacterias microscópicas a las ballenas azules e incluyen grupos tan diversos como los protozoarios, los gusanos, los peces, los crustáceos, los insectos, los reptiles, los anfibios, las aves y los mamíferos (entre estos el hombre).

Con el fin de entender la estructura de los ecosistemas, los consumidores se clasifican en varios subgrupos de acuerdo con su fuente de alimentos. Los animales (sean tan grandes como los elefantes o tan pequeños como los ácaros) que se alimentan de productores se llaman consumidores primarios o herbívoros. Los animales que se alimentan de los consumidores primarios reciben el nombre de consumidores primarios; en tanto que los lobos, que comen alces, son secundarios.

También puede haber consumidores de tercero y cuarto órdenes, y hasta superiores y ciertos animales ocupan más de un lugar en la escala; por ejemplo, el ser humano son consumidores primarios cuando ingieren hortalizas, secundarios si comen carne de res y terciarios si comen peces que se alimentan de otros que a su vez consumen algas. Los consumidores de segundo orden y superiores se llaman también carnívoros, los que se alimentan tanto de plantas como de animales se denominan omnívoros. Se llama depredador al animal que ataca, mata y come a otro, que recibe el nombre de presa. Se dice que sostienen una relación de depredador a presa. Los parásitos son otra categoría importante de consumidores. Se trata de organismos (vegetales o animales) que se vinculan estrechamente a su “presa” y se alimentan de ella durante un largo período, por lo regular sin matarla (al menos no de inmediato)i aunque a veces la debilitan tanto que la vuelven propensa a que la maten otros depredadores o las condiciones adversar. Esta planta o animal del que se alimenta recibe el nombre de huésped (también hospedero), siguiendo el significado original del vocablo, así decimos que es una asociación de huésped y parásito.

SAPRÓFITOS Y DESCOMPONEDORES DE DETRITOS

Se llama detritos a los materiales vegetales muertos, como hojas, ramas y troncos caídos e hierba seca, así como a los desechos fecales de animales y a veces de sus cadáveres. Muchos organismos se han especializado en alimentarse de estos elementos y les damos el nombre de saprófitos o detritívoros. Entre los ejemplos que podemos mencionar se encuentran las lombrices de tierra, los cangrejos de río, las termitas, las hormigas y los escarabajos.

Al igual que con los consumidores, podemos identificar saprófitos primarios (que se alimentan directamente de detritos), secundarios (que se alimentan de los primarios) y demás. Un grupo extremadamente importante de devoradores de detritos es el de los descomponedores de detritos, a saber, hongos y bacterias de putrefacción. Muchos de los detritos del ecosistema (en particular hojas secas y la madera de árboles o ramas muertas) no parecen ser consumidores como tales, sino que simplemente se pudren; pero la putrefacción es el resultado de la actividad metabólica de hongos y bacterias que secretan enzimas digestivas que descomponen la madera en azúcares simples que son absorbibles. Así, la putrefacción que observamos es en realidad el resultado del consumo de hongos y bacterias del material.

FACTORES BIOTICOS

Relaciones interespecíficas

Son las relaciones que se establecen entre los individuos de diferentes poblaciones (diferentes especies) de un ecosistema:

• DEPREDACIÓN • COMPETENCIA

• PARASITISMO • MUTUALISMO

2.2 FACTORES ABIÓTICOS

El ambiente comprende la acción recíproca de muchos agentes físicos y químicos o factores abióticos, de los que los principales son el régimen de lluvias (monto y distribución anual y humedad del suelo), temperatura (extremos de frío o calor, lo mismo que el promedio), luz, viento, nutrientes químicos, pH (acidez), salinidad e incendios.

En los sistemas acuáticos, los factores clave son la salinidad (agua dulce o salina), la temperatura, los nutrientes químicos, la textura del suelo (rocoso o arenoso), la profundidad y la turbiedad del agua (que determina cuánta luz llega al fondo) y las corrientes. El grado al que cada factor está presente o no y en qué medida afecta intensamente la capacidad de sobrevivir de los organismos, si bien cada uno influye en forma distinta en cada especie. Veremos que esta diferencia de respuesta a los factores ambientales determina qué especies ocupan o no cierta región o área. A su vez, qué organismos sobreviven y cuáles no define la naturaleza de cada ecosistema

2.2.1 LÍMITE DE TOLERANCIA

La presencia y éxito de organismos depende de una serie de condiciones. Cualquier condición que se aproxime o exceda los límites de tolerancia se denomina condición o factor limitante. En condiciones estables, el material básico disponible en las cantidades más próximas al requerimiento mínimo tiende a ser el limitante, concepto que se ha difundido como ley del Mínimo de Liebig. El concepto es menos aplicable en condiciones “transitorias” cuando las cantidades de muchos constituyentes, y por tanto sus efectos cambian con rapidez.

Punto óptimo, zonas de tensión y límites de tolerancia

En cualquier estudio ecológico, una observación fundamental es qué especies diferentes prosperan en condiciones distintas. Este principio se aplica a todos los seres vivos, vegetales y animales. Algunos sobreviven donde hay mucha humedad; otros, en lo relativamente seco. Algunos crecen en el calor; otros funcionan mejor en situaciones más frías. Unos toleran temperaturas de congelación; otros no. Algunos requieren sol brillante; otros, mejor la sombra. Los sistemas acuáticos son de aguas dulces o salinas, cada uno con sus respectivos peces y otros organismos.

Los estudios de laboratorio confirman sin dudas el hecho de que las especies están mejor adaptadas a sus condiciones peculiares. En los experimentos, se crían organismos en condiciones controladas en las que varía un factor en tanto que los demás se mantienen constantes. Los resultados demuestran que cada factor tiene un punto óptimo, cierto nivel al que los organismos funcionan mejor. A niveles superiores o inferiores su desempeño mengua, y en los extremos quizá no sobrevivan. El punto al que ocurre la mejor respuesta es, pues, el punto óptimo, pero dado que suele encontrarse en un intervalo de varios grados, es común hablar de margen óptimo. Además, la variación total que permite cualquier crecimiento recibe el nombre de margen de tolerancia y sus puntos extremos se denominan límites de tolerancia. Entre el margen óptimo y el límite superior o inferior de tolerancia hay zonas de tensión; es decir conforme el factor se aparta en un sentido u otro del margen óptimo, los organismos sufren mayor tensión hasta que, al cruzar el límite, ya no logran sobrevivir.

Desde luego, no se han probado todos los factores con todas las especies; pero la congruencia de las Observaciones nos lleva a concluir que un principio biológico fundamental es el siguiente: Todas las Especies (animales y vegetales) tiene un margen óptimo, zonas de tensión y límite de tolerancia en relación con cada uno de los factores abióticos

Esta línea de experimentos demuestran también que varían las características de las especies en cuanto al momento en el que se encuentran el punto óptimo y los límites de tolerancia; por ejemplo, la que sería cultivos agrícolas, en los que hay una lucha constante para que no los limiten o los eliminen las hierbas y las “plagas”.

Aunque se puede señalar como limitante un factor en determinado momento, varios factores fuera del mínimo llegan a combinarse y causar más tensión y hasta la muerte. En particular, los contaminantes ocasionan que los organismos e vuelvan más vulnerables a las enfermedades y las sequías. Tales casos son ejemplos de efecto sinérgicos o sinergismos, que se define como la acción concomitante de dos o más factores causantes de un efecto mucho mayor que el esperado de la influencia de cada uno en lo individual.

2.2.2 FACTORES LIMITANTES EN LOS ECOSISTEMAS

LEY DE LOS FACTORES LIMITANTES

Cada factor abiótico tiene su punto óptimo y sus límites de tolerancia. De ahí se entiende que cualquier factor fuera del margen óptimo causará tensión y minimizará el crecimiento, la reproducción e incluso la sobrevivencia de la población. El agente que obstaculiza el crecimiento se llama factor limitante.

No olvidar que el factor limitante puede ser también un problema de “demasiado” y no sólo de “muy poco”; por ejemplo, las plantas se llegan a tensar o morir no nada más por falta de agua o fertilizante, sino también por exceso. Observar también que el factor limitante puede cambiar de un momento a otro; así, en la misma temporada de cultivo, la temperatura puede ser limitante a comienzos de la primavera, después los nutrientes y por último el agua, si ocurre una sequía. Igualmente, si se corrige un factor limitante el crecimiento aumentará, pero sólo hasta que otro factor entre en escena. Desde luego, el potencial genético del organismo es el último factor limitante: ninguna margarita crecerá al tamaño de un árbol, ni ratón alguno al del elefante, aunque todos los factores del ambiente sean óptimos.

Factores limitantes: (el agente que obstaculiza el crecimiento)

· Falta o abundancia de agua

· Fertilizante excesos

· Temperatura

· Nutrientes

· Potencial genético

· Competencia

· Depredación

Justus von Liebig introdujo en 1840 la ley de los factores limitantes en relación con sus observaciones de los efectos de los nutrientes químicos en el crecimiento de las plantas. Observó que restringir alguno en cualquier instante daba siempre el mismo resultado: limitaba el crecimiento. Por ello, también la conocemos como la Ley de los mínimos de Liebig.

Las observaciones realizadas desde la época de Liebig muestran que su ley tiene una aplicación mucho más amplia, no sólo los factores abióticos suelen limitar el crecimiento, sino también los bióticos.