El ecosistema

La biosfera es la zona de la Tierra ocupada por los seres vivos y concebida como una interacción entre los seres vivos y el medio que los rodea. Sus límites aproximados son de 10 km en la atmósfera y otros 10 km bajo el nivel del mar.

1.1 CONCEPTO DE ECOSISTEMA, BIOTOPO Y BIOCENOSIS

            Los seres vivos que componen la biosfera constituyen una biocenosis y necesitan un lugar con unas determinadas características que posibiliten su existencia, o sea, un biotopo. Entre los componentes de la biocenosis se establece gran cantidad de interrelaciones al igual que ocurre en el biotopo. Se forma así un sistema biológico cuyos elementos (biocenosis) están relacionados entre sí y a su vez se relacionan con el medio físico que les rodea, interaccionando con él. Este sistema lo denominamos ecosistema.

             Un ecosistema es el conjunto de componentes abióticos y bióticos de una determinada zona, y las interacciones que se establecen entre ellos. Es un sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su medio ambiente físico.

ECOSISTEMA = BIOTOPO + BIOCENOSIS

Vamos a definir algunos conceptos a tener en cuenta:

- Ecosfera. Conjunto formado por todos los ecosistemas que constituyen la Tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario.

- Ecotonos. Son los límites espaciales de los ecosistemas y suelen estar determinados por cambios más o menos bruscos en las características de la comunidad y del biotopo. Estos límites son de gran interés ecológico pues suelen coincidir con áreas de gran riqueza de especies.

- Población. Conjunto de individuos (plantas, animales...) pertenecientes a la misma especie que habitan un área determinada y en un tiempo determinado, estableciéndose entre los individuos que la forman vínculos de mutua dependencia. En un ecosistema habrá por lo tanto tantas poblaciones como especies.

- Comunidad o biocenosis. Es el conjunto de poblaciones de diferentes especies que habitan y conviven en un mismo espacio natural. Entre estas se establecen relaciones manteniendo su propia dinámica. Su estructura se define por el número de individuos (abundancia), el número de especies (diversidad) y por las que ejercen mayor control sobre las demás (dominancia). La biocenosis suele tomar el nombre de la especie dominante (pinar, encinar...).

- Biotopo. Es la zona donde se asienta la comunidad de seres vivos. Lo forma el medio que rodea al ser vivo y el sustrato por el que se desplaza o en él que se apoyan sus estructuras, y los factores fisicoquímicos que les afectan.

- Hábitat. Del latín "habitare" (vivir), es el lugar donde vive y al cual se  adapta cada especie. El hábitat es la "dirección de la  especie" o el lugar donde vive.

- Nicho ecológico. Un determinado hábitat es compartido por varias especies pero con diferentes funciones en el mismo. E1 nicho ecológico representa la "ocupación o profesión de la especie en el hábitat". Por ejemplo: el nicho ecológico de las jirafas es ser devoradoras de hojas de árboles.

- Biomas. Son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra. Cada bioma presenta una flora y fauna características adaptadas a las condiciones ambientales de la zona. Así hablamos de desierto, bosque tropical, sabana, tundra, taiga...

1.2 FACTORES ABIÓTICOS

            Son todos los elementos físico-químicos que caracterizan al biotopo en el que se asienta una población determinada (temperatura, luz, pH, altitud, salinidad...).

            Cada especie se desarrolla entre unos valores óptimos para un determinado factor abiótico de su biotopo, los cuales constituyen los límites de tolerancia para ese factor. El intervalo comprendido entre ellos es la valencia ecológica de la especie para ese factor.

a) Humedad. El agua es un componente fundamental y mayoritario de los seres vivos. Los organismos terrestres pierden agua continuamente a través de su superficie por excreción y defecación, por lo que tienen que reponerla.

             Cuando el aire es cálido y seco, las pérdidas pueden ser muy importantes. Una persona expuesta al calor en un clima árido puede llegar a producir más de 10 litros de sudor al día (el 98 % del sudor es agua). E1 aire seco favorece la evaporación del agua, que se lleva parte del calor de la piel, contribuyendo a su refrigeración. En estas condiciones, es necesario reponer rápidamente el agua perdida.

b) Temperatura. Es uno de los factores que influye más poderosamente en los seres vivos. Determina la existencia de agua líquida (exigencia básica de la vida), caracteriza el clima (influye en la humedad, los vientos y las precipitaciones) y condiciona la velocidad de las reacciones químicas, que aumenta rápidamente a medida que aumenta la temperatura.

c) Luz. La luz aporta energía a la Biosfera por medio de la fotosíntesis, de ahí su importancia. Marca los ritmos diarios (fotoperíodo) y varía a lo largo del año siguiendo las estaciones. La diferencia entre las horas de luz y oscuridad desencadena procesos como la floración, la caída de las hojas, las migraciones animales, las épocas reproductoras... En el medio terrestre, determina la presencia de zonas de solana, de umbría y oscuridad.

d) El suelo. No es un factor estrictamente abiótico pero ejerce gran influencia en la distribución de los seres vivos, teniendo en cuenta su relación con el clima, la cubierta vegetal y la roca madre a partir de la cual se desarrolla. Es el lugar donde se asientan las raíces de las plantas y una cantidad enorme de microorganismos. Se puede decir que el suelo es la base de los ecosistemas terrestres.

1.2.2 FACTORES ABIÓTICOS QUE DETERMINAN LOS ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

           Los mares, océanos, lagos y ríos constituyen ecosistemas acuáticos cuyas características principales difieren netamente de las de los ecosistemas terrestres.

a) Densidad. El agua tiene una densidad aproximadamente 800 veces mayor que la del aire, lo que condiciona la organización estructural de los seres vivos que la habitan, especialmente en cuanto se refiere a las exigencias mecánicas. Las plantas acuáticas no necesitan tener troncos rígidos ya que el agua ejerce un importante papel en su sustentación. Ocurre algo parecido con animales como las ballenas, que en tierra firme podrían quedar aplastadas por su propio peso.

b) Presión. La vida, a grandes profundidades, determina la capacidad de soportar grandes presiones pues la presión hidrostática aumenta rápidamente con la profundidad, según la ecuación: P = d x h x g ("d" densidad, "h" profundidad y "g" gravedad).

           El problema principal que tienen los organismos para vivir soportando grandes presiones es la existencia de cavidades llenas de aire, ya que este gas se comprime enormemente a gran profundidad. Cuando se llevan rápidamente a la superficie peces abisales con vejiga natatoria, la expansión de los gases no puede ser absorbida por los tejidos y es la causa principal de muerte de estos peces (timpanización). Esto se debe a que son incapaces de reajustar su contenido en gases a la nueva presión con la rapidez suficiente. Los cambios bruscos de presión, como los producidos por explosiones subacuáticas, pueden producir gran mortandad de peces y han llegado a emplearse como método de pesca ilegal en nuestras costas.

c) Luz. El agua es menos transparente a la luz que el aire, además, esta transparencia es selectiva a diversas longitudes de onda. En los medios acuáticos profundos, solo la parte superior, llamada zona fótica, dispone de luz suficiente para realizar la fotosíntesis. La zona oscura inferior es conocida como zona afótica.

d) Salinidad. Por su salinidad se distinguen entre aguas dulces y aguas saladas. La concentración salina influye poderosamente en los intercambios de sustancias entre los seres vivos y el agua debido a la ósmosis. La salinidad influye también en la densidad.

e) Oxígeno. El agua contiene oxígeno disuelto en una proporción que depende de la temperatura y de la presión. El contenido en oxígeno es fundamental para la vida y puede ser un factor limitante para la existencia de gran cantidad de seres vivos (aerobios). La presencia de materia orgánica en descomposición, que consume oxígeno, y el aumento de la temperatura del agua originan una disminución e incluso la desaparición de oxígeno en el agua (anoxia), siendo a veces este factor el origen de grandes mortandades en las biocenosis acuáticas.

f) Temperatura. El elevado calor específico del agua determina que las variaciones de temperatura sean mucho menores que en los ambientes aéreos y dependan menos, sobre todo a gran profundidad, de la ubicación geográfica. La temperatura influye sobre la densidad del agua y sobre el contenido en oxígeno.

1.3 FACTORES ABIÓTICOS

            Se definen como el conjunto de relaciones que se establecen entre los organismos que viven en un determinado ecosistema. Pueden ser de dos tipos:

a) Relaciones intraespecíficas. Se establecen entre organismos de la misma especie, o sea, dentro de la población. Entre ellas podemos citar las relaciones familiares (patriarcales, matriarcales, filiales...), coloniales (corales), sociales (abejas, hormigas...) y gregarias (manadas, bandadas...).

b) Relaciones interespecíficas. Son las que se establecen entre organismos de especies diferentes, dentro de la comunidad, por tanto, entre poblaciones distintas que conviven en una determinada área, como la depredación, parasitismo, simbiosis...

1.4 BIODIVERIDAD

1.4.1 CONCEPTO

            La biodiversidad es la diversidad biológica, es decir, la riqueza o variedad de especies que pueblan la Tierra.

             La diversidad tiene dos componentes: número de especies y número de individuos por especie.  Si comparamos dos ecosistemas, será más diverso no sólo el que tiene mayor número de especies (diversidad específica), sino el que posee, además, el mayor número de individuos por especie. Debemos añadir que el término alcanza, además de a la diversidad especifica, a la variedad de ecosistemas (la diversidad de la estructura y funciones de los ecosistemas son más difícil de medir pues las “fronteras” de las comunidades y de los ecosistemas no están bien definidas) y también a la riqueza genética (se debe a las diferencias entre organismos por sus secuencias de ADN, por la cantidad de ADN celular y por la estructura y número de cromosomas).

            La diversidad de un ecosistema contribuye al aumento de relaciones causales que se traducen en un aumento de su estabilidad. A veces existen lugares que poseen una diversidad elevada, como los zoológicos, sin embargo, no son sistemas estables al no existir ningún tipo de interacción entre las especies.

1.4.2 IMPORTANCIA DE LA DIVERSIDAD

            Una forma de medir el grado de organización de los ecosistemas es analizar su riqueza en especies y el número de individuos que tiene cada una, es decir, medir su diversidad.

            Pero, ¿porque es importante mantener esa biodiversidad? ¿Porque es fundamental que no desaparezcan especies aun cuando nos puedan parecer organismos molestos o perjudiciales? Pues por varias razones:

    Estabilidad de los ecosistemas. En general, la diversidad de especies de un ecosistema favorece su estabilidad a corto plazo. Las numerosas interconexiones alimentarias originan múltiples ciclos de regulación que permiten que una alteración en una parte del sistema sea amortiguada por la reacción que se produzca en otra.

    Alimentación. Hay catalogadas unas 75.000 especies vegetales comestibles de crecimiento rápido y elevado valor nutritivo. Sin embargo, actualmente se utilizan como alimento solo unas 20 plantas.

            Algo parecido ocurre con las especies animales aunque, en este caso, la caza furtiva, la destrucción de hábitat... han llevado a un gran número de especies al borde de la extinción.

    Ecológico. Cada especie es el fruto de la evolución como consecuencia de la adaptación y selección para desempeñar mejor un papel en el ecosistema (nicho ecológico), contribuyendo a la economía y mejor funcionamiento del mismo. Así, por ejemplo, la variedad de flores, de la que hoy disfrutamos, existe gracias a los métodos que han desarrollado las plantas para transferir el polen de unas a otras. Este proceso va íntimamente ligado a la existencia de determinados insectos e incluso aves que cumplen esta misión. Así, se crea una interdependencia específica, de modo que la pérdida de una especie tiene un efecto multiplicador: la extinción de una planta, por ejemplo, puede causar la extinción de una treintena de organismos que dependían de ella.

    Farmacológico. Con la biotecnología se ha conseguido producir antibióticos, vacunas, hormonas, enzimas... La aspirina se obtuvo en 1889 de la corteza del sauce, la cardiotonina, de la digital, la cafeína del café, la morfina y la codeína de la Papaver somniferum, la penicilina del Penicillium notatum...

    Materias primas. Dependemos de la biodiversidad por las plantas y animales que comemos y usamos. También dependemos de las materias primas, fibras industriales, especias, resinas, aceites, celulosa...

    Científico. La solución dada por cada especie a los problemas de subsistencia queda almacenada en su bagaje genético con una información única desarrollada a través de múltiples mutaciones y procesos de selección natural a lo largo de miles o millones de años. Ya se pueden leer los genomas completos de algunas especies, lo que aumenta el conocimiento de la vida y puede aportar respuestas a problemas que aun no ha resuelto la especie humana.

   Patrimonial. Cada país hereda tres tipos de riqueza: material, cultural y biológica. Las dos primeras componen el eje de nuestra vida social. El conjunto de especies propias de una nación o región, que los ecólogos llaman biota, forma parte de una herencia recibida y debe ser objeto de protección, como lo son la lengua y la cultura propias. El ecoturismo, senderismo, safaris fotográficos... son prácticas de ocio y diversión que comienza a frecuentar nuestra sociedad.