¿Qué es un ecosistema?
Un ecosistema es una unidad de la naturaleza donde los seres vivos se relacionan entre sí y con las cosas sin vida que los rodean. Un bosque, un estanque, un lago, una pradera y un desierto son ecosistemas naturales. Un jardín, un campo de cultivo y una pecera son ecosistemas artificiales (hechos por humanos), porque las personas los planean y los cuidan.
Componentes bióticos y abióticos
Los componentes bióticos son las partes vivas: plantas, animales, hongos y bacterias. Los componentes abióticos son las partes sin vida: luz solar, temperatura, agua, aire, suelo y minerales. No se puede quitar uno sin cambiar el otro. Si quitas la luz del Sol, las plantas mueren; si quitas las plantas, los animales pasan hambre.
Productores, consumidores y descomponedores
Los productores son las plantas verdes y algunas bacterias (como las algas verdeazuladas) que fabrican alimento por fotosíntesis. Se llaman autótrofos.
Los consumidores no pueden fabricar alimento, así que se comen a otros. Se agrupan en herbívoros (comen plantas, p. ej. la cabra), carnívoros (comen animales, p. ej. el león), omnívoros (comen de todo, p. ej. el cuervo y los humanos) y parásitos (viven sobre un huésped, p. ej. los piojos).
Los descomponedores son bacterias y hongos que rompen plantas y animales muertos en sustancias simples. Así devuelven los minerales al suelo para que los productores los usen otra vez. Sin descomponedores, la materia muerta se acumularía y el suelo se quedaría sin nutrientes.
Cadenas tróficas, redes tróficas y niveles tróficos
Una cadena trófica (o alimentaria) es una serie de seres vivos donde cada uno se come al anterior. Ejemplo: hierba → saltamontes → rana → serpiente → águila. En el agua: algas → pez pequeño → pez grande → garza.
Cada escalón de una cadena trófica es un nivel trófico: T1 = productores, T2 = consumidores primarios (herbívoros), T3 = consumidores secundarios, T4 = consumidores terciarios.
En la naturaleza, casi todos los animales comen más de una cosa y tienen más de un enemigo. Por eso muchas cadenas se unen en una red llamada red trófica. Una red trófica hace al ecosistema más estable: si un alimento escasea, los animales pueden cambiar a otro.
Flujo de energía y la ley del 10 %
Las plantas verdes captan solo alrededor del 1 % de la luz solar que cae sobre sus hojas. Cuando un herbívoro come una planta, recibe solo cerca del 10 % de la energía guardada en ella. El resto se usa en los procesos vitales de la propia planta, se pierde como calor o queda en partes que no se comen o no se digieren. Esta es la ley del 10 por ciento (propuesta por Lindeman).
Por qué el flujo de energía es de un solo sentido (unidireccional)
La energía va del Sol → productores → herbívoros → carnívoros. Nunca regresa: la energía perdida como calor no la pueden usar las plantas. Por eso el flujo de energía es unidireccional. Los minerales, en cambio, dan vueltas y vueltas con ayuda de los descomponedores.
Por qué las cadenas tróficas tienen solo 3 o 4 niveles
La energía se reduce a una décima parte en cada paso. En el cuarto o quinto nivel queda tan poca que no alcanza para mantener una población. Por eso los grandes carnívoros son pocos, y por eso una dieta vegetariana (comer en el nivel 2) desperdicia menos energía del Sol.
Biomagnificación
Pesticidas como el DDT se rocían sobre los cultivos. Una parte se lava hacia el suelo y el agua y entra en las plantas. Estas sustancias no se descomponen ni salen del cuerpo; se guardan en la grasa. Un animal que come muchas plantas junta toda la sustancia de ellas. El siguiente animal come muchos de esos animales, y así sucesivamente.
Por eso la cantidad de la sustancia por kg de cuerpo sube en cada nivel trófico. Esto es la biomagnificación. Los consumidores del nivel más alto, incluidos los humanos, reciben la dosis mayor. Por eso los cereales, las verduras, el pescado e incluso la leche pueden llevar restos de pesticida.
Fórmulas y definiciones clave
- Energía del siguiente nivel = 10 % de la energía de este nivel = E ÷ 10
- Energía en el nivel n = E₁ × (0.1)ⁿ⁻¹ (E₁ = energía de los productores)
- Energía del nivel inferior = energía del nivel superior × 10 (al bajar)
- Niveles tróficos: T1 productores → T2 herbívoros → T3 carnívoros → T4 grandes carnívoros
- Flujo de energía: un solo sentido (Sol → productores → consumidores → se pierde como calor). Nutrientes: cíclico.
- Biomagnificación: la concentración de la sustancia aumenta al subir los niveles tróficos
Ejemplos resueltos
1. Nombra dos componentes bióticos y dos abióticos de un estanque.
Bióticos: plantas acuáticas (hidrilla, algas), peces, ranas, bacterias. Abióticos: agua, luz del Sol, oxígeno disuelto, suelo del fondo, temperatura.
2. En una cadena trófica, los productores tienen 20,000 J de energía. ¿Cuánta energía llega al consumidor secundario?
Productor → consumidor primario: 20,000 × 10 % = 2,000 J. Consumidor primario → secundario: 2,000 × 10 % = 200 J. Respuesta: 200 J.
3. Un halcón (4.º nivel trófico) recibe 5 J de energía. ¿Cuánta energía había en los productores de su cadena?
Bajar un nivel multiplica por 10. Nivel 3: 50 J, nivel 2: 500 J, nivel 1: 5,000 J. Los productores tenían 5,000 J.
4. En la cadena hierba → ciervo → tigre, si la hierba tiene 1,00,000 kJ, ¿cuánta energía recibe el tigre y qué fracción de la energía de la hierba es esa?
Ciervo: 1,00,000 × 0.1 = 10,000 kJ. Tigre: 10,000 × 0.1 = 1,000 kJ. Fracción = 1,000 / 1,00,000 = 1/100 = 1 %.
5. ¿Por qué una persona que come pescado de un lago contaminado con DDT tendrá más DDT que el pez?
El DDT no se descompone y queda en la grasa del cuerpo. La persona come muchos peces con el tiempo, así que todo su DDT se junta en ella. Al estar en un nivel trófico más alto, termina con la mayor concentración: biomagnificación.
6. ¿Por qué una red trófica es más estable que una sola cadena trófica?
En una red cada animal tiene varias opciones de comida. Si una presa escasea, el depredador come otra, y el ecosistema no se derrumba.
Errores comunes
- Dibujar las flechas al revés. La flecha apunta a quien come: hierba → ciervo significa que el ciervo come la hierba (la energía va en el sentido de la flecha).
- Decir que se pierde el 10 % de la energía en cada nivel. Es lo contrario: se pierde cerca del 90 % y solo pasa el 10 %.
- Creer que los descomponedores son un nivel trófico de la cadena. Actúan sobre la materia muerta de todos los niveles y se muestran aparte.
- Confundir las dos tendencias: la energía DISMINUYE al subir por la cadena, pero la concentración de pesticida AUMENTA al subir.