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11.3.1. Energía y materia en los ecosistemas

La estructura de un ecosistema se refiere a la forma en que se disponen las poblaciones y las relaciones que tienen lugar entre ellas. Las relaciones que se establecen en el ecosistema cumplen la función de proporcionar un intercambio de energía y de materia, porque todos los seres vivos necesitan energía para poder realizar sus funciones vitales y materia para poder crecer y reponer lo que se desgasta.
El funcionamiento de un ecosistema se basa en el intercambio de materia y energía entre sus elementos (vivos y no vivos), a través de las relaciones que se establecen entre ellos.
Los seres autótrofos (vegetales) son capaces de formar materia orgánica (glúcidos...) a partir de materia inorgánica (sales minerales, agua, aire) utilizando, en la mayoría de los casos, la energía luminosa mediante el proceso de la fotosíntesis. Por eso a este tipo de organismos se les denomina productores del ecosistema. Los animales, que somos organismos heterótrofos, dependemos de la materia fabricada por los autótrofos, somos consumidores. Existen organismos (bacterias, hongos y otros microoganismos), también heterótrofos, que descomponen los restos de materia orgánica transformándola de nuevo en materia mineral, inorgánica: son los descomponedores y desintegradores.
Ciclo de la materia y flujo de la energía
La materia, dentro del ecosistema, sigue un circuito circular: pasa de unos organismos a otros pero cuando un organismo muere o expulsa desechos, esta materia vuelve a poder ser utilizada por los vegetales, gracias a los descomponedores. Podemos decir que la materia se recicla en los ecosistemas.
La materia inorgánica presente en el biotopo (CO2, H2O, sales minerales...) es tomada por los vegetales y transformada en materia orgánica (glúcidos, proteínas, lípidos...). Esta materia orgánica pasa de unos organismos a otros a través de la cadena alimentaria, pero cuando un organismo muere sus restos (formados por materia orgánica) son descompuestos por las bacterias, hongos y otros organismos hasta transformalos de nuevo en materia inorgánica que puede ser reutilizada de nuevo por los vegetales.
Sin embargo la energía sigue un flujo lineal: fluye de manera lineal, pasando de unos organismos a otros, pero no se puede reutilizar. Sólo se utiliza una vez.
Los energía proviene del Sol, los organismos autótrofos la absorben mediante la fotosíntesis y la transforman en energía química (almacenada en los enlaces que forman la materia orgánica), de esta manera pasará a los seres heterótrofos, quienes consumen la energía que les proporciona el alimento en sus actividades y funciones vitales (movimiento, reproducción, respiración...).
Esta estructura del ecosistema se mantiene siempre, pero va cambiando a lo largo del tiempo, desde un comienzo inestable hasta que al alcanzar la madurez se llega a un equilibrio estable entre todos sus componentes. Este equilibrio se logra a través de mecanismo de autocontrol y regulación.
Cuanto más desarrollado esté un ecosistema, mayor será su diversidad (número de especies presente). Es importante que los ecosistemas mantengan un equilibrio estable entre sus componentes (seres vivos, condiciones ambientales...). Si alguno de los componentes cambia, esto tiene un efecto en los demás componentes el ecosistema (depredador-presa, ....) pudiendo llegar a desestabilizarlo o, incluso, destruirlo.

Cadenas y redes tróficas

Las relaciones en las que se basa la estructura del ecosistema son las relaciones mediante las cuales los seres vivos buscan alimento y, por lo tanto, en las que se produce un intercambio de materia y energía de unos seres vivos a otros.
La materia y la energía circulan en los ecosistemas en forma de relaciones tróficas (relaciones alimentarias) que se producen entre los organismos (vivos o muertos). Estas relaciones se representan mediante cadenas tróficas, en las que cada tipo de organismos ocupan un eslabón o nivel trófico. 
 8.jpg (Imagen JPEG, 170 × 112 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/522/html/Unidad_06/imagenes/8.jpg
Pero normalmente, en la naturaleza éstas relaciones son más complejas y se entrecruzan varias cadenas tróficas, para formar una red trófica.

10.jpg (Imagen JPEG, 170 × 99 píxeles) - Escalado (0 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/522/html/Unidad_06/imagenes/10.jpg
  • Productores: son los organismos autótrofos, que constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria, ya que son capaces de transformar la energía de la luz solar en energía química,  almacenada en la materia orgánica que producen mediante la fotosíntesis). Son plantas y algas.
  • Consumidores: son organismos heterótrofos, es decir que obtienen su energía a partir del alimento (materia orgánica). Ellos producen una segunda transformación de la energía, ya que degradan la energía química de la materia orgánica que consumen a través de la respiración celular.
  • Consumidores primarios: Se alimentan de plantas o algas (animales herbívoros). Son el segundo eslabón de la cadena alimentaria.
  • Consumidores secundarios: Se alimentan de animales herbívoros (carnívoros de primer orden). Son el tercer eslabón de la cadena alimentaria.
  • Consumidores terciarios: Se alimentan de otros animales carnívoros (carnívoros de segundo orden). Son el tercer eslabón de la cadena alimentaria.
  • Descomponedores: son organismos capaces de degradar materia orgánica y descomponerla de nuevo a materia inorgánica más sencilla. Son los hongos y bacterias.
 Niveles troficos
45.jpg (Imagen JPEG, 350 × 425 píxeles) - Escalado (77 %). (s. f.). Recuperado a partir de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/570/html/Unidad05/imagenes/45.jpg
El número de eslabones que forma una cadena alimentaria puede ser variable. De todos modos no puede ser infinita ya que en cada eslabón se produce una pérdida de energía.
Otra forma de representar las relaciones tróficas en los ecosistemas es utilizando pirámides, en las que se sitúan los diferentes organismos: en la base los productores, sobre ellos los consumidores primarios (herbívoros), pero en menor número, y sobre estos los consumidores secundarios y terciarios (carnívoros) cada vez en menor número. Los descomponedores actúan sobre los restos de cualquier tipo de ser vivo, por lo que no se sitúan dentro de la pirámide.

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Indica si estos organismos son productores, consumidores o descomponedores.

Palmera:

Sapo:

Chopo:

Campiñón:

Águila:

Seta:

Liebre:

León:

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Contesta en tu cuaderno

¿Por qué son tan importantes los organismos descomponedores?

Contesta en tu cuaderno

¿Qué nivel trófico se encarga de transformar la energía del Sol en energía útil para el resto de los seres vivos del ecosistema?

 

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