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8.10. Ciclo de materia y flujo de energía

El ciclo de la materia y el flujo de la energía

En los ecosistemas tienen lugar dos procesos de transferencia:

  • Flujo de energía, abierto. De la energía solar que llega a la Tierra, la mayor parte es reflejada y absorbida por la atmósfera, la superficie terrestre y los mares. Únicamente el 2 % de la energía solar que llega es absorbida por las plantas y, de aquí, pasa al resto de los seres vivos.
  • Ciclo de la materia, cerrado.

Los organismo productores, mediante la fotosíntesis, fabrican su propia materia orgánica (glúcidos, lípidos, proteínas, etc.) a partir de materia inorgánica como H2O, CO2, y sales minerales, utilizando la energía procedente del Sol.

Cuando un consumidor primario se alimenta de un productor, o un consumidor secundario se alimenta de un consumidor primario, se transfiere la energía que contiene la materia orgánica (glúcidos, lípidos, proteínas, etc.) y los elementos químicos que componen esas sustancias, de un nivel trófico a otro superior.

En esto consiste el ciclo de la materia y el flujo de energía de un ecosistema.

Animación: Ciclo de la materia y flujo de energía.

El ciclo de la materia

Todos los ecosistemas necesitan materia y energía para su funcionamiento. La energía, una vez que los productores transforman la energía solar en energía química al fabricar materia orgánica en la fotosíntesis, se transmite junto con la materia.

La materia pasa de los productores al resto de niveles tróficos, hasta los descomponedores, que serán los que terminen con el reciclado de la materia. Las moléculas inorgánicas (agua y sales minerales) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas, etc.) se van transformando al pasar de unos seres a otros, pero los elementos químicos que las constituyen (carbono, nitrógeno, fósforo, etc.) siguen siendo los mismos.

De este modo, la materia pasa del medio a los seres vivos, y de éstos, se devuelve al medio formando un ciclo cerrado. Podríamos pensar en una gran nave espacial llamada "Tierra" que tiene una determinada materia, en forma de átomos, que van pasando de unos seres a otros. Los excrementos y restos de seres vivos sirven de alimento para los descomponedores, que transforman estas sustancias reciclándolas para que puedan volver a ser utilizadas por los organismos productores. Se trata, por tanto, de un ciclo cerrado.

La materia, además de circular a través de los seres vivos, también lo hace por el medio inerte (tierra, agua y aire).

Actividad interactiva: ¿Orgánico o inorgánico?.

Actividad interactiva: ¿De dónde vienen estos elementos químicos?.

El flujo de la energía

El flujo de energía, en cambio, es un ciclo unidireccional y abierto. La energía procedente del Sol es captada por los organismos autótrofos fotosintéticos (plantas, algas y algunas bacterias) que la utilizan para obtener materia orgánica (rica en energía química) a partir de materia inorgánica (pobre en energía).

La energía química almacenada en los organismos productores pasa, a través de la alimentación, a los consumidores primarios (herbívoros) y, de éstos, a los consumidores secundarios (carnívoros), y a los sucesivos niveles tróficos. La energía química pasa de unos niveles a otros hasta terminar siendo disipada en forma de calor.

Flujo de la energía en un ecosistema

El flujo de energía es, por tanto, un flujo unidireccional y abierto. La energía no se recicla como ocurre con la materia, fluye desde los autótrofos hacia los heterótrofos hasta disiparse en el medio.

Cada vez que pasa energía (con la alimentación) de un nivel trófico a otro se pierde energía. La regla del 10 % dice que, como consecuencia de la respiración y otros procesos, sólo se transfiere de un nivel trófico al siguiente, un 10 % de la energía que le llega. Esta es la razón por la que las cadenas tróficas tienen un número reducido de eslabones.

Las causas de la pérdida de energía se debe a:

  • Los seres vivos necesitan energía para realizar sus funciones vitales. Se disipa en forma de calor.
  • Se producen desechos que pasan a los descomponedores, sin que esa energía se aproveche en ese nivel trófico.

Animación: Flujo de energía.

 

Pregunta Verdadero-Falso

Pregunta 1

Los compuestos orgánicos contienen energía química

Pregunta 2

Un nivel trófico sólo contiene una pequeña parte de la energía que tenía el nivel trófico anterior.

Pregunta 3

Tanto la materia como la energía se pueden reciclar.

Pregunta 4

Las pirámides tróficas representan la pérdida de materia y de energía a través de los organismos del ecosistema.

 

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