La energía en los ecosistemas

Transcripción

1 Revisor: Alfredo Ramos Vázquez La energía en los ecosistemas por Irma Hurtado de Mendoza Torres Es común pensar que todo funciona a través de energía, pero muchas veces, lo vivo se nos escapa de esa visión general. Te has puesto a pensar que nuestro cuerpo funciona a través de consumir energía, mediante los alimentos o energía de la biomasa y que son los que nos permiten funcionar? Los ecosistemas también funcionan a través de diversas formas de energía. La energía que proviene del sol, la energía de la biomasa acumulada en los tejidos de los seres vivos y la energía química, que se encuentra en los elementos abióticos del ecosistema como compuestos inorgánicos. Durante esta lectura explorarás el concepto de materia y energía y, su transferencia en el ecosistema, para transformarse permitiendo la vida de los organismos. De acuerdo a la Enciclopedia temática Nauta.-Color (2000, p. 218), la materia es todo aquello que constituye el mundo físico. Por su parte, Vallo y Villasuso (s. f.) destacan que: todo lo que podemos ver y tocar es materia. También son materia cosas que no podemos ver, como el aire (párr.1) Vallo y Villasuso (s. f., párr. 2) precisan que la materia ocupa una cierta porción de espacio que llamamos volumen Asimismo, Recio (s.f.) enfatiza que la energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza (párr. 2). Agrega que la energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente eléctrica (párr. 4). Para Peña y Dreyfus (2005), la energía es la capacidad de hacer trabajo. En la física, también la energía está definida como la capacidad de realizar un trabajo, y su unidad de medida es el julio o joule (J). La energía se manifiesta de muchas formas en la naturaleza como por ejemplo en forma de calor, movimiento, enlaces químicos, entre otras. Existe una ley muy importante en Termodinámica, ciencia que estudia la energía y sus transformaciones, y es la siguiente: La energía no se crea ni se destruye sólo puede transformarse o transferirse (Wikiteka, 2009, párr. 2). En el medio ambiente la principal fuente de energía que va pasando a través, principalmente de los seres vivos y transformándose, es sobre todo la energía radiante del Sol. 1

2 Una vez que el Sol emite energía en forma de luz y llega a la superficie de nuestro planeta, las plantas la captan y en conjunto con la absorción de bióxido de carbono de la atmósfera y el agua y sustancias minerales que provienen del suelo, la transforman en biomasa, que constituyen sus tejidos (raíces, tallos, hojas, flores y frutos). Las plantas y algunas especies de protozoarios y bacterias, son los únicos seres vivos que pueden hacer ese tipo de transformación, a la cual se le llama fotosíntesis. A las plantas que llevan a cabo la fotosíntesis, se le llama productores primarios. La fotosíntesis es un proceso muy complejo que transforma el bióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O) en materia orgánica, utilizando la energía del sol y liberando oxígeno como subproducto. La ecuación química que explica la fotosíntesis es la siguiente: 6CO 2 + 6H 2 O + luz solar = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Como podrás darte cuenta al analizar la ecuación anterior, las plantas absorben bióxido de carbono y agua, transformándolos con ayuda de la luz solar en materia orgánica (carbohidratos) y liberando oxígeno. Exactamente el proceso contrario que utilizamos los animales cuando respiramos oxígeno y liberamos bióxido de carbono que las plantas utilizan. Figura1. A la producción de esta biomasa, se le llama producción primaria. A través de los diferentes valores de producción primaria que se han obtenido en diferentes ecosistemas, se pueden realizar comparaciones entre ecosistemas. Son varios los factores que determinan la productividad de un ecosistema, los cuales incluyen el clima (precipitación, temperatura), el tipo de suelo, la disponibilidad de nutrientes, la disponibilidad de luz solar, el tipo de metabolismo que presentan las especies (C3, C4 y CAM), el grado de madurez de la comunidad, pero la mayor productividad la encontramos en bosques lluviosos y pantanos. 2

3 En la naturaleza existen tres tipos de metabolismo, surgidos a través de la evolución, los cuales surgen producto del ambiente, por ejemplo, las plantas que presentan metabolismo de ácido crasuláceo (CAM por su siglas en ingles) se desarrollan en ambientes áridos o secos como los desiertos, matorrales xerófilos o lugares donde la disponibilidad de agua es una limitante. En tanto, que las especies que presentan metabolismo C3 y C4 las encontramos en todo tipo de ambientes, la diferencia en éstas radica en que el primer producto de la fotosíntesis en cada una de ellas es de tres o cuatro carbonos, siendo más productiva la de cuatro carbonos. Si recuerdas las cadenas alimenticias que viste en otros grados escolares, sabrás que éstas inician precisamente con los productores primarios, es decir, las plantas verdes. Una vez que ellas forman su biomasa a través de la fotosíntesis, dicha biomasa está disponible para el resto de la cadena alimenticia. En un segundo nivel están los consumidores primarios, que son los animales que se alimentan de las plantas, ya que como no pueden producir desde el sol su biomasa, entonces son consumidores. También los llamamos herbívoros. Un ejemplo serían los conejos y liebres, los caballos, las ballenas azules y muchos insectos. En un tercer nivel alimenticio o trófico (significa alimento en griego) están los consumidores secundarios o carnívoros primarios. Como ejemplos de estos organismos están todos aquellos que se comen a los herbívoros: leones, pumas, osos, algunas aves y organismos acuáticos como algunos peces. Según la cadena alimenticia o trófica que estés estudiando, puede haber varios niveles de carnívoros y de ser así, los carnívoros secundarios ocuparían el cuarto nivel, es decir, serían los consumidores cuaternarios. Esto no es común, ya que conforme se avanza en los niveles tróficos, hay menos materia (biomasa) disponible y el uso de la energía para cazar se incrementa, haciendo que no sea eficiente para el organismo que se encuentra en este nivel. Por lo anterior, los organismos que pueden ocupar esos puntos altos de la pirámide alimenticia, son capaces también de alimentarse de diferentes cosas, como los osos, que comen peces, fruta, etc. Los últimos organismos en la cadena trófica son los biodegradadores o descomponedores; se trata de hongos y bacterias que son los únicos que pueden regresar la materia orgánica o biomasa a sus elementos más sencillos como carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. Figura 2. 3

4 Te diste cuenta que en el ecosistema existe un ciclo de materia o biomasa y un flujo de energía? La materia o biomasa pasa al siguiente nivel como alimento (un ser se come al otro), pero en realidad se lo come para obtener la energía que le permitirá llevar a cabo sus funciones vitales como metabolizar, crecer, reproducirse, moverse, etc. Así que lo que busca es tener energía. Dicha energía se dispersa en forma de calor, con el movimiento de los heterótrofos (todos aquellos que no son autótrofos, es decir, que necesitan obtener la materia y energía a través de alimentarse de otros seres). Seguramente ya habrás sacado como conclusión que nosotros somos heterótrofos y que no pertenecemos a un solo nivel trófico, ya que nuestra dieta es omnívora (de muchos tipos de alimentos); podemos alimentarnos de vegetales como los herbívoros, pero también comemos diferentes tipos de carnes, lo que nos sitúa en diferentes niveles. Los diferentes niveles muestran que a cada nivel trófico sucesivo llega menos energía del nivel anterior, ya que parte de esa energía se usa para realizar trabajo (movimiento, reproducción, etc.) y parte se pierde en forma de calor. La cantidad de energía que pasa de un nivel trófico a otro se le denomina eficiencia ecológica. Cada ecosistema posee una eficiencia ecológica diferenciada en relación a la producción primaria neta que tenga, de manera anualizada. (Slolomon, Berg & Martin, 1999). Te invito a que reflexiones sobre la complejidad de los procesos que sostienen la vida en el planeta y analices cómo el hombre depende de esas redes tróficas que cada uno de los ecosistemas sostienen, ya que nuestros alimentos y recursos provienen de ellos. Los sistemas que los humanos hemos ido diseñando a través del tiempo, distan mucho de los sistemas naturales, en cuyo caso siempre tiene desperdicios. Observa que en los ecosistemas lo que se desecha en un nivel, se aprovecha en otro y que tiene un límite, el cual está en relación directa con la energía disponible, es decir que se auto regula. En los sistemas humanos, no hay límite de gasto energético y de toma de recursos para producción sin importar el desequilibrio causado por el consumo excesivo de unos cuantos y la escasez para otros, dando como resultado que parte de la población humana no tenga acceso a múltiples satisfactores lo que provoca una baja calidad de vida (desnutrición, falta de reproducción, etc.). Tu deber como administrador dentro del paradigma de la sustentabilidad es seguir los criterios en cuanto a materia y energía que sigue la naturaleza. 4

5 Referencias Enciclopedia temática Nauta.-Color. (2000). Apartado de química. Colombia: Editorial Nauta. Peña, A. y Dreyfus, G. (1997). La energía y la vida. Fondo de Cultura Económica. Segunda Edición. México. Recuperado el 17 de julio de 2012, de Recio, J. (s.f.). La energía. Proyecto Newton. Recuperado el 5 de agosto de 2010, de (Documento publicado bajo licencia Creative Commons 2.5) Slolomon, E. P., Berg, L. R. & Martin, D. W. (1999). Biología. (Roberto Palacios Martínez. Trad.). México, D. F.: Mc Graw Hill Interamericana. Vallo, E. y Villasuso, J. (s.f.). Materia. Proyecto Newton. Recuperado el 5 de agosto de 2010, de (Documento publicado bajo licencia Creative Commons 2.5) Wikiteka. (2009). Energía en los ecosistemas. Recuperado el 5 de agosto de 2010, de 5