El mundo natural está formado por tipos muy diferentes de entornos físicos y organismos adaptados de forma única para vivir allí. Otra palabra para este concepto en biología es ecosistema.
Este artículo le proporcionará explicaciones claras de los ecosistemas y ofrecerá ejemplos interesantes.
Definición de ecosistema en biología
Los biólogos definen un ecosistema como una comunidad de organismos vivos y su entorno físico, que incluye tanto biótico y abiótico factores.
Factores bioticos son seres vivos en un sistema ecológico interdependiente como plantas, animales, microbios y hongos.
Factores abióticos son seres no vivos como el agua, la luz del sol, el refugio, las rocas, los minerales, el suelo y el clima.
Orígenes de la ecología
El estudio científico y la clasificación de plantas y animales se remonta a Aristóteles en la antigua Grecia. A principios del siglo XIX, Darwin describió la competencia entre especies y la evolución a través de la selección natural. Ernst Haeckel acuñó la palabra ecología por esta misma época.
A fines del siglo XIX, Eugenius Warming sugirió que factores abióticos, como la sequía, el fuego y el clima frío, también influían en el comportamiento de las especies y en las estrategias de adaptación. Warming viajó mucho en su trabajo y desarrolló un curso universitario sobre ecología vegetal. Sus ideas se pusieron de moda cuando los científicos británicos y norteamericanos leyeron su libro clásico, Oecología de plantas.
El termino ecosistema fue acuñado por Arthur Tansley en 1936.
Tipos de sistemas ecológicos
Hay tres grandes categorías de ecosistemas biológicos. Cada uno tiene una composición y estructura de especies distintas. El ecosistema más grande es el ecosistema marino. Todos los ecosistemas se ven afectados por el clima global y la actividad humana, como la contaminación, el riego, la urbanización, la minería y la deforestación.
ecosistema marino cubre sobre 70 por ciento de la superficie de la Tierra. Junto con los océanos, los ecosistemas marinos incluyen costas arenosas, estuarios, marismas, aguas de la Antártida, marismas y arrecifes de coral vibrantes, todos llenos de vida. El clima de los ecosistemas marinos de todo el mundo varía desde el calor tropical hasta los vórtices polares.
Ecosistemas acuáticos incluyen lagos, ríos, estanques y humedales. Las especies de agua dulce se están extinguiendo a un ritmo mucho más rápido que las especies marinas o terrestres, según National Geographic. El cambio climático y la contaminación son amenazas importantes para los ecosistemas acuáticos.
Ecosistemas terrestres son comunidades ecológicas terrestres en lugares como la tundra ártica, el desierto, los bosques y las praderas. Los animales en climas polares han coevolucionado rasgos adaptativos similares, como un pelaje grueso y una capa de grasa aislante.
Biomas clave del ecosistema
Los biomas son un término un poco más amplio que los ecosistemas, aunque son bastante similares. Biomas son comunidades ecológicas distintivas que por sí mismas pueden contener muchos ecosistemas dentro de ellas. Son útiles para categorizar las características de ciertas áreas que pueden afectar directamente el tipo o tipos de ecosistemas que allí surgen.
Las características distintivas de estos biomas / sistemas ecológicos incluyen su clima, zona, elevación, tipo de suelo, cantidad de precipitación y composición de especies particulares.
Biomas acuáticos incluyen arrecifes de coral, estuarios, marinos, humedales y agua dulce.
Biomas del desierto incluyen el desierto de Mojave, los desiertos costeros de Chile, el Valle de la Muerte y los gélidos desiertos de Groenlandia.
Biomas forestales incluyen bosque tropical lluvioso, bosque templado, chaparral (arbustos) y taiga (bosque boreal).
Biomas de pastizales incluyen sabanas, estepas, praderas y pampas sudamericanas.
Estructura de los ecosistemas
Los organismos vivos deben tener energía y nutrientes para crecer, reaccionar y reproducirse. Los organismos son interdependientes y están conectados entre sí en el círculo de la vida. La energía se transfiere de un nivel de la pirámide alimenticia al siguiente. Por ejemplo, los peces comen algas y los calamares comen pescado.
Las algas, peces, calamares y tiburones depredadores son un ejemplo de cadena de comida. La Red alimentaria está formado por muchas cadenas alimentarias superpuestas. La pirámide de energía comienza con los productores en la base de la pirámide, seguidos por los consumidores y los depredadores en los niveles superiores. La energía se pierde con cada transferencia entre organismos, por lo que la pirámide está en posición vertical y no invertida.
Las plantas y el fitoplancton son productores que contienen pigmentos fotosintéticos que utilizan energía solar y dióxido de carbono para producir azúcar. Los consumidores primarios comen plantas y los consumidores secundarios comen consumidores primarios. Un depredador ápice sin enemigos naturales ocupa el primer lugar en la pirámide alimenticia.
Funciones del ciclo de nutrientes
Biomasa se conserva y recicla en un ecosistema. Cuando los organismos mueren, descomponedores descomponen la materia orgánica en energía y nutrientes que regresan al ecosistema. Los animales en descomposición liberan carbohidratos, grasas, proteínas y gases cuando actúan sobre ellos microbios, moscas y gusanos.
Las bacterias y los microbios descomponen la materia vegetal en descomposición en nutrientes como calcio, nitrógeno, potasio y fósforo que enriquecen el suelo.
Energía y nutrientes también fluir entre ecosistemas. Por ejemplo, las rocas de un río se erosionan y depositan minerales en el agua que fluye río abajo hacia lagos y campos. El efecto también puede ser perjudicial. La escorrentía de nitrógeno y fósforo de las tierras agrícolas puede contaminar las vías fluviales.
A diferencia de la materia que se recicla, la energía fluye en una dirección. Las plantas producen moléculas de glucosa ricas en energía a partir de la luz solar capturada, el agua y el dióxido de carbono. La energía química se transfiere a los consumidores para el metabolismo celular y la energía extra se emite en forma de calor.
Estabilidad en el funcionamiento del ecosistema
Los ecosistemas son dinámicos con un constante reflujo y flujo de energía y materia. Los niveles de nutrientes, las poblaciones de especies, los patrones climáticos, la temperatura, las estaciones del año fluctúan y cambian. La diversidad en un ecosistema contribuye a la estabilidad.
A pesar de la naturaleza cambiante y dinámica de la ecología de los ecosistemas, una estado de equilibrio permanece estable. Los ecosistemas mantienen un estado estable con una composición bastante consistente. Normalmente, las características bióticas y abióticas fluctuantes no amenazan a un sistema estable. En otras palabras, una selva tropical sigue siendo una selva tropical incluso si la población de monos disminuye.
Interrupciones en el funcionamiento de los ecosistemas
Las perturbaciones naturales pueden alterar el funcionamiento del ecosistema. Por ejemplo, los huracanes, los incendios forestales, las inundaciones y los volcanes alteran los servicios de los ecosistemas. Las inundaciones pueden contaminar las fuentes de agua. El hábitat se pierde y las especies pueden desplazarse. El equilibrio depredador-presa puede estar desajustado y causar un efecto dominó en otras especies.
Especies invasivas potencialmente puede amenazar el bienestar y la existencia misma de otras especies. Las especies invasoras incluyen plantas y animales introducidos en un área de forma intencionada o accidental. A veces, se introducen deliberadamente especies invasoras para detener a un depredador que está tomando el control. Por ejemplo, los conservacionistas liberaron salmón en los Grandes Lagos para controlar una especie invasora menos deseable.
La actividad humana es otra causa importante del peligroso cambio del ecosistema. La caza, la sobrepesca, la explotación de recursos no renovables, los desechos tóxicos y la contaminación amenazan los ecosistemas y sus biomas. En casos extremos, como una fuga de una planta de energía nuclear, los ecosistemas afectados podrían ser radiactivos y cancerígenos en los próximos años.
Ejemplo de ecosistema marino
La Gran Barrera de Coral frente a la costa de Australia es un increíblemente grande y diverso ecosistema marino que ha existido durante millones de años. Algas proporcionan alimento para los corales en crecimiento que se adhieren a los corales muertos en el arrecife.
Los corales jóvenes que flotan en el agua son devorados por peces y animales que nadan en el océano. Los corales esqueletizados todavía pueden ser consumidos por gusanos, caracoles y voraces estrellas de mar.
Algunos corales tienen relaciones mutuamente beneficiosas con camarones y cangrejos que viven en colonias de coral y luchan contra enemigos mutuos con sus pinzas. Los factores abióticos que afectan significativamente a los corales son el aumento de la temperatura del agua, la acidificación de los océanos y los niveles de dióxido de carbono.
Según el Museo Smithsonian de Historia Natural, el agua de mar ácida ya está comenzando a disolver la estructura esquelética de los arrecifes de coral en lugares como Hawai.
Ejemplo de ecosistema acuático
El ecosistema acuático del lago de los bosques se encuentra en la frontera de Canadá y Estados Unidos. Este cuerpo de agua dulce es lo que queda del otrora masivo lago glacial Agassiz.
En esta agua dulce Ecosistema acuático, el fitoplancton, el zooplancton, las algas y las bacterias proporcionan niveles óptimos de alimento, hábitat y oxígeno para un pescado sabroso. Lake of the Woods a menudo se llama la capital mundial de los leucomas _._
Los invertebrados como las efímeras y los mosquitos también juegan un papel importante en los lagos de agua dulce. Se alimentan de microorganismos que se alimentan de materia vegetal y animal en descomposición. Los invertebrados proporcionan una excelente fuente de alimento para los peces pequeños que pueden ser devorados por peces grandes, que pueden ser capturados por pelícanos, garzas, osos y humanos.
Los factores abióticos que afectan el estado de un ecosistema acuático como el lago de los bosques incluyen la temperatura del aire y del agua, los niveles de dióxido de carbono y la escorrentía tóxica.
Ejemplo de ecosistema terrestre
El Amazonas ecosistema de la selva tropical es un entorno terrestre rico en especies en América del Sur. La luz del sol es absorbida por exuberantes plantas de hoja ancha y árboles altos que proporcionan alimento y refugio a un número asombroso de aves, mamíferos, insectos, lagartos y serpientes en los trópicos. Muchas de esas criaturas son devoradas por depredadores como el jaguar.
Cuando los organismos mueren en la selva, su energía y nutrientes son degradados rápidamente por descomponedores como gusanos y microbios. Los nutrientes regresan al suelo y ayudan a las plantas a crecer. Los factores abióticos de la selva tropical incluyen grandes cantidades de lluvia, calor y un clima tropical que nutre la biodiversidad de especies desde el suelo del bosque hasta las espesas copas de los árboles colgantes.
Ecosistema vs. Ecología comunitaria
Dependiendo de sus intereses de investigación, los ecólogos pueden enfocarse en el campo de la ecología comunitaria, ecología de ecosistemas o ambos. Ecología comunitaria examina específicamente las interacciones entre diferentes especies y el resultado de esa interacción. La ecología de los ecosistemas tiene una mirada mucho más amplia de los factores vivos y no vivos que afectan a una comunidad ecológica y desencadenan el cambio del ecosistema.
Por ejemplo, un ecologista que quiera averiguar por qué las carpas gigantes se están apoderando de un lago que alguna vez estuvo lleno de truchas, podría emprender una Estudio de la ecología comunitaria de la población de peces junto con un estudio del ecosistema de la disminución de la calidad del agua que afecta a todas las especies de vida acuática. Los ecologistas realizan estudios que ayudan salvar los recursos naturales para las generaciones futuras.
Protección de las estructuras de los ecosistemas
La gestión de ecosistemas emplea prácticas de conservación para mantener la integridad del funcionamiento y las estructuras de los ecosistemas. Se dice que las estructuras de los ecosistemas tienen integridad cuando están equilibradas, estables y son características de las comunidades ecológicas en esa región natural.
Tanto los factores abióticos como los bióticos son generalmente predecibles. Dinámica poblacional también debe ser autosuficiente sin necesidad de intervención humana para restablecer el equilibrio.
Una buena gestión de los ecosistemas juega un papel importante en la preservación de los parques estatales, los parques nacionales y otras áreas de vida silvestre. Comprender la historia del ecosistema y las tasas normales de cambio o sucesión ayuda a la detección temprana de problemas estructurales. El objetivo es mantener la biodiversidad y asegurar la viabilidad de las especies nativas. Desde Nueva York hasta California, los ambientalistas están monitoreando de cerca los patrones climáticos.
Destrucción catastrófica de ecosistemas
Los desastres naturales como un huracán son seguidos por la sucesión ordenada y la reconstrucción natural del área a su estado anterior. Sin embargo, la actividad humana puede destruir temporal o permanentemente la ecología de un ecosistema. Se han producido desastres de ecosistemas en los Estados Unidos y en todo el mundo.
El ecosistema del Golfo de México se ha visto gravemente afectado por los contaminantes llevados al Golfo desde el río Mississippi. El nitrógeno y el fósforo de los campos, corrales de engorde y aguas residuales se vierten al río desde muchos estados.
Los niveles excesivos de nutrientes estimulan los tóxicos brote de algas, alteran el cambio de alimentos y agotan el oxígeno en el agua, lo que resulta en una zona muerta y muertes masivas de peces. El área también se ve afectada por factores abióticos como huracanes e inundaciones.
En 1986, un accidente en la central nuclear de Chernobyl en Ucrania descargó material radiactivo mortal a la atmósfera. Millones de personas estuvieron expuestas a la radiación. Miles de niños que bebieron leche de vacas que pastaban en el área contaminada desarrollaron cáncer de tiroides. Hoy en día, el área radiactiva que rodea a Chernobyl está prohibida para las personas, pero hay lobos, caballos salvajes y otros animales en cantidades significativas.