LOS ECOSISTEMAS

1. DEFINICION

Un ecosistema es un sistema natural vivo que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico en donde se relacionan, biotopo. Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas tróficas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.

El concepto, que empezó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, algas, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan.

Descripción

El término ecosistema fue acuñado en 1930 por Roy Clapham para designar el conjunto de componentes físicos y biológicos de un entorno. El ecologista británico Arthur Tansley refinó más tarde el término, y lo describió como «El sistema completo, … incluyendo no sólo el complejo de organismos, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamos medio ambiente».[3] Tansley consideraba los ecosistemas no simplemente como unidades naturales sino como «aislamientos mentales» («mental isolates»).[2] Tansley más

adelante[4] definió la extensión espacial de los ecosistemas mediante el término «ecotopo» («ecotope»).

Fundamental para el concepto de ecosistema es la idea de que los organismos vivos interactúan con cualquier otro elemento en su entorno local. Eugene Odum, uno de los fundadores de la ecología, declaró: «Toda unidad que incluye todos los organismos (es decir: la “comunidad”) en una zona determinada interactuando con el entorno físico así como un flujo de energía que conduzca a una estructura trófica claramente definida, diversidad biótica y ciclos de materiales (es decir, un intercambio de materiales entre la vida y las partes no vivas) dentro del sistema es un ecosistema».[5] El concepto de ecosistema humano se basa en desmontar de la dicotomía humano/naturaleza y en la premisa de que todas las especies están ecológicamente integradas unas con otras, así como con los componentes abióticos de su biotopo.

2. CLASIFICACIÓN DE ECOSISTEMAS

Los ecosistemas han adquirido, políticamente, especial relevancia ya que en el Convenio sobre la Diversidad Biológica («Convention on Biological Diversity», CDB) —ratificado por más de 175 países en Rio de Janeiro en junio de 1992.—

se establece «la protección de los ecosistemas, los hábitats naturales y el mantenimiento de poblaciones viables de especies en entornos naturales»[como un compromiso de los países ratificantes. Esto ha creado la necesidad política de identificar espacialmente los ecosistemas y de alguna manera distinguir entre ellos.

El CDB define un «ecosistema» como «un complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional».

Con la necesidad de proteger los ecosistemas, surge la necesidad política de describirlos e identificarlos de manera eficiente. Vreugdenhil et al. argumentaron que esto podría lograrse de manera más eficaz mediante un sistema de clasificación fisonómico-ecológico, ya que los ecosistemas son fácilmente reconocibles en el campo, así como en imágenes de satélite. Sostuvieron que la estructura y la estacionalidad de la vegetación asociada, complementados con datos ecológicos (como la altitud, la humedad y el drenaje) eran cada uno modificadores determinantes que distinguían parcialmente diferentes tipos de especies. Esto era cierto no sólo para las especies de plantas, sino también para las especies de animales, hongos y bacterias. El grado de distinción de ecosistemas está sujeto a los modificadores fisionómicos que pueden ser identificados en una imagen y/o en el campo. En caso necesario, se pueden añadir los elementos específicos de la fauna, como la concentración estacional de animales y la distribución de los arrecifes de coral.

Algunos de los sistemas de clasificación fisionómico-ecológicos disponibles son los siguientes:

Clasificación fisonómica-ecológica de formaciones vegetales de la Tierra: un sistema basado en el trabajo de 1974 de Mueller-Dombois y Heinz Ellenberg, y desarrollado por la UNESCO. Describe la estructura de la vegetación y la cubierta sobre y bajo el suelo tal como se observa en el campo, descritas como formas de vida vegetal. Esta clasificación es fundamentalmente un sistema de clasificación de vegetación jerárquico, una fisionomía de especies independientes que también tiene en cuenta factores ecológicos como el clima, la altitud, las influencias humanas tales como el pastoreo, los regímenes hídricos, así como estrategias de supervivencia tales como la estacionalidad. El sistema se amplió con una clasificación básica para las formaciones de aguas abierta.

Sistema de clasificación de la cubierta terrestre («Land Cover Classification System», LCCS), desarrollado por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

Varios sistemas de clasificación acuáticos están también disponibles. Hay un intento del Servicio Geológico de los Estados Unidos («United

States Geological Survey», USGS) y la Inter-American Biodiversity Information Network (IABIN) para diseñar un sistema completo de clasificación de ecosistemas que abarque tanto los ecosistemas terrestres como los acuáticos.

Desde una perspectiva de la filosofía de la ciencia, los ecosistemas no son unidades discretas de la naturaleza que se pueden identificar simplemente usando un enfoque correcto para su clasificación. De acuerdo con la definición de Tansley (“aislados mentales”), cualquier intento de definir o clasificar los ecosistemas debería de ser explícito para la asignación de una clasificación para el observador/analista, incluyendo su fundamento normativo.

En la Tierra hay regiones muy diferentes: unas tienen árboles y otras no; en unas hay agua abundante y otras están casi secas; en unas zonas las temperaturas son elevadas y en otras hace mucho frío la mayor parte del año. Por tanto, podemos diferenciar muchos ecosistemas diferentes. Una clasificación básica distingue entre ecosistemas terrestres y ecosistemas acuáticos.

Las plantas y los animales que viven en un ecosistema son distintos a los que viven en un ecosistema diferente, aunque es cierto que algunos animales se han adaptado a vivir en condiciones muy diversas. Por ejemplo, las personas. Y no encontraremos la misma fauna en un bosque templado de España que en un bosque templado de Australia.

LOS ECOSISTEMAS PUEDEN SER:

I. SEGÚN EL MEDIO:

A. LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES

Dentro de los ecosistemas terrestres podemos distinguir los bosques, las praderas, los desiertos o los ecosistemas polares.

✿ Los bosques. En ellos abundan los árboles. Existen bosques diferentes en función del clima. El bosque boreal es propio de regiones frías. Ahí viven pinos, abetos y otras coníferas; y también lobos, osos o alces. Los bosques templados crecen en regiones con clima templado. En ellos hay hayas, encinas, arbustos…; y también osos, ardillas o ciervos. Y los bosques tropicales aparecen en zonas próximas a los trópicos, donde las precipitaciones son abundantes. En estos bosques existe una mayor diversidad de seres vivos: plantas trepadoras, plantas carnívoras, insectos, ranas, tapires, monos, pumas, serpientes… En los trópicos la diversidad de vida es mayor que en otras regiones del planeta. En el Ecuador, por ejemplo, ¡viven 150 especies diferentes de colibríes!

✿ Las praderas . En ellas crecen hierbas o pastos. Por eso abundan los animales capaces de alimentarse de estas hierbas, como el bisonte, las jirafas o insectos como las termitas. Y también algunos carnívoros que cazan estos animales, como el guepardo, las hienas, los leones… La tundra es una pradera fría, la estepa es una pradera templada, y la sabana es una pradera tropical.

✿ Los desiertos. En estas regiones llueve muy poco. Existe poca vegetación y pocos animales son capaces de sobrevivir. Los seres vivos que viven en los desiertos, como el cactus, el camello o algunas serpientes, se han acostumbrado a vivir con muy poca agua.

✿ Las montañas. En estos ecosistemas, la temperatura desciende a medida que ascendemos por la montaña. Por tanto, encontraremos distintos animales y plantas a distintas alturas. En las montañas templadas encontramos ciervos, halcones, carneros o pumas. En las montañas tropicales hay gorilas, colobos, ranas, vicuñas o colibríes.

✿ Ecosistema urbano. Para los animales, las ciudades ofrecen muchos sitios donde cobijarse, obtener comida o cuidar a las crías; por ejemplo los árboles y jardines, salientes de edificios, techos, sótanos… Algunos animales, sin embargo, no se acostumbran a vivir en las ciudades y se desplazan cuando un pueblo crece. Pero otros son ya prácticamente animales urbanos. Por ejemplo las ratas pardas, los gorriones o las palomas bravías. También abundan en las ciudades los insectos, como algunas mariposas, las cucarachas, las arañas de patas largas o las moscas domésticas.

✿ Los ecosistemas polares. Las temperaturas son bajas durante todo el año. En muchas zonas, debido al frío, la vegetación es casi inexistente. Algunos animales típicos son el zorro ártico, el oso polar y el reno en el Ártico; y los pingüinos, las focas o la ballena azul en los ecosistemas antárticos.

B. LOS ECOSISTEMAS ACUÁTICOS:

La gama de ecosistemas acuáticos es muy amplia: arrecifes de coral, manglares, ecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los ecosistemas de aguas dulces.

✿ Ecosistemas de litoral. En las aguas poco profundas la luz penetra hasta el lecho marino, donde pueden crecer las algas y otros organismos que aprovechan la luz solar. Otros animales se alimentan de estos seres vivos. Algunos animales que habitan cerca de la costa son las langostas y peces como el lenguado. Pero cerca de la costa también hay animales que viven en mar abierto: ballenas, tiburones, medusas… ¡Menuda sorpresa se llevan los bañistas de las playas por las que merodea un tiburón! Un tipo especial de ecosistema marino costero son los arrecifes de coral, en los que existe una gran variedad de vida: corales, tortugas, esponjas, estrellas de mar, mejillones, aves marinas, y muchos tipos de peces, por supuesto: pez loro, pez payaso.

✿ Ecosistemas de mar abierto . Como la luz no llega hasta el fondo del mar, los animales abundan más en la zona cercana a la superficie. Allí hay organismos microscópicos capaces de producir alimento a partir de la luz del Sol y animales que se alimentan, a su vez, de estos organismos microscópicos. El océano es el hogar de muchos peces, algunos mamíferos, como el delfín, y reptiles, como algunos tipos de tortuga.

✿ Los manglares. Estos ecosistemas son característicos de las zonas pantanosas tropicales próximas a la costa, por ejemplo en Centroamérica o Sudamérica. En ellos abundan los mangles, árboles acostumbrados a vivir en el lodo del manglar. En ellos viven numerosas aves, mamíferos, reptiles y peces.

✿ Ecosistemas de agua dulce: río, charcas, lagos, marismas. En estos ecosistemas viven algas microscópicas que sirven de alimento

a renacuajos y otros pequeños animales. También existen otros animales más grandes, como las ranas y otros anfibios, insectos como las libélulas, reptiles como los caimanes y las tortugas, aves como la garza real o peces, como el salmón.

C. ECOSISTEMAS AÉREOS:

Este tipo de ecosistema tiene la particularidad de ser de transición. Ningún ser vivo lo habita permanentemente, sino que tienen que descender a la tierra para el descanso, alimentación o procreación, por lo que no resulta autosuficiente. A causa de esto, algunos lo ubican dentro del ecosistema terrestre.

Los ecosistemas aéreos están determinados, al igual que cualquier ecosistema, por sus integrantes, la relación entre sus integrantes, y por el medio ambiente que ofrece. Las algas, artemias e insectos que supimos aparecían en el desierto cada vez que llovía llegan a él por medio del viento; la primera colonización vegetal de la tierra fue llevada a cabo por los musgos, utilizando el viento como transporte, en el cual todavía hoy, los musgos y sus descendientes más evolucionados, liberan sus semillas y sus esporas. El musgo libera millones de esporas al viento, pero debe esperar los períodos secos, pues de otro modo las esporas absorberían humedad y no llegarían muy lejos; esto lo hacen protegiendo a las esporas por medio de cápsulas, que abren cuando las condiciones son favorables.

Los hongos liberan aún más esporas al viento que los musgos: los de tamaño normal pueden liberar 100 millones de esporas en tan solo una hora. El viento es también utilizado por plantas evolucionadas, como las orquídeas: cada flor libera hasta 3 millones de semillas al viento, pero como deben ser ligeras, no contienen alimento; por eso sólo algunas sobreviven: las que caen sobre ciertos tipos de hongo capaces de alimentarlas.

Otras plantas dotan con alguna porción de alimento a sus semillas voladoras, pero deben proveerlas de algún mecanismo para incrementar su superficie para así hacerlas flotar más tiempo: alas helicoidales por ejemplo, o “pequeños penachos lanosos”. En todos los casos de difusión por el viento solo una o dos semillas entre millones logra germinar y crecer hasta la madurez, pero son tantas las semillas liberadas que de todos modos este sistema ha logrado ser exitoso, llegando a poblar las zonas más alejadas y disímiles del planeta, como en el caso del musgo, de los hongos o de las orquídeas.

El viento arrastra también muchos insectos que a veces logran llegar vivos a destino; incluidas las arañas que parecieran hacerlo voluntariamente, pues subiendo a lo alto de alguna ramita fabrican un hilo que van soltando al viento y que cuando es lo suficientemente largo es capaz de arrastrarlas.

Otros muchos insectos no solamente son llevados por los vientos y las brisas sino que vuelan en él, tienen alas; la característica de todos ellos es que no pueden mantener su temperatura corporal, y deben o bien calentar “motores” internamente, aleteando sus alas en el suelo, o bien calentarse al sol para poder volar; por eso varios de ellos, como los abejorros por ejemplo, tienen un cuerpo velludo que los ayuda a mantener el calor, o como las libélulas, sacos de aire aislantes.

Dos grandes grupos de animales comparten los cielos con los insectos: las aves, evolucionadas desde formas reptilianas hace unos 140 millones de años, y los murciélagos, más recientes (60 millones de años), evolucionados a partir de mamíferos insectívoros. Sus alas son, en ambos casos, prolongaciones de sus miembros anteriores; las alas de los murciélagos son membranas sujetadas y afirmadas por alargaciones de todos sus dedos excepto del pulgar, que ha permanecido pequeño y en forma de garra que los ayuda a desplazarse en tierra.

Las aves conservaron un solo dedo, alargado y fuerte, desde donde crecen las plumas. Los murciélagos tienen poca dificultad para alzar el vuelo, pues generalmente les basta con soltarse desde su posición invertida; caminan muy poco.

Para las aves alzar el vuelo es un poco más difícil, el despegue es siempre lo que más requiere energía: para ello necesita mucho oxígeno para alimentar el potente músculo que une el esternón con el ala, y por esto es que tiene un corazón enorme para su tamaño (el corazón de un gorrión es dos veces más grande que el de un ratón); como están cubiertas de plumas, un aislante muy eficaz, no necesitan calentarse para emprender el vuelo.

Pero para las aves más grandes, y por lo tanto más pesadas, emprender el vuelo no es una tarea tan fácil; muchas de ellas no pueden empezar a volar

sin la ayuda del viento: lo típico es que corran contra él, formando colchones de aire que la elevan. El albatros viajero, de alas muy largas, no puede batir sus alas con rapidez: por eso habita siempre en lo alto de las quebradas, dejándose caer en el aire; cuando se juntan a vivir en grupos, suelen hacer fila para los despegues.

Ya en el aire casi todas las grandes aves han aprendido a mantenerse con un mínimo de gasto energético; los albatros pueden pasar horas sin batir una sola vez las alas, y es porque conocen muy bien las zonas de viento en las cuales planean, a medida que pierden altura giran contra él y vuelven a ganar altura: lo logran gracias a la configuración de sus alas, curvas hacia atrás y de todos modos flexibles.

Muchos albatros viven en zonas tan ventosas como la antártida; los primeros siete años de su vida casi no hacen otra cosa más que volar sin poner sus patas en tierra y descendiendo al mar ocasionalmente para alimentarse; llegada la edad madura se reúnen en tierra durante varias semanas, se aparean y crían a su único polluelo; luego retoman el vuelo hasta el año siguiente.

II. SEGÚN SU ORIGEN:

A. ECOSISTEMAS NATURALES.

Los ecosistemas, como todos los sistemas, pueden clasificarse en abiertos (intercambian materia y energía con el exterior) y cerrados (no lo hacen). Como veremos todo ecosistema necesita intercambiar energía con el exterior. Sin embargo, los intercambios de materia, aunque siempre están presentes en casi todos los ecosistemas reales, pueden en

principio ser tan reducidos como se quiera. La Biosfera, el ecosistema formado por todos los seres vivos sobre la Tierra más la materia inerte con la que interactúan, es un caso claro de ecosistema prácticamente cerrado en lo que respecta a los intercambios de materia con el exterior.

A una escala más modesta, un ejemplo típico de ecosistema natural es un lago en un paisaje de clima templado. De hecho la limnología o "ciencia de los lagos" es una parte muy importan de la ecología, y una de las primeras históricamente. Es fácil de comprender por qué: los lagos suelen estar muy

bien delimitados (una característica esencial de cualquier ecosistema) y además intercambian pocos materiales con el exterior, lo que hace más fácil su estudio. Los describiremos brevemente como ejemplo.

Los lagos en un clima templado tienen un funcionamiento cíclico. Durante la primavera y el verano reciben más energía (solar) del exterior que la que ceden, mientras que durante el otoño y el invierno sucede a la inversa (el lago está en promedio más caliente que el aire y, por tanto, cede energía a éste). Durante la primavera y el verano el agua este estratificada de modo estable, más caliente en la superficie que en el fondo, ya que el agua caliente pesa menos que la fría. En la superficie las algas realizan la fotosíntesis y crean materia orgánica a partir del CO2 y del oxígeno disuelto en el agua, más los nutrientes minerales que llegan de los ríos. Los desechos orgánicas de las algas muertas, más los seres vivos que se alimentan de ellas, caen al fondo del lago donde son descompuestos por otros microorganismos que extraen la energía para sobrevivir de la descomposición de la materia orgánica muerta. Durante el otoño y el invierno, el agua de la superficie se enfría, se hace más densa que la del fondo y "cae", mezclándose con esta y provocando el ascenso de los nutrientes que han ido cayendo al fondo durante el verano, así el ciclo puede volver a comenzar.

B. ECOSISTEMAS ARTIFICIALES

La influencia cada vez mayor que las actividades humanas realizan sobre los ecosistemas naturales, hasta transformarlos radicalmente, pone de manifiesto la necesidad de tener en cuenta estas actividades en el análisis de los ecosistemas. Al mismo tiempo, el hombre ha ido creando una serie de espacios tan humanizados

que ya no cabe describirlos ni siquiera como ecosistemas naturales modificados. Estos espacios son las ciudades, las zonas industriales y sus interconexiones (que ocupan más del 3% de la superficie seca del Planeta). De hecho, como hemos visto y vamos a ver enseguida, a buena parte de las explotaciones agrícolas modernas habría que calificarlas también de ecosistemas totalmente artificiales, pues comparten con estos su principal característica (su carácter insostenible a largo plazo). Todas estas creaciones de la humanidad, desde el punto de vista de la ecología, forman parte del metabolismo exosomático (por oposición al metabolismo endosomático que hace referencia a los intercambios de materia y energía estrictamente necesarios para mantenernos vivos como individuos) de la especie humana, del mismo modo que los panales forman parte del

metabolismo exosomático de las abejas. No obstante, en el caso de la especie humana, el metabolismo exosomático supone intercambios de energía que multiplican por 14 la energía de los intercambios endosomáticos.

Al aplicar los métodos de la ecología al análisis de estos sistemas creados por el metabolismo exosomático de la humanidad, observamos notables diferencias con los ecosistemas naturales. La primera y la más llamativa de todas es la fuente de energía. Todos los ecosistemas naturales sin excepción funcionan a base de energía solar: la energía solar es captada por las plantas verdes y transformada en materia orgánica mediante la fotosíntesis. Esta materia orgánica es luego oxidada por las propias plantas o por los animales que la comen para obtener así la energía con la que desarrollarse, moverse, mantener su temperatura, vivir en suma. Los sistemas artificiales, en cambio, utilizan la energía proveniente de combustibles no renovables (fósiles y nucleares), extraídos de la corteza terrestre. La otra gran diferencia está en el carácter no reversible y abierto de los ciclos de los materiales en los ecosistemas artificiales.

C. ECOSISTEMA HUMANO:

Es cuando el hombre se introduce en un ecosistema natural, lo modifica y habita en él. Por Ej.: Una escuela, la ciudad, pueblo, etc.

Controlar el cambio de los ecosistemas puede ser para la humanidad el reto más importante durante el presente milenio. Será necesario encontrar soluciones a

todas las escalas, desde la local hasta la mundial, incidiendo en todos los estratos sociales, desde la clase política, hasta los niños y estudiantes, promoviendo programas de educación ambiental en escuelas y centros educativos.

La protección de los ecosistemas naturales que quedan en parques nacionales y otras áreas protegidas es decisiva. Pero esto no evitará la influencia de factores como el cambio climático o la contaminación arrastrada por el aire y el agua. Además, la continua pérdida de terreno que experimentan las áreas naturales significa que probablemente exigirán una gestión más activa para mantener sus funciones ecológicas: control de especies exóticas, manipulación de los niveles de agua en los humedales, incendios periódicos controlados en hábitats forestales, entre otros. Esta clase de intervenciones son siempre peligrosas, pues todavía desconocemos el funcionamiento de la mayor parte de los ecosistemas.

El control de la contaminación y de la emisión de gases de invernadero exigirá adoptar medidas a escala mundial; también requiere medidas coordinadas de este tipo la interrupción del deterioro de las pesquerías marinas por sobrepesca. En última instancia, la solución estriba en controlar el crecimiento de la población humana y en adoptar una postura mucho más restrictiva en cuanto al uso de recursos naturales y energía.

III. SEGÚN SU TAMAÑO:

✿ Microsistemas: Tan minúsculos como una gota de agua, un florero con agua, una maceta, etc.

✿

✿✿✿✿ Macrosistemas: Tan grandes

como el lago de Maracaibo, el mar Caribe, la cordillera de los Andes, etc.

IV. SEGÚN SU UBICACIÓN

A. ECOSISTEMAS MARÍTIMOS:

El océano contiene el 99% del espacio habitable del planeta. La vida surgió y evolucionó en el mar. El medio marino es muy estable, si lo comparamos con los hábitats terrestres o dulceacuícolas. Las temperaturas de

las grandes masas oceánicas varían poco, así como la salinidad del agua (3,5%). La composición iónica del agua del mar es similar a la de los fluidos corporales de la mayoría de los organismos marinos, lo que soluciona la regulación osmótica.

En el medio oceánico la luz solar penetra en el mar tan solo unos 200 metros, a mayor profundidad, las aguas se encuentran en oscuridad absoluta. A la zona iluminada del mar se le denomina región fótica. A la zona oscura región afótica.

El principal problema en el océano es la gran distancia entre la zona fótica (superficial) y los nutrientes (sedimentados en aguas profundas). Donde hay luz para la producción primaria hay pocos nutrientes inorgánicos, y viceversa. No es de extrañar, pues, que las zonas con mayor productividad sean aquellas en que las aguas profundas, frías y cargadas de nutrientes afloran a la superficie; tales zonas se conocen como afloramientos; en ellas el fitoplancton se desarrolla de modo extraordinario, y puede mantener una cadena trófica con muchos eslabones y por ese motivo son las zonas más ricas en pesca.

✿ Bentónico: estos se ubican en el fondo de los ecosistemas acuáticos. En aquellos que no son muy profundos, los principales habitantes son algas. En los de mayor profundidad, la mayoría son consumidores.

✿ Nectónicos: estos animales se desplazan con total libertad ya que gracias a sus medios de locomoción pueden adaptarse a las corrientes de agua.

✿ Plactónicos: estos seres vivos viven flotando en el agua terrestre o marina y son arrastrados por las corrientes de agua, no se trasladan por movimientos propios.

✿ Neustónicos : estos viven sobre la superficie del agua, flotando.

B. AEROTERRESTRE: La vida se desarrolla sobre el suelo en contacto con el aire

C. DE TRANSICION:

La vida se desarrolla tanto en el agua como en el ambiente aeroterrestre, corresponde a orillas de lagos, ríos, lagunas, etc.