Dónde vive cada uno y qué se come a quién
Un estanque contiene más que agua: poblaciones que se alimentan mutuamente, ciclan carbono y nitrógeno, y responden —a veces catastróficamente— a lo que los humanos agregan. La ecología formula cuatro preguntas: quién vive aquí (población, comunidad, hábitat, ecosistema), quién se come a quién (cadenas alimentarias, redes tróficas, pirámides), qué circula (los ciclos del carbono y del nitrógeno) y qué le estamos haciendo (contaminación, gases de efecto invernadero, eutrofización, deforestación).
Edexcel International GCSE Biología 4BI1, Sección 4 (declaraciones 4.1–4.18B) recompensa definiciones precisas y el ciclo del carbono dibujado de memoria.
El organismo en el entorno
Una población son todos los organismos de una sola especie en un hábitat; una comunidad son todas las poblaciones en ese hábitat; un hábitat es el lugar; un ecosistema es la comunidad más sus alrededores no vivos. El tamaño de la población está determinado por factores abióticos (luz, agua, temperatura) y factores bióticos (alimento, depredadores, enfermedades, competencia). Las prácticas con cuadrantes estiman el tamaño de la población (media por cuadrante × área total ÷ área del cuadrante) y (B) los cuadrantes a lo largo de un transecto muestran la distribución y la biodiversidad.
Relaciones tróficas
Productores (plantas) capturan energía luminosa; los consumidores primarios comen productores; los consumidores secundarios y terciarios siguen; los descomponedores descomponen material muerto. Las flechas en una cadena alimentaria apuntan desde lo consumido hacia quien consume —la dirección en la que fluye la energía. Las pirámides numéricas pueden invertirse (un árbol, muchos insectos), pero las pirámides de biomasa y de transferencia de energía siempre se estrechan hacia arriba —porque solo alrededor del 10 % de la energía en un nivel pasa al siguiente: el resto se pierde en respiración, movimiento y excreción, y como calor.
Ciclos dentro de los ecosistemas
Carbono: la fotosíntesis elimina CO₂ del aire; la alimentación transmite el carbono a lo largo de las cadenas; la respiración (todos los organismos) y la descomposición lo devuelven; la combustión de combustibles fósiles libera el carbono almacenado durante millones de años.
(B) Nitrógeno: las bacterias fijadoras de nitrógeno convierten el N₂ atmosférico en compuestos nitrogenados; los descomponedores degradan la materia muerta en amoníaco; las bacterias nitrificantes transforman el amoníaco en nitratos, que absorben las plantas; las bacterias desnitrificantes devuelven el nitrógeno a la atmósfera.
Influencias humanas
Contaminación del aire: el dióxido de azufre se disuelve en la lluvia para formar lluvia ácida (daña hojas, lagos y edificios); el monóxido de carbono se une a la hemoglobina, reduciendo el oxígeno que puede transportar la sangre. Gases de efecto invernadero — vapor de agua, dióxido de carbono, óxido nitroso, metano y CFCs — atrapan la radiación saliente; la quema de combustibles fósiles, la deforestación, la agricultura y la industria los aumentan, engrosando el manto (el efecto invernadero mejorado), lo que provoca el calentamiento global con el aumento del nivel del mar y cambios climáticos. Aguas residuales en el agua alimentan microbios que consumen oxígeno. Eutrofización: los fertilizantes se lixivian hacia el agua, provocan florecimientos algales, estas mueren y los descomponedores agotan el oxígeno — los peces se asfixian.
(B) La deforestación elimina raíces y dosel: la lluvia liivia minerales del suelo, la erosión aumenta, la evapotranspiración disminuye (menos nubes y lluvia), y el carbono almacenado vuelve al aire, desequilibrando los gases atmosféricos.
Compruébalo tú mismo
- Define población, comunidad, hábitat y ecosistema.
- ¿Por qué una pirámide de números puede estar invertida cuando una pirámide de biomasa no puede?
- Explica por qué solo aproximadamente 10 % de la energía pasa entre niveles tróficos.
- Nombra los cuatro procesos del ciclo del carbono.
- (B) ¿Qué bacterias convierten el amoníaco en nitratos y cuáles devuelven el nitrógeno al aire?
- ¿Por qué mata el monóxido de carbono?
- Nombra los cinco gases de efecto invernadero.
- Describe la secuencia de eutrofización en cuatro pasos.
- (B) Da dos consecuencias de la deforestación para el ciclo del carbono y dos para el suelo.
Respuestas: 1 población — todos los organismos de una especie en un hábitat; comunidad — todas las poblaciones en un hábitat; hábitat — el lugar donde viven los organismos; ecosistema — comunidad más su entorno; 2 los números cuentan individuos — un solo árbol enorme puede alimentar a muchos insectos, invirtiendo la forma — mientras que la biomasa mide la masa total, que siempre disminuye con cada nivel; 3 la energía se pierde en cada paso mediante respiración (calor), movimiento y excreción/egestión de partes no digeridas; 4 fotosíntesis, respiración, descomposición, combustión; 5 (B) bacterias nitrificantes; bacterias desnitrificantes; 6 se une a la hemoglobina con mayor fuerza que el oxígeno, por lo que la sangre transporta menos oxígeno a los tejidos; 7 vapor de agua, dióxido de carbono, óxido nitroso, metano, CFCs; 8 el fertilizante entra al agua → florecimiento algál → las algas mueren y los descomponedores proliferan → los descomponedores respiran, consumiendo el oxígeno, por lo que mueren los peces y otros organismos; 9 (B) carbono: menos árboles realizan fotosíntesis y la quema/combustión libera carbono almacenado; suelo: lixiviación de minerales y erosión sin raíces, con menor evapotranspiración.