Ciclo energético pdf
Los átomos que componen los organismos de un ecosistema se mueven repetidamente entre las partes vivas y no vivas del mismo. Las redes alimentarias modelan cómo la materia y la energía se transfieren entre productores, consumidores y descomponedores a medida que los tres grupos interactúan dentro de un ecosistema.
La fotosíntesis y la respiración celular proporcionan la mayor parte de la energía para los procesos vitales. Sólo una fracción de la materia consumida en el nivel inferior de una red alimentaria se transfiere hacia arriba, lo que da lugar a menos organismos en los niveles superiores. En cada eslabón de un ecosistema, los elementos se combinan de diferentes maneras y la materia y la energía se conservan. La fotosíntesis y la respiración celular son componentes clave del ciclo global del carbono.
Next Generation Science Standards es una marca registrada de Achieve. Ni Achieve ni los estados líderes y socios que desarrollaron los Estándares de Ciencias de la Próxima Generación participaron en la producción de este producto, y no lo respaldan. Visite el sitio web oficial de los NGSS.
Diagrama del ciclo energético en el ecosistema
Un ecosistema es una comunidad de organismos vivos y su entorno abiótico (no vivo). Los ecosistemas pueden ser pequeños, como las pozas de marea que se encuentran cerca de las costas rocosas de muchos océanos, o grandes, como los que se encuentran en la selva tropical del Amazonas en Brasil ([Figura 1]).
Figura 1: Un ecosistema de charcas mareales (a) en la isla de Matinicus (Maine) es un ecosistema pequeño, mientras que la selva amazónica (b) en Brasil es un ecosistema grande. (crédito a: modificación del trabajo de Jim Kuhn; crédito b: modificación del trabajo de Ivan Mlinaric)
Existen tres grandes categorías de ecosistemas basadas en su entorno general: agua dulce, marinos y terrestres. Dentro de estas tres categorías hay tipos de ecosistemas individuales basados en el hábitat ambiental y los organismos presentes.
La vida en un ecosistema suele implicar una competencia por los recursos limitados, que se produce tanto dentro de una misma especie como entre especies diferentes. Los organismos compiten por el alimento, el agua, la luz solar, el espacio y los nutrientes minerales. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para constituir las estructuras físicas de los organismos. Otros factores críticos que influyen en la dinámica de la comunidad son los componentes de su entorno físico: el clima de un hábitat (estaciones, luz solar y precipitaciones), la altitud y la geología. Todas ellas pueden ser variables ambientales importantes que determinan qué organismos pueden existir en una zona concreta.
Importancia del ciclo energético
Un ejemplo primordial es la moneda energética de los ecosistemas, que es el carbono. Los organismos controlan la cantidad y la forma del carbono presente en los distintos grupos de los ecosistemas -como las plantas, los animales, el aire, el suelo y el agua- y, en última instancia, afectan a su éxito ecológico. La cantidad de dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera es uno de los principales reguladores del clima de la Tierra; hasta que los seres humanos empezaron a quemar combustibles fósiles en grandes cantidades, a lo largo de escalas de tiempo que van de años a siglos, las concentraciones de CO2 estaban controladas totalmente por las plantas y los microorganismos (con pequeñas contribuciones de los animales y, periódicamente, de importantes fuentes geológicas como los volcanes). ¿Cómo funciona este intercambio de carbono entre los organismos y las reservas inorgánicas de los ecosistemas? La respuesta tiene dos partes importantes: la primera tiene que ver con la forma en que se genera la energía en los ecosistemas, y la segunda con la forma en que se utiliza la energía.
En la mayoría de los ecosistemas, la fuente última de toda la energía es el sol. Las plantas y los microorganismos terrestres y marinos utilizan la fotosíntesis para producir biomasa (materia viva): absorben longitudes de onda específicas de la luz solar utilizando el pigmento clorofila, para convertir la luz solar en energía química, y “fijan” (es decir, convierten) el CO2 de la atmósfera en compuestos orgánicos como azúcares, lípidos y proteínas. Muchos otros organismos -incluidos los humanos- consumen estos azúcares, lípidos y proteínas y utilizan la energía almacenada para impulsar sus actividades. De hecho, la energía que alimenta nuestras luces y nuestros coches también es “luz solar fosilizada”: procede de material orgánico que ha sido enterrado en el fondo del océano o de un pantano, y convertido por el calor y la presión en petróleo, carbón o gas natural a lo largo del tiempo geológico. Esto lleva a la conclusión, a menudo sorprendente, de que la gran mayoría de la energía utilizada en la Tierra procede en última instancia de la luz solar.
El ciclo de la energía en un ecosistema
El ciclo de la materia y el flujo de energía dentro de los ecosistemas se producen a través de las interacciones entre los diferentes organismos y entre los organismos y el entorno físico. Todos los sistemas vivos necesitan materia y energía. La materia alimenta las reacciones químicas que liberan energía para las funciones vitales y proporciona el material para el crecimiento y la reparación de los tejidos. Las plantas necesitan la energía de la luz porque la reacción química que produce la materia vegetal a partir del aire y el agua requiere un aporte de energía para producirse. Los animales adquieren la materia de los alimentos, es decir, de las plantas o de otros animales. Los elementos químicos que componen las moléculas de los organismos pasan por las redes alimentarias y el medio ambiente y se combinan y recombinan de diferentes maneras. En cada nivel de una red alimentaria, parte de la materia proporciona energía para las funciones vitales, otra parte se almacena en estructuras de nueva creación y gran parte se desecha al entorno. Sólo una pequeña fracción de la materia consumida en un nivel es captada por el siguiente. Como los ciclos de la materia y la energía fluyen a través de los sistemas vivos y entre éstos y el entorno físico, la materia y la energía se conservan en cada cambio.
