24.3: Ecosistemas

Otro día, otra bola de estiércol

El escarabajo negro en Figura\(\PageIndex{1}\) ha hecho una bola a partir del estiércol (heces) de un mamífero y la está rodando lejos de la pila de estiércol. Después de formar una bola a partir del estiércol, el escarabajo rueda la pelota en línea recta, a pesar de todos los obstáculos, a un lugar seguro para que otros escarabajos del estiércol no puedan robarla. Los escarabajos de estiércol pueden rodar bolas de estiércol que son hasta diez veces su propio peso. ¿Qué hacen con todo ese estiércol? Generalmente, lo entierran. Entonces, dependiendo de la especie de escarabajo de estiércol, o bien usan la bola de estiércol como fuente de alimento almacenado o ponen sus huevos dentro de ella. En este último caso, cuando las larvas eclosionan de los huevos, tienen a mano una fuente nutritiva de alimento. ¡Ñam!

Figura\(\PageIndex{1}\): Escarabajo de estiércol

¿Por qué enfocarse en este insecto consumidor de popó? Los escarabajos de estiércol juegan un papel muy importante en las áreas agrícolas, así como en muchos ecosistemas naturales. Al enterrar y consumir estiércol, mejoran el reciclaje de nutrientes y la estructura del suelo. También protegen al ganado de plagas como moscas que de otro modo serían atraídas por el estiércol. Los escarabajos estiércol ahorran a la industria ganadera estadounidense un estimado de 380 millones de dólares al año al enterrar heces de ganado. Este es solo uno de la multitud de valiosos servicios que son proporcionados a los humanos por los ecosistemas y sus organismos.

¿Qué es un ecosistema?

Al igual que otros sistemas, un ecosistema es un conjunto de componentes que interactúan que forman un todo complejo. Los componentes que interactúan de un ecosistema son todos sus seres vivos y su entorno no vivo. El ambiente no vivo incluye factores abióticos como la temperatura, el agua, la luz solar y los minerales en el suelo. Una comunidad es la parte biótica de un ecosistema. Consiste en todas las poblaciones de todas las especies que viven e interactúan en el ecosistema. Las partes abiótica y biótica de un ecosistema están unidas entre sí por flujos de energía y ciclos de nutrientes a través del sistema.

No existe una manera ampliamente consensuada de delinear un ecosistema específico. Teóricamente, los ecosistemas pueden variar enormemente en tamaño. Considera un bosque como ejemplo. Podría cubrir cientos o incluso miles de acres, formando un gran ecosistema en el que un árbol individual es de poca importancia. Sin embargo, un árbol individual también puede considerarse un ecosistema, con millones de organismos viviendo dentro y sobre él, que van desde microbios hasta pequeños mamíferos. Incluso una sola hoja puede considerarse un ecosistema. Varias generaciones de una población de pulgones pueden existir a lo largo de la vida útil de la hoja, como en la Figura\(\PageIndex{2}\). Cada uno de los pulgones, a su vez, apoya a una comunidad diversa de bacterias.

Figura\(\PageIndex{2}\): Pequeños insectos llamados pulgones viven y se alimentan de esta hoja. Junto con las bacterias, forman un ecosistema foliar en miniatura.

Procesos Ecosistémicos

Los procesos ecosistémicos mueven la energía y la materia a través de los componentes bióticos y abióticos del sistema. Estos procesos comienzan con la producción primaria por parte de los productores. La energía que fluye a través de casi todos los ecosistemas se obtiene principalmente del sol y entra en los ecosistemas a través del proceso de fotosíntesis. Este proceso lo llevan a cabo productores que pueden incluir plantas, ciertos microbios y/o algas. Estos productores capturan la energía de la luz solar y la utilizan para convertir el dióxido de carbono inorgánico (de la atmósfera) y el agua en moléculas de carbono orgánico y oxígeno.

Figura\(\PageIndex{3}\): Hongos (hongos) como estos son los principales descomponedores de la hojarasca vegetal en muchos ecosistemas.

Reciclaje de nutrientes minerales

Los ecosistemas continuamente toman energía del entorno más amplio que los rodea. Los nutrientes minerales, por otro lado, se reciclan principalmente dentro de los ecosistemas entre los seres vivos y los componentes abióticos de los ecosistemas. El nitrógeno en la atmósfera, por ejemplo, es absorbido por ciertas bacterias del suelo, las cuales cambian el nitrógeno a una forma que las plantas pueden usar. De las plantas, los ciclos de nitrógeno a los animales y eventualmente a los descomponedores, que devuelven el nitrógeno al suelo. En la mayoría de los ecosistemas terrestres, el nitrógeno es un factor limitante en el crecimiento vegetal. Un factor limitante es cualquier factor que restringe el tamaño de la población de una o más especies en un ecosistema. Debido a que la mayoría de los ecosistemas terrestres están limitados en nitrógeno, el ciclo del nitrógeno es un importante control de la producción de los Otros nutrientes que se reciclan dentro de los ecosistemas incluyen fósforo, potasio y magnesio.

Bienes y Servicios Ecosistémicos

Los ecosistemas proporcionan una variedad de bienes y servicios de los que depende la gente. Sin ecosistemas naturales saludables, no podríamos sobrevivir como especie.

Bienes Ecosistémicos

Los bienes de los ecosistemas incluyen productos tangibles y materiales de los procesos ecosistémicos, incluidos alimentos como la caza silvestre y las frutas, materiales de construcción como la madera y el bambú, y plantas medicinales como el sauce que se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Los bienes de los ecosistemas también incluyen cosas menos tangibles, como las características del ecosistema que brindan atracciones turísticas y oportunidades recreativas. Los genes en plantas y animales silvestres son otro bien del ecosistema. Estos organismos proporcionan un almacén de material genético que puede ser utilizado para mejorar las especies domésticas.

Figura\(\PageIndex{4}\): Muchas plantas silvestres elaboran compuestos químicos que han demostrado ser útiles como medicamentos para humanos. Las hojas de sauces como esta se han utilizado para aliviar el dolor y la fiebre desde hace más de 2,000 años. Las hojas contienen un compuesto que ahora se elabora artificialmente y se vende como aspirina.

Servicios ecosistémicos

Los servicios que brindan los ecosistemas tal vez incluso más importantes que los bienes, sin embargo, tradicionalmente se han dado por sentado. Incluyen procesos que mantienen el ciclo del agua, proporcionan oxígeno al aire, eliminan los gases de efecto invernadero de la atmósfera, filtran los contaminantes del agua y polinizan los cultivos. Estos servicios no sólo tienen valor económico; también son invaluables para el mantenimiento de la vida humana.

Como ejemplo, considere el servicio ecosistémico de polinización. La mayoría de las plantas con flores requieren la ayuda de polinizadores como insectos y aves para producir frutos y semillas. Los polinizadores juegan un papel esencial en la producción de más de 150 cultivos alimentarios en Estados Unidos, incluyendo casi todos los cultivos de frutas y granos, desde manzanas hasta alfalfa. El polinizador más importante de los cultivos es la abeja melífera (como la que se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\)). Las abejas melíferas proporcionan un estimado de 1.6 mil millones de dólares en servicios de polinización natural a la agricultura solo en Estados Unidos.

Figura\(\PageIndex{5}\): Abeja melífera sobre flor. Una abeja melífera es pequeña y puede parecer insignificante, pero los servicios de polinización que brinda son sumamente importantes.

Reportaje: La biología humana en las noticias

Uno de los misterios más grandes y potencialmente más devastadores que tienen lugar en los ecosistemas en los últimos años es el declive de las abejas melíferas. Los apicultores normalmente esperan que algunas de sus abejas melíferas mueran de una temporada a otra, pero las pérdidas recientes son el doble de las del pasado. La dramática reducción de las poblaciones de abejas melíferas ha sido noticia no sólo porque es tan impactante en su devastación sino también por el extremadamente valioso servicio ecosistémico que brindan las abejas melíferas como polinizadoras. Los apicultores deben gastar más dinero para tratar de mantener vivas a sus abejas y comenzar nuevas colonias para reemplazar a las que se han extinguido. Este costo se pasa a los agricultores que hacen uso de polinizadores de abejas melíferas. En última instancia, el costo se transmite a consumidores como tú.

Los investigadores están tratando desesperadamente de encontrar la respuesta a la misteriosa desaparición de las abejas melíferas para que puedan idear planes para protegerlas. Una posible causa que se ha identificado recientemente es un ácaro parásito de la especie bien llamada Varroa destructor. Se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\), este ácaro ha sido llamado el “vampiro” del mundo de las abejas porque se alimenta del insecto equivalente a la sangre (llamado hemolinfa) tanto de abejas melíferas adultas como juveniles. Imagina un mosquito chupador de sangre del tamaño de un plato de cena que te ataca por tu sangre. Eso es sobre cuán grandes son los ácaros vampiro en relación con sus hospederos de abejas melíferas. Peor aún, las abejas individuales suelen ser atacadas por múltiples ácaros. Además, además de succionar la “sangre” de la abeja, los ácaros también transmiten otros patógenos que suprimen el sistema inmunológico del huésped de la abeja. No es de extrañar que los ácaros estén pasando tanto precio en las poblaciones de abejas melíferas

Figura\(\PageIndex{6}\): Ácaros parásitos de Varroa marrón oscuro en una pupa de abeja melífera (estructura blanca más grande).

Se dispone de sustancias químicas llamadas miticidas que pueden matar los ácaros de Varroa. Desafortunadamente, las abejas melíferas también se ven afectadas negativamente por los químicos. El uso de miticidas puede incluso estar contribuyendo a la mortalidad de las abejas melíferas. Otro problema es que los ácaros están desarrollando resistencia a los miticidas más utilizados. Una estrategia potencial actualmente bajo investigación es criar abejas melíferas que sean naturalmente resistentes a los ácaros. No obstante, esa estrategia puede tardar mucho tiempo en llegar a buen término, si efectivamente lo hace.

Mientras tanto, se puede implementar otra estrategia. Esa estrategia es fortalecer el sistema inmunológico de las abejas melíferas al proporcionar a las abejas una mayor variedad de plantas forrajeras de fácil acceso. La evidencia sugiere que cuando las abejas melíferas tienen una nutrición óptima, son más capaces de lidiar con los ácaros y otras posibles causas de mortalidad. Sin embargo, la agroindustria moderna y el crecimiento de las ciudades han disminuido la cantidad y variedad de plantas con flores naturales que las abejas necesitan para prosperar. No es necesario ser apicultor o científico para ayudar a contrarrestar esta tendencia y contribuir a la salud y supervivencia de las abejas melíferas. Si eres dueño de una casa, puedes cultivar flores silvestres en tu patio, asegurándote de incluir especies que florecen en diferentes épocas del año.

Revisar

1. Definir ecosistema e identificar los componentes que conforman un ecosistema.
2. ¿Cómo funcionan los ecosistemas?
3. ¿Qué materiales se reciclan en los ecosistemas?
4. Definir y dar ejemplos de bienes y servicios ecosistémicos.
5. ¿Por qué crees que los agricultores a veces usan un fertilizante que contiene nitrógeno en sus cultivos?
6. Descomponedores:
   1. A. son productores primarios.
   2. B. no juegan papeles importantes en los ecosistemas.
   3. C. ayudar a reciclar los nutrientes en un ecosistema.
   4. D. suelen ser abióticas.

Explora más

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Mira este video para conocer la importancia de la biodiversidad

Mira este video para conocer más sobre el declive poblacional de las abejas

Atribuciones

1. Escarabajo de estiércol por Bayhaus vía licencia Pixabay
2. Aphidoidea de Thomas Bresson, con licencia CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Champiñones por adeg vía licencia Pixabay
4. Sauce llorón por daledbe vía licencia Pixabay
5. Abeja melífera de Orangeaurochs, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
6. Ácaros Vorroa, dominio público vía Wikimedia Commons
7. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0