3.3: Diversidad de Ecosistemas

Aquellos que han escalado las montañas más altas de África probablemente hayan notado cómo las plantas y los animales presentes cambian gradualmente, a medida que uno se mueve de un bosque alto de tierras bajas a un bosque húmedo de altura media con un dosel bajo, luego a prados alpinos herbáceos y, por último, a picos de montañas frías, ventosas y rocosas. Vemos estos cambios porque, a medida que nos movemos por el paisaje, cambian las condiciones físicas (geología, tipo de suelo, temperatura, precipitación), y así también las especies se adaptan a diferentes nichos ambientales, según lo determinado por las condiciones variables. Así, una a una, las especies presentes en un lugar son reemplazadas por nuevas especies más adecuadas a las nuevas condiciones. Podemos ver cómo cambia todo el paisaje en respuesta a los componentes dinámicos bióticos y abióticos del ambiente (Figura 3.5). La variedad de vida resultante de estos cambios ambientales es lo que da origen a la diversidad de los ecosistemas.

Figura 3.5 El clima juega un papel importante en la distribución de la biodiversidad. Es por ello que vemos una disminución gradual en la diversidad de especies a medida que se mueve de tierras bajas cálidas y húmedas hacia picos fríos y ventosos de altas montañas. Esta foto fue tomada en el monte Kilimanjaro en Tanzania alrededor de 3,800 m sobre el nivel del mar. Fotografía de Andreas Ensslin, CC BY 4.0.

La diversidad de ecosistemas describe la variedad completa de ecosistemas de un área, mientras que el término “ecosistema” describe todos los organismos en un área, así como el ambiente físico y químico con el que esos organismos interactúan. Un componente importante de cualquier ecosistema es su comunidad biológica (o comunidad ecológica), definida como todos los individuos vivos, poblaciones y especies de un lugar, así como todas las interacciones biológicas entre esos organismos. El ambiente abiótico (o físico), especialmente el clima, la energía y la disponibilidad de nutrientes, afecta en gran medida la estructura, composición y características de la comunidad biológica (o ambiente biótico) de una zona, y finalmente el tipo de ecosistema presente (Figura 3.6). Por ejemplo, el agua que se evapora de las hojas, el suelo y otras superficies más tarde puede convertirse en lluvia o nieve que proporciona agua potable que sustenta la vida. La energía de la luz solar, a su vez, permite que las plantas fotosintéticas (o productores primarios) crezcan; la energía del sol se transfiere posteriormente a los animales que se alimentan de las plantas (herbívoros o consumidores primarios), y luego a los animales que comen a otros animales ( carnívoros, o consumidores secundarios). El ambiente físico afecta de manera similar a los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, en el arroyo de agua dulce, la comunidad biológica presente está determinada en gran parte por las características físicas del arroyo, incluyendo la química del agua, la temperatura, el caudal y el sustrato.

Figura 3.6 Los componentes abióticos de una zona influyen fuertemente en su ambiente biótico. Por ejemplo, la temperatura promedio y la precipitación determinan qué bioma dominará, lo que a su vez influye en qué especies estarán presentes. Después de Whittaker, 1975, CC BY 4.0

A escala local, las propias comunidades biológicas pueden desempeñar un papel destacado en la alteración del entorno físico. Por ejemplo, los árboles presentes en un ecosistema forestal pueden influir en la velocidad del viento, la luz, la humedad, la química del suelo y la temperatura. Asimismo, las comunidades biológicas marinas, como bosques de algas marinas, lechos de pastos marinos y arrecifes de coral, pueden afectar la temperatura del agua, la química del agua, la penetración de la luz solar y la energía de las olas.

Dentro de una comunidad biológica, las especies individuales tienen roles ecológicos específicos y tienen diferentes requisitos para la supervivencia. Estos roles y requisitos permiten que diferentes especies coexistan, y en casos de interdependencia, requieren que lo hagan. Por ejemplo, una especie de planta determinada puede crecer solo en un tipo de suelo, ser polinizada por un tipo de insecto, o tener sus semillas dispersadas por un solo tipo de animal. Si alguno de estos requisitos restringe el tamaño poblacional o la distribución de esa planta, se considera un recurso limitante. Incluso el estiércol animal, generalmente considerado un producto de desecho, puede convertirse en un recurso limitante para las especies que dependen de él para su alimentación y reproducción. Por ejemplo, estudios de Costa de Marfil y África del Sur han vinculado la disminución de la población de escarabajos de estiércol con la extirpación de grandes herbívoros como elefantes y búfalos (Nichols et al., 2009).

Las condiciones ambientales que regulan la abundancia de recursos limitantes pueden cambiar con el tiempo. En consecuencia, muchas comunidades ecológicas pueden sufrir cambios importantes en su composición a lo largo del tiempo. Esto es particularmente prominente durante la sucesión ecológica, que describe el proceso gradual durante el cual los ecosistemas cambian después de una perturbación. Consideremos, por ejemplo, un bosque viejo que es despejado por una operación de tala. Poco después del despeje y abandono, el suelo absorbe más luz solar, resultando en altas temperaturas y baja humedad durante el día. Estas primeras etapas presentan un ambiente ideal para especies pioneras, como mariposas amantes del sol, hierbas anuales y pastos, con semillas dispersas por el viento. En pocos años, la transición sucesional temprana de herb-field o pastizales a un matorral, que acomoda un nuevo conjunto de especies. A medida que los arbustos maduran, los árboles forestales germinan a la sombra que proporcionan los arbustos. A lo largo de décadas, a medida que los árboles forestales maduran, el dosel del bosque se restablece gradualmente lo que, a su vez, brinda oportunidades para especies características de etapas de sucesión media y tardía, como las flores silvestres tolerantes a la sombra de suelos húmedos. Eventualmente, después de muchas décadas, especies clímax representativas de bosques maduros, como las aves que anidan en los hoyos de árboles muertos, comienzan a colonizar la zona.