16.1B: Organización de Ecosistemas

Los microorganismos desempeñan funciones esenciales en el complejo sistema de intercambio de nutrientes que define una comunidad ecológica.

Objetivos de aprendizaje

• Ilustrar la organización de los ecosistemas

Puntos Clave

• Un ecosistema es un sistema unificado de intercambio compuesto por productores autótrofos, consumidores heterótrofos y descomponedores.
• Una red alimentaria representa una colección de consumidores heterótrofos que conectan y ciclan el flujo de energía y nutrientes desde una base productiva de autótrofos autoalimentados.
• Los microorganismos juegan un papel vital en cada comunidad ecológica al servir como productores y descomponedores.

Términos Clave

• autótrofo: Cualquier organismo que pueda sintetizar su alimento a partir de sustancias inorgánicas, utilizando el calor o la luz como fuente de energía.
• heterótrofo: Un organismo que requiere un suministro externo de energía en forma de alimento ya que no puede sintetizar el suyo propio.

Aunque los ecologistas tienden a considerar los ecosistemas como unidades estructurales básicas, puede ser difícil (si no imposible) definir formalmente los límites de un ecosistema dado. Como tal, los ecosistemas son mejor pensados como localizaciones conceptuales que como ubicaciones geográficas reales. Rara vez los ecosistemas están aislados unos de otros; más bien, deben considerarse partes de un conjunto funcional más grande que en conjunto comprenden la biosfera (“el lugar en la superficie de la Tierra donde habita la vida”).

A pesar de que los límites claros entre los ecosistemas pueden ser difíciles de identificar, a menudo se pueden observar y definir las innumerables interacciones que tienen lugar dentro de una comunidad ecológica. Estas interacciones pueden describirse mejor detallando las conexiones de alimentación (lo que come qué) entre la biota en un ecosistema, vinculando así el ecosistema en un sistema unificado de intercambio.

Todas las formas de vida en un ecosistema pueden agruparse ampliamente en una de dos categorías (llamadas niveles tróficos):

• Autótrofos, que producen materia orgánica (alimento) a partir de sustancias inorgánicas; y
• Heterótrofos, que deben alimentarse de otros organismos para obtener materia orgánica.

En general, los niveles tróficos se utilizan para describir la forma en que un organismo particular dentro de un ecosistema obtiene su alimento. Mediante esta descripción, podemos replantear y reorganizar las categorías anteriores para definir las tres formas básicas en que los organismos adquieren su alimento:

• Los productores (autótrofos) no suelen comer otros organismos sino que extraen nutrientes del suelo o del océano y fabrican sus propios alimentos utilizando la fotosíntesis. De esta manera, es la energía del sol la que suele alimentar la base de la cadena alimentaria.
• Los consumidores (heterótrofos) no pueden fabricar sus propios alimentos y necesitan consumir otros organismos.
• Los descomponedores descomponen los materiales y desechos vegetales y animales muertos y los liberan al ecosistema como energía y nutrientes para su reciclaje.

Dentro de los ecosistemas, los factores bióticos que comprenden las categorías anteriores pueden organizarse en una cadena alimentaria en la que los productores autótrofos utilizan materiales y nutrientes reciclados por los descomponedores para elaborar su propio alimento; los productores son a su vez consumidos por consumidores heterótrofos. En los ecosistemas del mundo real, existen múltiples cadenas alimentarias para la mayoría de los organismos (ya que la mayoría de los organismos comen más de un tipo de alimento o son consumidos por más de un tipo de depredador). Adicionalmente, el movimiento de los nutrientes minerales en la cadena alimentaria es cíclico en lugar de lineal. Como consecuencia, la intrincada red de cadenas alimentarias que se cruzan y se superponen para un ecosistema se representa más comúnmente como una red alimentaria. Una red alimentaria representa una colección de consumidores heterótrofos que conectan y ciclan el flujo de energía y nutrientes desde una base productiva de autótrofos autoalimentados.

Figura: Una red alimentaria simplificada: Esta imagen muestra un modelo simplificado de la red alimentaria de movimiento energético y de nutrientes minerales en un ecosistema. El flujo de energía es unidireccional (no cíclico) y el movimiento de los nutrientes minerales es cíclico.

Los microorganismos juegan un papel vital en cada comunidad ecológica al servir tanto como productores como descomponedores. Aunque las plantas son los productores primarios más comunes, los microbios autotróficos fotosintéticos (como las cianobacterias y las algas) pueden aprovechar la energía lumínica para generar materia orgánica. Adicionalmente, en zonas donde la luz no puede penetrar (y por lo tanto la fotosíntesis no puede ser el medio básico para producir energía), los microbios quimiosintéticos proporcionan energía y carbono a los demás organismos del ecosistema. Otros microbios son los descomponedores, con la capacidad de reciclar los nutrientes de la materia orgánica muerta y los productos de desecho de otros organismos. La descomposición es crítica ya que la mayor parte del carbono y la energía incorporados en los tejidos vegetales durante la fotosíntesis permanecen sin comer cuando el tejido vegetal muere (y por lo tanto debe descomponerse antes de que pueda estar disponible para su reciclaje).