11.3: Esenciales del Ecosistema

Un Ecosistema es una asociación autosustentable de plantas y animales vivos. La base de un ecosistema son las plantas que cosechan energía del sol y la convierten en azúcares y almidones a través de un proceso conocido como fotosíntesis. Las plantas también dependen de los suelos para cosechar nutrientes. Los animales luego consumen las plantas y utilizan la energía almacenada de la estructura de las plantas. Cuando las plantas y los animales mueren, son reciclados por descomponedores, como microbios y hongos que convierten el tejido de las plantas o animales en materia orgánica que se convierte en parte del suelo. El ciclo comienza de nuevo cuando una nueva planta comienza a crecer en el suelo enriquecida por la descomposición de organismos anteriores. A estos grupos interrelacionados de organismos se les llama comunidades. Dentro de una comunidad son importantes dos conceptos:

• Un hábitat es el tipo de ambiente en el que un organismo reside o está biológicamente adaptado para vivir.
• Un nicho es la función de una forma de vida dentro de una comunidad determinada. Cada organismo ocupa un nicho dentro de su hábitat.

Los ecosistemas se ven afectados por la temperatura y la precipitación. Recordemos del capítulo 6 que un efecto importante sobre la temperatura de una región es su latitud y elevación.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

El factor limitante en un ecosistema es el componente físico o químico que más inhibe la función biótica. Busque factores limitantes en Internet, un texto o su biblioteca, y escriba al menos cinco factores limitantes:

1. ___________
2. ___________
3. ___________
4. ___________
5. ___________

Como se discutió anteriormente, los ecosistemas están compuestos por comunidades que dependen unas de otras. Al primer nivel de estas comunidades se les llama productores. Los productores son aquellos organismos (plantas) que cosechan la energía del sol y la convierten en azúcares y almidones. Los productores son consumidos por los consumidores primarios, criaturas que comen plantas. Por ejemplo, un consumidor primario podría ser un saltamontes. Los consumidores primarios son consumidos por consumidores secundarios (como un pollo). Los consumidores secundarios son luego consumidos por un consumidor terciario (como un humano).

Figura 1: Una pirámide energética es una presentación de los niveles tróficos en un ecosistema. La energía del sol se transfiere a través del ecosistema al pasar por diversos niveles tróficos. Aproximadamente el 10% de la energía se transfiere de un nivel trófico al siguiente, impidiendo así una gran cantidad de niveles tróficos. Debe haber mayores cantidades de biomasa en la parte inferior de la pirámide para soportar los requerimientos de energía y biomasa de los niveles tróficos más altos.

Al considerar las pirámides alimentarias, considera cuáles serían los efectos si un productor tomara una unidad de un pesticida, y ese pesticida se magnificara en cada nivel de la cadena alimentaria. Por ejemplo, el DDT es un insecticida el cual es inofensivo en pequeñas dosis. Sin embargo, el DDT se almacena en las grasas de insectos y animales, y puede transmitirse a la descendencia. Este proceso se llama bioacumulación.

Nos centraremos en la bioacumulación de DDT, un pesticida que fue ampliamente utilizado porque podría ser manejado de manera segura por humanos. Fue ampliamente utilizado poco después de su descubrimiento justo antes de la Segunda Guerra Mundial. Durante la guerra, se utilizó para reducir las poblaciones de mosquitos y así controlar la malaria en zonas donde las tropas estadounidenses estaban luchando (particularmente en los trópicos). También se utilizó en poblaciones civiles en Europa, para prevenir la propagación de piojos y las enfermedades que portaban. Las poblaciones de refugiados y las que viven en ciudades destruidas habrían enfrentado de otra manera epidemias de enfermedades nacidas en piojos. Después de la guerra, el DDT se hizo popular no solo para proteger a los humanos de las enfermedades transmitidas por insectos, sino también para proteger los cultivos.

Figura 2: Modelo de bola y varilla de la molécula de DDT,\(C_{14}H_9Cl_5\). (Dominio público; Ben Mills).

Para la década de 1960, los problemas globales con el DDT y otros pesticidas se estaban volviendo tan generalizados que comenzaron a atraer mucha atención. El crédito por hacer sonar la advertencia sobre el DDT y la biomagnificación suele ir a la científica Rachel Carson quien escribió el influyente libro Silent Spring (1962). El manantial silencioso aludido en el título describe un mundo en el que todos los pájaros cantores han sido envenenados. DDT significa dicloro, difenil tricloroetano (Figura 1). Es un hidrocarburo clorado, una clase de químicos que a menudo se ajustan a las características necesarias para la biomagnificación. El DDT tiene una vida media de 15 años, lo que significa que si usas 100 kg de DDT, se descompondrá de la siguiente manera:

Año	Monto restante
0	100 kg
15	50 kg
30	25 kg
45	12.5 kg
60	6.25 kg
75	3.13 kg
90	1.56 kg
105	0.78 kg
120	0.39 kg

Esto quiere decir que después de 100 años, todavía habrá más de una libra de DDT en el medio ambiente. Si se bioacumula y biomagnifica, gran parte del DDT estará en los cuerpos de los organismos. El DDT en realidad tiene una toxicidad bastante baja para los humanos (pero alta toxicidad para los insectos, de ahí su uso como insecticida).

Como el primero de los plaguicidas modernos, el DDT fue sobreutilizado, y pronto condujo al descubrimiento de los fenómenos de resistencia de insectos a pesticidas y bioacumulación y biomagnificación. Uno de los eventos más extraños para acompañar este uso temprano del DDT ocurrió cuando se hizo necesario paracaídas a los gatos hacia aldeas remotas de la selva en lo que entonces era Birmania. Lo siguiente ha tomado proporciones de leyenda urbana.

Operación Cat Drop

A principios de la década de 1950, el pueblo Dayak en Borneo padecía malaria. La Organización Mundial de la Salud tuvo una solución: rociaron grandes cantidades de DDT para matar a los mosquitos que portaban la malaria. Los mosquitos murieron, el paludismo disminuyó; hasta el momento, tan bueno. Pero hubo efectos secundarios. Entre los primeros fue que los techos de las casas de las personas comenzaron a caerse sobre sus cabezas. Parecía que el DDT también estaba matando a una avispa parásita que previamente había controlado orugas devoradoras de paja. Peor aún, los insectos envenenados con DDT fueron comidos por geckoes, que fueron comidos por gatos. Los gatos empezaron a morir, las ratas florecieron y la gente se vio amenazada por brotes de peste silvestre y tifus. Para hacer frente a estos problemas, que ella misma había creado, la Organización Mundial de la Salud se vio obligada a lanzar en paracaídas gatos vivos hacia Borneo.