Los ecosistemas

Un ecosistema es un conjunto formado por una comunidad de organismos vivos, llamada biocenosis, y el biotopo o entorno físico que ocupan. Dentro de un ecosistema pueden distinguirse componentes bióticos, que son todos los seres vivos que integran la biocenosis, y abióticos, que son todos los demás, desde materiales como las rocas o el agua hasta la luz solar o las condiciones climáticas. Los flujos de materia y energía mantienen a los elementos bióticos y abióticos del ecosistema en interacción constante.


Arrecife de coral de Ras Mohamed (Egipto)

Las dimensiones de un ecosistema pueden ser muy variables, desde grandes extensiones selváticas hasta arrecifes de coral o una simple charca, ya que en realidad dependen de la extensión del espacio físico objeto de estudio. Los distintos ecosistemas existentes aparecen relacionados entre sí o formando parte de otros más amplios hasta llegar a un ecosistema global o planetario, la ecosfera, cuyo medio físico o biotopo es la geosfera, es decir, todo el planeta Tierra, y cuya biocenosis es la biosfera, integrada por la totalidad de los seres vivos que lo habitan.

Aunque el hombre se ha preocupado por su entorno desde la antigüedad, la ecología no nació como disciplina científica hasta finales del siglo XIX. Sin embargo, no fue hasta la segunda mitad del siglo XX cuando el estudio de los ecosistemas adquirió una importancia considerable, no sólo como simple área de conocimiento, sino como instrumento para el seguimiento y control de los efectos de las explotaciones industriales y agrícolas sobre el medio.

Organización de los ecosistemas

Los organismos vivos de un ecosistema se clasifican como autótrofos o heterótrofos, dependiendo de su forma de obtener energía. Los seres autótrofos son en su mayoría vegetales verdes, que utilizan directamente la energía solar para fabricar materia orgánica a partir de dióxido de carbono y agua, gracias a su capacidad para realizar la fotosíntesis. Este proceso biológico origina moléculas de azúcares sencillos que servirán de base para la síntesis de compuestos orgánicos más complejos como proteínas o lípidos.

Los organismos heterótrofos forman un grupo integrado por los animales, los hongos y la mayoría de las bacterias. Son incapaces de fabricar materia orgánica a partir de inorgánica, por lo que deben obtenerla de los seres autótrofos, de los que se alimentan; para sus procesos metabólicos emplean la energía almacenada en los enlaces químicos de la materia orgánica ingerida o absorbida, ya que tampoco pueden utilizar directamente la energía solar. Los organismos autótrofos son, por tanto, los productores del ecosistema, y los heterótrofos son los consumidores.


Pirámide trófica simplificada de un ecosistema mediterráneo

Unos y otros forman parte de una estructura jerárquica de tipo piramidal en la que pueden distinguirse varios niveles, denominados niveles tróficos. El nivel inferior de esta pirámide alimentaria o trófica está ocupado por los productores, que suministran energía al nivel superior, integrado por los consumidores primarios, que son los animales herbívoros. Éstos, a su vez, sirven de alimento y fuente energética a los carnívoros o consumidores secundarios, que también pueden sustentar otro nivel de consumidores terciarios formado por animales carroñeros u otros carnívoros.

Sin embargo, el número de niveles de la pirámide trófica no es ilimitado; raramente va más allá de los consumidores terciarios. Esto es debido a las pérdidas energéticas que se producen durante la respiración y otros procesos metabólicos, de forma que la energía que llega hasta un determinado nivel trófico constituye aproximadamente el 10% de la del nivel inferior.

Los cadáveres y demás restos de los organismos integrantes de cada nivel son reducidos nuevamente a materia inorgánica por los organismos descomponedores que, de esta manera, la restituyen al medio para su reutilización por los productores primarios. Así, mientras la energía sale constantemente del ecosistema a través de las pérdidas que se producen en cada nivel trófico, los elementos como el carbono, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, el calcio o el agua, imprescindibles para la vida, pasan desde los componentes abióticos del ecosistema a los bióticos y viceversa, mediante procesos cíclicos denominados ciclos biogeoquímicos, en muchos de los cuales los descomponedores desempeñan un papel crucial.


Flamencos en el cráter de Ngorongoro (Tanzania)

Aunque el modelo de la pirámide trófica define las relaciones entre productores y consumidores teniendo en cuenta el contenido energético de cada nivel, también puede considerarse a estos organismos como integrantes de una cadena que recibe el nombre de cadena alimentaria o trófica. Sin embargo, las relaciones entre los seres vivos de un ecosistema no son tan simples y, en realidad, las cadenas están interrelacionadas entre sí formando redes tróficas.

El número de individuos de cada nivel trófico se regula gracias a un mecanismo parecido al de un termostato, de forma que se llega a un equilibrio entre productores y consumidores y, especialmente, entre presas y depredadores dentro del nivel de los consumidores. La proliferación de individuos en los niveles tróficos inferiores permite que los de niveles superiores se multipliquen y regulen, así, el nivel inferior.

Sucesiones ecológicas

La evolución de un ecosistema recibe el nombre de sucesión ecológica. El ejemplo más típico de sucesión ecológica es la colonización de entornos arrasados por catástrofes naturales como erupciones volcánicas o incendios; lentamente, el territorio se recupera y se puebla de especies vegetales y animales, evolucionando paulatinamente hacia ecosistemas complejos como los bosques.

A lo largo de este proceso puede distinguirse una fase temprana, caracterizada por una biodiversidad escasa y por cadenas tróficas cortas. La biodiversidad es el número de especies diferentes que pueden encontrarse en el ecosistema y está en relación directa con su estabilidad: cuanto mayor sea la variedad de sus individuos, mayor será la capacidad de respuesta del ecosistema ante una perturbación externa.

La complejidad aumenta progresivamente hasta llegar a la fase de clímax, que se caracteriza por la presencia de un gran número de especies diferentes relacionadas a través de redes tróficas complejas. La finalidad con que se utiliza la energía también varía con el tipo de ecosistema. Los ecosistemas inmaduros, propios de las fases tempranas, emplean la energía en la producción de grandes cantidades de biomasa, mientras que los maduros son ecosistemas muy estables cuyo gasto energético está dirigido a su mantenimiento.


Sucesión ecológica en un periodo de 150 años; la agricultura
mantiene al ecosistema en sus etapas inmaduras (en rojo)

A veces las sucesiones ecológicas tienen carácter estacional y cíclico, como ocurre en los lagos. En primavera, el agua está mezclada uniformemente porque ha sufrido turbulencias durante las estaciones frías. El aumento de la cantidad de luz permite la proliferación de diversos microorganismos planctónicos. Con el calentamiento de las capas superficiales, el agua pierde turbulencia, mientras que la multiplicación del plancton va reduciendo la cantidad de nutrientes de las capas superiores. Esto provoca la sustitución de los microorganismos iniciales por otras especies nadadoras que se multiplican más lentamente y están adaptadas a medios más pobres.

Durante las estaciones frías, el agua superficial se enfría y aumenta su densidad con respecto a las capas inferiores, de forma que «cae» hacia el fondo provocando nuevas turbulencias. Estos cambios de temperatura estacionales favorecen, por tanto, la mezcla más o menos periódica del agua y la alternancia de unas u otras especies. Este proceso no ocurre, sin embargo, en los lagos tropicales, donde las condiciones climáticas son estables.

Influencia del hombre sobre los ecosistemas

Desde los tiempos del neolítico, el resultado inmediato de la acción del hombre sobre los ecosistemas ha sido la drástica disminución de la biodiversidad. Las explotaciones agrícolas consisten, de hecho, en el mantenimiento deliberado de ecosistemas inmaduros. Por ejemplo, se cultiva un solo tipo de planta, se la protege de los insectos con pesticidas, se aleja de ella a los herbívoros y otras especies que puedan dañarla y se añaden al suelo nutrientes adicionales en forma de fertilizantes para aumentar su productividad a corto plazo. Los cultivos intensivos en estas condiciones provocan, entre otras consecuencias, un empobrecimiento progresivo del suelo y la acumulación de sustancias contaminantes.

La influencia del hombre sobre su entorno ha ido cambiando a lo largo del tiempo. Antes del neolítico, periodo en que se inició y desarrolló la agricultura, su impacto era similar al de otras especies, pero la evolución hacia explotaciones agrícolas dirigidas a la obtención de excedentes para su intercambio con otras comunidades favoreció la creación de los grandes asentamientos.

A partir del siglo XVIII, la revolución industrial multiplicó las acciones nocivas sobre los ecosistemas. Con la era industrial llegó la explotación masiva de los combustibles fósiles e incluso la sobreexplotación de los bosques para obtener madera, provocada por el aumento de los requerimientos de energía. La consecuencia inmediata de este proceso fue un incremento espectacular de la población humana con respecto a las demás especies, a causa de su progresivo dominio sobre el medio ambiente.


La protección de grandes resevas como la Amazonia es crucial

Uno de los efectos negativos más evidentes de la influencia humana es la contaminación. Además de la acumulación de restos orgánicos (típica de cualquier ecosistema, independientemente de que cuente o no con la presencia del hombre), se vierten al medio sustancias fabricadas por la industria que no se encontraban en la naturaleza, como los pesticidas, y que son las que provocan mayor impacto ambiental. Otro grave problema es la emisión de sustancias responsables, entre otras alteraciones, de la disminución de la capa de ozono, pantalla protectora que permitió la aparición en la Tierra de los primeros seres vivos.

Más allá de sus consecuencias inmediatas a nivel local, la emisión de sustancias contaminantes puede, en consecuencia, tener un efecto global; junto a la reducción de la capa de ozono, que parece haber remitido con la prohibición de los clorofluorocarbonos (CFC), es preciso destacar el cambio climático provocado por el calentamiento global a causa del «efecto invernadero», que está originado por la acumulación en la atmósfera de dióxido de carbono emitido por industrias y automóviles.

Aunque este fenómeno podría contribuir al aumento de las precipitaciones en algunas zonas, los científicos afirman que un aumento excesivo de la temperatura del planeta provocaría serios daños medioambientales. La desertificación constituye, por otra parte, otro grave problema que provoca grandes pérdidas anuales. Los expertos consideran que existe, además, otra grave dificultad añadida, y es que muchos de estos efectos adversos afectan principalmente a países del tercer mundo, carentes de recursos económicos y técnicos para hacerles frente.

Todas estas alteraciones han llevado a la promulgación de leyes para proteger una serie de espacios naturales. Inicialmente eran zonas cuya explotación no resultaba rentable; sin embargo, la sensibilización progresiva de los organismos públicos ha ido ampliando el número de áreas protegidas, entre las cuales adquieren especial importancia los humedales.

Aunque en un principio estaban considerados como potenciales focos de infecciones como el paludismo, los humedales están actualmente protegidos por el Convenio para la Protección de Zonas Húmedas de Importancia Internacional, firmado en Ramsar (Irán) en 1971. Se definieron entonces como marismas, pantanos y turberas u otras superficies cubiertas de agua, independientemente del origen de ésta, aunque, en caso de ser marino, su profundidad en marea baja no debe superar los seis metros. Su importancia ecológica es crucial, ya que son utilizados para el descanso y la reproducción por numerosas especies de aves durante las épocas de migración. Además de constituir zonas de una gran biodiversidad, están catalogadas entre los ecosistemas más productivos del planeta.

Otro de los ecosistemas de importancia capital por su condición de gran reserva de la biosfera es la selva tropical. Objeto también de diversos acuerdos de protección internacional, estos hábitats ocupan amplias zonas de América Central y del Sur (siendo la Amazonia la más rica y exuberante), el África ecuatorial, Madagascar y áreas del sur de Asia y Oceanía, desde la India a Nueva Guinea. La prevención de los efectos negativos de la acción del hombre sobre los ecosistemas pasa forzosamente por la concienciación individual y la implicación directa de las instituciones gubernamentales de los distintos países.