Tomemos como modelo de ecosistema un lago, alimentado por la lluvia y ocasionalmente por una fuente de agua pura. Además del agua y del estrato de tierra que constituye el fondo, hay una rica vegetación de algas y otras plantas acuáticas, algunas sumergidas, otras flotantes, entre las que nadan, excavan, caminan o se deslizan peces y anfibios, insectos y moluscos. En el agua pululan además criaturas minúsculas como bacterias, protozoos, algas y larvas. Todos estos organismos viven y se reproducen en el lago sin que ningún agente externo les proporcione alimento ni oxígeno, pues la luz solar proporciona al lago toda la energía que necesita: gracias a la luz las plantas (productores), provistas de clorofila, realizan la fotosíntesis y producen sustancias nutritivas fundamentales. Esta materia prima, así como la energía química contenida en ella, es en parte utilizada para el sustento, crecimiento y reproducción de los mismos organismos productores, y en parte se transfiere a los animales que se nutren de vegetales (consumidores primarios o herbívoros) y que no pueden producir para sí mismos esas sustancias. De igual modo los consumidores primarios tienen un papel concreto dentro del ecosistema, pues constituyen el alimento de las especies carnívoras de ese mismo medio (consumidores secundarios o carnívoros). Las plantas, debido a su capacidad de producir alimento, reciben el nombre de autótrofas, y los animales, que consumen el alimento producido por las plantas, se denominan heterótrofos.
- Hongos y bacterias, el servicio de limpieza del ecosistema
De la descomposición de los restos se encargan los agentes descomponedores, en especial bacterias y hongos, que se nutren de desechos o de animales muertos, e intervienen en todos los escalones de la cadena alimentaria para transformar la materia orgánica.
- Dependencia entre seres vivos para sobrevivir en el ecosistema
Los compuestos simples y los elementos inorgánicos derivados de este proceso, una vez devueltos al suelo, constituyen la materia a partir de la cual los organismos productores realizan nuevas síntesis. Como puede verse, los organismos que integran un ecosistema dependen los unos de los otros para poder sobrevivir. Los compuestos inorgánicos, una vez transformados en moléculas orgánicas por las plantas verdes, viajan a través del cuerpo de los consumidores, y gracias a los transformadores son devueltos de nuevo al medio ambiente. De este modo se establece una circulación ininterrumpida entre el mundo inanimado y los seres vivos, en la que no se desperdician ni siquiera las moléculas más pequeñas, las cuales podrán ser utilizadas de nuevo.
- Cadena alimentaria
Dentro de un ecosistema existe un intercambio continuo de materia y energía entre la parte viva y el medio físico. Los alimentos circulan incesantemente, pasando a través de una serie de organismos: los animales de mayores dimensiones se comen a los animales más pequeños, y los herbívoros se nutren de sustancias vegetales [en el período del Mesozoico, cuando los dinosaurios poblaron Pangea (recordemos que se denominaba Pangea al único continente por el que estaba formada la Tierra en esos tiempos remotos) sucedía algo parecido: los dinosaurios carnívoros de mayor tamaño daban caza a los menores, y los herbívoros daban buena cuenta de los vegetales)]. A este mecanismo se le denomina cadena alimentaria.
- Niveles tróficos
En todo ecosistema pueden diferenciarse distintos escalones alimentarios, denominados niveles tróficos; al pasar de un nivel trófico al siguiente se transfieren las sustancias alimenticias y la energía química que contienen. En la base de la cadena están los productores de sustancias orgánicas (árboles y hierbas en las comunidades acuáticas), a los que siguen los consumidores (herbívoros y carnívoros) y los descomponedores. Cada vez que un organismo se nutre de otro organismo, se produce una transferencia de sustancias y de la energía que estas contienen.
- Pirámide ecológica
Si se examina la cadena alimentaria a partir de los organismos que la componen, puede elaborarse la pirámide ecológica. En la base se encuentran los vegetales, productores capaces de almacenar alimentos y energía solar mediante la fotosíntesis. En los niveles superiores, donde paulatinamente se reduce el número de especies, se sitúan en primer lugar los herbívoros, que se nutren directamente de vegetales; a continuación vienen los carnívoros de primer grado, y así sucesivamente hasta el quinto grado. La disminución gradual del número de exponentes de la pirámide ecológica se ve compensada por un tamaño cada vez mayor de los animales; es decir, en la base se encuentra una gran cantidad de animales pequeños, mientras que en la cima hay pocos animales de gran tamaño.
- Pirámide de energía
Sin embargo, cada paso de la cadena alimentaria supone una pérdida de energía. Según un estudio realizado en Estados Unidos basado en un ecosistema fluvial, solamente el 17% de la energía que contienen los productores se transmite a los herbívoros; a su vez, solamente el 21% de la energía de éstos es aprovechada por los consumidores de segundo orden, los cuales transfieren el 5% de su energía a los de tercer orden. Por lo tanto, estos últimos solamente reciben el 0.1% de la energía inicial que contenían los productores. Estos resultados pueden representarse en un gráfico en forma de pirámide, denominado pirámide de energía.
Al pasar de un nivel de la cadena alimentaria al sucesivo, la energía que se pierde en forma de calor es sustituida por nueva energía solar capturada por los productores, es decir, las plantas verdes.
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