cómo ocurre la transferencia de materia y energía en un ecosistema

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¿Cómo fluye la materia y la energía en los ecosistemas?

¿Cómo fluye la materia y la energía en los ecosistemas?

La energía fluye en una sola dirección entre los seres vivos de un ecosistema. La energía solar es aprovechada por organismos productores, como las plantas, y se transfiere a organismos consumidores, como los herbívoros, y luego a otros organismos consumidores, como los carnívoros. Todos los organismos de esta cadena constituyen la comunidad biológica. En cada traspaso de energía, entre los diferentes tipos de organismos hay una liberación de energía al medio, en forma de calor.

Por el contrario, la materia fluye cíclicamente, los elementos químicos son transferidos entre los seres vivos y en el propio medio físico de cada ecosistema.

De la energía solar que alcanza la superficie de la Tierra, una fracción muy pequeña es derivada a los sistemas vivos. Aun cuando la luz caiga en una zona con vegetación abundante como en una selva, un maizal o un pantano, sólo aproximadamente entre el 1 y el 3% de esa luz (calculado sobre una base anual) se usa en la fotosíntesis. Aun así, una fracción tan pequeña como ésta puede dar como resultado la producción –a partir del dióxido de carbono, el agua y unos pocos minerales– de varios millares de gramos (en peso seco) de materia orgánica por año en un solo metro cuadrado de campo o de bosque, un total de aproximadamente 120 mil millones de toneladas métricas de materia orgánica por año en todo el mundo.

Eugene P. Odum, uno de los investigadores norteamericanos que más aportó a la comprensión de la dinámica de funcionamiento de los ecosistemas, utilizó una serie de diagramas de flujo para representarla.

El diagrama anterior muestra el flujo unidireccional de energía y el reciclado de materiales. PG = producción bruta; PN = producción neta; P = producción heterotrófica; R = respiración.

El paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de una cadena trófica o alimentaria que consiste en una secuencia de organismos relacionados unos con otros como presa y predador . El primero es comido por el segundo, el segundo por el tercero y así sucesivamente en una serie de niveles alimentarios o niveles tróficos. En la mayoría de los ecosistemas, las cadenas alimentarias están entrelazadas en complejas tramas, con muchas ramas e interconexiones. La relación de cada especie con otra en esta trama alimentaria es una dimensión importante de su nicho ecológico.

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fuente : ecologiayambientejoseymaria.epizy.com

Transferencia de materia y energía en el ecosistema

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Biología y Geología 1º ESO

11.3.1. Energía y materia en los ecosistemas

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Energía y materia en los ecosistemas

El planeta Tierra es un gran sistema en el que se produce un intercambio de materia y energía entre sus componentes (inertes, como el suelo, agua, etc., y seres vivos) y, cuando se produce un cambio, si no es demasiado drástico, puede volver a establecer un equilibrio entre sus componentes.

La energía solar es aprovechada por los seres autótrofos fotosintéticos para realizar la fotosíntesis y crear materia orgánica que pase al resto de seres vivos, pero la energía solar también es la generadora de vientos, clima, corrientes marinas, etc.

Un ecosistema tiene una estructura similar. Se establecen unas relaciones entre sus componentes de intercambio de materia y energía, ya que todos los seres vivos necesitan materia para poder crecer y renovar los tejidos que se desgastan, y energía para poder realizar sus funciones vitales.

Los seres autótrofos, los vegetales, mediante la fotosíntesis son capaces de formar materia orgánica (glúcidos) a partir de materia inorgánica (agua, dióxido de carbono, sales minerales) utilizando la energía del sol. Por eso, a estos organismos se les llama productores del ecosistema y son la base de la alimentación del resto de seres vivos.

Los animales son heterótrofos, y necesitamos la materia orgánica elaborada (y la energía que contiene) por los productores (autótrofos) u otros heterótrofos. Por eso, dentro del ecosistema, somos consumidores.

Por último, los descomponedores y desintegradores, transforman la materia orgánica en inorgánica y cierran el ciclo de la materia.

Existe un flujo de energía desde los productores hasta los descomponedores, pasando por todos los niveles tróficos. Es un flujo lineal en el que la energía (procedente del sol) solo se puede utilizar una vez, pasando a los heterótrofos a través de los alimentos para permitirles realizar sus funciones vitales.

Flujo de energía en un ecosistema

La materia pasa de un organismo a otro, pero cuando muere o produce desechos, la materia puede volver a ser utilizada por los vegetales gracias a la acción de los descomponedores. El ciclo de la materia hace que la misma materia pase de unos organismos a otros.

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Niveles tróficos

Se distinguen los siguientes niveles tróficos en un ecosistema:

Productores: son los organismos autótrofos fotosintéticos, el primer eslabón de la cadena alimentaria. Transforman la energía de la luz solar en energía química, que queda almacenada en la materia orgánica que producen mediante la fotosíntesis. Son las plantas y las algas.Consumidores: son organismos heterótrofos, es decir, que obtienen su energía a partir del alimento (materia orgánica) elaborado por otros organismos. Parte de la energía que reciben se pierde por la respiración celular.Consumidores primarios: se alimentan de los organismos productores, como plantas o algas. Son los animales herbívoros, y constituyen el segundo eslabón de la cadena trófica.Consumidores secundarios: se alimentan de animales herbívoros (consumidores primarios). Son los carnívoros de primer orden y constituyen el tercer eslabón de la cadena trófica.Consumidores terciarios: se alimentan de otros animales carnívoros. Son los carnívoros de segundo orden y constituyen el cuarto eslabón de la cadena trófica.Descomponedores: degradan y descomponen la materia orgánica y la transforman en materia inorgánica, mucho más sencilla y aprovechable por los organismos productores. Son el último eslabón de la cadena trófica, los que cierran el ciclo de la materia. Los hongos y las bacterias son organismos descomponedores.

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Relaciones tróficas en el ecosistema

Las relaciones tróficas o alimentarias son las relaciones de dependencia alimentaria que se establecen entre los distintos niveles tróficos de un ecosistema.

Los organismos de un nivel trófico obtienen la materia y energía de los organismos del nivel trófico inferior.

Se distinguen dos tipos de relaciones tróficas:

Cadenas tróficas.Redes tróficas.Pirámides tróficas.

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Cadenas tróficas

La cadena trófica representa cómo se transfiere la materia y energía entre los organismos de un ecosistema. Es decir, de qué organismos se alimenta un organismo y a qué otros seres vivos sirve de alimento. Es una secuencia lineal en la que, mediante flechas, se indica cómo pasa la materia y energía (alimento) de un organismo a otro.

El número de eslabones que tiene una cadena trófica puede variar según el ecosistema, aunque suele ser bastante reducido, ya que en cada paso se produce una importante pérdida de energía.

fuente : biologia-geologia.com

Flujo de energía y ciclo de la materia en los ecosistemas (artículo)

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Contenido principal

Repasa tus conocimientos sobre el movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas con este artículo alineado con los estándares NGSS.

Términos clave

Término Definición

Fotosíntesis Proceso mediante el cual las plantas, algas y otros organismos fotosintéticos capturan la energía solar para crear moléculas orgánicas que pueden ser utilizadas como alimentoRespiración celular Proceso mediante el cual las moléculas orgánicas presentes en el alimento reaccionan químicamente con otros compuestos, liberando energía que es utilizada para llevar a cabo los procesos fundamentales para la vidaProductor Organismo que produce sus propias moléculas orgánicas de alimento a partir de fuentes inorgánicas, generalmente utiliza la energía solarConsumidor Organismo que obtiene moléculas orgánicas al alimentarse de otros organismos. Los consumidores primarios se comen a los productores, los consumidores secundarios consumen a los consumidores primarios y los consumidores terciarios se alimentan de los consumidores secundarios.Descomponedor Organismo que obtiene energía al descomponer materia orgánica que no está viva, por ejemplo, material vegetal de desecho, restos de organismos muertos o excrementos de animalesRed trófica Modelo que explica cómo se transfieren la energía y la materia entre los productores, los consumidores y los descomponedores dentro de un ecosistemaNivel trófico Posición de un organismo en relación con la fuente primaria de energía (por ejemplo el Sol) en una cadena alimenticiaPirámide ecológica Modelo que representa las cantidades relativas de materia y energía que están contenidas en cada uno de los niveles tróficos en un ecosistema

El movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas

La energía fluye a través de un ecosistema, mientras que la materia circula dentro de él. Para entender por qué es así, veamos más de cerca cómo es que los diferentes procesos de la vida impulsan el movimiento de la energía y la materia en los ecosistemas.

La energía ingresa a un ecosistema cuando los productores llevan a cabo la fotosíntesis, al capturar la energía del Sol y almacenarla como energía química potencial. Durante este proceso, la materia del medio ambiente (en forma de

\ce{CO2} CO X 2 ​ y \ce{H2O} H X 2 ​ O

) es absorbida y transformada en moléculas orgánicas (azúcares). Estas moléculas orgánicas proporcionan energía para los procesos de vida de los productores a través de la respiración celular (que libera

\ce{CO2} CO X 2 ​

y calor) o se almacenan como biomasa.

A continuación, la energía y la materia se mueven hacia arriba entre los niveles tróficos de un ecosistema cuando los productores son comidos por los consumidores primarios, los cuales después son alimento de los consumidores secundarios, etcétera. Parte de la materia orgánica que es ingerida por los consumidores es utilizada para llevar a cabo la respiración celular (liberando de nuevo

\ce{CO2} CO X 2 ​

y calor), otra parte se almacena como biomasa y el resto es desechado.

Los productores y consumidores muertos, y sus productos de desecho, proveen materia y energía a los descomponedores. Los descomponedores transforman la materia nuevamente en formas inorgánicas que pueden ser recicladas dentro del ecosistema.

Por lo tanto, la energía que entra a un ecosistema como luz solar eventualmente fluye fuera del ecosistema en forma de calor. En contraste, la materia en un ecosistema se recicla continuamente a medida que los átomos se combinan una y otra vez en distintas formas.

La energía y la materia se conservan durante los procesos del ecosistema

A medida que la energía se mueve a través de un ecosistema cambia de forma, pero no se crea energía nueva. De la misma manera, a medida que la materia circula dentro de un ecosistema los átomos son ordenados en distintas moléculas, pero no se crea materia nueva. Por lo tanto, durante todos los procesos de los ecosistemas, la energía y la materia se conservan.

Las redes tróficas son un modelo de la transferencia de materia y energía

Una red trófica es un modelo de las relaciones alimenticias en un ecosistema. Cuando un organismo es consumido, la materia y la energía almacenadas en sus tejidos se transfieren al organismo que lo comió. La flechas en una red trófica representan esta transferencia.

Por ejemplo, en la red trófica de abajo, la flecha que apunta desde el ratón hacia el coyote nos muestra que la materia y la energía son transferidas a los coyotes una vez que se han alimentado de los ratones.

Las flechas conectan a los distintos organismos en un diagrama. Los pastos se encuentran en la parte inferior del diagrama con flechas que apuntan hacia el ratón y el saltamontes. El saltamontes se encuentra ligeramente más arriba que los pastos y apunta hacia el halcón. Tanto el halcón como la serpiente se encuentran más arriba que el saltamontes. El halcón apunta hacia el coyote y la serpiente apunta hacia el buitre. Tanto el coyote como el buitre se encuentran en el nivel superior, más arriba que todos los demás organismos. El coyote apunta hacia el buitre. El ratón, que se encuentra en medio del diagrama apunta hacia el halcón, el coyote, el buitre y la serpiente.

fuente : es.khanacademy.org