Ciclo materia y energia

Cuando unos organismos se alimentan de otros toman la materia y la energia que está contenida en sus moléculas orgánicas. De esta forma se produce una circulación de materia y energía de un nivel trófico a otro.

Circulación de la materia. Los productores transforman la materia inorgánica (agua, dióxido de carbono y sales minerales) en orgánica (lipidos, glúcidos, etc.). Ésta va pasando por los distintos niveles tróficos hasta que los descomponedores devuelven al medio ambiente productos inorgánicos cuando descomponen los cadáveres, excrementos, mudas de piel, etc.

La materia, por tanto, realiza un recorrido cíclico, a través tanto de los seres vivo como del medio físico (suelo, agua y aire).

Circulación de la energía. La energia lumínica del sol penetra en la biosfera por medio de los productores, que la convierten en energía quimica y la almacenan en los enlaces de las moléculas orgánicas.

Parte de esta energía pasa a nivel de los herbívoros, pero otra parte es liberarda en forma de calor mediante la respiración y otros procesos que realizan los vegetales, y ya no puede utilizarse más.

De la misma forma, la energía acumulada por los herbívoros no pasa por completo a los carnívoros, ya que gran parte se pierde en procesos como la respiración, el movimiento o el mantenimiento de la temperatura corporal. Además, muchos tejidos no son digeribles y, o bien no son comidos por los carnívoros o bien éstos los eliminan en los excrementos. Sobre estos restos orgánicos actuarán los descomponedores.

Se calcula que en los ecosistemas acuáticos sólo pasa de un nivel trófico a otro el 10% de la energía. En los ecosistemas terrestres, la proporción es mucho menor.

Por eso, decimos que el recorrido de la energía es un flujo unidireccional y abierto, y siempre discurre a través de los seres vivos, no del medio físico.

Biomasa y producción. Para medir el trasiego de materia y energía en los ecositemas se utilizan los conceptos de biomasa y producción.

- Biomasa. Es la cantidad de materia viva de un nivel trófico, población o ecosistema determinado. Se expresa en gramos o kilogramos de materia seca por unidad de superficie (metro cuadrado o hectárea en los ecosistemas terrestres y metro cúbico en los acuáticos). Por ejemplo, la biomasa de las hierbas de un prado s de 100 Kg/ha.

- Producción. Es la biomasa nueva que aparece en un determinado nivel trófico y en un tiempo dado. Se expresa en gramos de materia seca por unidad de superficie y por año. Por ejemplo, la producción de hierbas de un prado es de 50 Kg/ha.

Para conocer mejor el funcionamiento de un ecosistema se utilizan las pirámides tróficas. Éstan construidas con rectángulos superpuestos, que son proporcionales al número de individuos, a la cantidad de biomasa o a la cantidad de energía (producción) de cada nivel trófico. Se tienen así tres tipos de pirámides tróficas.

Las pirámides de número de individuos y de cantidad de biomasa no son representativas de los ecosistemas. En el primer caso, porque no tiene sentido comparar los 200 árboles de un bosque con los numerosísimos insectos herbívoros que puede haber en ellos; y en el segundo caso, porque las pirámides de biomasa en muchas ocasiones están invertidas. La forma piramidal se obtiene siempre al representar la producción, y se les llama también pirámides de energía.