Ecosistemas: qué son, tipos y relaciones entre los seres vivos

Qué es un ecosistema

Un ecosistema es un sistema natural formado por un conjunto de seres vivos que habitan en un área determinada, el medio físico en el que viven y las relaciones que se establecen entre ellos. El término fue propuesto en 1935 por el ecólogo británico Arthur Tansley.

En todo ecosistema se distinguen dos componentes. El biotopo es el medio físico, con sus características de suelo, agua, clima y relieve. La biocenosis es el conjunto de seres vivos que habitan ese biotopo. Ambos están íntimamente relacionados: los organismos dependen de las condiciones del ambiente y, a la vez, lo modifican.

Un ecosistema puede tener dimensiones muy variables: tanto una laguna, un bosque o un pastizal como un tronco caído o una pequeña charca pueden estudiarse como ecosistemas. Lo que los define es la existencia de un flujo de energía y un ciclo de materia entre sus componentes.

Factores bióticos y abióticos

• Factores abióticos: son los componentes físicos y químicos del ambiente, como la luz, la temperatura, la disponibilidad de agua, la humedad, el viento, la composición del suelo, la salinidad y la concentración de oxígeno. Condicionan qué organismos pueden habitar un lugar.
• Factores bióticos: son los seres vivos del ecosistema y las relaciones que establecen entre ellos, como la alimentación, la competencia o la cooperación. Incluyen a productores, consumidores y descomponedores, vinculados entre sí mediante cadenas tróficas.

Rango de tolerancia y factor limitante

Cada especie puede sobrevivir solo dentro de un rango determinado de valores de cada factor abiótico, denominado rango de tolerancia. El factor que se encuentra más cerca de los límites de ese rango y que, por lo tanto, restringe el desarrollo de una población se denomina factor limitante; por ejemplo, el agua en los desiertos o la luz en el fondo de los océanos.

Los niveles de organización ecológica

Para estudiar la naturaleza, la Ecología reconoce distintos niveles de organización, cada uno de los cuales incluye al anterior:

• Individuo u organismo: es cada ser vivo en particular, por ejemplo, un carpincho.
• Población: es el conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un área determinada en un momento dado, por ejemplo, todos los carpinchos de los Esteros del Iberá.
• Comunidad: es el conjunto de poblaciones de distintas especies que conviven en un mismo lugar e interactúan entre sí, por ejemplo, los carpinchos, los yacarés, las garzas, los peces y las plantas acuáticas de los esteros.
• Ecosistema: es la comunidad junto con el medio físico en el que vive y las relaciones que se establecen entre ambos.
• Bioma: es un conjunto de ecosistemas que ocupan grandes extensiones con clima, vegetación y fauna semejantes, como las selvas tropicales o los desiertos.
• Biosfera: es el conjunto de todos los ecosistemas del planeta, es decir, la porción de la Tierra en la que existe vida.

La población y sus características

Una población es el conjunto de organismos de una misma especie que ocupan un área determinada y que pueden reproducirse entre sí. Sus integrantes comparten recursos y, por lo tanto, se relacionan de manera estrecha. Las poblaciones se describen mediante las siguientes características:

• Tamaño: es el número total de individuos que la componen.
• Densidad: es la cantidad de individuos por unidad de superficie o de volumen; por ejemplo, el número de árboles por hectárea.
• Distribución espacial: es la forma en que los individuos se disponen en el espacio. Puede ser agrupada, cuando se concentran en torno a los recursos o por comportamiento social; uniforme, cuando mantienen distancias regulares, como ocurre en especies territoriales; o aleatoria, cuando no responde a un patrón definido.
• Natalidad y mortalidad: son la cantidad de nacimientos y de muertes que se producen en un período determinado.
• Inmigración y emigración: son la llegada de individuos desde otras poblaciones y la salida de individuos hacia otras áreas.
• Estructura por edades: es la proporción de individuos de cada grupo de edad, que permite anticipar si una población tenderá a crecer, mantenerse estable o disminuir.

El crecimiento de las poblaciones

El tamaño de una población aumenta con los nacimientos y la inmigración, y disminuye con las muertes y la emigración. Cuando los recursos son abundantes y no existen factores que lo limiten, la población crece de manera exponencial, es decir, cada vez más rápido.

Sin embargo, en la naturaleza los recursos son limitados. A medida que la población crece, aumentan la competencia por el alimento y el espacio, la acción de los depredadores y la propagación de enfermedades, y el crecimiento se desacelera hasta estabilizarse. Este patrón se denomina crecimiento logístico. El número máximo de individuos que un ambiente puede sostener de manera indefinida se denomina capacidad de carga.

La comunidad y sus características

Una comunidad o biocenosis es el conjunto de poblaciones de distintas especies que habitan en un mismo lugar e interactúan entre sí. Sus principales características son las siguientes:

• Riqueza de especies: es el número de especies diferentes que la integran.
• Diversidad: considera tanto la cantidad de especies como la abundancia relativa de cada una. Una comunidad con muchas especies en proporciones similares es más diversa que otra en la que unas pocas especies predominan ampliamente.
• Especies dominantes: son las que, por su abundancia o su tamaño, ejercen mayor influencia sobre la comunidad, como los árboles en un bosque.
• Especies clave: son aquellas cuya presencia tiene un efecto sobre la comunidad mucho mayor que el que correspondería a su abundancia. Su desaparición puede provocar cambios profundos en todo el ecosistema; es el caso de muchos grandes depredadores, como el yaguareté, que regula las poblaciones de herbívoros.

Hábitat y nicho ecológico

El hábitat es el lugar físico en el que vive una especie, con las condiciones ambientales que le resultan adecuadas; por ejemplo, el hábitat del hornero son los ambientes abiertos con árboles dispersos, postes y suelos con barro para construir su nido.

El nicho ecológico, en cambio, es el papel o la función que cumple una especie dentro del ecosistema: qué come, quién la consume, en qué momento del día está activa, dónde se reproduce y qué recursos utiliza. Suele decirse que el hábitat es la "dirección" de una especie, y el nicho, su "profesión". Dos especies pueden compartir el mismo hábitat, pero si sus nichos se superponen por completo, competirán intensamente por los recursos.

Tipos de ecosistemas

Los ecosistemas pueden clasificarse según el medio en el que se desarrollan y según su origen.

• Ecosistemas terrestres: se desarrollan sobre la superficie de los continentes. Sus características dependen principalmente de la temperatura y de las precipitaciones, que determinan el tipo de vegetación. Incluyen selvas, bosques, pastizales, estepas, desiertos y tundras.
• Ecosistemas acuáticos marinos: comprenden los océanos y mares, que cubren alrededor del 70 % de la superficie terrestre. Se caracterizan por la salinidad del agua y se organizan en zonas según la profundidad y la penetración de la luz. Su principal productor es el fitoplancton, responsable de una parte sustancial de la fotosíntesis del planeta.
• Ecosistemas acuáticos de agua dulce: pueden ser lóticos, de aguas en movimiento, como los ríos y los arroyos, o lénticos, de aguas quietas, como los lagos y las lagunas.
• Ecosistemas de transición o mixtos: se ubican en el límite entre el medio acuático y el terrestre, como los humedales, los esteros, los manglares y las costas. Suelen presentar una gran biodiversidad.
• Ecosistemas artificiales o antrópicos: son creados o profundamente modificados por el ser humano, como los cultivos (agroecosistemas), las ciudades, los embalses y las plantaciones forestales. Requieren un aporte constante de energía y de materiales externos para mantenerse.

Ecosistemas de la Argentina

Por su gran extensión y su variedad de climas y relieves, la Argentina presenta una notable diversidad de ecosistemas, que se agrupan en ecorregiones. Entre ellas se destacan las siguientes:

• Selva Paranaense: en Misiones. Es la ecorregión con mayor biodiversidad del país, con árboles de gran porte, lianas, epífitas, y especies como el yaguareté, el tapir y el tucán.
• Yungas: selvas de montaña en las laderas orientales de Salta, Jujuy, Tucumán y Catamarca, con abundantes lluvias y una marcada variación de la vegetación según la altura.
• Chaco: bosques secos y sabanas del norte del país, con quebrachos, algarrobos y especies como el tatú carreta y el oso hormiguero.
• Esteros del Iberá y Delta e Islas del Paraná: grandes humedales, hábitat del carpincho, el yacaré, el ciervo de los pantanos y numerosas aves.
• Pampa: pastizales de llanura, hoy profundamente transformados por la agricultura y la ganadería.
• Monte y Puna: regiones áridas con vegetación arbustiva y especies adaptadas a la escasez de agua, como los cactus y la vicuña.
• Estepa Patagónica y Bosques Andino-Patagónicos: estepas frías y ventosas, con coirones y guanacos, y bosques de lengas, coihues y araucarias en la cordillera.
• Mar Argentino: ecosistema marino de gran productividad, con colonias de pingüinos, lobos marinos y ballenas francas australes.

Las relaciones entre los seres vivos

Los organismos que integran un ecosistema establecen entre sí distintos tipos de relaciones. Según las especies involucradas, se clasifican en relaciones intraespecíficas, que se producen entre individuos de la misma especie, y relaciones interespecíficas, que se producen entre individuos de especies diferentes.

Para describir las relaciones interespecíficas suele utilizarse una notación con signos: (+) indica que la especie se beneficia; (−), que resulta perjudicada; y (0), que no se ve afectada.

Relaciones intraespecíficas

Las relaciones intraespecíficas pueden ser de cooperación, cuando los individuos obtienen un beneficio de la asociación, o de competencia, cuando se disputan un recurso.

• Asociaciones familiares: se establecen entre progenitores y crías con el fin de asegurar la reproducción y el cuidado de la descendencia. Pueden ser parentales, si intervienen ambos progenitores, como en la mayoría de las aves; o matriarcales, si solo interviene la madre, como en muchos mamíferos.
• Asociaciones gregarias: son agrupaciones de individuos, generalmente no emparentados, que se reúnen de forma temporal o permanente para obtener alimento, defenderse de los depredadores o migrar, como los cardúmenes de peces, las bandadas de aves y las manadas de guanacos.
• Asociaciones coloniales: están formadas por individuos que provienen de un mismo progenitor y permanecen unidos físicamente, como ocurre en los corales y las esponjas.
• Asociaciones estatales o sociedades: los individuos se organizan jerárquicamente y se dividen el trabajo en castas con funciones específicas, como sucede en las abejas, las hormigas y las termitas.
• Competencia intraespecífica: se produce cuando los individuos de una misma especie se disputan recursos limitados, como el alimento, el territorio, la luz o la pareja. Es una de las principales fuerzas que regulan el tamaño de las poblaciones; un ejemplo es la defensa del territorio que realizan muchas aves durante la época reproductiva.

Relaciones interespecíficas

• Competencia interespecífica (− / −): dos o más especies utilizan un mismo recurso limitado, de modo que ambas resultan perjudicadas; por ejemplo, el zorro y el gato montés que compiten por los roedores. Según el principio de exclusión competitiva, dos especies con nichos idénticos no pueden coexistir de manera indefinida: una de ellas termina desplazando a la otra.
• Depredación (+ / −): una especie, el depredador, captura y mata a otra, la presa, para alimentarse; por ejemplo, el puma y la vizcacha. Las poblaciones de depredadores y presas se regulan mutuamente.
• Herbivoría (+ / −): un animal se alimenta de plantas o de partes de ellas sin causar necesariamente su muerte, como las orugas que consumen hojas o el ganado que pastorea.
• Parasitismo (+ / −): una especie, el parásito, vive sobre otra o dentro de ella, el hospedador, y se alimenta a sus expensas, generalmente sin provocarle la muerte de forma inmediata. Los ectoparásitos viven sobre el hospedador, como las pulgas, los piojos y las garrapatas; los endoparásitos viven en su interior, como las lombrices intestinales o el Trypanosoma cruzi, el protozoo causante de la enfermedad de Chagas, transmitido por la vinchuca.
• Mutualismo (+ / +): ambas especies se benefician de la relación. Cuando la asociación es indispensable para la supervivencia de ambas se denomina simbiosis; por ejemplo, los líquenes, formados por un hongo y un alga. Otros ejemplos son la polinización, en la que los insectos obtienen néctar y las plantas logran transportar su polen; las micorrizas, asociaciones entre hongos y raíces; y las bacterias del género Rhizobium, que fijan nitrógeno en las raíces de las leguminosas.
• Comensalismo (+ / 0): una especie se beneficia y la otra no resulta afectada; por ejemplo, las rémoras, que se adhieren a los tiburones para trasladarse y aprovechar los restos de su alimento. Una variante es el inquilinismo, en el que una especie utiliza a otra o sus construcciones como refugio, como las plantas epífitas que crecen sobre las ramas de los árboles o las aves que ocupan los nidos abandonados del hornero.
• Amensalismo (− / 0): una especie resulta perjudicada y la otra no se ve afectada; por ejemplo, el hongo Penicillium, que produce sustancias que inhiben el crecimiento de algunas bacterias.

La sucesión ecológica

Los ecosistemas no son estáticos: cambian a lo largo del tiempo. La sucesión ecológica es el proceso de cambio gradual y ordenado de las comunidades de un lugar, en el que unas especies son reemplazadas progresivamente por otras.

La sucesión primaria se produce en lugares donde no existía vida ni suelo, como una colada de lava o una roca expuesta tras el retroceso de un glaciar. Las primeras especies en establecerse, denominadas pioneras, suelen ser líquenes y musgos, que contribuyen a formar el suelo. La sucesión secundaria se produce en lugares que tenían una comunidad que fue alterada, por ejemplo, por un incendio, una inundación o el abandono de un campo de cultivo; en este caso el suelo ya existe y el proceso es más rápido.

Con el tiempo, la comunidad tiende a alcanzar una etapa de relativa estabilidad, denominada comunidad clímax, que presenta mayor biodiversidad y una red de relaciones más compleja.

El impacto humano sobre los ecosistemas

Las actividades humanas modifican los ecosistemas de manera intensa y acelerada. Entre las principales amenazas se encuentran la destrucción y fragmentación de los hábitats, por ejemplo, por la deforestación para ampliar la frontera agropecuaria; la contaminación del aire, el agua y el suelo; la sobreexplotación de especies mediante la caza y la pesca excesivas; el cambio climático; y la introducción de especies exóticas invasoras.

Un ejemplo representativo de este último caso es el castor en Tierra del Fuego. Fue introducido en 1946 desde América del Norte con fines comerciales y, en ausencia de depredadores naturales, su población se expandió ampliamente. Sus diques inundan y destruyen extensas superficies de bosque nativo de lengas y ñires, que no están adaptados a esa perturbación.

La creación de áreas naturales protegidas, como los parques nacionales, la restauración de ambientes degradados, la reintroducción de especies, como el yaguareté en los Esteros del Iberá, y el uso sostenible de los recursos son algunas de las estrategias que permiten conservar la biodiversidad y el funcionamiento de los ecosistemas.

Propuestas para el aula

• Salida de campo o recorrido por el patio escolar, una plaza o una reserva cercana para identificar factores bióticos y abióticos, registrar las especies observadas y reconocer relaciones entre ellas.
• Construcción de un ecosistema en un frasco (terrario o acuario cerrado) y registro periódico de los cambios observados, con discusión sobre el ciclo de la materia y el flujo de la energía.
• Elaboración de un esquema de los niveles de organización ecológica, desde el individuo hasta la biosfera, con un ejemplo de un ecosistema de la propia provincia.
• Clasificación de ejemplos de relaciones entre seres vivos en intraespecíficas e interespecíficas, indicando en cada caso los signos (+, − o 0) que corresponden a cada especie.
• Para Secundaria: análisis de gráficos de crecimiento poblacional exponencial y logístico, y de ciclos de poblaciones de depredadores y presas.
• Investigación grupal sobre una ecorregión de la Argentina: ubicación, clima, especies características, relaciones entre ellas y principales problemas ambientales.
• Repaso del vocabulario específico (población, comunidad, biotopo, nicho, mutualismo, parasitismo) mediante un crucigrama o una sopa de letras.