Procesos del ecosistema y flujo de energía

Todos los ecosistemas funcionan con la energía capturada por los productores y disipada a medida que asciende por la cadena alimentaria; el seguimiento de este flujo revela cuánta vida puede soportar un sistema.

Definition

Los procesos del ecosistema y el flujo de energía se refieren a la captura, transferencia y disipación de energía a través de la estructura trófica de un ecosistema, gobernados por la termodinámica y cuantificados mediante la productividad y la eficiencia.

Scope

Este tema abarca la energética de los ecosistemas: las leyes de la termodinámica aplicadas a los sistemas ecológicos, la fijación de energía por los autótrofos, su transferencia a través de las vías de pastoreo y detritos, las eficiencias de asimilación y ecológicas, y las pirámides de energía y biomasa resultantes. Trata los stocks en pie frente a los flujos y la partición de la energía entre la producción, la respiración y la pérdida.

Core questions

• ¿Cómo se captura y se transmite la energía a través de un ecosistema?
• ¿Por qué la transferencia de energía entre niveles tróficos es ineficiente?
• ¿Cómo distribuyen el flujo de energía las vías de pastoreo y detritos?
• ¿Qué revelan las pirámides de energía y biomasa sobre la estructura del ecosistema?

Key theories

Flujo de energía trófico-dinámico

La energía fijada por los productores asciende por los niveles tróficos con pérdidas sustanciales por respiración y consumo incompleto en cada paso, de modo que progresivamente menos energía está disponible para los consumidores superiores.

Eficiencias ecológicas

La eficiencia con la que la energía se convierte de un nivel trófico al siguiente combina la cantidad de alimento consumido, asimilado y transformado en nueva biomasa, y suele ser del orden del diez por ciento.

Mechanisms

Los productores convierten la energía solar en energía química a través de la fotosíntesis, fijando la producción primaria bruta de la cual respiran para dejar la producción primaria neta disponible para los consumidores. A medida que la energía pasa a herbívoros y carnívoros, la eficiencia de consumo, la eficiencia de asimilación y la eficiencia de producción reducen la fracción retenida, mientras que el material no consumido y egestado entra en la vía de detritos donde los descomponedores respiran gran parte de él. Debido a que la segunda ley dicta que cada transferencia disipa energía en forma de calor, el sistema requiere una entrada continua de energía externa y soporta un número limitado de niveles tróficos.

Clinical relevance

El análisis del flujo de energía informa la evaluación de la productividad del ecosistema, la capacidad de carga para las especies cosechables y los costos energéticos de la producción de alimentos. Este es un contexto educativo, no una prescripción de manejo.

History

Elton introdujo la pirámide de números en 1927, y Lindeman formalizó el flujo de energía a través de los niveles tróficos en 1942. Los Odum extendieron estas ideas a la energética cuantitativa de los ecosistemas, y grandes programas de campo como el Programa Biológico Internacional midieron los presupuestos energéticos en todos los biomas.

Key figures

• Raymond Lindeman
• Charles Elton
• Eugene Odum
• Howard Odum

Seminal works

• lindeman1942
• chapin2011
• begon2006

Frequently asked questions

¿Por qué solo alrededor del diez por ciento de la energía se transfiere a cada nivel trófico?

Gran parte de la energía en cada nivel se utiliza en la respiración, se pierde como calor o nunca se consume, por lo que solo una pequeña fracción se convierte en nueva biomasa disponible para el siguiente nivel.

¿Cuál es la diferencia entre producción primaria bruta y neta?

La producción primaria bruta es la energía total fijada por los productores, mientras que la producción primaria neta es lo que queda después de la propia respiración de los productores y es la energía realmente disponible para los consumidores.