Conceptos de Productividad Biológica

Producción = aumento de biomasa / tiempo

Tiempo de renovación = biomasa / producción

Productividad = (producción / biomasa) · 100 (%)

Factores que controlan la productividad primaria

• Temperatura: Si es muy alta, la productividad es muy elevada porque el calor acelera las reacciones químicas. Sin embargo, si es excesivamente elevada, las proteínas se desnaturalizan y la producción baja. En zonas tropicales hay plantas adaptadas a altas temperaturas que, con el calor, abren estomas en la noche para tomar gases del aire y no deshidratarse.
• Humedad: Las zonas con muchas precipitaciones son muy productivas si la temperatura es alta o moderada.
• Nitrógeno y Fósforo: Son los factores más limitantes porque, en las zonas donde están los productores, estos elementos suelen ser escasos, y las zonas donde se acumulan están alejadas de las áreas donde se utilizan.
• Transporte de nutrientes: En los ecosistemas terrestres tiene que haber un transporte por viento y agua para llevar el Nitrógeno (N) y el Fósforo (P) hasta las zonas donde se consume. En los ecosistemas acuáticos, los afloramientos marinos llevan el Nitrógeno y el Fósforo desde las profundidades hasta la superficie; por eso abundan las algas y los peces.

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Oxígeno (O)

En el aire existe un 21% de Oxígeno que procede de la fotosíntesis y que es fijado mediante procesos de respiración de los seres vivos. Una parte de ese Oxígeno queda atrapado en la materia orgánica y pasa a formar parte de la corteza terrestre.

Ciclo del Carbono (C)

Es el principal elemento de la materia orgánica. Los productores absorben CO₂ de la atmósfera o disuelto en el agua y, a través de la fotosíntesis, fijan el Carbono inorgánico en compuestos orgánicos como la glucosa. Estos compuestos orgánicos serán degradados por organismos que realizan respiración aeróbica, devolviendo el CO₂ a la atmósfera o al agua.

Procesos que afectan los niveles de CO₂

• Aumentan el CO₂: Respiración, incendios, industrias, volcanes, tala de bosques y combustión de energías fósiles.
• Disminuyen el CO₂: Fotosíntesis, fijación de CO₂ en esqueletos y fijación de CO₂ para la formación de petróleo y carbón.

Ciclo del Nitrógeno (N)

El Nitrógeno de la troposfera no puede ser usado directamente como nutriente por la vegetación o los animales; debe convertirse en otras formas útiles mediante la fijación del Nitrógeno.

• Algunas bacterias reducen el Nitrógeno atmosférico formando amoníaco (NH₃).
• Otras bacterias, como Rhizobium, viven en simbiosis en las raíces de leguminosas, a las que transfieren NH₃ directamente.
• El NH₃ fijado es transformado en NO₂^– por otras bacterias (nitrosación).
• Otras bacterias oxidan el ion nitrito convirtiéndolo en nitrato (nitración).
• Finalmente, otras bacterias liberan N₂ a la atmósfera.

Efectos del ciclo del Nitrógeno: El N₂O incrementa el efecto invernadero; el NO₂ contribuye al smog fotoquímico y al agujero de la capa de ozono; el HNO₃ genera lluvia ácida y el N₂ provoca la eutrofización.

Ciclo del Azufre (S)

Entra en la atmósfera como H₂S desde fuentes naturales (volcanes o descomposición de materia orgánica) o como SO₂ y sulfatos, derivados mayoritariamente de la actividad humana.

• Bacterias aerobias y anaerobias transforman el H₂S de los cadáveres en H₂SO₄.
• Bacterias incoloras utilizan el H₂S como fuente de Hidrógeno mediante fotosíntesis anoxigénica.
• Bacterias quimiosintéticas oxidan el H₂S para obtener energía y fijar el Carbono.
• Parte del H₂S se quedará en minerales ricos en Azufre y Hierro (como la pirita).

El Azufre origina el smog ácido y la lluvia ácida.

Sucesión Ecológica

Es el proceso ordenado de cambios direccionales de una comunidad natural. Se distinguen dos tipos:

• Alogénicas: Las sustituciones de especies ocurren como resultado de cambios geológicos, físicos o químicos.
• Autogénicas: Sucesiones producidas en terrenos al descubierto.

Sucesión Primaria

Se desarrolla a partir de terreno desnudo (dunas de arena, depósitos de lava, terreno al retirarse un glaciar). En el caso del glaciar, el sustrato es colonizado por musgos, líquenes y raíces, enriqueciéndose en Nitrógeno. Después aparecen arbustos de sauces y, 50 años más tarde, álamos dispersos. Se acidifica el suelo, favoreciendo especies de píceas. Todo esto produce acumulación de Carbono, aumenta la aireación y la capacidad de retención de agua.

Sucesión Secundaria

Ocurre cuando la vegetación de una zona ha sido eliminada de forma total o parcial, pero se conservan semillas y esporas. Son causas de sucesión secundaria la pérdida de árboles por enfermedad, incendios o el abandono de campos de cultivo.

En el caso de un campo abandonado, ocurre un bombardeo de semillas y lo ocuparán las que germinen más rápido. Después será colonizado por cedros, álamos y abedules. Aparecerán especies que se desarrollan en la sombra como robles, arces y fresnos. Por último, las hayas toman posesión del bosque.

Causas de Extinción de Especies

• Desaparición o degradación de hábitats naturales: Es la causa principal. Al ver reducido su hábitat, las especies quedan atrapadas en pequeños territorios donde se produce el «efecto isla».
• Utilización de biocidas: Pesticidas para controlar plagas y herbicidas para matar hierbas eliminan aves y animales que se alimentan de plantas envenenadas.
• Lucha contra depredadores y animales salvajes: Afecta a especies como el lobo, el oso, y herbívoros como el conejo, el elefante o el búfalo. También impacta a águilas, comadrejas y culebras.
• Contaminación ambiental: La contaminación de ríos y aguas subterráneas, la lluvia ácida, el cambio climático y la degradación de la capa de ozono destruyen los hábitats.

Protección de la Vida Silvestre

• Proteger especies en peligro de extinción.
• Administración de la vida silvestre: Implementación de leyes de caza con periodos de coto y veda, tratados para proteger especies migratorias y control del ecoturismo.
• Protección de ecosistemas: Conservar hábitats naturales, establecer reservas, parques nacionales y espacios protegidos.
• Bancos de genes: Uso de jardines botánicos, zoológicos y técnicas de clonación.