ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS

El concepto de energíaLa energía no es un objeto tangible, por tanto es difícil definirla. Sin embargo, todos hemos en algún momento experimentado la noción de trabajo; por ejemplo, levantar una caja implica aplicar una fuerza suficiente para vencer la fuerza de gravedad y así desplazarla a una distancia del suelo, esto se define en física como Trabajo; Energía, por su parte, se define como la capacidad de realizar trabajo; su unidad de medida en el sistema internacional de medidas es el Julio.

La energía se manifiesta de muchas formas en la naturaleza como por ejemplo en forma de calor, movimiento, enlaces químicos, entre otras. Existe una ley muy importante en Termodinámica, ciencia que estudia la energía y sus transformaciones, y es la siguiente: "La energía no se crea ni se destruye sólo puede transformarse o transferirse". Para ilustrar mejor este concepto observemos: una persona toma energía a partir de los alimentos (energía química), la utiliza para generar calor (energía calórica) y tejidos corporales (energía química). A continuación veremos como estos conceptos aparentemente físicos pueden ser aplicados a los ecosistemas.

• ¿De dónde viene la energía que recibimos en la tierra?
  La luz solar es la fuente de energía que alimenta el planeta tierra; la circulación de los vientos y las corrientes en los océanos son generados por aquella. Sin embargo, como vimos en el capítulo anterior, no todos los organismos pueden aprovecharla directamente, solamente lo hacen los productores primarios, capaces de realizar fotosíntesis.
  La producción primariaConsiste básicamente en la transformación de moléculas de baja energía y luz solar en moléculas con alta energía aprovechables para los seres vivos.

• El flujo de energía en el ecosistema: cadenas y niveles tróficos
  Como habíamos mencionado anteriormente en este capítulo, sólo los productores primarios pueden obtener energía de la luz solar para realizar sus procesos de biosíntesis, los demás organismos, incapaces de realizar fotosíntesis, deben obtener la energía directa o indirectamente de los productores primarios. Esta secuencia de relaciones de producción-consumo, a través de las cuales fluye energía se denomina cadena trófica. A continuación se ilustrará este concepto usando un esquema en exceso simplificado:
  

• La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 38 moléculas de ATP.
  Su fórmula general es:
  C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 38 moléculas de ATP
  En las células eucariotas la respiración se realiza en las mitocondrias y ocurre en tres etapas que son estos:
  Oxidación del ácido pirúvico.
  Ciclo de los ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs)
  Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa del ADP a ATP.
  La respiración celular es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en la cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos, es liberada de manera controlada. Durante la respiración una parte de la energía libre desprendida en estas reacciones exotérmicas, es incorporada a la molécula de ATP, que puede ser a continuación utilizado en los procesos endotérmicos, como son los de mantenimiento y desarrollo del organismo (anabolismo).
  La respiración celular podría dividirse en dos tipos, según el papel atribuido al oxígeno:
  Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O2.
  Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO42- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a H2SLa respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurre en la mayoría de las células, en las que el ácido pirúvico producido por la glucólisis se desdobla a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) y se producen 38 moléculas de ATP.
  Su fórmula general es:
  C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6H2O y se liberan 38 moléculas de ATP
  La respiración celular podría dividirse en dos tipos, según el papel atribuido al oxígeno:
  Respiración aeróbica: Hace uso del O2 como aceptor último de los electrones desprendidos de las sustancias orgánicas. Es la forma más extendida, propia de una parte de las bacterias y de los organismos eucariontes, cuyas mitocondrias derivan de aquéllas. Se llama aerobios a los organismos que, por este motivo, requieren O2.
  Respiración anaeróbica: No interviene el oxígeno, sino que se emplean otros aceptores finales de electrones, muy variados, generalmente minerales y, a menudo, subproductos del metabolismo de otros organismos. Un ejemplo de aceptor es el SO42- (anión sulfato), que en el proceso queda reducido a H2S.
  

• Cadena trófica en ecosistemas acuáticos
  En cada uno de los pasos del esquema se observa una transferencia de energía desde el primer eslabón representado por la planta hasta los últimos niveles representados por organismos saprófitos (hongos) y detritívoros (grillo). Los eslabones de la cadena trófica se denominan niveles tróficos. Así, para nuestro esquema el primer nivel serían los productores primarios; el segundo, lo representaría los consumidores primarios; el tercero los consumidores secundarios; los últimos, se encontrarían ocupados por detritívoros y saprófitos.
  
  
• ¿Es la cadena trófica un sistema eficiente de transferencia de energía?
  Según se dijo anteriormente, una parte de la energía que es absorbida por las plantas será utilizada para las biosíntesis que les son propias; por ello, no toda la energía absorbida se encontrará disponible para el siguiente nivel trófico. De igual forma sucederá en los niveles tróficos sucesivos. El porcentaje de energía transferido de un nivel al siguiente de la cadena trófica se denomina eficiencia ecológica. Ésta se encuentra determinada por la eficiencia de asimilación, que es el porcentaje de energía consumida que se asimila y la eficiencia de producción neta, que es el porcentaje de energía que, asimilada que se gasta en crecimiento y reproducción. Según esto, la energía que se transfiere de un nivel a otro es cada vez menor y podría representarse como una pirámide, en cuya base encontramos a los productores primarios, los cuales disponen de la mayor cantidad de energía, y en el ápice localizaríamos a los carnívoros de segundo orden, que encuentran menor cantidad de energía disponible.