Ciclos de la materia y redes tróficas

Ideas clave

• La materia y la energía se comportan distinto en un ecosistema. La materia (los átomos) no se crea ni se gasta: circula en ciclos entre el aire, el agua, el suelo y los seres vivos. La energía fluye en una sola dirección: entra con la luz del Sol, pasa de un organismo a otro y se pierde como calor, así que debe entrar todo el tiempo. Los productores (plantas, algas y cianobacterias) fabrican su alimento con fotosíntesis; los consumidores comen a otros; los descomponedores (hongos y bacterias) rompen restos y desechos y devuelven los nutrientes al suelo y al agua.
• Ciclo del agua: lo mueven el Sol y la gravedad. El agua de océanos, lagos y ríos se evapora, y las plantas liberan vapor por sus hojas (transpiración); en altura el vapor se condensa y forma nubes; cae como lluvia o nieve (precipitación); una parte escurre por la superficie hacia ríos y mar (escorrentía) y otra se infiltra en el suelo y forma aguas subterráneas. Los océanos guardan el 96 % de toda el agua de la Tierra; solo cerca del 2,5 % del agua del planeta es dulce, y de esa, menos del 1 % está accesible en lagos y ríos. Por eso el agua dulce se cuida.
• Ciclo del carbono: el carbono es el esqueleto de las moléculas de los seres vivos. En el aire está como dióxido de carbono (CO2): los productores lo capturan con la fotosíntesis y lo convierten en materia orgánica; la respiración de plantas, animales y descomponedores lo devuelve al aire como CO2. Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) son restos de seres vivos de hace millones de años. Al quemarlos, ese carbono vuelve al aire: el CO2 pasó de 280 partes por millón o menos antes de la industrialización a 422,8 en promedio en 2024, sobre todo por esa quema.
• Ciclo del nitrógeno: forma las proteínas y el ADN. El aire es 78 % nitrógeno gaseoso (N2), pero plantas y animales no pueden usarlo así. Lo «fijan» ciertas bacterias que lo convierten en amonio: unas viven libres y otras, como Rhizobium, en nódulos de las raíces de leguminosas. Otras bacterias pasan el amonio a nitrito y luego a nitrato (nitrificación), que las plantas absorben; los animales lo obtienen al comer. Los descomponedores devuelven el nitrógeno de los restos como amonio (amonificación); en el suelo, las bacterias desnitrificantes convierten el nitrato en N2, que regresa al aire.
• Ciclo del fósforo: forma el ADN, el ATP y, en los animales, huesos y dientes. El fósforo sale de las rocas cuando se desgastan (meteorización), llega al suelo y al agua como fosfato, lo toman las plantas, pasa a los animales y vuelve al suelo con los descomponedores; parte escurre al mar y queda en sedimentos. Los humanos lo aceleraron al extraer roca fosfórica para fertilizantes: el fosfato que escurre a lagos y costas, junto con el exceso de nitrógeno, produce eutrofización: crecen demasiadas algas, se agota el oxígeno del agua y mueren peces («zonas muertas»).
• La huella de carbono es la cantidad de gases de efecto invernadero, medida como CO2, que genera una actividad: un viaje en auto, la electricidad de la casa, la ropa, la comida. Para reducirla: moverse a pie, en bicicleta o en transporte público; usar menos energía de fuentes fósiles y más de renovables; desperdiciar menos comida; reparar y reusar; y cuidar los bosques, que capturan CO2. Alterar los ciclos tiene efectos en cadena: más CO2 en el aire retiene más calor; el exceso de nitrógeno y fósforo de fertilizantes y aguas servidas eutrofiza ríos y costas.
• Una cadena trófica muestra quién come a quién en una línea: productor → consumidor primario → consumidor secundario → consumidor terciario. Una red trófica une muchas cadenas, porque un animal suele comer varias cosas. Las pirámides muestran cuánto hay en cada nivel: energía, biomasa (masa de seres vivos) o número de individuos. La de energía siempre tiene la base ancha, porque en cada paso se pierde la mayor parte (respiración, calor, lo que no se come). Regla aproximada: cerca del 10 % de la energía de un nivel llega al siguiente. Por eso las cadenas tienen pocos niveles.
• Algunas sustancias casi no se degradan ni se eliminan: se quedan en los tejidos de quien las absorbe (bioacumulación) y, como cada depredador come muchas presas, la concentración sube en cada nivel de la cadena (biomagnificación). Caso clásico: el DDT, un insecticida, se acumuló en peces y en las aves que los comían, les adelgazó la cáscara de los huevos y causó la caída del águila calva, el pelícano pardo y el halcón peregrino; Estados Unidos prohibió su uso agrícola en 1972. Hoy preocupan el mercurio, un metal que se concentra en peces grandes (pez espada, tiburón), y varios plaguicidas.

Reglas y fórmulas

Ejemplos resueltos