Transcription
Pensemos un poco en cómo fluye la energía y cómo se recicla la materia en un ecosistema. Entonces, durante este video, vamos a pensar en estas dos ideas. Y aún después de ver este video, observen los ecosistemas a su alrededor y de los que forman parte, y piensen en cómo fluye la energía y cómo se recicla la materia.
Primero, pensemos en la energía. La energía para la mayoría de los ecosistemas originalmente proviene del sol. Hay otras fuentes de energía, podemos pensar en la luz de la luna, aunque esencialmente eso también proviene del sol, o también existe la energía geotérmica. Pero para lo que nos interesa, el sol es la fuente de energía para la mayoría de los ecosistemas.
¿Y cómo es que los ecosistemas usan esa energía? ¿Cómo la obtienen y cómo la almacenan, especialmente como biomasa? Bueno, todo empieza con los productores primarios, que generalmente son las plantas, pero también podrían ser las bacterias que tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis. Es decir, de tomar esa energía y crear biomoléculas en las que se almacene esa energía.
Entonces, en este diagrama, las plantas son los productores primarios, aunque también se les conoce como autótrofos. Autótrofos obtienen su propia comida a partir de la energía del sol. Pero, ¿cómo almacenan esa energía? Bueno, la almacenan en las moléculas biológicas. Si pudiéramos acercarnos más y observar las moléculas en esta planta, bueno, esta es una enorme simplificación, pero podríamos ver todos estos enlaces entre estos carbonos. Y para formar estos enlaces, necesitamos energía. Y si rompemos los enlaces, podemos liberar esa energía.
Y tal vez me digan: "Oye, ¿y de dónde vienen todos esos carbonos que están en el árbol?". Bueno, el carbono viene del aire. El aire contiene dióxido de carbono. Estos son los carbonos y estos son los oxígenos, dos oxígenos por cada carbono. Y todo el proceso de fotosíntesis sirve para fijar ese carbono. Lo escribiré aquí, se va a fijar el carbono que inicialmente se encuentra como un gas, es parte del dióxido de carbono, y después se fija en la estructura de la planta, se fija en las moléculas biológicas de la planta, entonces almacena esa energía.
Ahora, este no es un proceso perfectamente eficiente. No toda la energía del sol se podrá almacenar, pues mucho de eso es reflejado. E incluso la misma planta, mientras vive y se reproduce, sus células se dividen y mucha de esa energía es utilizada. Y en algún momento, esa energía es liberada en forma de calor. Mmm, esto lo verán mucho en sistemas termodinámicos. Empiezan con una cierta energía, la utilizan para realizar un trabajo, pero en el proceso producirán calor. Pero este es solo el principio del flujo de energía.
Ahora podemos pensar en cómo esa energía fluye a otros seres de nuestro ecosistema. Vamos a ver en la siguiente fase. Y este es un diagrama, o mejor dicho, un ecosistema muy simplificado, porque la mayor parte de los ecosistemas son mucho más complejos. Pero vamos a pensar en los seres que se comen a las plantas, se comen a los productores primarios. Y a los seres que se comen a los productores primarios, les vamos a llamar consumidores primarios.
Entonces, este conejito o esta ardilla son consumidores primarios. Se comen, o mejor dicho, consumen a los productores primarios. ¿Y por qué los consumen? ¿Por qué el conejo se come el pasto? Bueno, porque así obtiene energía de los enlaces entre los carbonos y de otros enlaces que existen en las moléculas biológicas. Y puede usar esa energía para crecer, reproducirse, vivir y correr por ahí. Y también almacena un poco de esa energía en su biomasa.
Pero nuevamente, este proceso no es muy eficiente, porque al pasar de un nivel trófico a otro, solo se transfiere cerca del 10% de la energía. Y esa es la energía que se almacena en el siguiente organismo. ¿Y por qué 10%? Bueno, porque no se come a todas las plantas. Y porque en todo el proceso de comer plantas y digerirlas, un poco de esa energía se va junto con el excremento. El consumidor primario que tenemos aquí no pudo digerir todas las moléculas biológicas. Por eso, en general, es un proceso ineficiente.
Y bueno, aún no hemos terminado. Todavía tenemos energía almacenada en las moléculas biológicas de este consumidor primario, en las que alguien más podría estar interesado. Y sabemos que en muchos ecosistemas hay seres a los que les gusta comer conejos o incluso ardillas. Y en este dibujo tenemos al zorro. Y a este zorro que se come a los consumidores primarios, le vamos a llamar consumidor secundario.
Y podemos continuar con esto. Si hay algún otro ser, mmm, supongamos que aquí hay una persona a la que le gusta comer zorros y ahí tiene su herramienta para cazar. Bueno, entonces el zorro es comido por él. ¿Y por qué come zorros? Bueno, en realidad lo que quiere es la energía que hay en ese zorro. Y bueno, no se trata solamente de las moléculas, hablaremos sobre la materia en un momento, pero quiere la energía y la materia del zorro para crecer y vivir.
Entonces, a este ser lo conocemos como consumidor terciario. Y si no hay nadie que se quiera comer a este consumidor, entonces es considerado un depredador. Y todos estos seres que se comen a otros animales se llaman carnívoros. Entonces, este es el depredador y se encuentra hasta arriba de la cadena alimenticia.
Pero todavía no hemos terminado, porque en algún punto, todos estos seres de los que estamos hablando, es decir, los árboles, los conejos, el zorro y a este ser que le gusta comer zorros, en algún momento todos van a morir. Y esa energía no desaparece simplemente, porque la energía siempre se conserva y fluye de un lugar a otro. Y esa energía será usada por estos seres a los que llamamos descomponedores, que pueden tomar toda la energía restante que hay en los cadáveres o incluso en los excrementos, los los descomponen y pueden utilizarlos para vivir y reproducirse. Y también al descomponerlos, pueden liberar todos los nutrientes y la materia que se utilizó, con lo que la materia es reciclada para ser utilizada nuevamente por las plantas. Y así es como se crea este bonito ciclo.
Y lo más importante de esto es que la energía primero llega en forma de luz, y esa energía es transferida a través de los diferentes niveles tróficos. Y no es un proceso completamente eficiente, porque mucha de esa energía, especialmente mientras estos organismos viven y se reproducen y corren por ahí, liberan un poco de esa energía en forma de calor.
Y bueno, ya nos enfocamos mucho en la energía, pero ahora pensemos en la materia. La materia es reciclada. Y en el caso de la materia, no hay materia nueva que ingrese al ecosistema, al menos no en este ejemplo. La materia no se crea mágicamente ni se destruye mágicamente. Y como mencioné antes, cuando observamos una hoja en un árbol en crecimiento, o simplemente un árbol en crecimiento, o una hoja de pasto en crecimiento, esa materia no aparece de la nada, sino que esa materia siempre estuvo presente, pero en forma de dióxido de carbono. La planta simplemente usa la energía del sol para fijar el carbono y transformarlo de la forma gaseosa a la sólida. Y puede usar esa energía para formar enlaces entre los carbonos en estas moléculas biológicas que almacenan energía.
La planta puede usar esa energía para crecer. Y como ya dijimos, existen seres que se comen a las plantas, o seres que comen seres que comen plantas, y pueden usar esa energía. Entonces, el dióxido de carbono se fija en estas plantas. Mmm, voy a borrar esta flecha porque así puede confundir un poco. Bueno, entonces aquí se libera oxígeno, O2. Ese oxígeno que es parte del proceso de fotosíntesis, ese oxígeno se utiliza por los animales para digerir estas moléculas biológicas. Estudiamos eso en biología, en respiración.
Y para la materia, miren, aquí tenemos este carbono. Y cuando es comido, ahora forma parte de las biomoléculas de este conejito. Y cuando el conejo usa cualquiera de esas moléculas biológicas como una fuente de energía, entonces puede romper los enlaces mediante la respiración y el carbono es liberado en forma de dióxido de carbono. Entonces, ya lo había dibujado aquí.
Bueno, entonces lo más importante a entender es que la energía fluye. La luz, luz del sol, entra y después todo esto ocurre hasta que una parte es liberada en forma de calor en la mayoría de las etapas. Pero en el caso de la materia, siempre ha estado ahí. Todos los átomos de nuestro cuerpo y del planeta Tierra son reciclados constantemente. Y es materia que se creó adentro de las estrellas hace miles de millones de años, pero que seguimos reutilizando una y otra y otra vez. La materia pasa de una forma a otra. Aún cuando estos seres mueren, porque los descomponedores deshacen todo y lo convierten en simples moléculas inorgánicas que entonces pueden ser reutilizadas por las plantas, junto con el carbono del aire, la luz del sol y el agua que se absorbe por sus raíces, para empezar otra vez todo este proceso.