Ecologia Y Medio Ambiente en el Siglo XXI - Carabias-84

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Unidad I Bases biológicas de la ecología
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Otro gran logro del concepto de ecosistema es que se enfoca en una unidad de la naturaleza que 
es bastante real, pues sus elementos presentan una cierta cohesión entre sí a través del intercambio de 
materia y energía. La materia y la energía 
presentan diferencias en la forma en que 
se mueven a través de un ecosistema. La 
materia puede moverse en forma de ciclos 
potencialmente infinitos a través de un 
ecosistema particular, entre ecosistemas o 
en toda la biosfera, mientras que la energía 
pasa una sola vez por el ecosistema y no 
regresa a su origen (que generalmente es 
el Sol). Por ejemplo, un átomo de carbono 
o de plomo y una molécula de agua o de 
nitrógeno se reciclan muchas veces; en con-
traste, la energía del Sol, capturada en los 
tejidos de las plantas gracias a la fotosínte-
sis, se disipa al pasar de un organismo a otro 
mediante la producción de calor emitida 
durante la respiración de todos los organis-
mos implicados (figura 4.3). En conclusión, 
la materia se mueve en ciclos, mientras que la
energía lo hace en un flujo unidireccional; 
sin embargo, ambos procesos están íntima-
mente vinculados.
A
T
M
Ó
S
F
E
R
A
A
T
M
Ó
S
F
E
R
A
SUELO
PRODUCTORES
PRIMARIOS
CONSUMIDORES
PRIMARIOS
CONSUMIDORES
SECUNDARIOS
DESCOMPONEDORES R
E
S
P
I
R
A
C
I
Ó
N
SOL 
Figura 4.3
Esquema del movimiento de materia y 
energía en un ecosistema terrestre. Se 
observa que mientras la materia (flechas 
azules) se mueve a través de ciclos, la 
energía (flechas rojas) fluye una sola vez a 
través del ecosistema.
El flujo de energía4.3
La energía se define como la capacidad de efectuar trabajo y puede ser de varios tipos: calorífica 
(como la que emana del gas que se quema en una estufa), química (la que está almacenada en los 
enlaces químicos de los compuestos) o lumínica (como la que irradia el Sol), entre otras.
La energía se mide en calorías o julios. Una caloría (que se abrevia cal) se define como la canti-
dad de energía que se requiere para que la temperatura de un gramo de agua aumente de 14.5 a 15.5°C. 
Por su parte, un julio (o joule, que se abrevia J) es la energía necesaria para levantar una masa de 
1 gramo a 1 cm de altura contra la fuerza de gravedad de la Tierra. Una caloría equivale a 4.184 J, por 
lo que 1 J = 0.239 cal. Los ecólogos miden la energía en kilocalorías (1 kcal = 1000 cal) o en kilojulios
(1 kJ = 1000 J). En general, los materiales vivos contienen entre 2.0 y 6.0 kcal/g (de 10 a 20 kJ por g;
cuadro 4.1).
Los ecosistemas están sujetos a las leyes de la termodinámica. La termodinámica es la ciencia 
que estudia los procesos relacionados con el intercambio de calor. Esta ciencia se basa en dos conoci-
das leyes físicas. Una de ellas, la primera ley de la termodinámica, establece que la energía no se crea 
ni se destruye, sino sólo se transforma. La segunda ley de la termodinámica, por su parte, sostiene que 
las transformaciones de energía de un tipo a otro nunca tienen una eficiencia de 100%. La fotosíntesis 
y la respiración ejemplifican estos principios, como veremos a continuación.