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4.4.1 Procesos de transformación de los elementos en el ecosistema

Las transformaciones químicas de los elementos en los ecosistemas se encuentran generalmente acompañadas de cambios en su estado de oxidación; estos cambios pueden ser llevados a cabo por organismos vivos o realizarse de manera espontánea en la atmósfera, el agua o el suelo. Los organismos vivos realizan procesos anabólicos, a través de los cuales los nutrientes son integrados a biomoléculas (procesos de reducción) y procesos catabólicos a través de los cuales se degradan dichas biomoléculas, para la obtención de energía a partir de las mismas (procesos de oxidación).

4.4.1.1 Procesos de oxidación - reducción
4.4.1.2 Modelos de compartimentos del ecosistema

4.4.1.1 Procesos de oxidación - reducción
Durante las reacciones químicas un átomo puede ceder o recibir electrones, si los dona, se dice que se oxida; si los gana, se dice que se reduce. La tendencia a recibir o donar electrones de un átomo depende de la electronegatividad del mismo. Cuanto mayor esta sea, mayor será la capacidad de atraer electrones hacia sí mismo.

Cada electrón trae asociada consigo una cantidad de energía, por ello un compuesto reducido posee mayor cantidad de energía que uno oxidado.

Las sustancias pueden actuar como oxidantes o como reductores. El oxígeno molecular, por ser muy electronegativo, es un fuerte oxidante, mientras que el carbono (de baja electronegatividad) es un reductor fuerte.

A manera de resumen puede decirse que los compuestos (formados por elementos) dentro del ecosistema se encuentran oscilando entre estados de alta y baja energía, como se ilustra en la figura 1.

KJH

Figura 1.En la figura se ilustra el paso de los compuestos a través de diferentes niveles de energía. Este paso se encuentra mediado por procesos de oxidación y reducción. La reducción implica un aporte de energía, como sucede en el caso de la fotosíntesis; mientras la oxidación implica una liberación de energía, como ocurre en la respiración.

4.4.1.2 Modelos de compartimentos del ecosistema
Un modelo podría definirse como una representación simplificada de la realidad. Los modelos de compartimentos han sido utilizados por los ecólogos para representar de una manera sencilla el flujo de los elementos dentro del ecosistema. Este tipo de diagramas se compone de compartimentos que representan las partes del sistema en las cuales hay acumulación temporal de nutrientes. Cada compartimento tiene una entrada y una salida, tanto las entradas como las salidas se encuentran reguladas por procesos. Para ilustrar de una mejor manera este concepto observemos la figura 2.

Figura 2. Modelo general de compartimentos del flujo de los elementos en el ecosistema.

En el caso ilustrado encontramos cuatro grandes compartimentos, al interior de los cuales podemos hallar subcompartimentos, cada uno de los cuales representa una parte del sistema en la cual pueden estar almacenados los elementos temporalmente. La materia almacenada en el compartimento 1, por ejemplo, sale de éste a través del proceso de fotosíntesis; mientras tanto, del compartimento 1 al compartimento 2, fluye materia a través del proceso de respiración.

Como ya se mencionó, los procesos de transformación de la materia no sólo son realizados por los organismos vivos; por esto el compartimento 4 aporta material al compartimento 1 a través de proceso de meteorización (desintegración de la roca por factores mecánicos o químicos). De la misma manera, este último recibe aportes de 1 a través de la formación de nuevas rocas, por el proceso de sedimentación de finas partículas que contienen carbón.