¿Qué es un ecosistema artificial?
Un ecosistema artificial es aquel cuyos componentes bióticos han sido determinados por los humanos con propósitos específicos, tales como la producción agrícola. Requieren ser mantenidos bajo condiciones ambientales controladas.
El término ecosistema, o sistema ecológico, se refiere a una unidad natural, seminatural o artificial que incluye todos los seres vivos, o factores bióticos, de un área dada, los cuales interactúan con los componentes físicos y químicos de su ambiente, o factores abióticos.
Los ecosistemas se caracterizan por poseer una variedad definida de factores bióticos, o biodiversidad, y por patrones propios de flujo de energía y nutrientes dentro y entre sus factores bióticos y abióticos. Pueden clasificarse en naturales, seminaturales y artificiales.
Características de un ecosistema artificial
- Albergan una biodiversidad más baja que la de los ecosistemas naturales y seminaturales. Su componente biótico está fuertemente dominado por especies ajenas al sitio, o exóticas, introducidas por los humanos. Presentan cadenas tróficas simplificadas. La diversidad genética es muy baja, incluso en las especies introducidas.
- Desde el punto de vista de las necesidades humanas, son más productivos, o más fáciles de utilizar, que los ecosistemas naturales. Por ello, han permitido un enorme crecimiento de la población humana mundial.
- Son vulnerables a degradarse y a sufrir el ataque de plagas, con pérdida de utilidad para los humanos, debido a la ausencia de biodiversidad y mecanismos autorregulatorios característicos de los ecosistemas naturales. El reciclaje de nutrientes es muy limitado.
- Dependen de la intervención humana para su persistencia. Al ser abandonados, tienden, en un proceso denominado sucesión ecológica, a regresar progresivamente a la condición de ecosistemas naturales. Dependiendo del grado de intervención humana, y de las especies colonizadoras disponibles, este último proceso permite recuperar parte de complejidad y biodiversidad original.
Factores bióticos del ecosistema artificial
En los ecosistemas artificiales, las plantas y animales consisten principalmente en aquellas especies que los humanos desean que estén presentes. Las especies originales del área se eliminan con el fin de crear espacio para las especies deseadas, o para asegurar que estas últimas se beneficien monopólicamente de los factores abióticos disponibles.
En los ecosistemas artificiales, las especies nativas o introducidas que depredan a las especies deseadas, o que compiten con ellas por los factores abióticos, se consideran plagas, teniéndose como objetivo su eliminación o, al menos, su control sistemático.
En los ecosistemas artificiales, los humanos toleran la presencia de aquellas especies nativas o introducidas que no afectan negativamente las especies deseadas. En el caso de ciertas especies nativas o introducidas que benefician a las especies deseadas, por ejemplo actuando como biocontroladores de plagas, a veces se promueve su presencia.
Los humanos son el factor biótico más determinante de los ecosistemas artificiales, siendo responsables de su creación y mantenimiento, y de la trayectoria que siguen. Por ejemplo, un ecosistema artificial, como un campo de cultivos, puede ser reconvertido por los humanos en otro tipo de ecosistema artificial, como un parque urbano.
Factores abióticos de un ecosistema artificial
Los factores abióticos, como el clima y los suelos, de los ecosistemas artificiales extensos son típicamente los mismos de los ecosistemas naturales que les precedieron en el área que ocupan.
Entre los factores abióticos de origen enteramente humano se encuentran los fertilizantes, los pesticidas, los contaminantes químicos, el calor generado por el consumo eléctrico y de combustibles fósiles, el ruido, la basura plástica, la contaminación lumínica y residuos radioactivos. Ejemplos de estos últimos están en las catástrofes de Chernobil y Fukushima.
Un tipo poco común de ecosistema artificial lo constituyen los sistemas ecológicos cerrados, como por ejemplo, las cápsulas espaciales, que son ecosistemas en los cuales no se permite intercambio de materia con el exterior. Estos ecosistemas por lo general son pequeños y tienen fines experimentales.
En los sistemas ecológicos cerrados, los factores abióticos están determinados por el experimentador. Si el objetivo es mantener vida humana o animal, los desechos, como el dióxido de carbono, o las heces y la orina, son factores abióticos que deben, con la participación de un organismo autótrofo, ser convertidos en oxígeno, agua y alimento.
Tipos y ejemplos reales de ecosistemas artificiales
Los ecosistemas artificiales pueden clasificarse de muchas maneras. La clasificación más común los divide en terrestres y acuáticos. Sin embargo, también es posible dividirlos en urbanos, suburbanos y extraurbanos, o en abiertos y cerrados.
Por supuesto, también es posible combinar estas clasificaciones para lograr caracterizaciones precisas. Así se tendría, por ejemplo, un ecosistema artificial terrestre urbano y abierto, o un ecosistema artificial extraurbano acuático y cerrado.
Ecosistemas artificiales terrestres
Son muy comunes por ser los humanos organismos terrestres. La mayor extensión la ocupa lo que se conoce como agroecosistemas, entre los cuales se encuentran las granjas agrícolas y ganaderas.
La importancia de los agroecosistemas es tan grande que dentro de la ecología existe una subdisciplina llamada agroecología, que estudia las relaciones de las plantas cultivadas y los animales domésticos con el ambiente inanimado.
También son importantes los parques y jardines, públicos y privados. Con su necesidad de cuidado constante, como la remoción de las llamadas malas hierbas, los parques y jardines demuestran la incapacidad de autorregulación y autoconservación típica de los ecosistemas artificiales.
Las ciudades también son ecosistemas artificiales, que se encuentran en una expansión explosiva, muchas veces a costa de los agroecosistemas.
Otros ejemplos de ecosistemas artificiales terrestres lo constituyen las plantaciones forestales destinadas a la producción de madera y de pulpa para papel, las granjas porcinas y aviarias, los invernaderos para la producción de verduras, legumbres y flores, los parques zoológicos, las canchas de golf, y los terrarios para la cría de reptiles, anfibios y artrópodos.
Ecosistemas artificiales acuáticos
Todos hemos oído hablar de acuarios, arrozales, canales de riego, canales fluviales, cultivos hidropónicos, embalses, estanques para acuicultura de peces y camarones, estanques urbanos y agrícolas, jaulas flotantes para la acuicultura de peces marinos, y lagunas de oxidación para el tratado de aguas servidas. Estos son ejemplos de ecosistemas artificiales acuáticos.
La alteración por el humano de la hidrosfera, o parte del planeta ocupada por océanos, lagos, ríos y demás masas de agua, para crear deliberada o accidentalmente ecosistemas artificiales, tiene gran importancia ecológica y económica.
Nuestra dependencia de los cuerpos de agua y de las plantas y animales acuáticos, así como de sus funciones ecológicas, es fundamental para nuestra supervivencia. La hidrosfera alberga una biodiversidad muy rica, aporta alimento, oxigena la atmósfera, y sirve para la recreación y el turismo.
La contaminación del mar y de los ríos con plásticos e infinidad de desechos de todo tipo está creando auténticos ecosistemas artificiales con biodiversidad muy reducida, como por ejemplo, la gran isla de basura del Pacífico, que ya es tres veces más grande que Francia. Se calcula que para 2050 los océanos del planeta tendrán más plástico que peces.
Ecosistemas artificiales cerrados
La Tierra en su conjunto puede considerarse un sistema ecológico cerrado llamado ecosfera. Debido a la fuerte y creciente alteración humana, que entre otras cosas está produciendo un cambio climático anormal y llevará a la pérdida de millones de especies, la ecosfera podría llegar a ser un sistema ecológico artificial cerrado.
Los humanos hemos creado sistemas ecológicos cerrados para fines de experimentación. Además de las cápsulas y laboratorios espaciales, incluyen los desarrollados en proyectos (Biosphere 2, MELiSSA, and the BIOS-1, BIOS-2, BIOS-3) con el objetivo de experimentar con el sostén de la vida en condiciones de aislamiento ambiental.
A muy pequeña escala, terrarios y acuarios, pueden usarse para crear ecosistemas artificiales cerrados que alberguen plantas y animales. Un recipiente o una botella cerrados, contentivos de alimento o bebidas contaminados con microorganismos, también representan ejemplos de ecosistemas artificiales cerrados.
Relevancia de los ecosistemas artificiales para el futuro de la vida terrestre
Cuando ocupan grandes extensiones, particularmente en regiones tropicales ricas en endemismos biológicos, los ecosistemas artificiales ocasionan una pérdida grande de biodiversidad. Este problema lo ilustra el auge de las plantaciones de palma africana en Indonesia, y del cultivo de la soja y la ganadería en la Amazonia.
El crecimiento de la población humana requiere la expansión permanente de los ecosistemas artificiales a costa del mundo natural.
En parte, esta expansión podría reducirse mejorando la eficiencia productiva de los ecosistemas artificiales existentes, y modificando los hábitos de consumo (por ejemplo, comer menos productos cárnicos) para reducir la huella humana.
Los ecosistemas artificiales carecen de capacidad de autorregulación. Ello también sería aplicable a la ecosfera si se convirtiese en un gigantesco ecosistema artificial, con consecuencias catastróficas, no solo en términos de la extinción de millones de especies, sino para la propia supervivencia humana.
El uso sostenible, es decir, el aprovechamiento de los recursos naturales a una tasa inferior a su capacidad de renovación, implica hacer lo posible por conservar el mayor número posible de ecosistemas naturales únicos, y por hacer que los ecosistemas artificiales retengan algunas de las características benignas de los ecosistemas seminaturales.
Referencias
- Chapin, F. S. III, Matson, P. A., Vitousek, P. M. Principles of terrestrial ecosystem ecology. Springer, Nueva York.
- Clifford, C., Heffernan, J. Artificial aquatic ecosystems. Water.
- Jørgensen, S. E., ed. Ecosystem ecology. Elsevier, Amsterdam.
- Korner, C., Arnone, J. A. Ill. Responses to elevated carbon dioxide in artificial tropical ecosystems. Science.
- Molles, M. Ecology: concepts and applications. McGraw-Hill, Nueva York.