En un ecosistema, la materia se conserva mientras la energía fluye a traves de. La forma y la eficiencia de este flujo se pueden representar mediante niveles tróficos.
La principal fuente de energía para los ecosistemas es la luz solar, aunque el sulfuro de hidrógeno de los respiraderos hidrotermales también proporciona energía. Estudiar la forma en que la energía fluye a cada nivel trófico ayuda a los ecólogos a diseñar estrategias de gestión ambiental.
Definición de la cadena alimentaria y niveles tróficos
A nivel trópico se puede imaginar como un paso en una pirámide, con grupos apilados que representan organismos y su papel en el ecosistema. Esta pirámide trófica ayuda a organizar las diversas interacciones entre esos organismos.
De un nivel trófico al siguiente, solo el 10 por ciento de la energía se convierte en biomasa. El 90 por ciento restante se pierde.
A cadena de comida clasifica a los organismos de forma lineal, de acuerdo con su papel en la creación y el consumo de energía.
Niveles tróficos generales
La base más baja de una cadena alimentaria está compuesta por organismos fotosintéticos como plantas y fitoplancton. Estos organismos se llaman productores.
Los productores convierten la luz solar y las moléculas inorgánicas en energía. Debido a su capacidad para elaborar sus propios alimentos, los productores también se denominan autótrofos. Estos productores comprenden el primer nivel trófico. Estos se pueden dividir en fotoautótrofos, que utilizan la luz solar como alimento y energía, y quimiotrofos, que utilizan moléculas inorgánicas en ausencia de luz solar.
Quimiotrofos se puede encontrar en lugares como respiraderos de aguas profundas. La energía química del sulfuro de hidrógeno en esos respiraderos hidrotermales ayuda a estos organismos a sintetizar moléculas orgánicas para su suministro de energía.
Consumidores de la cadena alimentaria
El siguiente paso en la cadena alimentaria pertenece al consumidores primarios. Los consumidores primarios comen productores. Los consumidores primarios son típicamente animales pequeños, herbívoros que se alimentan de plantas o fitoplancton. Los consumidores también se denominan heterótrofos y solo pueden satisfacer sus necesidades energéticas comiendo alimentos.
Los consumidores incorporan la energía de los productores a su propia biomasa. Los consumidores primarios comprenden el segundo nivel trófico.
Consumidores secundarioso carnívoros, comen consumidores primarios. Generalmente son animales más grandes, aunque hay menos. Existe cierta superposición en algunos animales que son omnívoros, como los osos que comen frutas y salmón. Los consumidores secundarios comprenden el tercer nivel trófico.
Se pierde una cantidad considerable de energía en los niveles tróficos, por lo que en el pirámide de nivel trófico la mayor parte de la energía perdida proviene de los consumidores secundarios. En última instancia, esto conduce a un escenario en el que hay menos organismos en la parte superior de la pirámide trófica, mientras que su base contiene muchas especies.
Redes alimentarias
Redes alimentarias describir con más detalle las especies interrelacionadas en varios niveles tróficos. Las redes alimentarias muestran la naturaleza del flujo de energía a través de los ecosistemas. Pueden ser bastante complejos y también se ven afectados por la estacionalidad de los alimentos. El oso antes mencionado representa un ejemplo de animales con múltiples roles en un ecosistema.
Debido a la naturaleza dinámica de una red alimentaria, puede resultar una herramienta más útil para describir las interacciones en un ecosistema que una pirámide trófica. Dentro de algunas redes tróficas, existe un animal llamado especie clave. El resto del ecosistema depende de la presencia de esta especie para permanecer intacto y sostenible. Cuando se elimina, el ecosistema puede colapsar.
Las especies clave tienden a ser los principales depredadores, como los lobos y los osos pardos. Un depredador superior se llama depredador ápice. Un ápice depredador es esencialmente un consumidor terciario y se le asigna el cuarto y último nivel trófico de la pirámide.
Biodiversidad del ecosistema
Otro factor en la estabilidad del ecosistema es el biodiversidad. Cuando hay menos diversidad de especies, un ecosistema sufre. Esto afecta los niveles tróficos si se eliminan especies de ellos. El efecto dominó altera el equilibrio de todo el sistema.
Otra dinámica en juego en una red trófica incluye a los organismos llamados descomponedores. Estos descomponedores descomponen los organismos muertos (plantas y animales) y liberan nutrientes de ellos al medio ambiente. Entonces esos minerales están disponibles para los productores primarios de la pirámide trófica.
Los ejemplos de descomponedores incluyen gusanos, mohos, insectos, hongos y bacterias. Sin embargo, esto no se considera reciclaje de energía. Representa la liberación de energía y, a menudo, se produce en forma de calor.
Biomasa describe la masa total de todos los organismos, vivos o muertos, a nivel trófico. Cada nivel trófico posee una cierta cantidad de biomasa.
Productividad de los productores primarios se refiere a la cantidad de energía que pueden aportar a otras criaturas vivientes. Esa cantidad se considera la productividad primaria neta. La productividad primaria bruta representa la tasa que los productores primarios fotosintéticos pueden convertir la energía solar.
Problemas de bioacumulación
Bioacumulacion o biomagnificación se refiere a un aumento de materiales tóxicos que ascienden más en la pirámide trófica. El material se concentra en tejidos animales. Un ejemplo de esto sería la contaminación por diclorodifeniltricloroetano (DDT). Esta sustancia química se bioacumula en el medio ambiente.
Con cada nivel de consumidor, se acumulan mayores concentraciones de DDT en sus cuerpos. En el nivel trófico más alto, como las águilas calvas, esta bioacumulación produce efectos devastadores sobre la salud y la supervivencia de los animales. Se prohibió el uso del DDT en la década de 1970, pero hay otras sustancias químicas artificiales que representan un riesgo para la salud ambiental. Por lo tanto, es importante identificar y eliminar dichas sustancias del medio ambiente antes de que se produzca dicha contaminación.
La bioacumulación también ocurre con ciertos metales pesados que se pueden encontrar en el pescado. Es por eso que existen recomendaciones para limitar cierto consumo de pescado en personas de grupos vulnerables, como niños pequeños y mujeres embarazadas.
Ejemplos de nivel trófico y redes tróficas
Para comprender estos conceptos, es útil tener ejemplos del mundo real. El océano proporciona una buena demostración de los niveles tróficos y las redes tróficas. Como se mencionó anteriormente, el fitoplancton es un ejemplo de productores primarios. El zooplancton son consumidores secundarios de fitoplancton.
El tercer nivel trófico, de consumidor secundario, pertenecería a los crustáceos que comen zooplancton. Y el cuarto nivel trófico sería el pez. Esto podría extenderse aún más con animales como focas e incluso otros peces, que consumen esos peces. Un depredador ápice, como una ballena orca, ocuparía el nivel trófico más alto. Con cada nivel, más se pierde energía.
Los ejemplos de fotoautótrofos incluyen bacterias, plantas y algas de fotosíntesis. Convierten la energía del sol en ATP y NADP, que a su vez se utiliza para producir moléculas orgánicas como la glucosa.
Los ejemplos de quimioautótrofos incluyen bacterias en cuevas o los respiraderos hidrotermales antes mencionados. Alrededor de estos respiraderos, heterótrofos como camarones, langostas y mejillones consumen quimioautótrofos en las profundidades del océano.
Ejemplos de pirámides tróficas
En términos de ejemplos de pirámides tróficas del mundo real, existen numerosos tipos. Pueden estar en posición vertical o invertida.
Una pirámide vertical estaría representada por pastizales, ya que hay menos organismos que suben al nivel superior. Un bioma de pastizal puede tener pastos como el nivel más bajo como productor primario. El consumidor principal sería un saltamontes. Un consumidor secundario sería un ratón. Un consumidor terciario sería una serpiente que se come al ratón. Un cuarto consumidor cuaternario y depredador principal en los pastizales sería un halcón, que se come a la serpiente.
Otro bioma con una dinámica similar podría ser un estanque. El productor serían las algas y el consumidor principal serían las larvas de insectos. Un consumidor secundario sería un pececillo y uno terciario sería una rana. El carnívoro o consumidor cuaternario final en el bioma del estanque sería un mapache que se come a la rana.
En un desierto, el principal productor sería un cactus y su principal consumidor sería una mariposa. Un lagarto se comería a la mariposa, convirtiéndola en el consumidor secundario. Una serpiente consumiría al lagarto, clasificándolo como consumidor terciario. Y un correcaminos redondearía el nivel superior y el cuarto, después de comerse a la serpiente.
En contraste con una pirámide vertical, en un bosque templado, la base de la pirámide estaría hecha solo de árboles. Los principales consumidores, los insectos, constituirían una gran parte de la pirámide.
Dada la delicada conectividad entre los organismos y su entorno, se vuelve crucial proteger el equilibrio de los ecosistemas del mundo. Los efectos del flujo de energía, la biomasa y la bioacumulación juegan un papel en las estrategias de gestión de los ecologistas para la conservación.
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