Red trófica: niveles tróficos, tipos, terrestre y marina
¿Qué es la red trófica?
La red trófica o red alimentaria es el conjunto de interacciones alimentarias entre los seres vivos de un ecosistema. Una red trófica está formada por el entrelazamiento de múltiples cadenas alimentarias (secuencia lineal que va desde el productor hasta el último consumidor).
En estricto sentido, las redes tróficas no son abiertas sino que terminan formando ciclos cerrados donde todo organismo termina siendo alimento para otro. Esto debido a que los descomponedores y detritívoros terminan incorporando los nutrientes de cualquier ser vivo a la red.
Dentro de una red trófica se identifican distintos niveles tróficos, con el primero formado por los productores que introducen la energía y materia al sistema mediante fotosíntesis o quimiosíntesis.
Luego, estos productores sirven de alimento a los consumidores denominados primarios, los cuales a su vez serán consumidos por otros consumidores (secundarios). Además, pueden presentarse otros niveles de consumidores dependiendo de la complejidad del ecosistema.
Adicionalmente las redes se vuelven más complejas debido a que existe una importante proporción de organismos omnívoros (consumen animales, plantas, hongos). Por lo tanto, este tipo de organismos pueden ocupar distintos niveles tróficos en un momento dado.
Existen distintos tipos de redes tróficas según los distintos ecosistemas donde se desarrollan y del modelo empleado por el investigador. En términos generales encontramos redes tróficas terrestres y redes tróficas acuáticas y dentro de estas últimas dulceacuícolas y marinas.
De igual forma en las redes terrestres, cada bioma tiene sus peculiaridades dependiendo de las especies que lo conforman.
Niveles tróficos
Los niveles tróficos hacen referencia a la jerarquía de cada nudo de la red trófica partiendo del productor. En este sentido, el primer nivel trófico es el de los productores, seguido de los distintos niveles de consumidores. Un tipo de consumidor final muy particular son los organismos detritívoros y los descomponedores.
Aunque el modelo tiende a representar la red como una jerarquía ascendente, se trata realmente de una red tridimensional e ilimitada. Al final los consumidores de mayor nivel también serán consumidos por los detritívoros y descomponedores.
Asimismo, los nutrientes minerales que liberan los detritívoros y descomponedores, serán reincorporados a la red por los productores primarios.
– Flujo de energía y materia
Un ecosistema es una compleja interacción de factores abióticos (clima, suelo, agua, aire) y factores bióticos (organismos vivos). En este sistema ecológico fluye la materia y la energía, siendo la fuente primaria de energía la radiación electromagnética del Sol.
Otra fuente de energía son las aguas termales de las fumarolas de las profundidades abisales oceánicas. Esta fuente alimenta redes tróficas muy particulares, únicamente en los fondos marinos.
– Productores
Los productores son todos aquellos organismos que obtienen su energía de fuentes inorgánicas, bien sea la energía solar o de elementos químicos inorgánicos. Estos productores constituyen el nudo de entrada de la energía y materia a la red trófica.
La energía solar y la vida
La energía del Sol no puede ser aprovechada por todos los organismos vivos para su desarrollo estructural y funcional. Solo los organismos autótrofos pueden asimilarla y transformarla en formas asimilables para el resto de la vida sobre la Tierra.
Esto es posible gracias a una reacción bioquímica llamada fotosíntesis, activada por la radiación solar captada por un pigmento especializado (la clorofila). Empleando el agua y el CO₂ atmosférico, la fotosíntesis transforma la energía solar en energía química bajo la forma de carbohidratos.
A partir de los carbohidratos y empleando los minerales absorbidos del suelo, los organismos autótrofos pueden construir todas sus estructuras y activar su metabolismo.
Los principales autótrofos son las plantas, algas y bacterias fotosintéticas que constituyen el primer nivel de la cadena trófica. Por tanto, cualquier organismo que consuma un autótrofo tendrá acceso a esa forma química de energía para su propio desarrollo.
Quimiótrofos
El reino Arquea (unicelulares similares a bacterias), incluye organismos capaces de obtener energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos (litótrofos). Para esto no usan la luz solar como fuente primaria de energía, sino sustancias químicas.
Estas sustancias las obtienen por ejemplo en las profundidades marinas, emitidas por los escapes de volcánicos submarinos. Igualmente, son organismos autótrofos, y por tanto también forman parte de la base de cadenas alimentarias.
– Consumidores primarios
Este nivel incluye a los organismos heterótrofos, es decir que no son capaces de producir su propio alimento y lo obtienen consumiendo productores primarios. Por tanto, son consumidores primarios todos los herbívoros y también los organismos que consumen arqueas quimiosintéticas.
Herbívoros
No todas las estructuras vegetales son fáciles de digerir como los frutos carnosos que han evolucionado para ser consumidos y contribuir a dispersar las semillas.
En este sentido, los herbívoros se han adaptado para poder digerir los fibrosos tejidos vegetales, mediante complejos sistemas digestivos. En estos sistemas se establecen relaciones simbióticas con bacterias o protozoarios que ayudan al proceso mediante la fermentación.
Omnívoros
Los omnívoros son organismos consumidores capaces de comportarse como consumidores primarios, secundarios e incluso terciarios. Es decir, son organismos que consumen alimentos de origen vegetal, animal, hongo o bacteria.
En esta categoría entra el ser humano, también sus parientes los chimpancés y otros animales como los osos. Asimismo, mucho detritívoros y descomponedores se comportan en sentido estricto como omnívoros.
La presencia de los omnívoros, especialmente en niveles intermedios de las redes, hacen más complejo el análisis de las mismas.
– Consumidores secundarios
Son aquellos organismos heterótrofos que no son capaces de consumir directamente a los productores y obtienen su energía consumiendo a los consumidores primarios. Constituyen los carnívoros, los cuales ingieren y digieren los tejidos que constituyen el cuerpo de los consumidores primarios para obtener energía y desarrollarse.
Depredadores menores
Como consumidores secundarios entran sobre todo aquellos organismos que al mismo tiempo que se alimentan de consumidores primarios, pueden ser objeto de consumo. En este caso servirán de alimento a depredadores mayores que constituyen la categoría de consumidores terciarios.
Plantas insectívoras
Otro caso que introduce complejidad en las redes tróficas es el de las plantas insectívoras. Estas plantas son productores en la medida que realizan el proceso de fotosíntesis a partir de la energía solar, pero también son consumidores secundarios y terciarios, ya que degradan insectos.
Por ejemplo, especies de plantas de las familias Droseraceae (género Drosera) y Sarraceniaceae (género Heliamphora), crecen en las cimas de los tepuyes (montañas tabulares de arenisca con suelos pobres en nitrógeno). Este tipo de plantas ha evolucionado para obtener el nitrógeno de los cuerpos de insectos e incluso de pequeñas ranas.
– Consumidores terciarios
Son organismos heterótrofos que se alimentan de otros consumidores, sean primarios o secundarios. En el caso de los omnívoros, también incluyen en su dieta a los productores directamente.
Aquí se encuentran los superdepredadores que son organismos capaces de depredar a otros, pero no son objeto de depredación. No obstante, al final de su ciclo de vida terminan siendo consumidos por carroñeros, detritívoros y descomponedores.
Superdepredadores
Se consideran que están en la cima de la pirámide alimentaria, siendo el principal superdepredador el ser humano. Casi todas las redes alimentarias poseen uno o más de estos superdepredadores como el león en la sabana africana y el jaguar en la selva amazónica.
En los ecosistemas marinos están los tiburones y la orca, mientras que en los dulceacuícolas tropicales están los cocodrilos y caimanes.
Carroñeros
Algunos animales se alimentan de cadáveres de otros animales que no fueron cazados por ellos. Tal es el caso de los zopilotes o buitres, así como también algunas especies de hienas (la hiena manchada si es capaz de cazar).
Se trata por tanto de consumidores que se alimentan de consumidores de cualquier nivel trófico. Algunos autores los incluyen en los descomponedores, mientras que otros niegan esta ubicación debido a que estos animales consumen grandes trozos de carne.
De hecho hay algunos depredadores que actúan como carroñeros cuando escasea la caza como los grandes felinos e incluso el ser humano.
Parásitos
Las distintas formas de parasitismo también son un factor de complejidad de las redes tróficas. Una bacteria, un hongo o un virus patógeno consumen al organismo parasitado e incluso causan su muerte y por tanto se comportan como consumidores.
– Descomponedores o detritívoros
Incluye la gran variedad de organismos que contribuyen a degradar la materia orgánica una vez que los seres vivos mueren. Son heterótrofos que se nutren a partir de materia orgánica en descomposición y abarcan bacterias, hongos, protistas, insectos, anélidos, cangrejos y otros.
Bacterias y hongos
Si bien estos organismos no son capaces de ingerir directamente porciones de materia orgánica, son descomponedores muy eficientes. Lo logran gracias a que secretan sustancias capaces de disolver los tejidos para luego absorber los nutrientes.
Detritívoros
Estos organismos consumen directamente la materia orgánica en descomposición para obtener su alimento. Por ejemplo, lombrices de tierra (Lumbricidae) que procesan la materia orgánica, la cochinilla de la humedad (Oniscidea), escarabajos y muchas especies de cangrejos.
Tipos de red trófica
Existen distintos criterios para clasificar las redes tróficas y en principio existen tantos tipos de redes tróficas como ecosistemas hay en la Tierra.
– De acuerdo al medio dominante
Un primer criterio de clasificación es en función de los dos medios principales existentes en el planeta que son la tierra y el agua. De esta forma se tienen redes terrestres y redes acuáticas.
A su vez, las redes acuáticas se diferencian en dulceacuícolas y marinas; existiendo en cada caso distintos tipos de redes.
– De acuerdo a la interacción biológica
También se pueden diferenciar de acuerdo a la interacción biológica predominante, siendo las más comunes las basadas en la depredación. En estas, a partir de los productores primarios y el consumo de éstos por los herbívoros se genera una secuencia de depredación.
Parasitismo
Igualmente existen redes tróficas basadas en el parasitismo, en las que una especie normalmente más pequeña que el hospedero se alimenta de este. Por otra parte, existen hiperparásitos (organismos que parasitan a otros parásitos).
Por ejemplo, la familia de plantas Loranthaceae agrupa plantas hemiparásitas. En este caso, las plantas realizan la fotosíntesis, pero parasitan a otras plantas para obtener agua y minerales.
Además, hay algunas especies de esta familia que parasitan a otras plantas del mismo grupo y se comportan como hiper parásitas.
– De acuerdo al modelo de representación
También las redes tróficas se clasifican dependiendo del modelo de representación empleado. Esto depende del interés del investigador, en función de lo cual el modelo reflejará un determinado tipo de información.
Así existen redes fuente, redes hundidas, redes de conectividad, redes de flujo de energía y redes funcionales.
Redes fuente
Estos modelos se centran en los nudos fuente principales, es decir aquellos que proveen la mayor cantidad de alimento al sistema. De tal forma que representan todos los depredadores que se alimentan de dichos nudos y la cantidad de alimento que obtienen.
Redes hundidas
A diferencia del modelo anterior, este se centra en los nudos de depredadores, representando todas sus presas y lo que consumen dichas presas. Por tanto, mientras la red fuente va de abajo hacia arriba en la secuencia de niveles tróficos, la red hundida sigue el camino inverso.
Redes de conectividad
En este caso, se parte de la red como un todo y se trata de representar todas las conexiones alimentarias posibles en el ecosistema.
Redes de flujo de energía
Este tipo de modelo de red trófica se centra en el flujo cuantitativo de energía a través del ecosistema. Son los denominados estudios estequiométricos, que establecen las cantidades de materia y energía que interactúa en una reacción y miden el producto.
Redes funcionales
Las redes funcionales se centran en establecer el peso de cada subgrupo de nodos en el funcionamiento del sistema, definiendo estructura y funciones. Asume que no todas las interacciones alimentarias que ocurren en el ecosistema tienen la misma importancia para su estabilidad funcional.
Al mismo tiempo, este tipo de redes evalúa cuántas de las conexiones tróficas posibles en un ecosistema se dan realmente y qué nudos aportan más o menos biomasa.
– Evolución de las redes tróficas
Finalmente, una red trófica puede ser neoecológica o paleoecológica. En el primer caso representa una red trófica actual y en el segundo una reconstrucción de una red ya extinta.
Red trófica terrestre
En el medio terrestre existe una gran diversidad de ecosistemas constituidos por distintas combinaciones de especies. Por tanto, las redes tróficas que pueden delimitarse alcanzan un número enorme.
Es necesario tener en cuenta que la biosfera es un sistema complejo totalmente interconectado, por lo que se trata de una gigantesca red trófica. Sin embargo, para efectos de comprender el funcionamiento de la naturaleza el ser humano delimita porciones funcionales de esa red.
Así, es posible caracterizar la red trófica de una selva tropical, un bosque templado, una sabana o un desierto, como entidades separadas.
– Red trófica de la selva
En una selva tropical la diversidad de organismos vivos es enorme, así como los microambientes que en ella se generan. Por tanto, las interacciones alimentarias que se producen son igualmente muy diversas.
Productividad y ciclo de nutrientes
La productividad vegetal de la selva tropical es alta y hay también una alta eficiencia en el reciclaje de nutrientes. De hecho, la mayor proporción de nutrientes se encuentra en la biomasa vegetal y en la hojarasca que cubre el suelo.
Productores
La mayor captación de energía solar por parte de los productores en la selva tropical se da en el dosel superior. Sin embargo, hay diversos estratos inferiores que van captando la luz que logra filtrarse incluyendo trepadoras, epífitas, hierbas y arbustos del suelo.
Consumidores primarios
En concordancia con lo anterior, la mayoría de los consumidores primarios de la selva se alimentan en el dosel del bosque. Hay una gran diversidad de insectos se alimentan de las hojas de los árboles, mientras aves y murciélagos frugívoros consumen frutos y semillas.
También hay mamíferos como monos, perezas y ardillas que se alimentan de hojas y frutos.
Consumidores secundarios
Muchas aves son insectívoras y algunos insectos como por ejemplo la mantis religiosa son depredadores de otros insectos herbívoros. También hay mamíferos insectívoros como el oso melero que consume hormigas, en este caso tanto herbívoras como carnívoras.
Las hormigas de la selva
Uno de los grupos más numeroso y taxonómicamente variado en las selvas son las hormigas, aunque por su tamaño pasan desapercibidas.
Las distintas especies de hormigas pueden comportarse como consumidores primarios alimentándose de hojas y secreciones de plantas. Otras especies actúan como consumidores secundarios al cazar y alimentarse de otros insectos e incluso de animales mayores.
Un caso destacado son las hormigas legionarias o marabunta en las selvas tropicales que periódicamente conforman masas de miles o millones de individuos. Estos avanzan en conjunto depredando todo animal a su alcance, principalmente insectos, aunque pueden consumir pequeños vertebrados.
La selva de rebalse o selva inundada
Este tipo de selva es un claro ejemplo de la complejidad que puede alcanzar la red trófica en la selva tropical. En este caso, durante la época de lluvia en las cordilleras que dan origen a los grandes ríos que atraviesan las selvas se producen inundaciones.
Las aguas del río penetran en la selva llegando incluso hasta 8 y 10 m de altura y en estas condiciones las redes tróficas dulceacuícola y terrestre selvática se integran.
Así, hay casos como el pez Arapaima gigas que es capaz de un salto de capturar pequeños animales posados en las hojas de los árboles.
Consumidores terciarios
Los grandes depredadores de la selva tropical son los felinos, grandes serpientes, así como cocodrilos y caimanes. En el caso de la selva del trópico americano el jaguar (Panthera onca) y la anaconda (Eunectes murinus) son ejemplos de esto.
Por su parte, en la selva africana están el leopardo, la serpiente venenosa mamba negra (Dendroaspis polylepis) o la pitón africana (Python sebae). Y en el caso de Asia tropical se encuentran el tigre (Panthera tigris) y la pitón reticulada (Malayopython reticulatus).
También hay aves depredadoras que ocupan el más alto nivel trófico, como es el caso del águila harpía (Harpia harpyja).
Descomponedores
El suelo de la selva tropical es un ecosistema en sí mismo, con una gran diversidad de organismos. Estos abarcan diversos grupos como bacterias, hongos, protistas, insectos, anélidos y mamíferos que fabrican allí sus madrigueras.
La mayoría de estos organismos contribuye al proceso de descomposición de la materia orgánica que es reabsorbida por un intrincado sistema de raíces y hongos.
Se ha comprobado que la rizosfera (sistema de raíces del suelo) incluye a los denominados hongos micorrízicos. Estos hongos establecen relaciones simbióticas con las raíces que les proveen nutrientes y los hongos facilitan la absorción de agua y minerales por parte del árbol.
– Red trófica del desierto
Los desiertos son ecosistemas de baja productividad debido a sus condiciones ambientales, especialmente la escasa provisión de agua y las temperaturas extremas. Dichas condiciones ambientales condicionan una escasa cobertura vegetal, por lo que la producción es restringida y la fauna presente escasa.
Las escasas especies vegetales como los animales se han adaptado en su proceso evolutivo a estas condiciones. La mayoría de los animales tienen hábitos nocturnos y el día lo pasan en guaridas subterráneas para eludir la radiación solar.
Productores
En estos ecosistemas los productores están conformados por especies de plantas xerófilas (adaptadas a condiciones de sequía). En el caso de los desiertos americanos, las cactáceas son un buen ejemplo de esto y las mismas proveen frutos comestibles consumidos por insectos, aves y roedores.
Consumidores primarios
En las zonas desérticas habitan insectos, aves, reptiles y roedores que se alimentan de las escasas plantas que habitan el desierto. En el desierto del Sahara existen especies de herbívoros que pueden pasar largas temporadas sin beber agua.
Entre estos están el dromedario (Camelus dromedarius) y la gacela dorcas (Gazella dorcas).
Consumidores secundarios
En el desierto habitan especies carnívoras que se alimentan de los consumidores primarios. Entre estas hay arácnidos como los escorpiones que se alimentan de otros insectos.
Igualmente, se presentan aves de presa como halcones y búhos que capturan otras aves, roedores y reptiles. También existen serpientes venenosas como la serpiente de cascabel (Crotalus spp.) cuyas presas son sobre todo roedores del desierto.
En los desiertos americanos entre los mamíferos están el puma (Puma concolor) y el coyote (Canis latrans). Mientras que en el Sahara habitan varias especies de zorro, entre ellas el fénec (Vulpes zerda) y el zorro pálido (Vulpes pallida).
Consumidor terciario
El guepardo del Sahara (Acinonyx jubatus hecki) es el mayor depredador de este desierto, pero lamentablemente está en peligro de extinción.
Red trófica marina
La diversidad de ambientes marinos determina igualmente una gran variedad de redes tróficas. En este caso destacan dos tipos de redes tróficas básicas que son la basada en el fitoplancton y la sustentada por arqueas quimiosintéticas.
– Con base en el fitoplancton
La red trófica más característica del ambiente marino tiene en su base la actividad del fitoplancton (organismos microscópicos fotosintéticos que flotan en las capas superficiales). A partir de estos productores se generan diversas cadenas alimentarias que van conformando las complejas redes tróficas marinas.
Productores
El fitoplancton incluye numerosas especies de cianobacterias, protistas y algas unicelulares como las diatomeas. Son autótrofos fotosintéticos que forman poblaciones de miles de millones de individuos microscópicos.
Estos son arrastrados por las corrientes marinas y sirven de alimento a los consumidores primarios. En aguas menos profundas, donde llega la luz solar, se desarrollan praderas de algas e incluso de angiospermas acuáticas.
Los productores también sirven de alimento a peces, tortugas marinas y otros organismos que a su vez son depredados.
Consumidores primarios
Uno de los principales es el zooplancton, que son animales microscópicos que forman parte también del plancton y se alimentan del fitoplancton. Además, otros consumidores primarios son la ballena azul, el tiburón ballena y muchos peces.
En los arrecifes coralinos los pólipos de coral se alimentan del fitoplancton y a su vez otros organismos se alimentan de los pólipos. Tal es el caso del pez loro (Scaridae) y de la estrella corona de espinas (Acanthaster planci).
Consumidores secundarios
Entre estos están una diversidad de organismos que se alimentan de peces, tales como otros peces, anémonas, caracoles, cangrejos, focas, leones marinos.
Consumidores terciarios
Los grandes depredadores marinos son los tiburones, especialmente las especies más grandes como el tiburón blanco. Otro gran depredador de mar abierto es la orca y también lo son los delfines, siendo una de las presas favoritas de la orca las focas que a su vez se alimentan de peces.
Descomponedores
El proceso de descomposición es ayudado por las condiciones del ambiente marino y la acción de bacterias y gusanos descomponedores.
– Con base en arqueas quimiosintéticas
En las fuentes hidrotermales que hay en las dorsales oceánicas a más de 2.000 m de profundidad existen unos ecosistemas muy peculiares. Tomando en cuenta que los fondos marinos a esas profundidades son casi desiertos, destaca la explosión de vida que hay en estas áreas.
Productores
A estas profundidades no llega la luz solar, por lo tanto no puede desarrollarse el proceso de fotosíntesis. Es por esto que la red trófica de estos ecosistemas está sustentada en organismos autótrofos que obtienen la energía de otra fuente.
En este caso se trata de arqueas que son capaces de oxidar compuestos inorgánicos como el azufre y producir energía química. Estas bacterias encuentran un ambiente propicio para su multiplicación masiva gracias a las aguas cálidas de las fumarolas generadas por la actividad volcánica.
De igual forma, estas fumarolas expulsan los compuestos como el azufre que sirven para su quimiosíntesis.
Consumidores primarios
Animales como almejas, gusanos y otros organismos se alimentan de las arqueas. Asimismo, se presentan asociaciones simbióticas muy particulares como la del gasterópodo denominado caracol de pie escamoso (Crysomallon squamiferum).
Este caracol dependen exclusivamente de la relación simbiótica que establece con las arqueas quimiosintéticas que le proveen de alimento.
Consumidores secundarios
Algunos peces abisales se alimentan de otros organismos que a su vez consumen las bacterias quimiosintéticas.
Detritívoros
En las profundidades oceánicas existen especies de peces, gusanos y otros organismos que viven de los restos orgánicos que se precipitan desde la superficie.
Las corrientes y los nutrientes
Las corrientes profundas frías empujan los nutrientes de los fondos marinos hacia la superficie, integrando así las redes tróficas marinas.
Referencias
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