Cadena alimenticia: elementos, pirámide trófica y ejemplos
Una cadena alimentaria o trófica es una representación gráfica de las conexiones múltiples que existen, en términos de las interacciones de consumo entre las distintas especies que forman parte de una comunidad.
Las cadenas tróficas varían ampliamente, dependiendo del ecosistema estudiado y se componen de los distintos niveles tróficos que allí existan. La base de cada red está formada por los productores primarios. Estos son capaces de realizar fotosíntesis, captando la energía solar.
Los niveles sucesivos de la cadena están formadas por organismos heterótrofos. Los herbívoros consumen las plantas, y estos son consumidos por los carnívoros.
Muchas veces las relaciones en la red no son totalmente lineales, ya que en algunos casos, los animales presentan dietas amplias. Un carnívoro, por ejemplo, puede alimentarse de carnívoros y herbívoros.
Una de las características más destacadas de las cadenas tróficas es la ineficiencia con la que pasa la energía de un nivel a otro. Mucha de esta se pierde en forma de calor, y sólo pasa un 10%, aproximadamente. Por esta razón, las cadenas tróficas no pueden extenderse y tener niveles múltiples.
Índice del artículo
- 1 ¿De dónde viene la energía?
- 2 Elementos que la conforman
- 3 Patrón de la red
- 4 Transferencia de energía
- 5 Pirámide trófica
- 6 Ejemplo
- 7 Referencias
Todas las actividades que los organismos realizan requieren energía – desde el desplazamiento, ya sea por agua, por tierra o por aires, hasta el transporte de una molécula, a nivel de la célula.
Toda esta energía proviene del sol. La energía solar que está constantemente irradiando al planeta tierra, se transforma en reacciones químicas que alimentan la vida.
De este modo, las moléculas más básicas que permiten la vida, se obtienen del medio ambiente en forma de nutrimentos. En contraste con los nutrientes químicos, que si se conservan.
Por lo tanto, existen dos leyes básicas que gobiernas el flujo de la energía en los ecosistemas. La primera establece que la energía pasa de una comunidad a otra en dos ecosistemas por medio de un flujo continuo que va en una sola dirección. Es necesaria la reposición de la energía de la fuente solar.
La segunda ley expone que los nutrimentos pasan continuamente por ciclos y son aprovechados repetidas veces dentro de un mismo ecosistema, y también entre estos.
Ambas leyes modulan el paso de la energía y dan forma a la red interacciones tan compleja que existe entre las poblaciones, entre las comunidades y entre estos entes biológicos con su ambiente abiótico.
De manera muy general, los seres orgánicos se clasifican de acuerdo a la forma en que obtienen energía para desarrollarse, mantenerse y reproducirse, en autótrofos y heterótrofos.
El primero grupo, los autótrofos, comprende los individuos que son capaces de tomar la energía solar y transformarla en energía química almacenada en las moléculas orgánicas.
En otras palabras, los autótrofos no necesitan consumir alimentos para subsistir, ya que son capaces de generarlos. También suelen ser denominados como “productores”.
El grupo de organismos autótrofos más conocidos son las plantas. Sin embargo, también existen otros grupos, como las algas y algunas bacterias. Estos poseen toda la maquinaria metabólica necesaria para llevar a cabo los procesos de fotosíntesis.
El sol, la fuente de energía que alimenta la tierra funciona gracias a la fusión de átomos de hidrógeno para formar átomos de helio, liberando en proceso cantidades inmensas de energía.
Sólo una pequeña fracción de esta energía llega a la tierra, como ondas electromagnéticas de calor, luz y radiación ultravioleta.
En términos cuantitativos, de la energía que llega a la tierra, gran parte es reflejada por la atmósfera, las nubes y la superficie terrestre.
Tras este suceso de absorción, quedando aproximadamente 1% de energía solar disponible. De esta cantidad que logra llegar a la tierra, las plantas y demás organismos, logran capturar el 3%.
El segundo grupo está formado por los organismos heterótrofos. Estos no son capaces de realizar fotosíntesis, y deben buscar de manera activa su alimento. Por ello, en el contexto de las cadenas tróficas, son denominados consumidores. Más adelante veremos cómo se clasifican.
La energía que los individuos productores lograron almacenar, se encuentra a la disposición de otros organismos que forman la comunidad.
Existen organismos que, análogamente, conforman los “hilos” de las cadenas tróficas. Estos son los descomponedores o comedores de detritos.
Los descomponedores se encuentran formados por un grupo heterogéneo de animales y protistas de pequeño tamaño que viven en ambientes donde se acumulan los desperdicios frecuentes, como en las hojas que cae al suelo y cadáveres.
Entre los organismos más resaltantes encontramos: las lombrices de tierra, ácaros, miriápodos, protistas, insectos, los crustáceos conocidos como cochinillas, nematodos y hasta los buitres. Con excepción de este vertebrado volador, el resto de los organismos son bastante comunes en los depósitos de desechos.
Su papel en el ecosistema consiste en la extracción de la energía almacenada en la materia orgánica muerta, excretándolo en un estado de descomposición más avanzado. Estos productos sirven como alimentos para otros organismos descomponedores. Como los hongos, principalmente.
La acción descomponedora de estos agentes es indispensable en todos los ecosistemas. Si elimináramos todos los descomponedores, tendríamos una acumulación abrupta de cadáveres y demás materia.
Además que los nutrientes almacenados en estos cuerpos se perdería, el suelo no podría nutrirse. Así, el daño a la calidad del suelo provocaría una disminución drástica de la vida vegetal, acabando con el nivel de producción primario.
En las cadenas tróficas, la energía pasa de un nivel a otro. Cada una de las categorías mencionadas constituye un nivel trófico. El primero está compuesto por toda la gran diversidad de productores (plantas de todo tipo, cianobacterias, entre otros).
Los consumidores, por otro lado, ocupan varios niveles tróficos. Los que se alimentan exclusivamente de las plantas forman el segundo nivel trófico y se denominan consumidores primarios. Ejemplo de esto son todos los animales herbívoros.
Los consumidores secundarios están formados por los carnívoros – animales que se alimentan de carne. Estos son depredadores y sus presas son, principalmente, los consumidores primarios.
Por último, existe otro nivel formado por los consumidores terciarios. Incluye grupos de animales carnívoros cuyas presas son otros animales carnívoros pertenecientes a los consumidores secundarios.
Las cadenas alimenticias son elementos gráficos que buscan describir las relaciones de las especies en una comunidad biológica, en términos de su alimentación. En términos didácticos, esta red expone “quién se alimenta de qué o de quién”.
Cada ecosistema presenta una red trófica única, y drásticamente diferente de la que podríamos encontrar en otro tipo de ecosistema. Generalmente, las cadenas tróficas tienden a ser más complicadas en los ecosistemas acuáticos que en los terrestres.
No debemos esperar encontrar una red lineal de interacciones, ya que en la naturaleza es extremadamente complicado definir con precisión los límites entre los consumidores primarios, secundarios y terciarios.
El resultado de este patrón de interacciones será una red con múltiples conexiones entre los integrantes del sistema.
Por ejemplo, algunos osos, roedores y hasta nosotros los humanos, somos “omnívoros”, lo que quiere decir que el rango de alimentación es amplio. De hecho, el término en latín significa “que comen de todo”.
Así, este grupo de animales puede comportarse en algunos casos como consumidor primario, y más adelante como consumidor secundario, o viceversa.
Pasando al siguiente nivel, los carnívoros se alimentan generalmente de herbívoros, o bien de otros carnívoros. Por ello, se clasificarían como consumidores secundarios y terciaros.
Para ejemplificar la relación anterior, podemos usar a las lechuzas. Estos animales son consumidores secundarios cuando se alimentan de pequeños roedores herbívoros. Pero, cuando consumen mamíferos insectívoros, es considerado consumidor terciario.
Existen casos extremos que tienden a complicar aún más la red, por ejemplo, las plantas carnívoras. Aunque son productoras, también se clasifican como consumidor, dependiendo de la presa. En caso de ser una araña, pasaría a ser productor y consumidor secundario.
El paso de energía de un nivel trófico al siguiente es un evento sumamente ineficiente. Esto va de la mano con la ley de la termodinámica que afirma que la utilización de la energía nunca es totalmente eficiente.
Para ilustrar la transferencia de energía, tomemos como ejemplo un evento de la vida cotidiana: la quema de gasolina por nuestro automóvil. En este proceso, el 75% de la energía que se libera, se pierde en forma de calor.
El mismo modelo lo podemos extrapolar a los seres vivos. Cuando ocurre la ruptura de los enlaces del ATP para usarla en la contracción de los músculos, el calor se genera como parte del proceso. Este es un patrón general en la célula, todas las reacciones bioquímicas producen pequeñas cantidades de calor.
Igualmente, la transferencia de energía desde un nivel trófico a otro se realiza con una eficiencia considerablemente baja. Cuando un herbívoro consume una planta, solamente una parte de la energía capturada por el autótrofo podrá pasar al animal.
En el proceso, la planta utilizó parte de la energía para crecer y una porción importante se perdió en forma de calor. Además, parte de la energía proveniente del sol se utilizó para construir moléculas que no son digeribles ni aprovechables por el herbívoro, como la celulosa.
Siguiendo con el mismo ejemplo, la energía que el herbívoro adquirió gracias al consumo de la planta, será dividida en múltiples eventos dentro del organismo.
Parte de esta será usada para construir las partes del animal, por ejemplo el exoesqueleto, en caso de ser un artrópodo. De la misma forma que en los niveles anteriores, un gran porcentaje se pierde en forma térmica.
El tercer nivel trófico comprende a los individuos que consumirán a nuestro artrópodo hipotético anterior. La misma lógica energética que hemos aplicado a los dos niveles superiores, se aplica también a este nivel: gran parte de la energía se pierde como calor. Esta característica limita la longitud que la cadena puede tomar.
Una pirámide trófica es una manera particular de representar gráficamente las relaciones que hemos discutido en los apartados anteriores, ya no como una red de conexiones, sino agrupando a los distintos niveles en escalones de una pirámide.
Tiene la particularidad de incorporar el tamaño relativo de cada nivel trófico como cada rectángulo en la pirámide.
En la base, se representan los productores primarios, y a medida que subimos en el gráfico van apareciendo en orden ascendente el resto de los niveles: consumidores primarios, secundarios y terciarios.
Según los cálculos realizados, cada escalón es unas diez veces mayor si lo comparamos con el superior. Estos cálculos se derivan de la conocida regla del 10%, puesto que el paso de un nivel al otro supone una transformación energética cercana a dicho valor.
Por ejemplo, si el nivel de energía almacenada como biomasa es de 20.000 kilocalorías por metro cuadrado por año, en el nivel superior serán 2.000, en el siguiente 200, y así sucesivamente hasta llegar a los consumidores cuaternarios.
La energía que no es usada por en los procesos metabólicos de los organismos, representa la materia orgánica desechada, o biomasa que se almacena en el suelo.
Existen diversos tipos de pirámides, dependiendo de lo que se represente en ella. Puede hacerse en términos de biomasa, energía (como en el ejemplo mencionado), producción, cantidad de organismos, entre otras.
Una cadena trófica típica acuática de agua dulce empieza con la inmensa cantidad de algas verdes que allí habitan. Este nivel representa el productor primario.
El consumidor primario de nuestro ejemplo hipotético, serán los moluscos. Los consumidores secundarios comprenden las especies de peces que se alimentan de moluscos. Por ejemplo, la especie del esculpido viscoso (Cottus cognatus).
El último nivel está formado por los consumidores terciarios. En este caso, el esculpido viscoso es consumido por una especie de salmón: el salmón real o Oncorhynchus tshawytscha.
Si lo veremos ver desde la perspectiva de la red, en el nivel inicial de productores deberíamos tomar en cuenta, además de las algas verdes, a todas las diatomeas, algas verde-azules, y demás.
Así, se incorporan muchos más elementos (especies de crustáceos, rotíferos y múltiples especies de peces) hasta formar una red interconectada.
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