Niveles tróficos y los organismos que lo componen (ejemplos)
Los niveles tróficos son el conjunto de organismos – o especies de organismos – que poseen la misma posición en el flujo de nutrientes y energía dentro de un ecosistema. De manera general, existen tres niveles tróficos principales: los productores primarios, los productores secundarios y los descomponedores.
Los productores primarios son las plantas, algas y procariotas quimiosintéticos. Dentro de los consumidores existen distintos niveles, los herbívoros y los carnívoros. Por último, los descomponedores son un amplio grupo de hongos y procariotas.
En la mayoría de los ecosistemas, estos distintos niveles tróficos se entrelazan en redes de alimentación, complejas e interdependientes. Es decir, cada depredador tiene más de una presa y cada presa puede ser explotada por más de un depredador. La trama puede llegar a estar formada por hasta 100 especies diferentes.
Estas cadenas se caracterizan por ser cortas, ya que la transferencia de energía de un nivel a otro es bastante ineficiente – solo el 10% de la energía para de un nivel a otro, aproximadamente.
El estudio de los niveles tróficos y de cómo se ensamblan en redes alimenticias complejas es un tema central en la ecología de poblaciones, de comunidades y de los ecosistemas. La interacción entre los niveles y entre las cadenas afecta a la dinámica y la persistencia de las poblaciones y a la disponibilidad de recursos.
Índice del artículo
- 1 Autótrofo y heterótrofo
- 2 Niveles tróficos y sus características
- 3 Ejemplos
- 4 Transferencia de energía entre los niveles tróficos
- 5 Referencias
Para comprender qué es un nivel trófico, es necesario entender dos conceptos básicos en biología: los autótrofos y los heterótrofos.
Los autótrofos son los organismos capaces de generar su propio “alimento”, usando la energía solar y la maquinaria enzimática y estructural necesaria para realizar la fotosíntesis o mediante quimiosíntesis.
Los heterótrofos, por su parte, carecen de estos mecanismos y deben buscar de manera activa el alimento – como nosotros, los seres humanos.
Los hongos, suelen confundirse con organismos autótrofos (debido a su incapacidad de movimiento y modo de vida superficialmente similar a las plantas). Sin embargo, estos organismos son heterótrofos y degradan los nutrientes que les rodean. Más adelante veremos el papel que desarrollan los hongos en las cadenas.
El paso de la energía ocurre de manera secuencial, por medio de la alimentación. De este modo, un organismo es consumido por otro, este último por un tercero y así continua el sistema. Cada uno de estos “eslabones” es lo que denominamos un nivel trófico.
De esta manera, los ecólogos distribuyen a los organismos en función de su principal fuente de nutrición y de obtención de energía.
Formalmente, un nivel trófico comprende a todos los organismos que se encuentra en una posición similar en términos del flujo de energía en un ecosistema. Existen tres categorías: los productores, consumidores y descomponedores. A continuación analizaremos en detalle cada uno de los niveles mencionados.
El primer nivel trófico de la cadena siempre está formado por un productor primario. La identidad de estos organismos varía dependiendo del ecosistema. Este piso es el que sostiene al resto de los niveles tróficos.
Por ejemplo, en los ambientes terrestres los productores primarios son distintas especies de plantas. En ecosistemas acuáticos son algas. Metabólicamente, los productores pueden ser fotosintéticos (la mayoría) o quimiosintéticos.
Usando la energía proveniente de la luz solar, los organismos fotosintéticos sintetizan compuestos orgánicos que luego incorporaran en el proceso de respiración celular y como bloques estructurales para continuar con su crecimiento.
Como esperaríamos, estos organismos superan en términos de masa a sus consumidores. De hecho, casi la totalidad (99%) de la materia orgánica del mundo vivo está formada por plantas y algas, mientras que los heterótrofos ocupan tan solo el 1% restante.
Por otro lado, los productores primarios quimiosintéticos los encontramos mayormente en las fuentes de agua hidrotermales ubicadas en las profundidades del océano – donde estos organismos procariotas son muy abundantes.
Hipótesis del mundo verde
Seguramente habrás notado que la mayoría de los ecosistemas naturales son verdes. De hecho, en la biomasa vegetal de los ecosistemas terrestres se almacena un total de 83.1010 toneladas de carbono – un número extraordinariamente elevado.
Este hecho pareciese curioso, ya que existen un número muy elevado de consumidores primarios que se alimentan de materia vegetal.
De acuerdo con esta hipótesis, los herbívoros consumen poca materia vegetal, ya que están controlados por una variedad de factores que limitan sus poblaciones, como la presencia de depredadores, parásitos, y otra clase de enfermedades. Además, las plantas tienen agentes químicos tóxicos que previenen el consumo.
Los cálculos realizados hasta el momento estiman que los herbívoros consumen cerca del 17% de la producción neta total de los productores cada año – el resto es consumido por los detritívoros.
Ahora con estos números en mente, podemos concluir que los herbívoros no son realmente una molestia notoria para las plantas. Sin embargo, existen excepciones muy puntuales, donde los herbívoros son capaces de eliminar poblaciones enteras en muy corto tiempo (algunas plagas).
Los niveles tróficos que se encuentran por encima de los productores primarios están formadas por organismos heterótrofos, y dependen de manera directa o indirecta de los productores autótrofos. Dentro del grupo de los consumidores también encontramos varios niveles.
Consumidores primarios: herbívoros
La energía ingresa por medio de los consumidores primarios. Estos están formados por animales que consumen plantas o algas. En cada ecosistema encontraremos un grupo puntual de animales que conforman el nivel de consumidores primarios.
Una de las características más llamativas de los herbívoros es que la mayoría del material se excreta sin digerir. La energía que se digiere pasa a impulsar las actividades cotidianas del herbívoro y otra parte se transformara en biomasa animal.
A la primera suele llamarse “pérdida” por respiración. No obstante, la respiración es una actividad vital que el animal debe realizar.
Consumidores secundarios: carnívoros
El siguiente nivel está formado por los consumidores secundarios o carnívoros: animales que se alimentan de otros animales. Solo una pequeña porción del cuerpo del herbívoro se incorpora en el cuerpo del carnívoro.
Algunos consumidores secundarios pueden presentar una alimentación mixta, incluyendo en su dieta tanto plantas como animales. Por ello, su clasificación no suele estar muy clara y están presentes en más de un nivel trófico.
Consumidores terciarios y cuaternarios
Algunas cadenas tróficas se caracterizan por presentar consumidores terciarios y cuaternarios, lo que indica que consumen animales de nivel secundarios y terciario, respectivamente.
Detritívoros o carroñeros
Un tipo particular de consumidor está formado por los individuos conocidos como carroñeros. Este tipo de alimentación se caracteriza por el consumo de presas muertas y no de presas vivas.
La dieta de los carroñeros engloba los detritos: porciones vegetales en descomposición, como hojas, raíces, ramas y troncos o también animales muertos, exoesqueletos, y esqueletos.
Al igual que los detritívoros del grupo anterior, los organismos del tercer nivel trófico actúan sobre material en descomposición. No obstante, no son entes biológicos que se solapan, ya que la función de cada uno varía profundamente.
La función principal de los descomponedores es la transformación de materia orgánica en materia inorgánica, cerrando así el ciclo de la materia en el interior de los ecosistemas. De esta forma, los vegetales tienen materia para su disposición. Los encargados de realizar esta importante labor final son las bacterias y los hongos.
Los hongos son organismos que secretan enzimas cuyos sustratos son las sustancias orgánicas que les rodean. Luego de la digestión enzimática, los hongos pueden absorber los productos para alimentarse.
La mayoría de los descomponedores son agentes microscópicos que no podemos observar a simple vista. Sin embargo, su importancia va más allá de su tamaño, ya que si eliminamos a todos los descomponedores del planeta, cesaría la vida en la tierra por un desabastecimiento de ingredientes para la formación de nuevas sustancias orgánicas.
Nuestro primer ejemplo está enfocado en una pradera. Para efectos prácticos usaremos cadenas simples con el fin de demostrar cómo se enlazan los niveles tróficos y cómo varían dependiendo del ecosistema. Sin embargo, el lector debe tomar en cuenta que la verdadera cadena es más compleja y con más participantes.
El pasto y demás plantas formarían el nivel de productor primario. Los distintos insectos que habitan en nuestra pradera hipotética (por ejemplo, un grillo) serán los consumidores primarios del pasto.
El grillo será consumido por un consumidor secundario, en nuestro ejemplo será un pequeño roedor. El ratón será consumido a su vez por un consumidor terciario: una serpiente.
En caso de que la pradera esté habitada por un ave carnívora, como las águilas o los búhos, consumirán al ratón y actuarán como consumidores cuaternarios.
Ahora bien, hagamos el mismo razonamiento hipotético pero en un ecosistema acuático. En el océano el productor primario es el fitoplancton, los cuales son organismos vegetales que viven dispersos en el agua. Este último será consumido por el consumidor primario, el zooplancton.
Las distintas especies de peces que habitan el ecosistema serán los consumidores secundarios.
Los consumidores terciarios que se alimentan de los peces podrían ser las focas o algún otro carnívoro.
Nuestra cadena en el océano termina con un consumidor cuaternario muy conocido: el tiburón blanco, que se alimentará de la foca del nivel anterior.
Se ha establecido, como regla general, que la transferencia de energía neta entre cada uno de los niveles tróficos alcanza un máximo de eficiencia de tan solo el 10%, y se conoce popularmente como “la regla del 10%”. Sin embargo, dentro de cada comunidad esta aproximación puede variar de manera considerable.
Esto quiere decir que de la energía total almacenada por los herbívoros, por ejemplo, representa solamente un 10% de la energía total que se encontraba en el productor primario que consumió. De la misma forma, en los consumidores secundarios encontramos un 10% de la energía almacenada por los consumidores primarios.
Si queremos verlo en término cuantitativos, tomemos en cuenta el siguiente ejemplo: supongamos que tenemos 100 calorías de energía solar captada por los organismos fotosintéticos. De estas, solo 10 calorías pasaran a los herbívoros, y solo 1 a los carnívoros.
Cuando pensamos en las cadenas tróficas podríamos asumir que los niveles que la componen se arreglan en conjuntos lineales, perfectamente delimitados entre sí. No obstante, en la naturaleza encontramos que un nivel interacciona con varios niveles, haciendo lucir a la cadena similar a una red.
Al ver las cadenas tróficas, nos daremos cuenta que están compuestas por tan solo unos pocos niveles – la mayoría por cinco eslabones o menos. Algunas cadenas especiales, como en la red antártica, presenta más de siete eslabones.
Por ello, los investigadores han cuestionado la existencia de pocos niveles tróficos. Las hipótesis relevantes al tema son las siguientes:
Hipótesis energética
Existen dos hipótesis para explicar esta limitación en la longitud. La primera es la llamada “hipótesis energética”, donde la limitación principal de la cadena es la ineficiencia de transmisión de energía de un nivel a otro. En este punto, vale recordar la hipótesis del 10% mencionada en el apartado anterior.
Siguiendo el supuesto de la hipótesis anterior, deberíamos encontrar que en ecosistemas con una productividad primaria elevada por parte de los organismos fotosintéticos de la zona, las cadenas sean más largas, ya que la energía con la que se comienza es mayor.
Hipótesis de la estabilidad dinámica
La segunda hipótesis está relacionada con la estabilidad dinámica y propone que las cadenas son cortas porque presentan una mayor estabilidad que las cadenas más largas. Si ocurriese una fluctuación poblacional abrupta en los niveles más bajos podríamos encontrar la extinción local o diminución de los niveles tróficos superiores.
En los ambientes que son más propensos a la variabilidad ambiental, los depredadores de niveles superiores deberían tener la plasticidad de encontrar nuevas presas. Además, cuanto más larga sea la cadena, más complicado será la recuperación del sistema.
Evidencia
Tomando en cuenta los datos recolectados por los investigadores, la hipótesis más probable pareciera ser la hipótesis energética. Mediante experimentos de manipulación, se ha llegado a la conclusión de que la productividad primaria afecta de manera proporcional la longitud de la cadena trófica.
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