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Los materiales orgánicos y la energía para construir deben proceder de algún sitio. Por tanto, los organismos deben comer otros organismos para mantenerse o fabricar su propia energía, como hacen las plantas. El flujo de esta energía de organismo a organismo se representa mediante diagramas conocidos como cadenas y redes alimentarias, ¡el tema de este artículo!
Energía: sustento de la vida en la Tierra
La energía -o la capacidad de un organismo para realizar un trabajo- debe proceder de alguna parte. Para la vida en la Tierra, la mayor parte de la vida se sustenta gracias a la energía producida por el sol. Los organismos pueden utilizar la luz solar mediante la fotosíntesis para transformar la energía luminosa en energía química, que es la energía almacenada en los enlaces químicos entre moléculas.
La energía almacenada en estos enlaces puede ser utilizada por los organismos para llevar a cabo procesos vitales.
¿Qué es la productividad primaria?
La producciónprimaria es el proceso por el que las plantas u otros autótrofos convierten la energía solar en energía que puede ser utilizada como alimento por las propias plantas o por otros organismos.
El ritmo al que los autótrofos hacen esto se denomina productividad primaria .
Los científicos miden distintos tipos de productividad primaria para ayudar a comprender el flujo de energía a través de los ecosistemas. La productividad primaria bruta (PPB) de un ecosistema es la tasa total a la que los autótrofos o productores primarios convierten la energía luminosa en energía química mediante la fotosíntesis.
La productividad primaria neta es la tasa total de producción primaria menos lo que los productores utilizan para mantenerse. Así pues, la productividad primaria neta representa la energía disponible que pueden utilizar los demás organismos de un ecosistema.
Inmenso como el océano
No se podría pensar que el océano abierto aportara mucho a la productividad primaria, ya que es oscuro y azul en lugar de verde y fértil como los bosques tropicales. Sin embargo, flotando en las capas superiores del océano hay fitoplancton, que puede realizar la fotosíntesis. Como el océano abierto es tan grande y está tan ocupado por el fitoplancton, ¡en realidad es responsable de más de la mitad de la productividad primaria neta total de la Tierra cada año! Aunque, en comparación con el tamaño del océano, la tasa real es menor que en zonas como las selvas tropicales o las marismas costeras.1
Pero no todos los organismos pueden utilizar la energía del sol directamente. Algunos organismos deben consumirse unos a otros para recibir energía. Laforma en que los organismos obtienen su energía es la base para aprender sobre las cadenas y redes alimentarias.
Autótrofos frente a heterótrofos
Antes de seguir aprendiendo sobre el flujo de energía a través de los ecosistemas, debemos repasar algunos términos comunes que utilizan los científicos para describir cómo obtiene su energía un organismo.
Losautótrofos son organismos que pueden fabricar su propio alimento y nutrientes para sobrevivir; entre ellos están los quimioautótrofos y los fotoautótrofos.
Losquimioautótrofos producen su propio alimento sintetizando la energía química de su entorno.
Un ejemplo son las bacterias que viven en el fondo del océano, en las fuentes hidrotermales.
Pueden sintetizar energía a partir del sulfuro de hidrógeno que se encuentra en estos respiraderos.
Los fotoautótrofos pueden fabricar su propio alimento mediante la energía de la luz solar a través de la fotosíntesis (fabricación de azúcares a partir de la luz y el dióxido de carbono).
Los organismos fotoautótrofos son las plantas y las cianobacterias.
Como los autótrofos producen su propio alimento, también los llamamos productores .
En cambio,los heterótrofos obtienen su energía consumiendo otros organismos.
Ejemplos de heterótrofos son algunas bacterias, hongos, insectos y animales.
Por ello, llamamos "consumidores"a este grupo de organismos.
Las cadenas alimentarias en los ecosistemas
Las cadenas alimentarias de los ecosistemas son representaciones sencillas de cómo se transfiere la energía entre los organismos. Las cadenas alimentarias muestran qué se come qué en orden secuencial, desde los productores hasta los distintos tipos de consumidores.
Por ejemplo, la hierba puede ser el inicio de la cadena alimentaria, seguida de los conejos, que son comidos por los coyotes.
Las cadenas alimentarias, sobre todo en los ecosistemas, suelen moverse en orden desde las plantas a los animales herbívoros, pasando por los animales omnívoros o carnívoros.
Una cadena alimentaria muestra el flujo de energía a través de los organismos de un ecosistema en un orden simple y secuencial, desde los productores hasta los distintos niveles de consumidores (es decir, herbívoros, carnívoros, etc.).
¿Qué son los niveles tróficos?
Cada grupo de organismos en puntos similares de la cadena trófica constituye lo que los ecólogos llaman un nivel trófico. Los organismos del mismo nivel trófico obtienen su energía de fuentes similares.
Los distintos niveles tróficos incluyen
Productores (autótrofos): fabrican su propio alimento; algunos ejemplos son las plantas terrestres, el fitoplancton y las cianobacterias.
Consumidoresprimarios (heterótrofos): consumen a los productores; algunos ejemplos son los mamíferos herbívoros, como los ciervos o los conejos, y los insectos que se alimentan de plantas.
Consumidores secundarios (heterótrofos): consumen a los consumidores primarios y, si son omnívoros, también a los productores.
Consumidoresterciarios (heterótrofos ): consumen a los consumidores primarios y secundarios; algunos ejemplos son los depredadores ápice, como los leones o los tiburones.
Pero espera, ¡hay más formas en las que se alimentan los heterótrofos! Cuando los organismos mueren o excretan desechos, éstos son reciclados por otros heterótrofos conocidos como descomponedores y detritívoros.
- Los descomponedores descomponen la materia biológica no viva,
- entre los que se incluyen organismos como hongos, gusanos y bacterias.
- Mientras que los detritívoros se alimentan del material descompuesto,
- son animales carroñeros, como los buitres.
Tipos de cadenas tróficas
Los ecologistas han determinado que dos tipos de cadenas alimentarias son la base de la mayoría de los ecosistemas:
Cadena alimentaria detrítica: En esta cadena alimentaria los descomponedores constituyen la base, que luego descompone los materiales del suelo y los detritívoros se alimentan de este material en descomposición. Con el tiempo, los propios detritívoros se convierten en alimento de los carnívoros (consumidores secundarios y posteriores).
Cadena alimentaria del pastoreo: Ésta es la cadena alimentaria más fácil de imaginar. En esta cadena alimentaria, los productores constituyen la base de la que "pastan" o comen los consumidores primarios. Después, la energía pasa a los consumidores secundarios (carnívoros, omnívoros), a los consumidores terciarios, y así sucesivamente.
Pirámides de energía y flujo de energía a través de los ecosistemas
Entre cada organismo de una cadena alimentaria, sólo un 10% de la energía del nivel trófico anterior llega al siguiente nivel trófico. En otras palabras, sólo el 10% de la energía se utiliza para fabricar otra materia orgánica (también conocida como biomasa) en el siguiente nivel trófico. El resto de la energía se pierde a través del calor u otras ineficiencias en la digestión, la respiración y procesos vitales similares.
Como se pierde tanta energía entre los niveles tróficos, ¡las cadenas alimentarias suelen tener sólo cuatro o cinco niveles tróficos!
Las cadenas alimentarias ayudan a visualizar el flujo de energía entre los niveles tróficos. Nacidas de una idea similar, las pirámides de energía muestran la transferencia decreciente de energía entre niveles tróficos.
La biomasa de los distintos niveles tróficos disminuye al pasar del productor al consumidor terciario. Esto refleja lo que ocurre en los ecosistemas: a medida que se pierde energía, disminuye la biomasa total de los organismos que componen los niveles tróficos superiores. Así pues, los productores primarios siempre constituyen la mayor biomasa colectiva de cualquier nivel trófico, y los consumidores terciarios (o depredadores ápice) la menor.
Redes tróficas en los ecosistemas
Las cadenas tróficas proporcionan grandes herramientas de visualización para comprender lo que ocurre en un ecosistema. Sin embargo, las redes tr óficas son bastante simplificadas. En realidad, un ecosistema es mucho más complejo.
Por ejemplo, un saltamontes no sería el único organismo que se alimentara de la hierba, también podría haber conejos, ciervos u otros insectos que utilizaran esa hierba como fuente de alimento. Los pájaros pequeños pueden comer también los saltamontes, y ser consumidos a su vez por las serpientes o los halcones. Además, puedes tener omnívoros en un ecosistema, que pueden consumir tanto plantas como otros animales. Cuando piensas en todas las posibilidades, ¡quién se come a quién se convierte en una enmarañada red!
Una red alimentaria es una recopilación de cadenas alimentarias que muestra las múltiples relaciones de alimentación entre los organismos de un ecosistema. Sería casi imposible seguir todas las interacciones entre organismos, pero las redes alimentarias ayudan a visualizar cómo se transfiere la energía a través de una comunidad a un nivel más complejo que las cadenas alimentarias.
Una red alimentaria muestra las complejas relaciones de alimentación entre los organismos de un ecosistema. Es una compilación de múltiples cadenas alimentarias.
Diferencias entre cadenas y redes alimentarias
Tanto las cadenas como las redes alimentarias son sistemas de modelización utilizados por los ecólogos para cuantificar y comprender un ecosistema. Sabemos que lo que ocurre realmente en un ecosistema es a menudo más complejo de lo que podemos modelar, pero sigue siendo importante demostrar el flujo de energía. A continuación, la Tabla 1 ofrece las principales diferencias entre las cadenas alimentarias y las redes tróficas.
Tabla 1: Diferencias entre cadenas y redes alimentarias.
Tipo de modelo | Cadenas tróficas | Redes tróficas |
¿Qué muestran? | Las cadenas alimentarias muestran la transferencia de energía a partir de relaciones de alimentación únicas, del productor al consumidor, en orden secuencial de nivel trófico. | Las redes tróficas muestran la transferencia de energía entre los organismos de un ecosistema con muchas relaciones de alimentación. |
¿Se pueden determinar fácilmente los niveles tróficos de los organismos? | Sí, las cadenas tróficas muestran los niveles tróficos aumentando secuencialmente. | No siempre, puede ser fácil saber qué es un productor, pero un organismo puede existir en varios niveles tróficos en una red alimentaria. |
¿Pueden existir organismos en múltiples niveles tróficos en el modelo? | No, las cadenas alimentarias sólo muestran organismos que ocupan un único nivel trófico. | Sí, las redes tróficas muestran que los omnívoros pueden ser tanto consumidores primarios como secundarios. |
¿Abarca la energía de todo el ecosistema? | No, las cadenas alimentarias sólo muestran un único hilo dentro de un ecosistema. | Sí, las redes tróficas intentan mostrar las intrincadas relaciones entre los organismos. |
Cadenas y redes alimentarias - Puntos clave
- Laproductividad primaria es la velocidad a la que los autótrofos convierten la energía solar en energía (alimento) utilizable para sí mismos o para otros organismos. La mayor parte de la vida en la Tierra se sustenta gracias a la energía del sol.
- Los autótrofosproducen su propio alimento; los heterótrofos deben consumir autótrofos u otros autótrofos para alimentarse.
- Unacadena alimentaria muestra el flujo de energía a través de niveles tróficos de jerarquía creciente (productor -> consumidor primario -> consumidor secundario -> consumidor terciario).
- Una red alimentaria reúne varias cadenas alimentarias para formar un modelo más completo y complejo de quién se come a quién en un ecosistema.
- La energía se pierde a través del calor entre los niveles tróficos, lo que significa que sólo un 10% de la energía se transfiere entre los niveles tróficos. La biomasa de los niveles tróficos disminuye al pasar del productor al consumidor terciario.
Referencias
- Productividad primaria por los Editores de la Enciclopedia Británica. Última actualización: 24 de enero de 2022. Britannica.com.
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