En un ecosistema, la materia se conserva mientras la energía fluye a través de ella. La forma y la eficiencia de este flujo pueden representarse 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 ecologistas a elaborar estrategias de gestión ambiental.
Definición de la cadena alimentaria y los niveles tróficos
Un nivel trófico puede imaginarse como un paso en una pirámide, con grupos apilados representando 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.
Una cadena alimentaria clasifica a los organismos de forma lineal, de acuerdo con su papel en la creación y consumo de energía.
Niveles tróficos generales
La base más baja de un La cadena alimentaria se compone de organismos fotosintéticos como las plantas y el fitoplancton. Estos organismos se llaman productores.
Los productores convierten la luz solar y las moléculas inorgánicas en energía. Debido a su capacidad de hacer su propia comida, los productores también se llaman autótrofos. Estos productores comprenden el primer nivel trófico. Estos pueden dividirse además en fotoautótrofos, que usan la luz solar para alimento y energía, y quimiotróficos, que usan moléculas inorgánicas en ausencia de luz solar.
Los quimiótropos se pueden encontrar en lugares tales 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 en la cadena alimentaria
El siguiente paso en la cadena alimentaria pertenece a los consumidores primarios. Los consumidores primarios comen productores. Los consumidores primarios suelen ser animales pequeños, herbívoros que comen plantas o fitoplancton. Los consumidores también se denominan heterótrofos, y solo pueden satisfacer las necesidades energéticas comiendo alimentos.
Los consumidores incorporan la energía de los productores a su propia biomasa. Los consumidores primarios comprenden el segundo nivel trófico.
Los consumidores secundarios, o carnívoros, comen consumidores primarios. Generalmente son animales más grandes, aunque hay menos de ellos. Hay 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 energía considerable en los niveles tróficos, por lo que en la pirámide de nivel trófico la mayor pérdida de energía proviene de los consumidores secundarios. En última instancia, esto lleva 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
Las redes alimentarias describen aún más 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 mencionado anteriormente 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 un trópico. pirámide. Dentro de algunas redes alimenticias, hay un animal llamado especie clave. El resto del ecosistema depende de la presencia de esta especie para permanecer intacta 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 superior. Un depredador del ápice es esencialmente un consumidor terciario y recibe el cuarto y último nivel trófico en la pirámide.
Ecosystem Biodiversity
Otro factor en la estabilidad del ecosistema es el de la biodiversidad. Cuando hay menos diversidad de especies, un ecosistema sufre. Esto afecta los niveles tróficos si las especies se eliminan de ellos. El efecto dominó altera el equilibrio de todo el sistema.
Otra dinámica en juego en una red alimentaria incluye aquellos organismos llamados descomponedores. Estos descomponedores descomponen los organismos muertos (plantas y animales) y liberan nutrientes 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 ocurre como calor.
La biomasa describe la masa total de todos los organismos, vivos o muertos, en un nivel trófico. Cada nivel trófico posee una cierta cantidad de biomasa.
La 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 del sol.
Problemas de bioacumulación
La bioacumulación o la biomagnificación se refieren a un aumento en los materiales tóxicos que ascienden más arriba en la pirámide trófica. El material se concentra en tejidos animales. Un ejemplo de esto sería la contaminación con diclorodifeniltricloroetano (DDT). Este químico 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 en 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 tales sustancias del medio ambiente antes de que se produzca dicha contaminación.
La bioacumulación también ocurre con ciertos metales pesados que se pueden encontrar en los peces. Es por eso que hay recomendaciones para limitar el consumo de ciertos peces en personas en grupos vulnerables, como niños pequeños y mujeres embarazadas.
Ejemplos de redes tróficas y de alimentación
Para comprender estos conceptos, ayuda tener ejemplos del mundo real. El océano ofrece una buena demostración de niveles tróficos y redes alimenticias. 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 pescado. Esto podría extenderse aún más con animales como focas e incluso otros peces, que consumen esos peces. Un depredador del ápice como una orca tomaría el nivel trófico más alto. Con cada nivel, se pierde más energía.
Los ejemplos de fotoautótrofos incluyen fotosíntesis de bacterias, plantas y algas. 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 mencionados anteriormente. Alrededor de estos respiraderos, los heterótrofos como los camarones, las langostas y los mejillones consumen las quimioautótrofos en el océano profundo.
Ejemplos de pirámides tróficas
En términos de ejemplos de pirámides tróficas del mundo real, existen numerosos tipos. Pueden estar verticales o invertidas.
Una pirámide vertical estaría representada por pastizales ya que hay menos organismos que suben al nivel superior. Un bioma de pastizales podría 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 del ápice en los pastizales sería un halcón, que se come la serpiente.
Otro bioma con una dinámica similar podría ser un estanque. El productor sería algas, y el consumidor principal sería larvas de insectos. Un consumidor secundario sería un pez pequeño, y uno terciario sería una rana. El consumidor final carnívoro o cuaternario en el bioma del estanque sería un mapache que se come la rana.
En un desierto, el productor principal sería un pasto de cactus, y su principal consumidor sería una mariposa. Un lagarto se comería la mariposa, convirtiéndola en el consumidor secundario. Una serpiente consumiría al lagarto, clasificándolo como un consumidor terciario. Y un correcaminos completaría el nivel superior y cuarto, después de comer la serpiente.
Contrastando una pirámide vertical, en un bosque templado, la base de la pirámide estaría hecha solo de árboles. Los consumidores primarios, 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 importante en las estrategias de manejo de los ecologistas para la conservación.
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