Energía en los Ecosistemas Arturo Laguna Julián Pavón

Niveles tróficos La energía y los nutrientes pasan por varios niveles alimenticios. Cada uno de esos niveles se llama en Ecología "Nivel Trófico". Las plantas verdes, que son las primeras productoras de alimentos, pertenecen al primer nivel trófico. Los herbívoros, que son los consumidores de plantas verdes, corresponden al segundo nivel trófico. Los carnívoros, que son depredadores que se alimentan de los herbívoros, pertenecen al tercero. Los omnívoros, que son consumidores tanto de plantas como de animales, se integran en el segundo y tercero. Los carnívoros secundarios, que son depredadores que se alimentan de depredadores, pertenecen al cuarto nivel trófico. Según los niveles tróficos se elevan, el número de depredadores es menor y son más grandes, feroces y ágiles. En el segundo y tercer nivel, los que descomponen los materiales disponibles actúan como herbívoros o carnívoros dependiendo de sí su alimento es vegetal o animal. La suma de todos los niveles tróficos de un ecosistema se llama cadena alimenticia. Las relaciones alimenticias en un ecosistema en conjunto se llaman "Red Alimenticia".

En un ecosistema sencillo, los niveles tróficos son: Productores (plantas y/o fitoplancton). Consumidores Primarios (herbívoros y/o zooplancton). Consumidores Secundarios (carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios, o sea, de los herbívoros). Consumidores Terciarios y Cuaternarios (carnívoros que se alimentan de carnívoros). UN EJEMPLO: - Productores: césped, arbustos y árboles. - Consumidores primarios: saltamontes (comedores de plantas). - Consumidores secundarios: pájaros (insectívoros). - Consumidores Terciarios: serpientes (comedores de pájaros). - Consumidores Cuaternarios: Búhos (comedores de serpientes). - Finalmente, los factores bióticos y sus productos son reciclados (descompuestos) por los detritívoros (Bacterias, hongos, y algunos animales).

Cadenas Alimenticias Una cadena alimenticia es una representación simplificada de la interacción que se establece en la naturaleza de la acción de comer, en la cual la materia y la energía se van traspasando de un organismo a otro Por ejemplo, en esta cadena alimenticia muy simple: las plantas son consumidas por el ratón(2), que a su ves es comido por el gato(3), quien es consumido por el zorro(4). Y los desechos de todos estos animales son consumidos por las plantas de nuevo(5,6)

Cadenas Alimenticias Todas las cadenas alimenticias están constituidas por “eslavones” que es la manera de acomodar a los individuos de las mismas dependiendo de sus hábitos de alimentación: Siempre el primer eslabón corresponde a los vegetales ya que ellos son organismos autótrofos es decir son capaces de fabricar su propio alimento. Por lo tanto se denominan también productores. El segundo eslabón corresponde a los animales herbívoros, que consumen vegetales. Por ser los primeros animales que se alimentan en la cadena, se denominan consumidores primarios.

Cadenas Alimenticias El tercer eslabón se denomina carnívoro. Como es el primer organismo que se alimenta de carne, se llama carnívoro de primer orden; y como es el segundo animal en la cadena, se le denomina consumidor de segundo orden. Así, se sigue clasificando los distintos eslabones de la cadena. Para cerrar la cadena y asegurar el flujo de la materia y energía, existe un eslabón muy importante. Son los descomponedores, organismos que viven en el suelo, que están encargados de descomponer o degradar a los organismos muertos o los restos de ellos. Son descomponedores los hongos y bacterias.

Cadenas Alimenticias Consumidor primario Consumidor secundario Productor … Descomponedores

Redes o tramas alimenticias La cadena alimentaria es una representación, pero en la realidad lo que existe son redes de cadenas que se entrecruzan, formando tramas alimentarias. De este ejemplo, se deduce que la interacción es bastante compleja, y se observa que un mismo individuo puede servir de alimento a varios animales. Esta trama también es cerrada por la acción de los descomponedores. Es importante aclarar que los distintos animales tienen una gama de alimentos, pero si existen en cantidades suficientes, se alimentaran de aquel animal que es de predilección.

Redes o tramas alimenticias

Pirámides energéticas y relaciones tróficas Las relaciones alimentarias y energéticas se representan gráficamente mediante las pirámides. Estas pueden reflejar la biomasa de los distintos niveles tróficos, la energía o producción de un nivel, o el número de individuos de un nivel. El estudio de una pirámide alimentaria permite analizar el equilibrio de una población en el ecosistema. Las relaciones tróficas de las comunidades marinas suelen ser complejas por la tendencia de los organismos de niveles tróficos más altos a alimentarse, alternativamente, de otros no necesariamente del mismo nivel La cantidad de energía que se incorpora en cualquiera de los niveles tróficos es decir productores primarios herbívoros, carnívoro I, carnívoros II, etcétera, se puede expresar en calorías, en cantidad de carbono fijado para formar materia orgánica o en cantidad de materia orgánica; denominándose producción. La cantidad total en peso de materia viva que constituye un determinado nivel trófico se denomina biomasa, por lo que se puede definir la producción del océano como "el aumento de la biomasa por unidad de superficie y unidad de tiempo en un determinado grupo de organismos".

Fitoplancton como base de la cadena trófica

Pirámide Alimentaria

Pirámide de energía de una cadena trófica acuática

Ejemplo de cadena trófica

Cadenas Tróficas La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica. Por este motivo, las biomasas de los niveles tróficos decrecen rápidamente a medida que aumenta el nivel. Así, por ejemplo, con 8 toneladas de hierba se alimenta una tonelada de vacas, y con una tonelada de vaca se alimenta una persona de unos 48 kg. 

Flujo de Energía En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una cadena trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía.