17.1B: Cadenas Alimentarias y Redes Alimentarias
- Page ID
- 57063
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
La fuente de todos los alimentos es la actividad de los autótrofos, principalmente la fotosíntesis por parte de las plantas. Se les llama productores porque sólo ellos pueden fabricar alimentos a partir de materias primas inorgánicas. Este alimento alimenta a herbívoros, llamados consumidores primarios. Los carnívoros que se alimentan de herbívoros se llaman consumidores secundarios. Los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros son consumidores terciarios (o superiores). Tal camino de consumo de alimentos se llama cadena alimentaria. Cada nivel de consumo en una cadena alimentaria se denomina nivel trófico.
La tabla da un ejemplo de una cadena alimentaria y los niveles tróficos representados en ella.
| Hierba → |
Saltamontes → |
Sapo → |
Serpiente → |
Halcón → |
Bacterias de la descomposición |
| En general, | |||||
| Autótrofos (Productores) → |
Herbívoros (Consumidores Primarios) → |
Carnívoros (Consumidores secundarios, terciarios, etc.) → |
Descomponedores | ||
Webs Alimentarias
La mayoría de las cadenas alimentarias están interconectadas. Los animales suelen consumir una dieta variada y, a su vez, sirven como alimento para una variedad de otras criaturas que se aprovechan de ellos. Estas interconexiones crean redes alimenticias.
Flujo de energía a través de las cadenas alimentarias
H. T. Odum analizó el flujo de energía a través de un ecosistema fluvial en Silver Springs, Florida. Sus hallazgos se muestran aquí. Las cifras se dan en kilocalorías por metro cuadrado por año (kcal/m 2 /año).
En cada nivel trófico,
- La producción neta es solo una fracción de la producción bruta porque los organismos deben gastar energía para mantenerse vivos. Obsérvese que la diferencia entre la producción bruta y la neta es mayor para los animales que para los productores, reflejando su mayor actividad.
- Gran parte de la energía almacenada en la producción neta se perdió en el sistema por
- decaimiento
- siendo transportados aguas abajo
- Obsérvese las pérdidas sustanciales en la producción neta a medida que la energía pasa de un nivel trófico al siguiente.
- La relación entre la producción neta en un nivel y la producción neta en el siguiente nivel superior se denomina eficiencia de conversión. Aquí varió desde
- 17% de productores a consumidores primarios (1478/8833) a
- 4.5% de consumidores primarios a secundarios (67/1478).
- De estudios similares en otros ecosistemas, podemos tomar 10% como la eficiencia de conversión promedio de productores a consumidores primarios.
La cría de animales suele superar este valor del 10%. Por ejemplo, los pollos de engorde (pollos jóvenes) pueden ganar media libra (227 g) de peso por cada libra (454 g) de comida que comen. (Dado que el contenido de agua de los dos no es el mismo, la eficiencia de conversión es algo menor que el aparente 50%). No obstante, la pérdida de energía a medida que pasa de productores a consumidores primarios explica, por ejemplo, por qué cuesta más comprar una libra de bistec que una libra de maíz.
Las eficiencias de conversión de consumidores primarios a consumidores secundarios (herbívoros a carnívoros) tienden a ser mucho menores, promediando alrededor de 1%.
- En este ecosistema, toda la producción bruta de los productores (20,810) finalmente desapareció en la respiración (14,198) y la exportación y descomposición aguas abajo (6612). Por lo que no hubo almacenamiento de energía de un año para otro. Esto es típico de ecosistemas maduros, como un bosque maduro.
Algunos ecosistemas almacenan energía, por ejemplo,
- La lenta tasa de descomposición en los pantanos hace que se acumule turba (la fuente del carbón del mundo)
- Un bosque joven acumula materia orgánica a medida que crecen los árboles.
La Pirámide de la Energía
Las eficiencias de las conversiones son siempre mucho menores al 100%. En cada eslabón de una cadena alimentaria, una porción sustancial de la energía del sol, originalmente atrapada por un autótrofo fotosintetizador, se disipa de nuevo al medio ambiente (en última instancia, como calor). De esta manera se deduce que la cantidad total de energía almacenada en los cuerpos de una población determinada depende de su nivel trófico. Por ejemplo, la cantidad total de energía en una población de sapos necesariamente debe ser mucho menor que la de los insectos de los que se alimentan. Los insectos, a su vez, tienen sólo una fracción de la energía almacenada en las plantas de las que se alimentan. Esta disminución en la energía total disponible en cada nivel trófico superior se llama la pirámide de energía.
Usando los datos de Odum sobre productividad neta en los distintos niveles en Silver Springs, obtenemos esta pirámide. Las cifras representan la producción neta en cada nivel trófico expresada en kcal/m 2 /año.
La Pirámide de Biomasa
¿Cómo se mide la cantidad de energía en una población?
Dado que todos los organismos están hechos de aproximadamente las mismas moléculas orgánicas en proporciones similares, una medida de su peso seco es una medida aproximada de la energía que contienen. Un censo de la población, multiplicado por el peso de un individuo promedio en él, da una estimación del peso de la población. A esto se le llama la biomasa (o cultivo en pie). Esto, también, disminuye con la distancia a lo largo de la cadena alimentaria de los autótrofos que producen las moléculas orgánicas en primer lugar.
El gráfico muestra la pirámide de biomasa para Silver Springs. (También se basa en los datos obtenidos por Howard T. Odum.) Las cifras representan el peso seco de la materia orgánica (por metro cuadrado) en el momento del muestreo. El análisis de diversos ecosistemas indica que aquellos con pirámides de biomasa en cuclillas (con eficiencias de conversión entre un nivel trófico y el siguiente promediando 10% o mejor) tienen menos probabilidades de verse alteradas por cambios físicos o bióticos que aquellos con pirámides altas y delgadas (con eficiencias de conversión menores de 10%).
La pirámide de los números
Los animales pequeños son más numerosos que los más grandes. Esta gráfica muestra la pirámide de números resultante cuando se tomó un censo de las poblaciones de autótrofos, herbívoros y dos niveles de carnívoros en un acre (0.4 hectárea) de pastizales. Las cifras representan el número de individuos contados en cada nivel trófico. La pirámide se basa en datos adquiridos por Evans, Caín y Walcott, y ha sido redibujada con permiso de E. P. Odum, Fundamentals of Ecology, 2nd. ed., © W. B. Saunders Co., Filadelfia, 1959.
La pirámide surge porque:
- Cada especie está limitada en su biomasa total por su nivel trófico.
- Entonces, si el tamaño de los individuos a un nivel trófico dado es pequeño, sus números pueden ser grandes y viceversa.
- Los depredadores suelen ser más grandes que sus presas.
- Ocupando un nivel trófico superior, su biomasa debe ser menor.
- De ahí que el número de individuos en la población depredadora sea mucho menor que el de la población presa.