11.4: Cadenas Alimentarias y Telas Alimentarias

Niveles tróficos

Una cadena alimentaria sigue un camino de energía y materiales entre especies. Una red alimentaria es más compleja y es todo un sistema de cadenas alimentarias conectadas. En una red alimentaria, los organismos se colocan en diferentes niveles tróficos. Los niveles tróficos incluyen diferentes categorías de organismos como productores, consumidores y descomponedores. Los productores son el nivel trófico básico mientras que los depredadores superiores son el nivel pico. Los productores son autótrofos, es decir, producen su propio alimento a través de la fotosíntesis o la quimiosíntesis. Los consumidores son animales que comen productores y se dividen en muchas categorías diferentes: consumidores primarios, consumidores secundarios, consumidores terciarios y más. Los consumidores primarios son herbívoros que comen plantas; los consumidores secundarios se comen a los herbívoros; los consumidores terciarios pueden consumir tanto los consumidores primarios como los secundarios. Puede haber más niveles de consumidores hasta que finalmente se alcance el depredador superior. La relación entre los niveles tróficos (por ejemplo, productores primarios, herbívoros, depredadores primarios y depredadores superiores) se muestra en la Figura 1. Es importante señalar que los consumidores pueden ser carnívoros, animales que comen a otros animales, y también omnívoros, animales que consumen muchos tipos de alimentos. Los descomponedores también forman parte de la red alimentaria e incluyen organismos que se alimentan de todas las variedades de plantas y animales muertos que se encargan de devolver los nutrientes al medio ambiente.

Figura 1: Diagrama muestra la jerarquía de consumo con cada nivel consumiendo especies del nivel por debajo de ellas. El ahusamiento de la pirámide indica la mayor cantidad de biomasa y energía ubicada en el nivel de productores y las cantidades más bajas ubicadas en el nivel de depredador superior.
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Transferencia de Energía

La cantidad de energía que fluye a través de los diferentes niveles tróficos de una red alimentaria suele mostrarse como una pirámide (ver arriba). Esta pirámide muestra mucha más información que un simple diagrama para la jerarquía entre depredador y presa. La cantidad de área en cada nivel trófico muestra la cantidad de energía presente en la biomasa. Los productores ocupan claramente el área más grande de la pirámide, y por lo tanto la mayor cantidad de energía. Los autótrofos convierten la energía solar y química en la forma biológicamente utilizable, la glucosa. En forma de glucosa, la energía es capaz de introducirse en el sistema de red alimentaria y que luego se transfiere a través del consumo. Dado que los autótrofos son la fuente de energía en la red alimentaria, tiene sentido que contengan la mayor cantidad de energía dentro de su biomasa. Aunque el productor primario individual es relativamente pequeño en sí mismo, la gran cantidad de productores da como resultado que su biomasa combinada sea el grupo trófico más grande del océano. La combinación de su vasta biomasa y la retención de gran parte de la energía que producen es lo que lleva a los productores a ocupar una base tan amplia de la pirámide energética. A medida que subes los niveles tróficos la cantidad de energía ganada por el consumo disminuye en un factor de aproximadamente 10 por nivel. Esto significa que los consumidores primarios solo reciben el 10% de la energía de los productores primarios cuando se consumen. Lo más impactante es que el depredador ápice en el ejemplo anterior representa al depredador cuaternario y por lo tanto solo recibe .01% de la energía que produjo el productor primario original. La energía, entonces, queda atrapada en formas inutilizables (por ejemplo, fibra y hueso) y se utiliza para metabolizar el material en formas utilizables, lo que lleva a una pérdida general.

Figura 2: Esta figura ilustra la diferencia entre una cadena alimentaria y una red alimentaria. Una red alimentaria representa la complejidad de las interacciones en un ecosistema natural. Una cadena alimentaria simplifica las interacciones entre organismos seleccionados y puede ser utilizada para comprender mejor cómo los cambios en las poblaciones de una especie pueden afectar a la comunidad en su conjunto. https://upload.wikimedia.org/wikiped...TrophicWeb.jpg

Webs Alimentarias vs Cadenas Alimentarias

Las redes alimentarias son más complejas que las cadenas alimentarias, pero igualmente útiles para comprender los procesos de las comunidades ecológicas. Algunas redes alimentarias pueden ser más complejas que otras pero los conceptos son siempre constantes. Una red alimentaria muestra el flujo de nutrientes entre diferentes tipos de organismos que pueden ayudarnos a entender la transferencia de energía como se describió anteriormente. Las redes alimentarias comienzan con autótrofos y continúan con heterótrofos, pero debido a su codependencia, los cambios en la abundancia de un tipo de organismo pueden afectar a los demás. Por ejemplo, si la cantidad de fitoplancton disminuyera drásticamente repentinamente, también lo haría el número de heterótrofos que dependen del fitoplancton como fuente de alimento (conocido como control 'de abajo arriba' de las redes alimentarias).

Cuando examinas una red alimentaria, puedes observar cómo interactúan todas las cadenas alimentarias en una comunidad. Al observar una sola cadena alimentaria, se puede ver el camino en el que la energía y los nutrientes pasan a través de una comunidad específica. Dado que una cadena alimentaria es mucho más simplista que una red alimentaria, se puede utilizar para predecir la respuesta de un ecosistema debido a cambios en la población de una sola especie. Las cascadas tróficas son una forma en la que una cadena alimentaria puede ser utilizada para predecir cambios en un ecosistema. Una cascada trófica ocurre cuando una especie tiene un cambio en el tamaño de la población, resultando en cambios en las poblaciones de otras especies dentro de la cadena alimentaria. Un ejemplo clásico de una cascada trófica es el ejemplo que describe la relación entre orcas, nutrias marinas, erizos de mar y bosques de algas marinas a lo largo de las costas de Alaska. Se encontró que un aumento en la depredación de orcas estaba reduciendo drásticamente las poblaciones de nutrias marinas. Sin una fuerte presencia de nutrias marinas, la depredación de erizos de mar fue baja, lo que resultó en un aumento de herbivoría en los bosques de algas marinas Con erizos libres de depredación significativa, se consumieron bosques enteros de algas marinas, lo que resultó en balsas de erizo que finalmente cambiaron toda la dinámica de estos ecosistemas. El uso de redes alimentarias para predecir cambios en los ecosistemas a través de cascadas tróficas es esencial para comprender todos los efectos de los humanos en el mundo natural. Nos pueden ayudar a entender mejor la mejor respuesta a estas cascadas como la descrita anteriormente.

Tipos de Webs

En la comunidad ecológica hay dos tipos de redes alimentarias: redes de conexión y redes de interacción: Se utilizan para rastrear la energía que fluye dentro de una comunidad. Las redes de conexión utilizan flechas que muestran el consumo de una especie por otra. Estas flechas son todas de igual peso por lo que no hay información adicional sobre la fuerza de consumo entre especies (Atkinson et al. 2014). Las redes de interacción también utilizan flechas para mostrar el consumo de una especie por otra, pero estas flechas se ponderan de acuerdo con la fuerza de interacción en la comunidad. Si se ve que una especie consume regularmente otra entonces tendrá una flecha ancha y oscura mostrando su conexión. Si se observa que una especie rara vez consume otra entonces la flecha de conexión será muy delgada si está presente en absoluto (Berlow et al. 2004).

Figura 3: Esta figura revisita la idea de cascadas tróficas con un aumento en las poblaciones de orcas provocando un aumento en las poblaciones de erizos y una disminución en las poblaciones de nutrias marinas y algas marinas. Esta imagen también ilustra una especie fundacional y una especie clave dentro de la misma cadena alimentaria.
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Especies de Fundación y Especies Keystone

También hay organismos en una red alimentaria que se conocen como especies clave y especies de cimentación. Las especies de fundación tienden a ser productoras primarias y juegan un papel importante en la comunidad debido a su capacidad para construir o proporcionar una estructura que otros organismos habitan (por ejemplo, mejillones y bosques de algas marinas). Estas especies fundacionales incluyen organismos que impactan a una comunidad al crear cambios físicos en el ambiente. Las especies Keystone pueden ubicarse en cualquier parte de la red alimentaria y juegan un papel vital en el mantenimiento de la comunidad. Estos organismos ejercen una gran influencia sobre la estructura de una comunidad por roles ecológicos o nichos. Las especies clave se definen como aquellas que tienen un impacto desproporcionado en un ecosistema en relación con su abundancia. Las nutrias marinas no tienen una biomasa muy alta en un bosque de algas marinas pero a través de la depredación de otras especies (como los erizos de mar), tienen un fuerte impacto en la salud y biomasa de las algas marinas.

Figura 4: Diagrama transversal del lecho de mejillones Mytilus californianus con la abundante comunidad que vive dentro de la matriz que crean los mejillones. Las agregaciones de estas especies fundamentales pueden proporcionar hábitat para más de 300 especies de organismos.

Diagrama modificado de Schanek T.H. (1992)

Referencias

1. Atkinson, A., S. Hill, M. Barange, E. Pakhomov, D. Raubenheimer, K. Schmidt, S. Simpson, y C. Reiss. 2014. Ciclos de sardina, declinaciones de krill y plagas de langostas: revisitando las redes alimenticias de “cintura avispada”. Tendencias en Ecología y Evolución 29:309-316.

2. Berlow, E., A. Neutel, J. Cohen, P. de Ruiter, B. Ebenman, M. Emmerson, J. Fox, V. Jansen, J. Iwan Jones, G. Kokkoris, D. Logofet, A. McKane, J. Montoya, y O. Petchey. 2004. Fortalezas de interacción en redes alimentarias: problemas y oportunidades. Revista de Ecología Animal 73:585-598.

3. Estes, J. A., Tinker, M. T., Williams, T. M., & Doak, D. F. (1998). Depredación de orcas en nutrias marinas que unen ecosistemas oceánicos y cercanos a la costa. Ciencia, 282 (5388), 473—476. https://doi.org/10.1126/science.282.5388.473

4. Suchanek, T.H. (1992). Biodiversidad Extrema en el Medio Marino: Comunidades de Lecho Mejillón de Mytilus californianus. Revista Ambiental del Noroeste, 8:1

Otras Fuentes:

1. oceanworld.tamu.edu/recursos... nefoodwebs.htm

2. http://marinebio.org/oceans/biotic-structure/

3. educación.nacionalgeográfico... od-web/? ar_a=1

4. http://www.life.illinois.edu/ib/453/453lec12foodwebs.pdf

5. iasmania.com/alimentos-web-energia-... yramid-energy/

6. http://lh4.ggpht.com/-HafbEZnW9Xk/USIFDYBkA5I/AAAAAAAABO8/QEvw0xZbrwA/food-web-and-food-chain-compared_thumb%25255B4%25255D.jpg?imgmax=800

7. http://thefishproject.weebly.com/uploads/9/4/7/1/9471530/6870996_orig.png