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flujo simplificado de energía en un ecosistema De Wikipedia, la enciclopedia libre
La cadena trófica (del griego trophos, alimentar, nutrir)[1] describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,[2] en la que cada una se alimenta de la precedente y es alimento de la siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.[3]
En una cadena trófica, cada eslabón (nivel trófico) obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediatamente anterior; y el productor la obtiene a través del proceso de fotosíntesis mediante el cual transforma la energía lumínica en energía química, gracias al sol, agua y sales minerales. De este modo, la energía fluye a través de la cadena de forma lineal y ascendente.
En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ejemplo: consumidor terciario) recibirá menos energía que uno bajo (ejemplo: consumidor primario).
Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario.
Una cadena alimentaria en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón:
En una biocenosis o comunidad biológica existen:
Es de notar, que en muchas especies distintas, categorías de individuos pueden tener diferentes maneras de nutrirse, que en algunos casos las situarían en distintos niveles tróficos. Por ejemplo las moscas de la familia Sarcophagidae, son recolectoras de néctar y otros líquidos azucarados durante su vida adulta, pero mientras son queresas (larvas) su alimentación típica es a partir de cadáveres (están entre los “gusanos” que se desarrollan durante la putrefacción). Los anuros (ranas y sapos) adultos son carnívoros, pero sus larvas, los renacuajos, roen las piedras para obtener algas. En los mosquitos (familia Culicidae), tábanos (familia Tabanidae) y otros, las hembras son parásitas hematófagas de animales, pero los machos emplean su aparato bucal picador para alimentarse de materia vegetal, como savia.
La pirámide trófica o pirámide ecológica es una forma especialmente abstracta de describir la circulación de energía en la biocenosis y la composición de esta. Se basa en la representación desigual de los distintos niveles tróficos en la comunidad biológica, porque siempre es más la energía movilizada y la biomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico.
También se suele manifestar este fenómeno indirectamente cuando se censan o recuentan los individuos de cada nivel, pero aquí las excepciones son más frecuentes y tienen que ver con las grandes diferencias de tamaño entre los organismos y con los distintos tiempos de generación, dando lugar a pirámides invertidas. Así en algunos ecosistemas los miembros de un nivel trófico pueden ser mucho más voluminosos y/o de ciclo vital más largo que los que dependen de ellos. Es el caso que observamos por ejemplo en muchas selvas ecuatoriales donde los productores primarios son grandes árboles y los principales fitófagos son hormigas. En un caso así el número más pequeño lo presenta el nivel trófico más bajo. También se invierte la pirámide de efectivos cuando las biomasas de los miembros consecutivos son semejantes, pero el tiempo de generación es mucho más breve en el nivel trófico inferior; un caso así puede darse en ecosistemas acuáticos donde los productores primarios son cianobacterias o nanoprotistas.
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 este como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos.
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 red 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 la entropía.
Las plantas obtienen la energía directamente del sol por medio de la fotosíntesis. Los animales obtienen la energía a partir del alimento que ingieren, sea vegetal o animal. Mediante la respiración, tanto las plantas como los animales aprovechan la energía, pero disipan parte de ella en forma de calor, que pasa al medio externo. Por tanto, el flujo de energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional.
Algunos microorganismos transforman la materia orgánica muerta en sales minerales. Las sales son aprovechadas por los organismos autótrofos, y los organismos autótrofos son ingeridos por los heterótrofos. Después, tanto los organismos autótrofos como los heterótrofos mueren y sus restos son transformados por los microorganismos, comenzando de nuevo el ciclo. Así, pues, la materia circula en el ecosistema de manera cíclica.
La longitud de una cadena trófica es una variable continua que proporciona una medida del paso de la energía y un índice de la estructura ecológica que aumenta a través de los eslabones desde los niveles tróficos (de alimentación) más bajos a los más altos.
Las cadenas tróficas son vías direccionales de energía trófica o, lo que es lo mismo, secuencias de eslabones que comienzan con las especies basales, como los productores o la materia orgánica fina, y terminan con los organismos consumidores.[6]: 370 |
Las cadenas tróficas se utilizan a menudo en la modelización ecológica (como una cadena trófica de tres especies). Son abstracciones simplificadas de las redes tróficas reales, pero complejas en su dinámica e implicaciones matemáticas.[7]
Los ecólogos han formulado y probado hipótesis sobre la naturaleza de los patrones ecológicos asociados a la longitud de la cadena alimentaria, como que la longitud aumenta con el volumen del ecosistema,[8] que está limitada por la reducción de energía en cada nivel sucesivo[9] o que refleja el tipo de hábitat.[10]
Los productores, como las plantas, son organismos que utilizan energía solar o química para sintetizar almidón. Toda cadena alimentaria debe comenzar con un productor. En las profundidades marinas, las cadenas alimentarias centradas en los respiraderos hidrotermales y las filtraciones frías existen en ausencia de luz solar. Las bacterias y arqueas quimiosintéticas utilizan el sulfuro de hidrógeno y el metano de los respiraderos hidrotermales y las filtraciones frías como fuente de energía (al igual que las plantas utilizan la luz solar) para producir hidratos de carbono. Los consumidores son organismos que se comen a otros organismos.
La longitud de la cadena alimentaria es importante porque la cantidad de energía transferida disminuye a medida que aumenta el nivel trófico; por lo general, sólo el diez por ciento de la energía total de un nivel trófico pasa al siguiente, ya que el resto se utiliza en el proceso metabólico. Normalmente no hay más de cinco niveles tróficos en una cadena alimentaria.[11] Los seres humanos pueden recibir más energía retrocediendo un nivel en la cadena y consumiendo el alimento anterior, por ejemplo, obteniendo más energía por libra al consumir una ensalada que un animal que comiera lechuga.[12][13]
La eficiencia de una cadena alimentaria depende de la energía que consumen primero los productores primarios.[13] El consumidor primario obtiene su energía del productor y la transmite a los consumidores secundarios y terciarios.
Los estudios de la cadena alimentaria desempeñan un papel importante en los estudios de ecotoxicología, que rastrean las vías y la biomagnificación de los contaminantes ambientales.[14]
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