El flujo de energía comienza cuando organismos autótrofos o productores como algas y plantas verdes capturan energía solar y la transforman en compuestos orgánicos que utilizan como alimento para ellas y para los demás organismos heterótrofos o consumidores.
Todo ecosistema está integrado por seres vivos en un medio en donde la vida transcurre de una forma dinámica y ejemplo de ese dinamismo son los intercambios de materia y de energía que fluyen a través de cadenas y tramas alimenticias entre sus componentes.
La energía que los organismos autótrofos almacenan y ponen a disposición de otros organismos de la comunidad a lo largo de un periodo específico se conoce como productividad primaria neta y se mide en calorías o en términos de biomasa.
La cantidad de vida que un ecosistema puede sostener se denomina capacidad de carga, y está determinada por la energía que capturan los productores de ese ecosistema.
Por ejemplo:
En el ambiente acuático, su productividad se distribuye en sentido vertical: la parte superior de las aguas recibe más iluminación y participa activamente en la producción, los organismos que mueren se van al fondo y de allí los minerales que se obtienen de la descomposición suben a la superficie por los movimientos de surgencia y son utilizados por los organismos del fitoplancton.
En el ambiente terrestre, la materia inorgánica que se encuentra en el suelo es absorbida por las raíces y transportada por el sistema vascular hasta las hojas de la copa de los árboles, donde se capta la energía radiante para realizar la fotosíntesis, y por tanto, la productividad de biomasa es más alta. Después, la caída de las hojas y su descomposición determina el retorno de los elementos al suelo.
Ecosistemas de baja productividad tenemos: el desierto, donde la escasez de agua limita la productividad, y las aguas profundas de los océanos, donde la luz solar es limitada.
Ecosistemas de alta productividad: estuarios y las selvas tropicales donde los recursos abundan.
Productividad primaria neta promedio en gramos de material orgánico por metro cuadrado por año de algunos ecosistemas terrestres y acuáticos.
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El nivel trófico es la posición que ocupan los organismos por su nivel de alimentación dentro de las cadenas alimenticias. Por lo anterior, todos los organismos que comparten hábitos alimenticios similares se encuentran en el mismo nivel trófico.
Las comunidades naturales rara vez tienen grupos bien definidos de productores, consumidores y desintegradores en relación lineal como se ilustran en las cadenas alimenticias. Sin embargo, una red alimenticia muestra múltiples cadenas alimenticias interconectadas efectivas dentro de una comunidad específica. Cada nivel representa un eslabón en la cadena alimenticia, y por tanto, la estructura trófica del ecosistema (relación productor-consumidor) está constituida por los niveles tróficos donde están situados todos los organismos de la comunidad.
Seguramente te preguntarás cómo sabemos quién se come a quién. El método más sencillo es la observación directa, pero se dificulta cuando los organismos son microscópicos, sus hábitos de caza son nocturnos o en ambientes de difícil acceso. El método utilizado en las aves es el análisis del contenido estomacal: en el caso de los organismos rapaces se analiza el bolo alimenticio; otro método es el de isótopos radiactivos que permite marcar a las plantas o animales con radioisótopos y luego buscar a los organismos que se lo han comido con un detector. De esta forma se construyen las cadenas, redes o tramas.
Estudios de diversas comunidades indican que la transferencia de energía entre los niveles tróficos tiene una eficiencia de aproximadamente 10%. Esto significa que a medida que la energía pasa de un organismo a otro en la cadena alimenticia, parte de esa energía se emplea en diversas funciones. Por ejemplo, una planta de cereal utiliza 90% de la energía solar que capta para sus funciones, y el 10% restante lo emplea para formar sus tejidos, que servirán de alimento al primer consumidor. Del 10% que el consumidor primario toma del productor, utiliza el 90% para sus funciones metabólicas y el 10% restante para formar sus tejidos que serán aprovechados por el consumidor secundario.
Esta ineficiente transferencia de energía entre los niveles tróficos se conoce como “ley del diezmo”. Los organismos que ocupan los primeros niveles tróficos disponen de mayor cantidad de energía que los de las partes superiores, lo que determina que la mayoría de las cadenas o redes alimenticias sólo tengan cuatro o cinco niveles tróficos. Cabe aclarar que los desintegradores no están representados en las pirámides por la dificultad de cuantificar su número y peso.
Las pirámides pueden ser de tres tipos:
Pirámide de número. Es una pirámide que representa el número de individuos y se construye indicando cada uno de los niveles tróficos con un rectángulo de altura constante y de base proporcional al número de individuos presentes. Conforme asciende a los niveles superiores, el número de organismos disminuye y aumenta su tamaño.
Pirámide de biomasa. Es la masa viva existente en un nivel trófico. Toma como unidad de medida la masa de los individuos que pueblan cada nivel. No toma en cuenta la energía contenida en los distintos niveles ni el rol que desempeñan las bacterias fotosintetizadoras. Conforme asciende a niveles superiores la biomasa disminuye.
Pirámide de energía. Representa el valor energético de los diferentes niveles, y expresa la energía acumulada en cada nivel trófico. El flujo energético que circula en el ecosistema se va degradando de un nivel al siguiente y sólo se transfiera el 10%.
De esta forma, los animales que se alimentan de plantas son los más abundantes y los carnívoros más escasos. Esta ineficiencia de transferencia de energía tiene importantes implicaciones en la producción de alimento humano.
Realicemos una actividad para evaluar lo aprendido. Coloca dentro de las definiciones el concepto que corresponda.