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REFUERZO BIOSFERA
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4. RELACIONES TRÓFICAS ENTRE LOS ORGANISMOS DE LOS ECOSISTEMAS.
4.1 NIVELES TRÓFICOS.
Es una agrupación de seres vivos con similares requerimientos nutritivos.
Las relaciones tróficas (trofos = alimento en griego) entre los seres vivos sirven para obtener materia y energía, ya que cuando un ser vivo se alimenta de otro obtiene materia orgánica que posee energía almacenada en sus enlaces.
Un nivel trófico incluye a todos los organismos del ecosistema que tienen una fuente de alimento semejante y que, por tanto, comparten una misma forma de aprovechamiento de los recursos energéticos.
Las relaciones tróficas se pueden expresar o representar en cadenas tróficas, redes tróficas y pirámides tróficas, donde cada eslabón de la relación trófica es un nivel trófico.
PRODUCTORES
HERVIBOROS
CARNIVOROS 1
CARNIVOROS 2
4.1.1 Productores
Es el primer nivel trófico, está formado por los organismos autótrofos, son principalmente los organismos fotosintéticos, que usando la energía de la luz, agua, CO2 y sales minerales obtienen o forman alimento.
Ejemplo: vegetales, algas y muchas bacterias.
Hay otros autótrofos llamados quimiosintéticos que oxidan materia inorgánica reducida como las bacterias del azufre, obteniendo la energía necesaria para fabricar su materia orgánica.
4.1.2 Consumidores: primarios, secundarios…
Los consumidores son heterótrofos (obtienen la materia y energía de otros seres vivos o de sus restos).
Existen varios tipos o subniveles tróficos dentro de consumidores:
- Primarios o herbívoros: son los consumidores de primer orden, se alimentan del primer nivel trófico, es decir, obtienen de los productores la materia y energía que necesitan para vivir.
- Secundarios o carnívoros: constituyen los consumidores de segundo orden y se alimentan de herbívoros (obtienen la materia y energía de consumidores primarios).
- Terciarios o súpercarnívoros: constituyen los consumidores de tercer orden y se alimentan de consumidores secundarios (obtienen la materia y energía de los carnívoros).
4.1.3 Descomponedores
- Son aquellos seres vivos que se alimentan de restos de materia orgánica hayan sido o no parcialmente degradados por detritívoros, y la transforman en materia inorgánica (descomponen totalmente la materia orgánica) necesaria para los productores, cerrando así el ciclo de la materia que ya puede volver a ser usada por los productores.
- La materia orgánica la obtiene de todos los niveles tróficos ya que puede descomponer restos vegetales o animales.
Son los hongos y las bacterias.
Sin los descomponedores no se reciclaría la materia necesaria para los vegetales y la materia orgánica muerta se acumularía (restos de hojas, pelos, excrementos…).
Otros consumidores pueden ser:
- Los omnívoros o diversívoros: se alimentan de varios niveles y subniveles tróficos.
Ejemplo: humanos, osos, jabalíes…
- Carroñeros o necrófagos: se alimentan de cadáveres recientes o poco modificados.
Ejemplo: chacal, buitre…
- Detritívoros o saprófagos: se alimentan de restos de seres vivos y cadáveres claramente alterados.
Ejemplo: lombriz de tierra, algunas larvas de escarabajos, ácaros y protozoos.
- Coprófagos: se nutren de los excrementos animales como el escarabajo estercolero.
4.1.3 Descomponedores
- Son aquellos seres vivos que se alimentan de restos de materia orgánica hayan sido o no parcialmente degradados por detritívoros, y la transforman en materia inorgánica (descomponen totalmente la materia orgánica) necesaria para los productores, cerrando así el ciclo de la materia que ya puede volver a ser usada por los productores.
- La materia orgánica la obtiene de todos los niveles tróficos ya que puede descomponer restos vegetales o animales.
Son los hongos y las bacterias.
Sin los descomponedores no se reciclaría la materia necesaria para los vegetales y la materia orgánica muerta se acumularía (restos de hojas, pelos, excrementos…).
CADENAS Y REDES TRÓFICAS.
La hierba obtiene su energía y fabrica materia usando la energía solar, el conejo que se alimenta de hierba obtiene materia y energía de la hierba, y a su vez el zorro que se come el conejo, obtiene materia y energía del conejo.
Esta relación nutritiva lineal se llama cadena trófica y es la forma más sencilla de representar las relaciones tróficas que permiten el paso de la materia y energía de los ecosistemas.
La cadena trófica Hierba conejo zorro no se cumple como tal en la realidad, porque el conejo puede comer otras plantas y ser depredado por otros carnívoros, incluso la hierba puede ser comida por otros herbívoros.
Por lo tanto la realidad es mucho más compleja, produciéndose una compleja red de relaciones tróficas que incluye varias cadenas tróficas, formándose la red trófica.
La red trófica es tan complicada que hace difícil su estudio e interpretación a pesar de ser más realista que la cadena trófica.
Para simplificar se utiliza la pirámide trófica, formada por barras horizontales unas encima de otras en la que se representa cada nivel trófico.
Tiempo de renovación
Periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. Este concepto se expresa mediante una relación inversa a la anterior:
Tiempo de renovación = B/PN
(Se puede medir en días, años, etc.)
Eficiencia
Rendimiento de un nivel trófico o de un sistema. Varias maneras de valorarla:
1. La eficiencia de los productores se calcula mediante la relación energía asimilada/energía incidente, que alcanza valores inferiores al 2% de prod. bruta.
2. Si caculamos el cociente PN/PB, estaremos midiendo la cantidad de energía incorporada a cada nivel respecto del total asimilado y veremos las pérdidas respiratorias
3. La rentabilidad de los consumidores se suele valorar en función de la relación PN/alimento ingerido o, como acostumbran los ganaderos, engorde/alimento ingerido: (PN /PN del nivel anterior) x 100
La eficiencia ecológica es la fracción de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en producción neta del siguiente nivel:
(PN /PN del nivel anterior) x 100
Así observamos el aprovechamiento energético, y se comprueba que de un nivel trófico al siguiente dentro de un ecosistema sólo queda disponible para el siguiente nivel trófico aproximadamente un 10 % de la energía obtenida por el nivel trófico previo.
A esta afirmación se le ha llamado la regla del 10%.
CADENAS Y REDES TRÓFICAS.
La hierba obtiene su energía y fabrica materia usando la energía solar, el conejo que se alimenta de hierba obtiene materia y energía de la hierba, y a su vez el zorro que se come el conejo, obtiene materia y energía del conejo.
Esta relación nutritiva lineal se llama cadena trófica y es la forma más sencilla de representar las relaciones tróficas que permiten el paso de la materia y energía de los ecosistemas.
La cadena trófica Hierba conejo zorro no se cumple como tal en la realidad, porque el conejo puede comer otras plantas y ser depredado por otros carnívoros, incluso la hierba puede ser comida por otros herbívoros.
Por lo tanto la realidad es mucho más compleja, produciéndose una compleja red de relaciones tróficas que incluye varias cadenas tróficas, formándose la red trófica.
La red trófica es tan complicada que hace difícil su estudio e interpretación a pesar de ser más realista que la cadena trófica.
Para simplificar se utiliza la pirámide trófica, formada por barras horizontales unas encima de otras en la que se representa cada nivel trófico.
¿Quién recibe más energía en las siguientes cadenas tróficas, el cachalote o la ballena azul?
Fitoplancton krill ballena azul
Fitoplancton Zooplancton Copépodos Crustáceos Cefalópodos Cachalotey peces pequeños
Repasen “ la regla del 10%” deduciendo que cuanta más larga sea la cadenatrófica menos energía llega al último nivel, por esa razón en una isla muy pequeña,al haber muy pocos productores, no pueden mantenerse de forma natural lossuperdepredadores.
Observa el diagrama causal que relaciona los parámetros estudiados y contesta a las cuestiones.
a) Los árboles, por regla general, presentan un rápido crecimiento los primeros años; posteriormente se va ralentizando. ¿Cuál crees que puede ser la razón?
b) Compara una planta de trigo con un árbol. ¿Cuál de los dos posee mayor producción neta?
1) PN = PB – R
Campo de Cartagena: PN = 4 – 2 = 2g C/cm2/día
La producción neta del campo de Cartagena es de 2g C/cm2/día
Zona arbolada de Murcia: PN = 6 – 5 = 1g C/cm2/día
La producción neta de la zona arbolada es de 1g C/cm2/día
2) El primer ecosistema tiene una productividad mayor, ya que tiene menos biomasa y destina menos energía a la respiración y más a la producción. El menor deterioro se consigue del primer ecosistema ya que tarda menos tiempo en recuperarse (menor tiempo de renovación).
El ecosistema de un lago tiene la siguiente distribución cuantitativa en sus niveles tróficos conrespecto a la biomasa, producción neta y producción bruta:P H C1 DBiomasa (g/m2) 900 25 10 5Producción bruta (kcal/m2/año) 15 000 2 025 210 13Producción neta (kcal/m2/año) 5 400 1 250 115 7P: productores; H: herbívoros; C1: consumidores primarios; D: descomponedores.SE PIDE:a) Calcular las pérdidas por respiración en cada nivel trófico.b) Calcular la productividad neta en cada nivel trófico.
REPRESENTACION GRAFICA E INTERPRETACION DE LAS RELACIONES TROFICAS DE UN ECOSISTEMA.
Flujo de energía en los ecosistemas. Regla del 10 %
De un nivel trófico al siguiente dentro de un ecosistema sólo queda disponible para el siguiente nivel trófico aproximadamente un 10 % de la energía obtenida por el nivel trófico previo, esto es debido a que en cada nivel trófico hay una pérdida de energía en las heces, respiración y partes no ingeridas. Se conoce como regla del 10%.
Por ejemplo un productor vegetal obtiene del sol 100 unidades de energía, las partes muertas que se desprenden del vegetal o simplemente no consumidas por los herbívoros es energía que no pasa al siguiente nivel trófico (pero si pasa a los descomponedores), además la energía usada en la respiración no pasarán al siguiente nivel trófico así como productos de excreción.
En conclusión el herbívoro solo tendrá disponible para consumir un 10 % de la energía del sol que captó la planta, y así sucesivamente en los diferentes niveles tróficos solo quedarán un 10 % del nivel trófico anterior por las perdidas de energía no ingeridas, restos como heces y la gastada en la respiración. Esto explica porqué en las pirámides de energía los sucesivos eslabones tienden a ser 10 veces más pequeños.
No son útiles para comparar ecosistemas, no cumplen la ley del 10% y frecuentemente presentan formas de pirámides irregulares o invertidas, pues, por ejemplo no es lo mismo que los productores sean de muy pequeño tamaño como el fitoplancton que grandes como los árboles y sin embargo la pirámide de números le da la misma importancia a cada productor.
Pirámides tróficas o ecológicas: pirámides de número, biomasa y energía (producción).
La pirámide trófica es un tipo de relación trófica representada de forma escalonada en el que cada eslabón de la pirámide corresponde a un nivel trófico y el área de cada nivel trófico representa la magnitud (dimensión) del fenómeno que se quiere estudiar. Como de un nivel trófico al siguiente sólo pasa un 10% de la energía o biomasa, los escalones de las pirámides se van estrechando en los sucesivos niveles tróficos.
Hay tres tipos:
Pirámides de números: cada eslabón representa el nº de individuos de ese nivel trófico. La dimensión de cada uno de los escalones es proporcional al número total de individuos que constituyen cada nivel trófico.
Pirámides de biomasa: representa la cantidad de materia orgánica presente en cada nivel trófico, son más representativas que las pirámides de números, aunque en algunos casos pueden aparecer invertidas si la biomasa de los consumidores primarios es superior a la de los productores como puede suceder en ecosistemas marinos donde hay más biomasa de zooplancton que de fitoplancton, pero el rápido crecimiento del fitoplancton (alta tasa reproductiva) permite mantener una mayor biomasa de zooplancton.
Pirámides de producción o energía: si estudiamos a lo largo de un año la cantidad de energía que es acumulada en cada nivel trófico obtenemos una pirámide de energía, se expresa en kcal/m2 año.
Estas pirámides en ningún caso pueden estar invertidas ya que lo que se representa es la producción en cada nivel trófico.
7. Los parámetros tróficos son medidas utilizadas para evaluar la rentabilidad de cada nivel trófico así como la del ecosistema completo, observando la siguiente tabla, conteste a las siguientes preguntas:
NIVEL TRÓFICO BIOMASA (mgC/m2) PRODUCCIÓN (mgC/m2 · día)
Plantas 120.000 2400
Herbívoros 12000 80
Carnívoros I 800 2
Carnívoros II 96 0,06
a. Define productividad y calcula la productividad total del ecosistema (1) b. Define pirámide ecológica y construye las correspondientes pirámides ecológicas de biomasa y producción, atento a las proporciones de los escalones. (1) ______________________________________________________________________________
17. Define biomasa, producción y productividad. Resuelve el siguiente ejercicio: En un olivar de una hectárea de superficie se estima una biomasa vegetal de 375 .106 Kg., si hemos recolectado 125.000 Kg. de aceituna, calcular la producción y productividad del olivar. 18. Cuando se coloniza un territorio virgen, ¿qué tipo de especies predominan en un primer momento las estrategas de la .K. o las de la .r.?, razona la respuesta. (1). 19. ¿Cuál es el motivo por el cual la mayoría de las plantas necesitan, para tener un buen rendimiento, abonos nitrogenados?, sin embargo hay ciertos tipos que no los necesitan ¿por qué? (1) 20. Cuando una sucesión ecológica se encamina hacia su clímax, se caracteriza por un elevado número de individuos pero poco diversos, una alta productividad y casi todos hacen lo mismo, ¿es cierto?, razona la respuesta. _________________________________________
