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No confundir con el índice de nivel trófico .
Primer nivel trófico . Las plantas de esta imagen y las algas y el fitoplancton del lago son los principales productores . Toman nutrientes del suelo o del agua y fabrican su propio alimento mediante la fotosíntesis , utilizando la energía del sol.

El nivel trófico de un organismo es la posición que ocupa en una red alimentaria . Una cadena alimentaria es una sucesión de organismos que se alimentan de otros organismos y, a su vez, pueden comerse ellos mismos. El nivel trófico de un organismo es el número de pasos que tiene desde el inicio de la cadena. Una red trófica comienza en el nivel trófico 1 con productores primarios como las plantas, puede pasar a herbívoros en el nivel 2, carnívoros en el nivel 3 o superior y, por lo general, termina con los depredadores ápice en el nivel 4 o 5. El camino a lo largo de la cadena puede formar un flujo unidireccional o una "red" alimentaria. Las comunidades ecológicas con mayor biodiversidad forman senderos tróficos más complejos.

La palabra trófica deriva del griego τροφή (trophē) que se refiere a la comida o la nutrición. [1]

Historia [ editar ]

El concepto de nivel trófico fue desarrollado por Raymond Lindeman (1942), basado en la terminología de August Thienemann (1926): "productores", "consumidores" y "reductores" (modificado a "descomponedores" por Lindeman). [2] [3]

Resumen [ editar ]

Categorías de consumidores según el material ingerido (planta: los tonos verdes están vivos, los tonos marrones están muertos; animal: los tonos rojos están vivos, los tonos morados están muertos; o partículas: tonos grises) y la estrategia de alimentación (recolector: tono más claro de cada color; minero : tono más oscuro de cada color)

Las tres formas básicas en que los organismos obtienen alimentos son como productores, consumidores y descomponedores.

  • Los productores ( autótrofos ) suelen ser plantas o algas . Las plantas y las algas no suelen comer otros organismos, pero extraen nutrientes del suelo o del océano y fabrican su propio alimento mediante la fotosíntesis . Por esta razón, se les llama productores primarios . De esta manera, es la energía del sol la que generalmente alimenta la base de la cadena alimentaria. [4] Se produce una excepción en los ecosistemas hidrotermales de aguas profundas , donde no hay luz solar. Aquí los productores primarios fabrican alimentos mediante un proceso llamado quimiosíntesis . [5]
  • Los consumidores ( heterótrofos ) son especies que no pueden fabricar sus propios alimentos y necesitan consumir otros organismos. Los animales que comen productores primarios (como plantas) se llaman herbívoros . Los animales que comen otros animales se llaman carnívoros , y los animales que comen tanto plantas como otros animales se llaman omnívoros .
  • Los descomponedores ( detritívoros ) descomponen el material y los desechos de plantas y animales muertos y los liberan nuevamente como energía y nutrientes en el ecosistema para su reciclaje. Los descomponedores, como bacterias y hongos (hongos), se alimentan de desechos y materia muerta, convirtiéndolos en químicos inorgánicos que pueden reciclarse como nutrientes minerales para que las plantas los utilicen nuevamente.

Los niveles tróficos se pueden representar mediante números, comenzando en el nivel 1 con plantas. Los niveles tróficos adicionales se numeran posteriormente de acuerdo con lo lejos que se encuentra el organismo a lo largo de la cadena alimentaria.

  • Nivel 1: Las plantas y las algas producen su propio alimento y se les llama productores.
  • Nivel 2: Los herbívoros comen plantas y se les llama consumidores primarios.
  • Nivel 3: Los carnívoros que comen herbívoros se denominan consumidores secundarios.
  • Nivel 4: Los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros se denominan consumidores terciarios.
  • Los depredadores ápice, por definición, no tienen depredadores y se encuentran en la parte superior de su red alimentaria.
  • Segundo nivel trófico Los
    conejos comen plantas en el primer nivel trófico, por lo que son consumidores primarios.
  • Tercer nivel trófico Los
    zorros comen conejos en el segundo nivel trófico, por lo que son consumidores secundarios.
  • Cuarto nivel trófico Las
    águilas reales comen zorros en el tercer nivel trófico, por lo que son consumidores terciarios.
  • Descomponedores
    Los hongos en este árbol se alimentan de materia muerta, convirtiéndola nuevamente en nutrientes que los productores primarios pueden usar.

En los ecosistemas del mundo real , existe más de una cadena alimentaria para la mayoría de los organismos, ya que la mayoría de los organismos comen más de un tipo de alimento o son devorados por más de un tipo de depredador. Un diagrama que establece la intrincada red de cadenas alimentarias que se cruzan y se superponen para un ecosistema se llama red alimentaria . [6] Los descomponedores a menudo quedan fuera de las redes tróficas, pero si se incluyen, marcan el final de la cadena alimentaria. [6] Por tanto, las cadenas alimentarias comienzan con los productores primarios y terminan con la descomposición y la descomposición. Dado que los descomponedores reciclan los nutrientes, dejándolos para que puedan ser reutilizados por los productores primarios, a veces se considera que ocupan su propio nivel trófico. [7] [8]

El nivel trófico de una especie puede variar si se elige una dieta. Prácticamente todas las plantas y el fitoplancton son puramente fotótrofos y se encuentran exactamente en el nivel 1.0. Muchos gusanos rondan los 2,1; insectos 2.2; medusa 3.0; aves 3.6. [9] Un estudio de 2013 estima el nivel trófico promedio de los seres humanos en 2,21, similar al de los cerdos o las anchoas. [10] Esto es solo un promedio, y claramente, tanto los hábitos alimenticios humanos modernos como los antiguos son complejos y varían mucho. Por ejemplo, un esquimal tradicional que vive con una dieta que consiste principalmente en focas tendría un nivel trófico de casi 5. [11]

Eficiencia de transferencia de biomasa [ editar ]

Una pirámide de energía ilustra cuánta energía se necesita a medida que fluye hacia arriba para soportar el siguiente nivel trófico. Solo alrededor del 10% de la energía transferida entre cada nivel trófico se convierte en biomasa .

En general, cada nivel trófico se relaciona con el que está debajo de él absorbiendo parte de la energía que consume, y de esta manera se puede considerar que descansa o se apoya en el siguiente nivel trófico inferior. Las cadenas alimentarias se pueden diagramar para ilustrar la cantidad de energía que se mueve de un nivel de alimentación al siguiente en una cadena alimentaria. Esto se llama pirámide de energía . También se puede pensar que la energía transferida entre niveles se aproxima a una transferencia de biomasa., por lo que las pirámides de energía también pueden verse como pirámides de biomasa, representando la cantidad de biomasa que resulta en niveles más altos de la biomasa consumida en niveles más bajos. Sin embargo, cuando los productores primarios crecen rápidamente y se consumen rápidamente, la biomasa en cualquier momento puede ser baja; por ejemplo, la biomasa de fitoplancton (productor) puede ser baja en comparación con la biomasa de zooplancton (consumidor) en la misma área del océano. [12]

La eficiencia con la que se transfiere energía o biomasa de un nivel trófico al siguiente se denomina eficiencia ecológica . Los consumidores de cada nivel convierten en promedio solo alrededor del 10% de la energía química de sus alimentos en su propio tejido orgánico (la ley del diez por ciento ). Por esta razón, las cadenas alimentarias rara vez se extienden por más de 5 o 6 niveles. En el nivel trófico más bajo (la parte inferior de la cadena alimentaria), las plantas convierten aproximadamente el 1% de la luz solar que reciben en energía química. De esto se deduce que la energía total originalmente presente en la luz solar incidente que finalmente se incorpora a un consumidor terciario es de aproximadamente 0,001% [7]

Evolución [ editar ]

Tanto el número de niveles tróficos como la complejidad de las relaciones entre ellos evolucionan a medida que la vida se diversifica a través del tiempo, con la excepción de los eventos intermitentes de extinción masiva. [13]

Niveles tróficos fraccionales [ editar ]

Las orcas ( orca ) son depredadores ápice, pero se dividen en poblaciones separadas que cazan presas específicas, como atunes, tiburones pequeños y focas.

Las redes tróficas definen en gran medida los ecosistemas y los niveles tróficos definen la posición de los organismos dentro de las redes. Pero estos niveles tróficos no siempre son números enteros simples, porque los organismos a menudo se alimentan en más de un nivel trófico. [14] [15] Por ejemplo, algunos carnívoros también comen plantas y algunas plantas son carnívoros. Un carnívoro grande puede comer tanto carnívoros más pequeños como herbívoros; el lince come conejos, pero el puma se come tanto linces como conejos. Los animales también pueden comerse unos a otros; la rana toro come cangrejos de río y los cangrejos de río comen ranas toro jóvenes. Los hábitos alimenticios de un animal juvenil y, como consecuencia, su nivel trófico, pueden cambiar a medida que crece.

El científico pesquero Daniel Pauly establece los valores de los niveles tróficos en uno en plantas y detritos, dos en herbívoros y detritívoros (consumidores primarios), tres en consumidores secundarios, etc. La definición del nivel trófico, TL, para cualquier especie consumidora es: [8]

donde es el nivel trófico fraccional de la presa j , y representa la fracción de j en la dieta de i . Es decir, el nivel trófico del consumidor es uno más el promedio ponderado de cuánto contribuyen los diferentes niveles tróficos a su alimento.

En el caso de los ecosistemas marinos, el nivel trófico de la mayoría de los peces y otros consumidores marinos toma un valor entre 2.0 y 5.0. El valor superior, 5.0, es inusual, incluso para peces grandes, [16] aunque ocurre en depredadores ápice de mamíferos marinos, como osos polares y orcas. [17]

Además de los estudios observacionales del comportamiento animal y la cuantificación del contenido del estómago animal, el nivel trófico puede cuantificarse mediante el análisis de isótopos estables de tejidos animales como músculos , piel , pelo y colágeno óseo . Esto se debe a que hay un aumento constante en la composición isotópica de nitrógeno en cada nivel trófico causado por los fraccionamientos que ocurren con la síntesis de biomoléculas; la magnitud de este aumento en la composición isotópica del nitrógeno es de aproximadamente 3-4 ‰. [18] [19]

Nivel trófico medio [ editar ]

El nivel trófico medio de las capturas pesqueras mundiales ha disminuido constantemente debido a que muchos peces de alto nivel trófico, como este atún , han sido objeto de sobrepesca.

En las pesquerías, el nivel trófico medio de las capturas pesqueras en toda una zona o ecosistema se calcula para el año y como:

donde es la captura de la especie o grupo i en el año y, y es el nivel trófico para la especie i como se define anteriormente. [8]

Los peces en niveles tróficos más altos generalmente tienen un valor económico más alto, lo que puede resultar en una sobrepesca en los niveles tróficos más altos. Informes anteriores encontraron descensos abruptos en el nivel trófico medio de las capturas pesqueras , en un proceso conocido como pesca en la red alimentaria . [20] Sin embargo, trabajos más recientes no encuentran relación entre el valor económico y el nivel trófico; [21] y que los niveles tróficos medios en las capturas, prospecciones y evaluaciones de poblaciones no han disminuido de hecho, lo que sugiere que la pesca en la red trófica no es un fenómeno mundial. [22]Sin embargo, Pauly et al. nótese que los niveles tróficos alcanzaron un máximo de 3,4 en 1970 en el Atlántico noroeste y centro-oeste, seguido de una posterior disminución a 2,9 en 1994. Informan un cambio de peces de fondo de alto nivel trófico, piscívoros y longevos, como bacalao y eglefino, hasta invertebrados de bajo nivel trófico, planctívoros, de vida corta (p. ej., camarones) y peces pequeños pelágicos (p. ej., arenques). Este cambio de peces de alto nivel trófico a invertebrados y peces de bajo nivel trófico es una respuesta a cambios en la abundancia relativa de la captura preferida. Argumentan que esto es parte del colapso mundial de la pesca. [17] [23]

Los seres humanos tienen un nivel trófico medio de aproximadamente 2,21, aproximadamente lo mismo que un cerdo o una anchoa. [24] [25]

Índice FiB [ editar ]

Dado que las eficiencias de transferencia de biomasa son solo alrededor del 10%, se deduce que la tasa de producción biológica es mucho mayor en los niveles tróficos más bajos que en los niveles más altos. Las capturas pesqueras, al menos, para empezar, tenderán a aumentar a medida que disminuya el nivel trófico. En este punto, las pesquerías apuntarán a las especies más bajas de la red alimentaria. [23] En 2000, esto llevó a Pauly y otros a construir un índice de "Pesquerías en equilibrio", generalmente llamado índice FiB. [26] El índice FiB se define, para cualquier año y, por [8]

donde es la captura en el año y, es el nivel trófico medio de la captura en el año y, es la captura, el nivel trófico medio de la captura al inicio de la serie que se analiza y es la eficiencia de transferencia de biomasa o energía entre Niveles tróficos.

El índice FiB es estable (cero) durante períodos de tiempo cuando los cambios en los niveles tróficos se corresponden con cambios apropiados en la captura en la dirección opuesta. El índice aumenta si las capturas aumentan por cualquier motivo, por ejemplo, mayor biomasa de peces o expansión geográfica. [8] Estas disminuciones explican las parcelas de "retroceso" del nivel trófico versus la captura observada originalmente por Pauly y otros en 1998. [23]

Interacciones tritróficas y de otro tipo [ editar ]

Más información: Interacciones tritróficas en la defensa de las plantas

Un aspecto de los niveles tróficos se llama interacción tritrófica. Los ecologistas a menudo restringen su investigación a dos niveles tróficos como una forma de simplificar el análisis; sin embargo, esto puede ser engañoso si las interacciones tritróficas (como planta-herbívoro-depredador) no se comprenden fácilmente simplemente agregando interacciones por pares (planta-herbívoro más herbívoro-depredador, por ejemplo). Pueden ocurrir interacciones significativas entre el primer nivel trófico (planta) y el tercer nivel trófico (un depredador) para determinar el crecimiento de la población de herbívoros, por ejemplo. Los cambios genéticos simples pueden producir variantes morfológicas en plantas que luego difieren en su resistencia a los herbívoros debido a los efectos de la arquitectura de la planta sobre los enemigos del herbívoro. [27] Las plantas también pueden desarrollar defensas contra los herbívoros.como las defensas químicas. [28]

Ver también [ editar ]

  • Efecto cascada
  • Flujo de energía (ecología)
  • Hipótesis de liberación de mesopredadores
  • Cascada trófica
  • Índice de estado trófico : aplicado a lagos
  • Dinámica trófica - Red alimentaria

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Definición de trófico" . www.merriam-webster.com . Consultado el 16 de abril de 2017 .
  2. ^ Lindeman, RL (1942). El aspecto trófico-dinámico de la ecología. Ecología 23: 399–418. enlace .
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  9. ^ Biodiversidad y morfología: tabla 3.5 en Fish on line , versión 3, agosto de 2014. FishBase
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Enlaces externos [ editar ]

  • Niveles tróficos BBC. Última actualización en marzo de 2004.