Cadena trófica

Erro al crear miniatura:

Cadena trófica

La cadena trófica (del grec trophos, alimentar, nutrir) descriu el procés de transferència de substàncies nutritives a través de les diferents espècies d'una comunitat biològica, en la que cada una s'alimenta de la precedent i és aliment de la següent. També coneguda com a cadena alimentícia o cadena alimentària, és la corrent d'energia i nutrients que s'establix entre les distintes espècies d'un ecosistema en relació en la seua nutrició.

Erro al crear miniatura:

Eixemples de cadenes tróficas terrestre i marina.

Esclavons

En una cadena trófica, cada esclavó (nivell trófico) obté l'energia necessària per a la vida del nivell immediatament anterior; i el productor l'obté a través del procés de fotosíntesis per mig del qual transforma l'energia lumínica en energia química, gràcies al sol, aigua i sals minerals. D'esta manera, l'energia fluïx a través de la cadena de forma llineal i ascendent. En este fluix d'energia es produïx una gran pèrdua de la mateixa en cada traspàs d'un esclavó a un atre, per lo que un nivell de consumidor alt (eixemple: consumidor terciario) rebrà menys energia que un de baix (eixemple: consumidor primari). Donada esta condició de fluix d'energia, la llongitut d'una cadena no va més allà de consumidor terciario o cuaternario.

Desaparició d'un esclavó

Una cadena alimentària en sentit estricte, té vàries desventages en cas de desaparéixer un esclavó:

1. Es superpoblará el nivell immediatament anterior, degut a que ya no existixen els seus depredadors.
2. Es desequilibraran els nivells inferiors i els nivells contigus per la falta de competència entre eixa espècie i la que compon l'esclavó desaparegut.

Parts de la cadena trófica

En una biocenosis o comunitat biològica existixen:

• Productors primaris, autótrofos, que utilisant l'energia solar (fotosíntesis) o reaccions químiques minerals (quimiosíntesis), obtenen l'energia necessària per a fabricar matèria orgànica a partir de nutrients inorgànics que prenen del aire i del sol.
• Consumidors, heterótrofos, que produïxen els seus components a partir de la matèria orgànica procedent d'atres sers vius. Les espècies consumidores poden ser, si les classifiquem per la modalitat d'explotació del recurs:
  • Depredadors i pecoreadores. Organismes que ingerixen el cos dels seus assuts, sancer o en part. Esta activitat pot cridar-se, i es diu a voltes, predación, pero és més comuna vore usat este terme sol per a l'activitat dels carnívors, és dir, els consumidors de segon orde o superior (vore més avall).
  • Descomponedores o degradadores. Els primers són aquells organismes saprótrofos, com bactèrias i fongos, que aprofiten els residus per mig de digestió externa seguida d'absorció (osmotrofia). Els detritívoros són alguns protistas i chicotets animals, que devoren (fagotrofia) els residus sòlits que troben en el sol o en els sediment del fondo, aixina com animals grans que s'alimenten de cadàvers, que és als que es pot cridar pròpiament carroñeros.
  • Paràsits. Els paràsits es diferencien dels depredadors en que no maten als animals de que s'alimenten. Poden ser depredados, a la seua volta, com lo són els paràsits dels grans herbívors africans, devorats per picabueyes i atres aus. També poden tindre els seus propis paràsits, de manera que cada paràsit primari pot ser la base d'una cadena trófica especial de paràsits de distints órdens. Els parasitoides són un tipo especial de paràsits, que termina matant al seu assut o hoste.

Erro al crear miniatura:

Cadena trófica.

• Si examinem el nivell trófico més alt d'entre els organismes explotats per una espècie, atribuirem a esta un orde en la cadena de transferències, segons el número de térmens que tingam que contar des del principi de la cadena:
  • Consumidors primaris, els fitófagos o herbívors. Devoren als organismes autótrofos, principalment plantas o algas, s'alimenten d'ells de forma paràsita, com fan per eixemple els pulgones, són comensals o simbiontes de plantes, com les abelles, o s'especialisen en devorar els seus restants morts, com els àcars oribátidos o els milpiés.
  • Consumidors secundaris, els zoófagos o carnívors, que s'alimenten directament de consumidors primaris, pero també els paràsits dels herbívors, com per eixemple l'àcar Varroa, que parasita a les abelles melíferas.
  • Consumidors terciarios, els organismes que inclouen de forma habitual consumidors secundaris en la seua font d'aliment. En este esclavó estan els animals dominants en els ecosistemas, sobre els que influïxen en una mida molt superior a la seua contribució, sempre escassa, a la biomassa total. En el cas dels grans animals caçadors, que consumixen inclús atres depredadors, els correspon ser cridats superpredadores (o superdepredadores). En ambients terrestres són, per eixemple, les aus d'assut i els grans felinos i cánidos. Estos sempre han segut considerats com una amenaça per als sers humans, per patir directament el seu predación o per la competència pels recursos de caça, i han segut exterminats de manera, a sovint, sistemàtica i duts a l'extinció en molts casos. En este capítul entrarien també, ademés dels predadores, els paràsits i comensals dels carnívors.
  • En realitat pot haver fins a sis o sèt nivells tróficos de consumidors, rara volta més, formant com hem vist no solament cadenes basades en la predación o captura directa, sino en el parasitisme, el mutualisme, el comensalisme o la descomposició. És de notar, que en moltes espècies distintes, categories d'individus poden tindre diferents maneres de nutrir-se, que en alguns casos les situarien en distints nivells tróficos. Per eixemple les mosques de la família Sarcophagidae, són recolectores de néctar i atres líquits azucarados durant la seua vida adulta, pero mentres són queresas (larves) la seua alimentació típica és a partir de cadàvers (estan entre els «cucs» que es desenrollen durant la putrefacció). Els anurs (granotes i sapos) adults són carnívors, pero les seues larves, els taperots, roseguen les pedres per a obtindre algues. En els mosquits (família Culicidae), tábanos (família Tabanidae) i uns atres, les femelles són paràsites hematófagas d'animals, pero els mascles ampren el seu aparat bucal picador per a alimentar-se de matèria vegetal, com llacor.

Piràmides tróficas

Artícul principal → Piràmide ecològica.

La piràmide trófica o piràmide ecològica és una forma especialment abstracta de descriure la circulació d'energia en la biocenosis i la composició d'esta. Es basa en la representació desigual dels distints nivells tróficos en la comunitat biològica, perque sempre és més l'energia movilisada i la biomassa produïda per unitat de temps, quant més baix és el nivell trófico.

Erro al crear miniatura:

Piràmide d'energia en una comunitat aquàtica. En ocre, producció neta de cada nivell; en blau, respiració; la suma, a l'esquerra, és l'energia assimilada.

• Piràmide d'energia: en teoria, res llimita la cantitat de nivells tróficos que pot sostindre una cadena alimentària; no obstant, hi ha un problema: solament una part de l'energia almagasenada en un nivell trófico passa al següent nivell. Açò es deu a que els organismes usen gran part de l'energia que consumixen per a portar a terme els seus processos vitals, com respiració, moviment i reproducció. El restant de l'energia es llibera al mig ambient en forma de calor: Solament un 10 % de l'energia disponible dins d'un nivell trófico es transferix als organismes del següent nivell trófico. Per eixemple un dècim de l'energia solar captada per la herba termina almagasenada en els teixits de les vacas i atres animals que pastan. I solament un dècim d'eixa energia, és dir, 10 % del 10 %, o 1 % en total, es transferix a les personas que mengen carn de vaca. Per això quants més nivells existixquen entre el productor i el consumidor del nivell més alt en l'ecosistema, menor serà l'energia que quede de la cantitat original.
• Piràmide de biomassa: la cantitat total de teixit viu dins d'un nivell trófico es denomina biomassa. La biomassa sol expressar-se en terme de grams de matèria orgànica per àrea unitària. Una piràmide de biomassa representa la cantitat d'aliment potencial disponible per a cada nivell trófico en un ecosistema.
• Piràmides de números: les piràmides ecològiques també poden basar-se en la cantitat d'organismes individuals de cada nivell trófico. En alguns ecosistemes, com és el cas de la praderia, la forma de la piràmide de números és igual a les piràmides d'energia i biomassa. No obstant, no sempre és aixina. Per eixemple, en casi tots els boscs hi ha menys productors que consumidors. Un arbre té una gran cantitat d'energia i biomassa, pero és un sol organisme. Molts insectes viuen en l'arbre, pero tenen menys energia i biomassa. Per ells, la piràmide de números de l'ecosistema forestal, no s'assembla en res a una piràmide normal.

També se sol manifestar este fenomen indirectament quan se censen o recuentan els individus de cada nivell, pero ací les excepcions són més freqüents i tenen que vore en les grans diferències de tamany entre els organismes i en els distints temps de generació, donant lloc a piràmides invertides. Aixina en alguns ecosistemes els membres d'un nivell trófico poden ser molt més voluminosos i/o de cicle vital més llarc que els que depenen d'ells. És el cas que observem per eixemple en moltes selves equatorials a on els productors primaris són grans arbres i els principals fitófagos són formigas. En un cas aixina el número més chicotet ho presenta el nivell trófico més baix. També s'invertix la piràmide d'efectius quan les biomasses dels membres consecutius són semblants, pero el temps de generació és molt més breu en el nivell trófico inferior; un cas aixina pot donar-se en ecosistemes aquàtics a on els productors primaris són cianobacterias o nanoprotistas.

Relació entre l'energia i els nivells tróficos

En esta successió d'etapes en les que un organisme s'alimenta i és devorat, l'energia fluïx des d'un nivell trófico a un atre. Les plantas verdes o atres organismes que realisen la fotosíntesis utilisen l'energia solar per a elaborar hidrats de carbono per a les seues pròpies necessitats. La major part d'esta energia química es processa en el metabolisme i es pert en forma de calor en la respiració. Les plantes convertixen l'energia restant en biomassa, sobre el sol com a teixit leñoso i herbáceo i baix est com a raïls. Per últim, este material, que és energia almagasenada, es transferix al segon nivell trófico que comprén els herbívors que pastan, els descomponedores i els que s'alimenten de detritos. Si be, la major part de l'energia assimilada en el segon nivell trófico es pert de nou en forma de calor en la respiració, una porció es convertix en biomassa. En cada nivell trófico els organismes convertixen menys energia en biomassa que la que reben. Per lo tant, quants més passos es produïxquen entre el productor i el consumidor final, l'energia que queda disponible és menor. Rara volta existixen més de quatre esclavons, o cinc nivells, en una ret trófica. En el temps, tota l'energia que fluïx a través dels nivells tróficos es pert en forma de calor. El procés per mig del com l'energia pert la seua capacitat de generar treball útil es denomina la entropía. Les plantes obtenen l'energia directament del sol per mig de la fotosíntesis. Els animals obtenen l'energia a partir de l'aliment que ingerixen, siga vegetal o animal. Per mig de la respiració, tant les plantes com els animals aprofiten l'energia, pero dissipen part d'ella en forma de calor, que passa al mig extern. Per tant, el fluix d'energia que travessa un ecosistema és unidireccional. Alguns microorganismes transformen la matèria orgànica morta en sals minerals. Les sals són aprofitades pels organismes autótrofos, i els organismes autótrofos són ingerits pels heterótrofos. Despuix, tant els organismes autótrofos com els heterótrofos moren i els seus restants són transformats pels microorganismes, començant de nou el cicle. Aixina, puix, la matèria circula en l'ecosistema de manera cíclica.

Llongitut de la cadena trófica

Erro al crear miniatura:

Esta ret alimentària d'aus aquàtiques de la baïa de Chesapeake és una ret de cadenes alimentàries.

La llongitut d'una cadena trófica és una variable contínua que proporciona una mida del pas de l'energia i un índex de l'estructura ecològica que aumenta a través dels esclavons des dels nivells tróficos (d'alimentació) més baixos als més alts. Les cadenes tróficas s'utilisen a sovint en la modelización ecològica (com una cadena trófica de tres espècies). Són abstracció simplificades de les rets tróficas reals, pero complexes en la seua dinàmica i implicacions matemàtiques.

Els ecólogos han formulat i provat hipòtesis sobre la naturalea dels patrons ecològics associats a la llongitut de la cadena alimentària, com que la llongitut aumenta en el volum de l'ecosistema, que està llimitada per la reducció d'energia en cada nivell successiu o que reflectix el tipo d'hàbitat.

Els productors, com les plantes, són organismes que utilisen energia solar o química per a sintetisar almidó. Tota cadena alimentària deu començar en un productor. En les profunditats marines, les cadenes alimentàries centrades en els respiraders hidrotermals i les filtracions fredes existixen en absència de llum solar. Les bactèries i estoves quimiosintéticas utilisen el sulfur d'hidrogen i el metà dels respiraders hidrotermals i les filtracions fredes com a font d'energia (de la mateixa manera que les plantes utilisen la llum solar) per a produir hidrats de carbono. Els consumidors són organismes que es mengen a atres organismes. La llongitut de la cadena alimentària és important perque la cantitat d'energia transferida disminuïx a mida que aumenta el nivell trófico; per lo general, només el dèu per cent de l'energia total d'un nivell trófico passa al següent, ya que el restant s'utilisa en el procés metabòlic. Normalment no hi ha més de cinc nivells tróficos en una cadena alimentària. Els sers humans poden rebre més energia retrocedint un nivell en la cadena i consumint l'aliment anterior, per eixemple, obtenint més energia per lliura en consumir una ensalada que un animal que menjara lletuga.

L'eficiència d'una cadena alimentària depén de l'energia que consumixen primer els productors primaris. El consumidor primari obté la seua energia del productor i la transmet als consumidors secundaris i terciarios. Els estudis de la cadena alimentària eixerciten un paper important en els estudis d'ecotoxicología, que rastregen les vies i la biomagnificación dels contaminants ambientals.

Vore també

• Ret trófica

Bibliografia

• "Food chain" A Dictionary of Zoology. Ed. Michael Allaby. Oxford University Press, 1999. Oxford Reference Online. Oxford University Press. University of Utah. 22 de novembre de 2007