Cadenas y redes tróficas: productores, consumidores y descomponedores

La cadena trófica

Una cadena trófica o alimentaria es una representación lineal de la transferencia de materia y energía entre los organismos de un ecosistema, a través de una secuencia de relaciones de alimentación. Se representa mediante flechas que parten del organismo que es consumido y se dirigen hacia el que lo consume; es decir, indican el sentido en que se transfieren la materia y la energía, y no la acción de "comer".

Cada una de las posiciones que ocupan los organismos dentro de la cadena se denomina nivel trófico. Los organismos que obtienen la materia y la energía de la misma manera pertenecen al mismo nivel trófico.

Los productores

Los productores son organismos autótrofos, es decir, capaces de sintetizar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas. En la mayoría de los ecosistemas lo hacen mediante la fotosíntesis, utilizando la energía de la luz solar. Son productores las plantas, las algas, el fitoplancton y las cianobacterias.

Ocupan siempre el primer nivel trófico, ya que constituyen la vía de ingreso de la energía al ecosistema. En algunos ambientes sin luz, como las fuentes hidrotermales del fondo oceánico, los productores son bacterias quimiosintéticas, que obtienen energía de reacciones químicas con sustancias inorgánicas.

Los consumidores

Los consumidores son organismos heterótrofos: obtienen la materia y la energía alimentándose de otros seres vivos. Según el nivel trófico que ocupan, se clasifican en:

• Consumidores primarios: se alimentan de productores. Son los herbívoros, como la vaca, la vizcacha, el cuis o los insectos fitófagos, como las langostas.
• Consumidores secundarios: se alimentan de consumidores primarios. Son carnívoros, como la rana, que consume insectos, o el zorro gris, que consume roedores.
• Consumidores terciarios y cuaternarios: se alimentan de consumidores de niveles inferiores, como algunas serpientes y aves rapaces. Los que se ubican en el último nivel y no tienen depredadores naturales se denominan superpredadores, como el puma o el yaguareté.

Los omnívoros y la variabilidad de los niveles tróficos

Los omnívoros se alimentan tanto de productores como de consumidores, por lo que pueden ocupar distintos niveles tróficos según el alimento que consuman. El ser humano, el ñandú y el zorro, que también consume frutos, son ejemplos de organismos omnívoros.

Esto pone de manifiesto que el nivel trófico no es una característica fija de cada especie, sino que depende de la relación alimentaria que se analice.

Los descomponedores

Los descomponedores son organismos heterótrofos, principalmente hongos y bacterias, que obtienen materia y energía de los restos de organismos muertos, de las hojas caídas y de los desechos, como las heces. Para ello, liberan enzimas digestivas sobre la materia orgánica y absorben las sustancias resultantes.

Como resultado de su actividad, la materia orgánica se transforma en sustancias inorgánicas, como sales minerales, agua y dióxido de carbono, que se reincorporan al suelo, al agua y a la atmósfera, y que vuelven a ser utilizadas por los productores. De este modo, los descomponedores cierran el ciclo de la materia en el ecosistema.

Se distinguen de los detritívoros, como las lombrices de tierra y los bichos bolita, que se alimentan de restos orgánicos ingiriéndolos, y que contribuyen a fragmentarlos y facilitar la acción de los descomponedores.

Ciclo de la materia y flujo de la energía

En un ecosistema, la materia y la energía se comportan de manera diferente. La materia circula de forma cíclica: los mismos elementos químicos, como el carbono y el nitrógeno, pasan de los productores a los consumidores y a los descomponedores, y retornan al ambiente para ser reutilizados.

La energía, en cambio, presenta un flujo unidireccional: ingresa al ecosistema como energía lumínica, se transforma en energía química en los productores y se transfiere de un nivel trófico al siguiente, pero en cada transferencia una parte importante se disipa en forma de calor como resultado de la respiración celular y de las actividades de los organismos. Por esta razón, el ecosistema necesita un aporte continuo de energía solar.

Se estima que, en promedio, solo alrededor del 10 % de la energía de un nivel trófico se incorpora al nivel siguiente. Esta pérdida progresiva explica que las cadenas tróficas raramente superen los cuatro o cinco eslabones.

Las pirámides ecológicas

Las relaciones cuantitativas entre los niveles tróficos se representan mediante pirámides ecológicas, en las que cada nivel se dibuja como un rectángulo cuyo tamaño es proporcional a la magnitud representada:

• Pirámide de energía: representa la energía disponible en cada nivel trófico. Siempre tiene forma de pirámide, ya que la energía disminuye en cada transferencia.
• Pirámide de biomasa: representa la masa total de materia orgánica de cada nivel en un momento determinado.
• Pirámide de números: representa la cantidad de individuos de cada nivel. Puede presentar formas irregulares; por ejemplo, un solo árbol puede alimentar a miles de insectos.

La red trófica

En la naturaleza, las relaciones alimentarias resultan más complejas que las representadas por una cadena lineal. La mayoría de los organismos se alimenta de más de una especie y, a su vez, es consumida por varios depredadores. Por ejemplo, el zorro gris puede consumir roedores, liebres, aves, huevos, insectos y frutos.

La red trófica o alimentaria es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas de un ecosistema. Constituye un modelo más ajustado a la realidad, ya que permite visualizar la interdependencia entre las especies.

Cuanto más compleja es una red, mayor suele ser la estabilidad del ecosistema, ya que la desaparición de una especie puede compensarse con fuentes de alimento alternativas. Aun así, la alteración de una población puede afectar a muchas otras: por ejemplo, la caza de depredadores en una zona puede provocar el aumento descontrolado de las poblaciones de roedores, con el consiguiente perjuicio para los cultivos.

La bioacumulación de contaminantes

Algunas sustancias contaminantes, como ciertos plaguicidas o el mercurio, no se degradan ni se eliminan con facilidad, y se acumulan en los tejidos de los organismos. Al transferirse a lo largo de la cadena trófica, su concentración aumenta en cada nivel, de modo que los superpredadores presentan las concentraciones más elevadas. Este fenómeno se denomina biomagnificación y constituye un ejemplo de la relevancia de las relaciones tróficas para comprender los problemas ambientales.

Ejemplos de cadenas tróficas de la Argentina

• Pastizal pampeano: gramíneas, vizcacha, puma.
• Mar Argentino: fitoplancton, krill, anchoíta, pingüino de Magallanes, lobo marino de un pelo.
• Selva paranaense (Misiones): frutos, tapir o anta, yaguareté.
• Humedal o laguna: algas, caracoles acuáticos, peces, garza.

Propuestas para el aula

• Construcción de cadenas tróficas con tarjetas de organismos de un ecosistema determinado, verificando que las flechas indiquen el sentido de la transferencia de materia y energía.
• Simulación de una red trófica con un ovillo de lana: cada estudiante representa un organismo y el ovillo se pasa de acuerdo con las relaciones de alimentación. Luego se analiza qué ocurre en la red cuando un integrante suelta la lana.
• Observación de la acción de los descomponedores: colocar un trozo de pan o de fruta en un frasco cerrado y registrar durante varios días la aparición de hongos, sin abrir el recipiente.
• Para Secundaria: cálculo de la energía disponible en cada nivel a partir de la regla del 10 % y construcción de la pirámide de energía correspondiente.
• Investigación de una red trófica de un ecosistema de la propia provincia y análisis del impacto que tendría la desaparición de alguna de sus especies.
• Repaso del vocabulario específico (productor, consumidor, descomponedor, nivel trófico, red) mediante una sopa de letras o un juego de palabras desordenadas.