Por qué se pierde energía en cada nivel trófico

Todos los seres vivos necesitan energía de una forma u otra. La energía es necesaria para la mayoría de las vías metabólicas complejas (a menudo en forma de trifosfato de adenosina, ATP), especialmente las responsables de construir grandes moléculas a partir de compuestos más pequeños, y la propia vida es un proceso impulsado por la energía. Los organismos vivos no podrían ensamblar macromoléculas (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos) a partir de sus subunidades monoméricas sin un aporte energético constante.

Es importante entender cómo los organismos adquieren energía y cómo esa energía pasa de un organismo a otro a través de las redes alimentarias y las cadenas alimentarias que las componen. Las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas, incluyendo la eficiencia con la que los organismos la adquieren, la utilizan y la cantidad que queda para ser utilizada por otros organismos de la red alimentaria.

Diferentes ecosistemas

Si hay una sola cosa que se aprende sobre los ecosistemas, es que todos los residentes vivos de un ecosistema dependen unos de otros para su supervivencia. Pero, ¿cómo es esa dependencia?

Cada organismo que vive en un ecosistema desempeña un papel importante en el flujo de energía dentro de la red alimentaria. El papel de un pájaro es muy diferente al de una flor. Pero ambos son igualmente necesarios para la supervivencia general del ecosistema y de todos los demás seres vivos que lo componen.

Los ecologistas han definido tres formas en que los seres vivos utilizan la energía e interactúan entre sí. Los organismos se definen como productores, consumidores o descomponedores. A continuación, veremos cada una de estas funciones y su lugar dentro de un ecosistema.

La función principal de los productores es captar la energía del sol y convertirla en alimento. Las plantas, las algas y algunas bacterias son productores. Mediante un proceso llamado fotosíntesis, los productores utilizan la energía del sol para convertir el agua y el dióxido de carbono en energía alimentaria. Se ganan su nombre porque, a diferencia de los demás organismos de un ecosistema, pueden producir su propio alimento. Los productores son la fuente original de todos los alimentos de un ecosistema.

Pirámide energética

Los seres vivos y los entornos en los que viven están muy organizados y estructurados, siguiendo una jerarquía en una escala que va de lo pequeño a lo grande (Figura 1). Los organismos son entidades vivas individuales. Por ejemplo, el antílope de una sabana africana es un organismo. Todos los individuos de una especie que viven en una zona concreta se denominan colectivamente población. Por ejemplo, una sabana puede albergar muchos antílopes. Todos estos antílopes representan la población de antílopes de esta zona. En una misma zona específica pueden vivir diferentes poblaciones. Por ejemplo, la sabana con los antílopes incluye poblaciones de árboles y también de insectos y poblaciones microbianas.

Una comunidad son todas las poblaciones que habitan una zona concreta. Por ejemplo, todos los antílopes, leones, buitres, insectos y otras poblaciones de una sabana forman la comunidad de la sabana. La propia sabana es un ecosistema. Un ecosistema está formado por todos los seres bióticos, o vivos, de una zona concreta junto con las partes abióticas, o no vivas, de ese entorno, como el nitrógeno del suelo o el agua de lluvia. En el nivel más alto de organización, la biosfera es el conjunto de todos los ecosistemas y representa las zonas de vida en la Tierra. Incluye la tierra, el agua y partes de la atmósfera.

Pirámide ecológica

La energía mueve la vida. El ciclo de la energía se basa en el flujo de energía a través de los diferentes niveles tróficos de un ecosistema. Nuestro ecosistema se mantiene gracias a los ciclos de energía y nutrientes obtenidos de diferentes fuentes externas. En el primer nivel trófico, los productores primarios utilizan la energía solar para producir materia orgánica mediante la fotosíntesis.

Los herbívoros, en el segundo nivel trófico, utilizan las plantas como alimento, lo que les proporciona energía. Una gran parte de esta energía se utiliza para las funciones metabólicas de estos animales, como la respiración, la digestión de los alimentos, el apoyo al crecimiento de los tejidos, el mantenimiento de la circulación sanguínea y la temperatura corporal.

Los carnívoros, en el siguiente nivel trófico, se alimentan de los herbívoros y obtienen energía para su sustento y crecimiento. Si hay grandes depredadores, representan un nivel trófico aún más alto y se alimentan de los carnívoros para obtener energía. Así, las diferentes especies de plantas y animales están vinculadas entre sí a través de las cadenas alimentarias.

Los descomponedores, entre los que se encuentran las bacterias, los hongos, los mohos, los gusanos y los insectos, descomponen los desechos y los organismos muertos, y devuelven los nutrientes al suelo, que es absorbido por los productores. La energía no se recicla durante la descomposición, sino que se libera.