Cadena alimentaria

Una cadena alimentaria es una red lineal de eslabones en una red alimentaria , que a menudo comienza con un autótrofo (como la hierba o las algas ), también llamado productor, y generalmente termina en un depredador superior (como los osos pardos o las orcas ), un detritívoro (como las lombrices de tierra y las cochinillas ) o un descomponedor (como los hongos o las bacterias ). No es lo mismo que una red alimentaria. Una cadena alimentaria representa las relaciones entre las especies en función de lo que consumen para obtener energía en los niveles tróficos , y se cuantifican más comúnmente en longitud: el número de eslabones entre un consumidor trófico y la base de la cadena.

Los estudios de la cadena alimentaria juegan un papel importante en muchos estudios biológicos.

La estabilidad de la cadena alimentaria es muy importante para la supervivencia de la mayoría de las especies. Cuando se elimina un solo elemento de la cadena alimentaria, puede producirse la extinción o una enorme disminución de la supervivencia de una especie. Muchas cadenas y redes alimentarias contienen una especie clave , una especie que tiene un gran impacto en el medio ambiente circundante y que puede afectar directamente a la cadena alimentaria. Si se elimina una especie clave, puede desequilibrar toda la cadena alimentaria. ^[1]

La eficiencia de una cadena alimentaria depende de la energía consumida primero por los productores primarios. ^[2] Esta energía luego se mueve a través de los niveles tróficos.

Las cadenas alimentarias fueron analizadas por primera vez por al-Jahiz , un filósofo árabe del siglo X. ^[3] Los conceptos modernos de cadenas alimentarias y redes alimentarias fueron introducidos por Charles Elton . ^{[4] [5] [6]}

Una cadena alimentaria se diferencia de una red alimentaria en que la primera sigue una vía lineal directa de consumo y transferencia de energía. Las interconexiones naturales entre cadenas alimentarias forman una red alimentaria, que no es lineal y representa vías interconectadas de consumo y transferencia de energía.

Los modelos de la cadena alimentaria generalmente predicen que las comunidades están controladas por depredadores en la parte superior y plantas ( autótrofos o productores) en la parte inferior. ^[7]

Por lo tanto, la base de la cadena alimentaria consiste típicamente en productores primarios . Los productores primarios, o autótrofos , utilizan energía derivada de la luz solar o de compuestos químicos inorgánicos para crear compuestos orgánicos complejos, como el almidón, para obtener energía. Debido a que la luz del sol es necesaria para la fotosíntesis , la mayor parte de la vida no podría existir si el sol desapareciera. Aun así, recientemente se ha descubierto que hay algunas formas de vida, los quimiótrofos , que parecen obtener toda su energía metabólica de la quimiosíntesis impulsada por fuentes hidrotermales , lo que demuestra que algunas formas de vida pueden no requerir energía solar para prosperar. Las bacterias y arqueas quimiosintéticas utilizan sulfuro de hidrógeno y metano de fuentes hidrotermales y filtraciones frías como fuente de energía (al igual que las plantas utilizan la luz solar) para producir carbohidratos; forman la base de la cadena alimentaria en regiones con poca o ninguna luz solar. ^[8] Independientemente de dónde se obtenga la energía, una especie que produce su propia energía se encuentra en la base del modelo de la cadena alimentaria y es una parte de importancia crítica de un ecosistema. ^[9]

Los niveles tróficos superiores no pueden producir su propia energía y, por lo tanto, deben consumir a los productores u otras formas de vida que a su vez consumen a los productores. En los niveles tróficos superiores se encuentran los consumidores ( consumidores secundarios , consumidores terciarios , etc.). Los consumidores son organismos que se alimentan de otros organismos. Todos los organismos de una cadena alimentaria, excepto el primer organismo, son consumidores. Los consumidores secundarios comen y obtienen energía de los consumidores primarios, los consumidores terciarios comen y obtienen energía de los consumidores secundarios, etc.

En el nivel trófico más alto se encuentra típicamente un depredador máximo , un consumidor sin depredadores naturales en el modelo de la cadena alimentaria.

Cuando muere un nivel trófico, los detritívoros y descomponedores consumen su materia orgánica para obtener energía y expulsan nutrientes al medio ambiente en sus desechos. Los descomponedores y detritívoros descomponen los compuestos orgánicos en nutrientes simples que son devueltos al suelo. Estos son los nutrientes simples que las plantas necesitan para crear compuestos orgánicos. Se estima que existen más de 100.000 descomponedores diferentes.

Los modelos de niveles tróficos también suelen modelar la transferencia de energía entre niveles tróficos. Los consumidores primarios obtienen energía del productor y la pasan a los consumidores secundarios y terciarios.

Las cadenas alimentarias son vitales en los estudios de ecotoxicología , que rastrean las vías y la biomagnificación de los contaminantes ambientales . ^[10] También es necesario considerar las interacciones entre diferentes niveles tróficos para predecir la dinámica de la comunidad ; las cadenas alimentarias son a menudo el nivel base para el desarrollo de la teoría de los niveles tróficos y las investigaciones de la comunidad/ ecosistema . ^[7]

La longitud de una cadena alimentaria es una variable continua que proporciona una medida del paso de energía y un índice de estructura ecológica que aumenta a través de los vínculos desde los niveles tróficos (de alimentación) más bajos a los más altos.

Las cadenas alimentarias se utilizan a menudo en la elaboración de modelos ecológicos (como una cadena alimentaria de tres especies). Son abstracciones simplificadas de redes alimentarias reales, pero complejas en su dinámica e implicaciones matemáticas. ^[12]

En su forma más simple, la longitud de una cadena es el número de eslabones entre un consumidor trófico y la base de la red. La longitud media de la cadena de una red entera es el promedio aritmético de las longitudes de todas las cadenas de la red alimentaria. ^[13] La cadena alimentaria es un diagrama de fuentes de energía. La cadena alimentaria comienza con un productor, que es comido por un consumidor primario. El consumidor primario puede ser comido por un consumidor secundario, que a su vez puede ser consumido por un consumidor terciario. Los consumidores terciarios a veces pueden convertirse en presas de los depredadores superiores conocidos como consumidores cuaternarios. Por ejemplo, una cadena alimentaria puede comenzar con una planta verde como productora, que es comida por un caracol, el consumidor primario. El caracol puede entonces ser la presa de un consumidor secundario como una rana, que a su vez puede ser comida por un consumidor terciario como una serpiente que a su vez puede ser consumida por un águila. Esta visión simple de una cadena alimentaria con niveles tróficos fijos dentro de una especie -la especie A es devorada por la especie B, B es devorada por C…- se contrasta a menudo con la situación real en la que los juveniles de una especie pertenecen a un nivel trófico inferior al de los adultos, una situación que se observa con más frecuencia en ambientes acuáticos y anfibios, por ejemplo, en insectos y peces. Esta complejidad fue denominada metafoetesis por GE Hutchinson , 1959. ^[14]

Los ecólogos han formulado y probado hipótesis sobre la naturaleza de los patrones ecológicos asociados con la longitud de la cadena alimentaria, como la longitud que aumenta con el volumen del ecosistema , ^[15] limitada por la reducción de energía en cada nivel sucesivo, ^[16] o que refleja el tipo de hábitat. ^[17]

La longitud de la cadena alimentaria es importante porque la cantidad de energía transferida disminuye a medida que aumenta el nivel trófico; generalmente, solo el diez por ciento de la energía total de un nivel trófico pasa al siguiente, ya que el resto se utiliza en el proceso metabólico . Por lo general, no hay más de cinco niveles tróficos en una cadena alimentaria. ^[18] Los humanos pueden recibir más energía retrocediendo un nivel en la cadena y consumiendo el alimento anterior, por ejemplo, obteniendo más energía por libra al consumir una ensalada que un animal que comió lechuga. ^{[19] [2]}

Una especie clave es una especie singular dentro de un ecosistema de la que dependen otras dentro del mismo ecosistema, o el ecosistema entero. ^[20] Las especies clave son tan vitales para un ecosistema que sin su presencia, un ecosistema podría transformarse o dejar de existir por completo. ^[20]

Una de las formas en que las especies clave impactan en un ecosistema es a través de su presencia en la red alimentaria de un ecosistema y, por extensión, en una cadena alimentaria dentro de dicho ecosistema. ^[21] Las nutrias marinas, una especie clave en las regiones costeras del Pacífico, se alimentan de erizos de mar. ^[22] Sin la presencia de nutrias marinas, los erizos de mar practican un pastoreo destructivo en las poblaciones de algas marinas , lo que contribuye a la disminución de los ecosistemas costeros dentro de las regiones del Pacífico norte. ^[22] La presencia de nutrias marinas controla las poblaciones de erizos de mar y ayuda a mantener los bosques de algas marinas, que son vitales para otras especies dentro del ecosistema. ^[20]

• Heterótrofo
• Litótrofo
• Pirámide ecológica
• Interacción depredador-presa