CADENA ALIMENTÀRIA: ELEMENTS, PIRÀMIDE TRÒFICA I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

Una cadena alimentària o tròfica és una representació gràfica de les connexions múltiples que existeixen, en termes de les interaccions de consum entre les diferents espècies que formen part d'una comunitat.

Les cadenes tròfiques varien àmpliament, depenent de l'ecosistema estudiat i es componen dels diferents nivells tròfics que hi hagi. La base de cada xarxa està formada pels productors primaris. Aquests són capaços de realitzar fotosíntesi, captant l'energia solar.

Font: Roddelgado, from Wikimedia Commons

Els nivells successius de la cadena estan formades per organismes heteròtrofs. Els herbívors consumeixen les plantes, i aquests són consumits pels carnívors.

Moltes vegades les relacions a la xarxa no són totalment lineals, ja que en alguns casos, els animals presenten dietes àmplies. Un carnívor, per exemple, pot alimentar-se de carnívors i herbívors.

Una de les característiques més destacades de les cadenes tròfiques és la ineficiència amb què passa l'energia d'un nivell a un altre. Molta d'aquesta es perd en forma de calor, i només passa un 10%, aproximadament. Per aquesta raó, les cadenes tròfiques no poden estendre i tenir nivells múltiples.

D'on ve l'energia?

Totes les activitats que els organismes realitzen requereixen energia - des del desplaçament, ja sigui per aigua, per terra o per aires, fins al transport d'una molècula, a nivell de la cèl·lula.

Tota aquesta energia prové de el sol. L'energia solar que està constantment irradiant a el planeta terra, es transforma en reaccions químiques que alimenten la vida.

D'aquesta manera, les molècules més bàsiques que permeten la vida, s'obtenen de l'entorn en forma de nodriments. En contrast amb els nutrients químics, que si es conserven.

Per tant, hi ha dues lleis bàsiques que governes el flux de l'energia en els ecosistemes. La primera estableix que l'energia passa d'una comunitat a una altra en dos ecosistemes per mitjà d'un flux continu que va en una sola direcció. És necessària la reposició de l'energia de la font solar.

La segona llei exposa que els nodriments passen contínuament per cicles i són aprofitats repetides vegades dins d'un mateix ecosistema, i també entre aquests.

Totes dues lleis modulen el pas de l'energia i donen forma a la xarxa interaccions tan complexa que hi ha entre les poblacions, entre les comunitats i entre aquests ens biològics amb el seu ambient abiòtic.

Elements que la conformen

Font: Wikimedia Commons. Autor: Evamaria1511

De manera molt general, els éssers orgànics es classifiquen d'acord a la forma en què obtenen energia per desenvolupar-se, mantenir-se i reproduir-se, en autòtrofs i heteròtrofs.

autòtrofs

El primer grup, els autòtrofs, comprèn els individus que són capaços de prendre l'energia solar i transformar-la en energia química emmagatzemada en les molècules orgàniques.

En altres paraules, els autòtrofs no necessiten consumir aliments per subsistir, ja que són capaços de generar-los. També solen ser denominats com "productors".

El grup d'organismes autòtrofs més coneguts són les plantes. No obstant això, també hi ha altres grups, com les algues i alguns bacteris. Aquests posseeixen tota la maquinària metabòlica necessària per dur a terme els processos de fotosíntesi.

El sol, la font d'energia que alimenta la terra funciona gràcies a la fusió d'àtoms d'hidrogen per formar àtoms d'heli, alliberant en procés quantitats immenses d'energia.

Només una petita fracció d'aquesta energia arriba a la terra, com ones electromagnètiques de calor, llum i radiació ultraviolada.

En termes quantitatius, de l'energia que arriba a la terra, gran part és reflectida per l'atmosfera, els núvols i la superfície terrestre.

Després d'aquest succés d'absorció, quedant aproximadament 1% d'energia solar disponible. D'aquesta quantitat que aconsegueix arribar a la terra, les plantes i altres organismes, aconsegueixen capturar el 3%.

heteròtrofs

El segon grup està format pels organismes heteròtrofs. Aquests no són capaços de realitzar fotosíntesi, i han de buscar de manera activa el seu aliment. Per això, en el context de les cadenes tròfiques, són denominats consumidors. Més endavant veurem com es classifiquen.

L'energia que els individus productors van aconseguir emmagatzemar, es troba a la disposició d'altres organismes que formen la comunitat.

descomponedors

Hi organismes que, anàlogament, conformen els "fils" de les cadenes tròfiques. Aquests són els descomponedors o menjadors de detritus.

Els descomponedors es troben formats per un grup heterogeni d'animals i protistas de mida petita que viuen en ambients on s'acumulen les deixalles freqüents, com en els fulls que cau a terra i cadàvers.

Entre els organismes més resaltantes trobem: els cucs de terra, àcars, miriàpodes, protistas, insectes, els crustacis coneguts com cotxinilles, nematodes i fins als voltors. Amb excepció d'aquest vertebrat volador, la resta dels organismes són bastant comuns en els dipòsits de deixalles.

El seu paper en l'ecosistema consisteix en l'extracció de l'energia emmagatzemada en la matèria orgànica morta, excretándolo en un estat de descomposició més avançat. Aquests productes serveixen com aliments per a altres organismes descomponedors. Com els fongs, principalment.

L'acció descomponedora d'aquests agents és indispensable en tots els ecosistemes. Si eliminéssim tots els descomponedors, tindríem una acumulació abrupta de cadàvers i altres matèria.

A més que els nutrients emmagatzemats en aquests cossos es perdria, el sòl no podria nodrir-se. Així, el dany a la qualitat de terra provocaria una disminució dràstica de la vida vegetal, acabant amb el nivell de producció primari.

nivells tròfics

A les cadenes tròfiques, l'energia passa d'un nivell a un altre. Cadascuna de les categories esmentades constitueix un nivell tròfic. El primer està compost per tota la gran diversitat de productors (plantes de tota mena, cianobacteris, entre d'altres).

Els consumidors, d'altra banda, ocupen diversos nivells tròfics. Els que s'alimenten exclusivament de les plantes formen el segon nivell tròfic i s'anomenen consumidors primaris. Exemple d'això són tots els animals herbívors.

Els consumidors secundaris estan formats pels carnívors - animals que s'alimenten de carn. Aquests són depredadors i les seves preses són, principalment, els consumidors primaris.

Finalment, hi ha un altre nivell format pels consumidors terciaris. Inclou grups d'animals carnívors les preses són altres animals carnívors pertanyents als consumidors secundaris.

Patró de la xarxa

Les cadenes alimentàries són elements gràfics que busquen descriure les relacions de les espècies en una comunitat biològica, en termes de la seva alimentació. En termes didàctics, aquesta xarxa exposa "qui s'alimenta de què o de qui".

Cada ecosistema presenta una xarxa tròfica única, i dràsticament diferent de la que podríem trobar en un altre tipus d'ecosistema. Generalment, les cadenes tròfiques tendeixen a ser més complicades en els ecosistemes aquàtics que en els terrestres.

Les xarxes tròfiques no són lineals

No hem d'esperar trobar una xarxa lineal d'interaccions, ja que en la naturalesa és extremadament complicat definir amb precisió els límits entre els consumidors primaris, secundaris i terciaris.

El resultat d'aquest patró d'interaccions serà una xarxa amb múltiples connexions entre els integrants de el sistema.

Per exemple, alguns óssos, rosegadors i fins nosaltres els humans, som "omnívors", el que vol dir que el rang d'alimentació és ampli. De fet, el terme en llatí significa "que mengen de tot".

Així, aquest grup d'animals pot comportar-se en alguns casos com a consumidor primari, i més endavant com a consumidor secundari, o viceversa.

Passant a el següent nivell, els carnívors s'alimenten generalment d'herbívors, o bé d'altres carnívors. Per això, es classificarien com consumidors secundaris i terciaris.

Per exemplificar la relació anterior, podem usar a les òlibes. Aquests animals són consumidors secundaris quan s'alimenten de petits rosegadors herbívors. Però, quan consumeixen mamífers insectívors, és considerat consumidor terciari.

Hi ha casos extrems que tendeixen a complicar encara més la xarxa, per exemple, les plantes carnívores. Encara que són productores, també es classifiquen com a consumidor, depenent de la presa. En cas de ser una aranya, passaria a ser productor i consumidor secundari.

Transferència d'energia

LadyofHats, from Wikimedia Commons

Transferència d'energia als productors

El pas d'energia d'un nivell tròfic a el següent és un esdeveniment summament ineficient. Això va de la mà amb la llei de la termodinàmica que afirma que la utilització de l'energia mai és totalment eficient.

Per il·lustrar la transferència d'energia, prenguem com a exemple un esdeveniment de la vida quotidiana: la crema de gasolina pel nostre automòbil. En aquest procés, el 75% de l'energia que s'allibera, es perd en forma de calor.

El mateix model el podem extrapolar als éssers vius. Quan ocorre la ruptura dels enllaços de l'ATP per usar-la en la contracció dels músculs, la calor es genera com a part de l'procés. Aquest és un patró general en la cèl·lula, totes les reaccions bioquímiques produeixen petites quantitats de calor.

Transferència d'energia entre els altres nivells

Igualment, la transferència d'energia des d'un nivell tròfic a un altre es realitza amb una eficiència considerablement baixa. Quan un herbívor consumeix una planta, només una part de l'energia capturada pel autòtrof podrà passar a l'animal.

En el procés, la planta va utilitzar part de l'energia per créixer i una porció important es va perdre en forma de calor. A més, part de l'energia provinent de el sol es va utilitzar per construir molècules que no són digeribles ni aprofitables pel herbívor, com la cel·lulosa.

Seguint amb el mateix exemple, l'energia que l'herbívor va adquirir gràcies a el consum de la planta, serà dividida en múltiples esdeveniments dins de l'organisme.

Part d'aquesta serà utilitzada per construir les parts de l'animal, per exemple l'exosquelet, en cas de ser un artròpode. De la mateixa manera que en els nivells anteriors, un gran percentatge es perd en forma tèrmica.

El tercer nivell tròfic comprèn els individus que consumiran al nostre artròpode hipotètic anterior. La mateixa lògica energètica que hem aplicat als dos nivells superiors, s'aplica també a aquest nivell: gran part de l'energia es perd com a calor. Aquesta característica limita la longitud que la cadena pot prendre.

piràmide tròfica

Una piràmide tròfica és una manera particular de representar gràficament les relacions que hem discutit en els apartats anteriors, ja no com una xarxa de connexions, sinó agrupant als diferents nivells en esglaons d'una piràmide.

Té la particularitat d'incorporar la grandària relativa de cada nivell tròfic com cada rectangle a la piràmide.

A la base, es representen els productors primaris, ia mesura que pugem en el gràfic van apareixent en ordre ascendent la resta dels nivells: consumidors primaris, secundaris i terciaris.

Segons els càlculs realitzats, cada esglaó és unes deu vegades més gran si ho comparem amb el superior. Aquests càlculs es deriven de la coneguda regla de l'10%, ja que el pas d'un nivell a l'altre suposa una transformació energètica propera a aquest valor.

Per exemple, si el nivell d'energia emmagatzemada com a biomassa és de 20.000 quilocalories per metre quadrat per any, en el nivell superior seran 2.000, en el següent 200, i així successivament fins arribar als consumidors quaternaris.

L'energia que no és usada per als processos metabòlics dels organismes, representa la matèria orgànica rebutjada, o biomassa que s'emmagatzema a terra.

Tipus de piràmides tròfiques

Hi ha diversos tipus de piràmides, depenent del que es representi en ella. Pot fer-se en termes de biomassa, energia (com en l'exemple esmentat), producció, quantitat d'organismes, entre d'altres.

exemple

Una cadena tròfica típica aquàtica d'aigua dolça comença amb la immensa quantitat d'algues verdes que hi viuen. Aquest nivell representa el productor primari.

El consumidor primari del nostre exemple hipotètic, seran els mol·luscs. Els consumidors secundaris comprenen les espècies de peixos que s'alimenten de mol·luscs. Per exemple, l'espècie de l'esculpit viscós (Cottus cognatus).

L'últim nivell està format pels consumidors terciaris. En aquest cas, el esculpit viscós és consumit per una espècie de salmó: el salmó real o Oncorhynchus tshawytscha.

Si ho veurem veure des de la perspectiva de la xarxa, en el nivell inicial de productors hauríem de prendre en compte, a més de les algues verdes, a totes les diatomees, algues verd-blaves, i altres.

Així, s'incorporen molts més elements (espècies de crustacis, rotífers i múltiples espècies de peixos) fins a formar una xarxa interconnectada.

referències

1. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Biologia 3: evolució i ecologia. Pearson.
2. Camps-Bedolla, P. (2002). Biologia. Editorial Limusa.
3. Lorencio, CG (2000). Ecologia de comunitats: el paradigma dels peixos d'aigua dolça. Universitat de Sevilla.
4. Lorencio, CG (2007). Avenços en ecologia: cap a un millor coneixement de la natura. Universitat de Sevilla.
5. Molina, PG (2018). Ecologia i interpretació de l'paisatge. Tutor formació.
6. Odum, EP (1959). Fundamentals of ecology. WB Saunders company.