NIVELLS TRÒFICS I ELS ORGANISMES QUE EL COMPONEN (EXEMPLES) - BIOLOGIA - 2025

Els nivells tròfics són el conjunt d'organismes - o espècies d'organismes - que posseeixen la mateixa posició en el flux de nutrients i energia dins d'un ecosistema. De manera general, hi ha tres nivells tròfics principals: els productors primaris, els productors secundaris i els descomponedors.

Els productors primaris són les plantes, algues i procariotes quimiosintètics. Dins dels consumidors ha diferents nivells, els herbívors i els carnívors. Finalment, els descomponedors són un ampli grup de fongs i procariotes.

Els felins són consumidors. Font: pixabay.com

En la majoria dels ecosistemes, aquests diferents nivells tròfics s'entrellacen en xarxes d'alimentació, complexes i interdependents. És a dir, cada depredador té més d'una presa i cada presa pot ser explotada per més d'un depredador. La trama pot arribar a estar formada per fins a 100 espècies diferents.

Aquestes cadenes es caracteritzen per ser curtes, ja que la transferència d'energia d'un nivell a un altre és bastant ineficient - només el 10% de l'energia per d'un nivell a un altre, aproximadament.

L'estudi dels nivells tròfics i de com es munten en xarxes alimentàries complexes és un tema central en l'ecologia de poblacions, de comunitats i dels ecosistemes. La interacció entre els nivells i entre les cadenes afecta la dinàmica i la persistència de les poblacions ia la disponibilitat de recursos.

Autòtrof i heteròtrof

Per comprendre què és un nivell tròfic, cal entendre dos conceptes bàsics en biologia: els autòtrofs i els heteròtrofs.

Els autòtrofs són els organismes capaços de generar el seu propi "aliment", usant l'energia solar i la maquinària enzimàtica i estructural necessària per a realitzar la fotosíntesi o mitjançant quimiosíntesi.

Els heteròtrofs, per la seva banda, no tenen aquests mecanismes i han de buscar de manera activa l'aliment - com nosaltres, els éssers humans.

Els fongs, solen confondre amb organismes autòtrofs (a causa de la seva incapacitat de moviment i manera de vida superficialment similar a les plantes). No obstant això, aquests organismes són heteròtrofs i degraden els nutrients que els envolten. Més endavant veurem el paper que desenvolupen els fongs en les cadenes.

Nivells tròfics i les seves característiques

Roddelgado

El pas de l'energia passa de manera seqüencial, per mitjà de l'alimentació. D'aquesta manera, un organisme és consumit per un altre, aquest últim per un tercer i així contínua el sistema. Cada un d'aquests "baules" és el que anomenem un nivell tròfic.

D'aquesta manera, els ecòlegs distribueixen als organismes en funció de la seva principal font de nutrició i d'obtenció d'energia.

Formalment, un nivell tròfic comprèn a tots els organismes que es troba en una posició similar en termes de el flux d'energia en un ecosistema. Hi ha tres categories: els productors, consumidors i descomponedors. A continuació analitzarem en detall cada un dels nivells esmentats.

-Primer nivell tròfic: els productors

El primer nivell tròfic de la cadena sempre està format per un productor primari. La identitat d'aquests organismes varia depenent de l'ecosistema. Aquest pis és el que sosté a la resta dels nivells tròfics.

Per exemple, en els ambients terrestres els productors primaris són diferents espècies de plantes. En ecosistemes aquàtics són algues. Metabòlicament, els productors poden ser fotosintètics (la majoria) o quimiosintètics.

Usant l'energia provinent de la llum solar, els organismes fotosintètics sintetitzen compostos orgànics que després s'incorporaran en el procés de respiració cel·lular i com blocs estructurals per continuar amb el seu creixement.

Com esperaríem, aquests organismes superen en termes de massa als seus consumidors. De fet, gairebé la totalitat (99%) de la matèria orgànica de l'món viu està formada per plantes i algues, mentre que els heteròtrofs ocupen tan sols l'1% restant.

D'altra banda, els productors primaris quimiosintètics els trobem majorment en les fonts d'aigua hidrotermals ubicades a les profunditats de l'oceà - on aquests organismes procariotes són molt abundants.

Hipòtesi de l'món verd

Segurament hauràs notat que la majoria dels ecosistemes naturals són verdes. De fet, en la biomassa vegetal dels ecosistemes terrestres s'emmagatzema un total de 83.10 ¹⁰ tones de carboni - un nombre extraordinàriament elevat.

Aquest fet semblés curiós, ja que hi ha un nombre molt elevat de consumidors primaris que s'alimenten de matèria vegetal.

D'acord amb aquesta hipòtesi, els herbívors consumeixen poca matèria vegetal, ja que estan controlats per una varietat de factors que limiten les seves poblacions, com la presència de depredadors, paràsits, i una altra classe de malalties. A més, les plantes tenen agents químics tòxics que prevenen el consum.

Els càlculs realitzats fins al moment estimen que els herbívors consumeixen prop de el 17% de la producció neta total dels productors cada any - la resta és consumit pels detritívors.

Ara amb aquests números en ment, podem concloure que els herbívors no són realment una molèstia notòria per a les plantes. No obstant això, hi ha excepcions molt puntuals, on els herbívors són capaços d'eliminar poblacions senceres en molt curt temps (algunes plagues).

-Segon nivell tròfic: els consumidors

Els nivells tròfics que es troben per sobre dels productors primaris estan formades per organismes heteròtrofs, i depenen de manera directa o indirecta dels productors autòtrofs. Dins el grup dels consumidors també trobem diversos nivells.

Consumidors primaris: herbívors

L'energia ingressa per mitjà dels consumidors primaris. Aquests estan formats per animals que consumeixen plantes o algues. A cada ecosistema trobarem un grup puntual d'animals que conformen el nivell de consumidors primaris.

Una de les característiques més cridaneres dels herbívors és que la majoria de l'material s'excreta sense digerir. L'energia que es digereix passa a impulsar les activitats quotidianes de l'herbívor i una altra part es transformés en biomassa animal.

A la primera sol anomenar-se "pèrdua" per respiració. No obstant això, la respiració és una activitat vital que l'animal ha de realitzar.

Consumidors secundaris: carnívors

El següent nivell està format pels consumidors secundaris o carnívors: animals que s'alimenten d'altres animals. Només una petita porció de el cos de l'herbívor s'incorpora al cos de l'carnívor.

Alguns consumidors secundaris poden presentar una alimentació mixta, incloent en la seva dieta tant plantes com animals. Per això, la seva classificació no sol estar molt clara i són presents en més d'un nivell tròfic.

Consumidors terciaris i quaternaris

Algunes cadenes tròfiques es caracteritzen per presentar consumidors terciaris i quaternaris, el que indica que consumeixen animals de nivell secundaris i terciari, respectivament.

Detritívors o carronyers

Un tipus particular de consumidor està format pels individus coneguts com carronyers. Aquest tipus d'alimentació es caracteritza pel consum de preses mortes i no de preses vives.

La dieta dels carronyers engloba els detritus: porcions vegetals en descomposició, com fulles, arrels, branques i troncs o també animals morts, exosquelets, i esquelets.

-Tercer nivell tròfic: els descomponedors

A l'igual que els detritívors de el grup anterior, els organismes de l'tercer nivell tròfic actuen sobre material en descomposició. No obstant això, no són ens biològics que es solapen, ja que la funció de cada un varia profundament.

La funció principal dels descomponedors és la transformació de matèria orgànica en matèria inorgànica, tancant així el cicle de la matèria en l'interior dels ecosistemes. D'aquesta manera, els vegetals tenen matèria per a la seva disposició. Els encarregats de realitzar aquesta important tasca final són els bacteris i els fongs.

Els fongs són organismes que secreten enzims els substrats són les substàncies orgàniques que els envolten. Després de la digestió enzimàtica, els fongs poden absorbir els productes per alimentar-se.

La majoria dels descomponedors són agents microscòpics que no podem observar a simple vista. No obstant això, la seva importància va més enllà de la seva mida, ja que si eliminem a tots els descomponedors de la planeta, cessaria la vida a la terra per un desproveïment d'ingredients per a la formació de noves substàncies orgàniques.

exemples

prada

El nostre primer exemple està enfocat en un prat. Per a efectes pràctics farem servir cadenes simples per tal de demostrar com s'enllacen els nivells tròfics i com varien depenent de l'ecosistema. No obstant això, el lector ha de prendre en compte que la veritable cadena és més complexa i amb més participants.

La pastura i altres plantes formarien el nivell de productor primari. Els diferents insectes que habiten a la nostra prat hipotètica (per exemple, un grill) seran els consumidors primaris de la pastura.

El grill serà consumit per un consumidor secundari, en el nostre exemple serà un petit rosegador. El ratolí serà consumit al seu torn per un consumidor terciari: una serp.

En cas que la praderia estigui habitada per una au carnívora, com les àguiles o els mussols, consumiran a l'ratolí i actuaran com a consumidors quaternaris.

Oceà

Ara bé, fem el mateix raonament hipotètic però en un ecosistema aquàtic. En l'oceà del productor primari és el fitoplàncton, els quals són organismes vegetals que viuen dispersos en l'aigua. Aquest últim serà consumit pel consumidor primari, el zooplàncton.

Les diferents espècies de peixos que habiten l'ecosistema seran els consumidors secundaris.

Els consumidors terciaris que s'alimenten dels peixos podrien ser les foques o algun altre carnívor.

La nostra cadena a l'oceà acaba amb un consumidor quaternari molt conegut: el tauró blanc, que s'alimentarà de la foca de el nivell anterior.

Transferència d'energia entre els nivells tròfics

S'ha establert, com a regla general, que la transferència d'energia neta entre cada un dels nivells tròfics arriba a un màxim d'eficiència de tan sols el 10%, i es coneix popularment com "la regla de l'10%". No obstant això, dins de cada comunitat aquesta aproximació pot variar de manera considerable.

Això vol dir que de l'energia total emmagatzemada pels herbívors, per exemple, representa només un 10% de l'energia total que es trobava al productor primari que va consumir. De la mateixa manera, en els consumidors secundaris trobem un 10% de l'energia emmagatzemada pels consumidors primaris.

Si volem veure-ho en terme quantitatius, prenguem en compte el següent exemple: suposem que tenim 100 calories d'energia solar captada pels organismes fotosintètics. D'aquestes, només 10 calories passessin als herbívors, i només 1 als carnívors.

Les cadenes tròfiques no són simples

Quan pensem en les cadenes tròfiques podríem assumir que els nivells que la componen s'arreglen en conjunts lineals, perfectament delimitats entre si. No obstant això, en la naturalesa trobem que un nivell interacciona amb diversos nivells, fent lluir a la cadena similar a una xarxa.

Les cadenes tròfiques són curtes

A l'veure les cadenes tròfiques, ens adonarem que estan compostes per només uns pocs nivells - la majoria per cinc baules o menys. Algunes cadenes especials, com a la xarxa antàrtica, presenta més de set baules.

Per això, els investigadors han qüestionat l'existència de pocs nivells tròfics. Les hipòtesis rellevants a el tema són les següents:

hipòtesi energètica

Hi ha dues hipòtesis per explicar aquesta limitació en la longitud. La primera és l'anomenada "hipòtesi energètica", on la limitació principal de la cadena és la ineficiència de transmissió d'energia d'un nivell a un altre. En aquest punt, val recordar la hipòtesi de l'10% esmentada en l'apartat anterior.

Seguint el supòsit de la hipòtesi anterior, hauríem de trobar que en ecosistemes amb una productivitat primària elevada per part dels organismes fotosintètics de la zona, les cadenes siguin més llargues, ja que l'energia amb la qual es comença és més gran.

Hipòtesi de l'estabilitat dinàmica

La segona hipòtesi està relacionada amb l'estabilitat dinàmica i proposa que les cadenes són curtes perquè presenten una major estabilitat que les cadenes més llargues. Si ocorregués se una fluctuació poblacional abrupta en els nivells més baixos podríem trobar l'extinció local o diminución dels nivells tròfics superiors.

En els ambients que són més propensos a la variabilitat ambiental, els depredadors de nivells superiors haurien de tenir la plasticitat de trobar noves preses. A més, com més llarga sigui la cadena, més complicat serà la recuperació de sistema.

evidència

Tenint en compte les dades recollides pels investigadors, la hipòtesi més probable sembla ser la hipòtesi energètica. Mitjançant experiments de manipulació, s'ha arribat a la conclusió que la productivitat primària afecta de manera proporcional la longitud de la cadena tròfica.

referències

1. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitation to biology. Macmillan.
2. Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB,… & Wilcove, DS (Eds.). (2009). The Princeton guide to ecology. Princeton University Press.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Models in ecology. CUP Archive.
4. Parga, ME, & Romero, RC (2013). Ecologia: impacte de la problemàtica ambiental actual sobre la salut i l'ambient. Ecoe Edicions.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
6. Rockwood, LL (2015). Introduction to population ecology. John Wiley & Sons.