Transferencia de energía, una clave de los ecosistemas

Con este post sobre la transferencia de energía en los ecosistemas, terminamos de hablar de los flujos de energía en los sistemas naturales, un concepto tan importante y que explica tantas cosas en la naturaleza.

Eficiencia de la transferencia de energía

La escasez de las cadenas tróficas fue atribuida desde hace tiempo a la ineficiencia involucrada en la transferencia de energía de un nivel trófico a otro, una explicación que, parecida a tantas otras en ecología, ahora está sufriendo una renovada revisión crítica. Sin embargo, en general solo el 10 % de la energía almacenada en una planta se convierte en biomasa animal en el herbívoro que come esa planta. Se encuentra una relación semejante en cada nivel sucesivo.

Así, sí que hay un promedio diario de 1.500 kilocalorías de energía lumínica por metro cuadrado en la superficie de un terreno cubierto de plantas, aproximadamente 15 kilocalorías se convierten en material vegetal. De estas 15 kilocalorías, aproximadamente 1,5 kilocalorías se incorpora en los organismos de los herbívoros que comen plantas, y alrededor de 0,15 kcal se incorpora a los cuerpos de los carnívoros que depredan a los herbívoros. Aunque la carne es una fuente más concentrada de calorías y de nutrientes que la vegetación, los carnívoros habitualmente deben gastar más energía en forrajear que los herbívoros, y, entonces, la productividad total de los carnívoros y herbívoros puede ser grosera mente equivalente.

Para dar un ejemplo concreto, la Lamont Cole, de la Universidad de Cornell, en los estudios del lago Cayuga, calculó que por cada 1.000 calorías de energía lumínica utilizada por algas del lago, se reconstituyen unas 150 calorías en forma de animales acuáticos pequeños. De estas 150 calorías, 30 se convierten en el pez eperlano. Si la trucha come al eperlano no se transfieren unas 6 calorías, y si nosotros comemos la trucha, obtenemos aproximadamente 1,2 calorías de las 1.000 de energía lumínica originalmente almacenada en los compuestos orgánicos. Nótese que si nosotros comemos al eperlano en lugar de la trucha, de las 1.000 calorías originales podemos obtener aproximadamente cinco veces más energía alimentaria. Éste, en suma, es el argumento para vivir en un lugar más bajo de la cadena trófica.

Como sugieren estas cifras, este cálculo empírico del 10 % es solo una estimación grosera. Las mediciones reales muestran amplias variaciones en las deficiencias de transferencia, desde menos del 1 % a más del 20 %, dependiendo de las especies de qué se trata. El flujo de energía con grandes pérdidas en cada nivel sucesivo puede representarse como una pirámide.

Transferencia de energía y estructura del ecosistema

La relaciones energéticas entre los niveles tróficos determina la estructura de un ecosistema en función del número de organismos y de la cantidad de biomasa presente. En los ecosistemas como una pradera graminosa, los productores primarios (las plantas de gramíneas individuales) son pequeños y por tanto se requiere un gran número de ellos para soportar a los consumidores primarios (los herbívoros). En un ecosistema en el cual los productores primarios son grandes (por ejemplo, árboles), un productor primario puede mantener a muchos herbívoros. La mayoría de las pirámides de biomasa adoptan la forma de una pirámide estrecha, sean los productores grandes o pequeños. Las pirámides de biomasa se invierten solamente cuando los productores tienen tasas de reproducción muy elevadas.

Por ejemplo, en el océano, la masa existente de fitoplancton puede ser menor que la biomasa del zooplancton que se alimenta de ella. Dado que la tasa de crecimiento de la población de fitoplancton es mucho más rápida que la de la población del zooplancton, una pequeña biomasa de fitoplancton puede suministrar alimentos para una biomasa mayor de zooplancton. Al igual que las pirámides de números, las pirámides de biomasa indican solo la cantidad de material orgánico presente en un momento; no dan la cantidad total de material producido, o como hacen las pedí a medias de energía, la tasa de la cual se produce.

Fuente: Biología. Curtis & Barnes.