Reproducción esquemática de las relaciones existentes entre los niveles tróficos de un ecosistema, entendiéndose por nivel trófico cada uno de los eslabones secuenciales de una red trófica o cadena alimentaria.

Tipos de pirámides ecológicas

Estas representaciones, denominadas pirámides ecológicas, son fundamentalmente de tres tipos: de números, de biomasa y de energía.

Pirámides de números

Este tipo de representaciones permite conocer la cantidad de organismos que componen cada uno de los niveles tróficos de la cadena en cuestión. En general, cada nivel trófico se representa por medio de un rectángulo, con especificación de la cifra de especímenes que lo compone, para poder establecer relaciones de proporción entre los niveles. En este tipo de pirámides, cada uno de los sucesivos niveles tróficos está ocupado por una cantidad menor de organismos. Así, el rectángulo correspondiente a los productores es mayor que el de los consumidores primarios, y éste, a su vez, es más grande que el de los consumidores secundarios.

No obstante, también puede darse el caso de que la pirámide sea invertida. Esto sucede cuando entran a formar parte de la cadena trófica descomponedores o pequeños consumidores herbívoros, como los insectos. Por ejemplo, un solo árbol proporciona alimento a numerosos consumidores frugívoros, que se alimentan de frutos, a cientos de insectos que comen hojas o a miles de microorganismos descomponedores de la madera en putrefacción.

En términos generales, las pirámides de números solamente son utilizadas por los ecólogos en casos puntuales, ya que sólo aportan información cuantitativa pero no referida al flujo de biomasa o de energía.

Pirámides de biomasa

La biomasa es la masa total contenida en la materia viva de un ser vivo, de una población ecológica o de un ecosistema, y es indicativa de cuál es la cantidad de energía de un nivel trófico en un momento determinado. Se suele medir en peso de materia viva por unidad de superficie, por lo que sus valores pueden expresarse en kilogramos por hectárea o en gramos por metro cuadrado, según sean las dimensiones del ecosistema analizado.

Cuando se representa gráficamente una pirámide de biomasa, suele observarse una creciente disminución a medida que se avanza en los niveles tróficos.

En la naturaleza, los niveles de reducción de biomasa en las redes tróficas varían dentro de amplios márgenes. No obstante, si se parte de la base de que la disminución de la biomasa en un determinado ecosistema es del 90% en cada transición de un nivel trófico a otro, puede representarse como ejemplo que 5.000 kilogramos de hierba por hectárea sirven para alimentar a 500 kg/ha de insectos herbívoros como grillos, saltamontes o cochinillas, los cuales, a su vez, pueden ser comidos por 50 kg/ha de consumidores insectívoros, como ratones de campo, topos, musarañas o lagartos, de los que, a su vez, se alimentarían 5 kg de rapaces como el halcón o el águila. A partir de este ejemplo, se puede deducir que en un territorio de una hectárea que proporcione 5.000 kilogramos de biomasa, el ecosistema se mantendrá en equilibrio con una población de rapaces de cuatro o cinco individuos, suponiendo un peso medio de 1-1,5 kg para cada uno.

Como en el caso de las pirámides de números, en las de biomasa también puede presentarse una disposición invertida. Ese caso se da, por ejemplo, en organismos como los componentes del fitoplancton marino, que se reproducen muy rápidamente y en los que un número reducido de organismos puede alimentar a otro mucho mayor de los diminutos crustáceos, protozoos y otros pequeños animales que componen el zooplancton.

Pirámides de energía

Las pirámides de energía corresponden a los mismos esquemas de planteamiento que las anteriores, pero en ellas se especifica la energía contenida en la biomasa de cada uno de los niveles tróficos. Por tanto, los valores que en ella se representan se expresan no en cifras ni en unidades de peso, como las de números y biomasa, sino en unidades energéticas, como, por ejemplo, kilocalorías por metro cuadrado.

Los rectángulos que representan la energía de los niveles tróficos indican que a cada uno de ellos llega siempre mucha menos energía que la del nivel anterior. Ello se debe a que una parte de la energía captada al alimentarse es empleada para desarrollar las funciones vitales del organismo del que se trate y otra parte se pierde, ya que en la naturaleza no existe ningún proceso biológico en el que el rendimiento sea del 100%.

Bases de la estructura piramidal de los ecosistemas

En las diferentes comunidades ecológicas, correlacionadas entre sí para formar ecosistemas, los niveles básicos a partir de los cuales se desarrolla la estructura piramidal que permite el establecimiento de redes tróficas son variables.

En los ecosistemas terrestres, ese nivel está formado por plantas pluricelulares desarrolladas, bien herbáceas, bien arbustivas o arbóreas. Sin embargo, en los lagos de agua dulce el nivel trófico inferior lo forman combinaciones de plantas acuáticas pluricelulares y algas unicelulares, mientras que en las capas superiores del dominio oceánico en el mar abierto, el plancton, y muy especialmente el krill en aguas frías, es el constituyente predominante de este nivel básico.

En otros entornos, como los ríos y, en general, todos los ecosistemas de aguas corrientes, el nivel básico de la pirámide trófica lo componen restos de hojas y otras partes de las plantas, que caen al cauce fluvial desde sus orillas. Estos detritos se van descomponiendo por acción de microorganismos. Los residuos ricos en estos microorganismos son consumidos por invertebrados y éstos, a su vez, lo son por vertebrados, como los peces, que también sirven de alimento a otros vertebrados piscívoros. Se cuentan entre ellos otros peces mayores, como el gran arapaima del Amazonas –el mayor pez de agua dulce del mundo– o la piraña, y otros animales como la nutria, el águila pescadora o el oso, omnívoro pero que muestra clara preferencia por los salmones que remontan el cauce de los ríos septentrionales de Norteamérica. De esta forma se establece una red trófica fluvial, en la que el nivel de partida no está compuesto por organismos vivos sino por residuos vegetales en descomposición.

Sin embargo, el caso más insólito en lo que se refiere a la estructura de su pirámide trófica es el de las llamadas chimeneas hidrotermales submarinas. Se trata de aberturas en el lecho oceánico, producidas por pequeñas fracturas debidas al desplazamiento de las placas tectónicas y a la actividad volcánica del subsuelo del océano. El agua del mar penetra en las grietas, es calentada por el magma terrestre y vuelve a ser expulsada desde el lecho marino, conteniendo importantes concentraciones de ácido sulfhídrico y otros compuestos azufrados. Hay bacterias termófilas, bien adaptadas a los hábitats de altas temperaturas, que viven en estas corrientes en virtud de su capacidad para oxidar el azufre de los gases hidrotermales. Estas bacterias son el nivel trófico inferior de una red alimentaria ciertamente peculiar, que comenzó a estudiarse en la década de 1980 y que resulta de gran interés científico. De ella forman parte invertebrados de características fisiológicas muy especiales, a partir de cuyo estudio se ha podido descubrir gran cantidad de nuevas especies, géneros, familias e incluso rangos taxonómicos superiores hasta hace poco desconocidos. Este singular entorno es, por otra parte, el único ecosistema en el que la energía del nivel trófico básico no procede de la radiación solar y de la fotosíntesis, sino de la energía geotérmica y de la quimiosíntesis.

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