Red trófica

¿Qué es la red trófica?

La red trófica, o red alimentaria, es el conjunto de interacciones alimentarias entre los seres vivos de un ecosistema. Está formada por el entrelazamiento de múltiples cadenas alimentarias (secuencia lineal que va desde el productor hasta el último consumidor).

En estricto sentido, las redes tróficas no son abiertas, sino que terminan formando ciclos cerrados donde todo organismo termina siendo alimento para otro. Esto debido a que los descomponedores y detritívoros terminan incorporando los nutrientes de cualquier ser vivo a la red.

En una red trófica se identifican distintos niveles tróficos. Adicionalmente, las redes se vuelven más complejas debido a que existe una importante proporción de organismos omnívoros (consumen animales, plantas, hongos). Por lo tanto, este tipo de organismos pueden ocupar distintos niveles tróficos en un momento dado.

Existen distintos tipos de redes tróficas, según los diferentes ecosistemas donde se desarrollan y del modelo empleado por el investigador. En términos generales, encontramos redes tróficas terrestres y redes tróficas acuáticas, y en estas últimas, dulceacuícolas y marinas.

En las redes terrestres, cada bioma tiene sus peculiaridades, dependiendo de las especies que lo conforman.

Niveles en la red trófica

Los niveles tróficos hacen referencia a la jerarquía de cada nudo de la red trófica, partiendo del productor. En este sentido, el primer nivel es el de los productores, seguido de los distintos niveles de consumidores. Un tipo de consumidor final muy particular son los organismos detritívoros y los descomponedores.

Aunque el modelo tiende a representar la red como una jerarquía ascendente, se trata realmente de una red tridimensional e ilimitada. Al final, los consumidores de mayor nivel también serán consumidos por los detritívoros y descomponedores.

Asimismo, los nutrientes minerales que liberan los detritívoros y descomponedores serán reincorporados a la red por los productores primarios.

• Productores. Los productores son organismos que obtienen su energía de fuentes inorgánicas, bien sea la energía solar o de elementos químicos inorgánicos. Estos productores constituyen el nudo de entrada de la energía y materia a la red trófica. La energía del Sol no puede ser aprovechada por todos los organismos vivos para su desarrollo estructural y funcional. Solo los organismos autótrofos pueden asimilarla y transformarla en formas asimilables para el resto de la vida sobre la Tierra. Esto es gracias a una reacción bioquímica llamada fotosíntesis, activada por la radiación solar y captada por un pigmento especializado (la clorofila). Empleando el agua y el CO₂ atmosférico, la fotosíntesis transforma la energía solar en energía química bajo la forma de carbohidratos. A partir de los carbohidratos, y empleando los minerales absorbidos del suelo, los organismos autótrofos pueden construir todas sus estructuras y activar su metabolismo. Los principales autótrofos son plantas, algas y bacterias fotosintéticas que constituyen el primer nivel de la cadena trófica. Por tanto, cualquier organismo que consuma un autótrofo tendrá acceso a esa forma química de energía para su propio desarrollo.
  • Quimiótrofos. El reino Arquea (unicelulares similares a bacterias), incluye organismos capaces de obtener energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos (litótrofos). Para esto no usan la luz solar como fuente primaria de energía, sino sustancias químicas. Estas sustancias las obtienen, por ejemplo, en las profundidades marinas, emitidas por los escapes de volcánicos submarinos. Igualmente, son organismos autótrofos, y por tanto, también forman parte de la base de cadenas alimentarias.
• Consumidores primarios. Incluye los organismos heterótrofos, es decir, que no son capaces de producir su propio alimento y lo obtienen consumiendo productores primarios. Por tanto, son consumidores primarios todos los herbívoros y también los organismos que consumen arqueas quimiosintéticas.
  • Herbívoros. No todas las estructuras vegetales son fáciles de digerir, como los frutos carnosos que han evolucionado para ser consumidos y contribuir a dispersar las semillas. En este sentido, los herbívoros se han adaptado para digerir los fibrosos tejidos vegetales, mediante complejos sistemas digestivos. En estos sistemas se establecen relaciones simbióticas con bacterias o protozoarios que ayudan al proceso mediante la fermentación.

• • Omnívoros. Organismos consumidores capaces de comportarse como consumidores primarios, secundarios e incluso terciarios. Es decir, son organismos que consumen alimentos de origen vegetal, animal, hongo o bacteria. En esta categoría entra el ser humano, también los chimpancés y otros animales, como los osos. Asimismo, muchos detritívoros y descomponedores se comportan en sentido estricto como omnívoros. La presencia de los omnívoros, especialmente en niveles intermedios de las redes, hacen más complejo el análisis de las mismas.
• Consumidores secundarios. Organismos heterótrofos que no son capaces de consumir directamente a los productores y obtienen su energía consumiendo a los consumidores primarios. Los carnívoros ingieren y digieren los tejidos que constituyen el cuerpo de los consumidores primarios para obtener energía y desarrollarse.
  • Depredadores menores. Como consumidores secundarios entran sobre todo aquellos organismos que al tiempo que se alimentan de consumidores primarios, pueden ser objeto de consumo. En este caso, servirán de alimento a depredadores mayores, que constituyen la categoría de consumidores terciarios.
  • Plantas insectívoras. Plantas productores en la medida que realizan el proceso de fotosíntesis a partir de la energía solar, pero también son consumidores secundarios y terciarios, ya que degradan insectos. Por ejemplo, especies de plantas de las familias Droseraceae (Drosera) y Sarraceniaceae (Heliamphora), crecen en las cimas de los tepuyes (montañas tabulares de arenisca con suelos pobres en nitrógeno). Este tipo de plantas ha evolucionado para obtener el nitrógeno de los cuerpos de insectos e incluso de pequeñas ranas.
• Consumidores terciarios. Organismos heterótrofos que se alimentan de otros consumidores, sean primarios o secundarios. En el caso de los omnívoros, también incluyen en su dieta a los productores directamente. Aquí se encuentran los superdepredadores, organismos capaces de depredar a otros, pero no son objeto de depredación. No obstante, al final de su ciclo de vida terminan siendo consumidos por carroñeros, detritívoros y descomponedores.
  • Superdepredadores. Se ubican en la cima de la pirámide alimentaria, siendo el principal superdepredador el ser humano. Casi todas las redes alimentarias poseen uno o más de estos superdepredadores, como el león en la sabana africana y el jaguar en la selva amazónica. En los ecosistemas marinos están los tiburones y la orca, mientras que en los dulceacuícolas tropicales, los cocodrilos y caimanes.

• • Carroñeros. Algunos animales se alimentan de cadáveres de otros animales que no fueron cazados por ellos. Es el caso de los zopilotes o buitres, o algunas especies de hienas (la hiena manchada si es capaz de cazar). Se trata, por tanto, de consumidores que se alimentan de consumidores de cualquier nivel trófico. Algunos autores los incluyen en los descomponedores, mientras que otros niegan esta ubicación debido a que estos animales consumen grandes trozos de carne. De hecho, hay algunos depredadores que actúan como carroñeros cuando escasea la caza, como los grandes felinos e incluso el ser humano.
  • Parásitos. Las distintas formas de parasitismo también son un factor de complejidad de las redes tróficas. Una bacteria, un hongo o un virus patógeno consumen al organismo parasitado e incluso causan su muerte y, por tanto, se comportan como consumidores.
• Descomponedores o detritívoros. Incluye la gran variedad de organismos que contribuyen a degradar la materia orgánica una vez que los seres vivos mueren. Son heterótrofos que se nutren a partir de materia orgánica en descomposición y abarcan bacterias, hongos, protistas, insectos, anélidos, cangrejos y otros.
  • Bacterias y hongos. Si bien estos organismos no son capaces de ingerir directamente porciones de materia orgánica, son descomponedores muy eficientes. Lo logran porque secretan sustancias capaces de disolver los tejidos para luego absorber los nutrientes.

• • Detritívoros. Consumen directamente la materia orgánica en descomposición para obtener su alimento. Por ejemplo, lombrices de tierra (Lumbricidae) que procesan la materia orgánica, la cochinilla de la humedad (Oniscidea), escarabajos y muchas especies de cangrejos.

Tipos de red trófica

• De acuerdo al medio dominante. Un primer criterio de clasificación es en función de los dos medios principales existentes en el planeta: la tierra y el agua, redes terrestres y redes acuáticas. A su vez, las redes acuáticas se diferencian en dulceacuícolas y marinas, existiendo en cada caso distintos tipos de redes.
• De acuerdo a la interacción biológica. También se pueden diferenciar de acuerdo a la interacción biológica predominante, siendo las más comunes las basadas en la depredación. En estas, a partir de los productores primarios y el consumo de estos por los herbívoros se genera una secuencia de depredación.
  • Parasitismo. Existen redes tróficas basadas en el parasitismo, en las que una especie normalmente más pequeña que el hospedero se alimenta de este. Por otra parte, existen hiperparásitos (organismos que parasitan a otros parásitos). Por ejemplo, la familia de plantas Loranthaceae agrupa plantas hemiparásitas. En este caso, las plantas realizan la fotosíntesis, pero parasitan a otras plantas para obtener agua y minerales. Además, hay algunas especies de esta familia que parasitan a otras plantas del mismo grupo y se comportan como hiper parásitas.

• De acuerdo al modelo de representación. También se clasifican dependiendo del modelo de representación empleado. Esto depende del interés del investigador, en función de lo cual el modelo reflejará un determinado tipo de información. Así existen redes fuente, redes hundidas, redes de conectividad, redes de flujo de energía y redes funcionales.
  • Redes fuente. Estos modelos se centran en los nudos fuente principales, es decir, aquellos que proveen la mayor cantidad de alimento al sistema. De tal forma que representan todos los depredadores que se alimentan de dichos nudos y la cantidad de alimento que obtienen.
  • Redes hundidas. Este se centra en los nudos de depredadores, representando todas sus presas y lo que consumen dichas presas. Por tanto, mientras la red fuente va de abajo hacia arriba en la secuencia de niveles tróficos, la red hundida sigue el camino inverso.
  • Redes de conectividad. En este caso, se parte de la red como un todo y se trata de representar todas las conexiones alimentarias posibles en el ecosistema.
  • Redes de flujo de energía. Este modelo se centra en el flujo cuantitativo de energía a través del ecosistema. Son los denominados estudios estequiométricos, que establecen las cantidades de materia y energía que interactúa en una reacción y miden el producto.
  • Redes funcionales. Las redes funcionales se centran en establecer el peso de cada subgrupo de nodos en el funcionamiento del sistema, definiendo estructura y funciones. Asume que no todas las interacciones alimentarias que ocurren en el ecosistema tienen la misma importancia para su estabilidad funcional. Al mismo tiempo, este tipo de redes evalúa cuántas de las conexiones tróficas posibles en un ecosistema se dan realmente y qué nudos aportan más o menos biomasa.
• Evolución de las redes tróficas. Finalmente, una red trófica puede ser neoecológica o paleoecológica. En el primer caso, representa una red trófica actual, y en el segundo, una reconstrucción de una red ya extinta.

Red trófica terrestre

En el medio terrestre existe una gran diversidad de ecosistemas constituidos por distintas combinaciones de especies. Por tanto, las redes tróficas que pueden delimitarse alcanzan un número enorme.

La biosfera es un sistema complejo totalmente interconectado, por lo que se trata de una gigantesca red trófica. Sin embargo, para efectos de comprender el funcionamiento de la naturaleza, el ser humano delimita porciones funcionales de esa red.

Así, es posible caracterizar la red trófica de una selva tropical, un bosque templado, una sabana o un desierto, como entidades separadas.

• Red trófica de la selva. En una selva tropical la diversidad de organismos vivos es enorme, así como los microambientes que en ella se generan. Por tanto, las interacciones alimentarias que se producen son igualmente muy diversas.
  • Productividad y ciclo de nutrientes. La productividad vegetal de la selva tropical es alta y hay también una alta eficiencia en el reciclaje de nutrientes. De hecho, la mayor proporción de nutrientes se encuentra en la biomasa vegetal y en la hojarasca que cubre el suelo.
  • Productores. La mayor captación de energía solar por los productores en la selva tropical se da en el dosel superior. Sin embargo, hay diversos estratos inferiores que van captando la luz que logra filtrarse, incluyendo trepadoras, epífitas, hierbas y arbustos del suelo.
  • Consumidores primarios. En concordancia con lo anterior, la mayoría de los consumidores primarios de la selva se alimentan en el dosel del bosque. Hay una gran diversidad de insectos que consumen las hojas de los árboles, mientras aves y murciélagos frugívoros comen frutos y semillas. También hay mamíferos, como monos, perezas y ardillas, que se alimentan de hojas y frutos.
  • Consumidores secundarios. Muchas aves son insectívoras, y algunos insectos, como la mantis religiosa, son depredadores de otros insectos herbívoros. También hay mamíferos insectívoros, como el oso melero, que consume hormigas, en este caso, tanto herbívoras como carnívoras.
  • Hormigas de la selva. Uno de los grupos más numerosos y taxonómicamente variados en las selvas son las hormigas, aunque por su tamaño pasan desapercibidas. Las distintas especies de hormigas pueden comportarse como consumidores primarios, alimentándose de hojas y secreciones de plantas. Otras especies actúan como consumidores secundarios, al cazar y alimentarse de otros insectos, e incluso de animales mayores. Un caso destacado son las hormigas legionarias, o marabunta, en las selvas tropicales que periódicamente conforman masas de miles o millones de individuos. Avanzan en conjunto depredando todo animal a su alcance, principalmente insectos, aunque pueden consumir pequeños vertebrados.
  • Selva de rebalse o selva inundada. En este caso, durante la época de lluvia, en las cordilleras que dan origen a los grandes ríos que atraviesan las selvas, se producen inundaciones. Las aguas del río penetran en la selva llegando incluso hasta 8 y 10 m de altura, y en estas condiciones las redes tróficas dulceacuícola y terrestre selvática se integran. Así, hay casos, como el pez Arapaima gigas, que es capaz, de un salto, de capturar pequeños animales posados en las hojas de los árboles.
  • Consumidores terciarios. Los grandes depredadores de la selva tropical son los felinos, grandes serpientes, cocodrilos y caimanes. En el caso de la selva del trópico americano, el jaguar (Panthera onca) y la anaconda (Eunectes murinus) son ejemplos. Por su parte, en la selva africana están el leopardo, la serpiente venenosa mamba negra (Dendroaspis polylepis) o la pitón africana (Python sebae). Y en el caso de Asia tropical, se encuentran el tigre (Panthera tigris) y la pitón reticulada (Malayopython reticulatus). También hay aves depredadoras que ocupan el más alto nivel trófico, como el águila harpía (Harpia harpyja).

• • Descomponedores. El suelo de la selva tropical es un ecosistema en sí mismo, con una gran diversidad de organismos. Estos abarcan diversos grupos como bacterias, hongos, protistas, insectos, anélidos y mamíferos, que fabrican allí sus madrigueras. La mayoría de estos organismos contribuye al proceso de descomposición de la materia orgánica, reabsorbida por un intrincado sistema de raíces y hongos. Se ha comprobado que la rizosfera (sistema de raíces del suelo) incluye a los denominados hongos micorrízicos. Estos hongos establecen relaciones simbióticas con las raíces que les proveen nutrientes y los hongos facilitan la absorción de agua y minerales al árbol.
• Red trófica del desierto. Los desiertos son ecosistemas de baja productividad por sus condiciones ambientales, especialmente la escasa provisión de agua y las temperaturas extremas. Dichas condiciones ambientales condicionan una escasa cobertura vegetal, por lo que la producción es restringida y la fauna es escasa. Las escasas especies vegetales y los animales se han adaptado a estas condiciones. La mayoría de los animales tienen hábitos nocturnos y el día lo pasan en guaridas subterráneas para eludir la radiación solar.
  • Productores. En estos ecosistemas los productores están conformados por especies de plantas xerófilas (adaptadas a condiciones de sequía). En el caso de los desiertos americanos, las cactáceas son un buen ejemplo, y las mismas proveen frutos comestibles a insectos, aves y roedores.
  • Consumidores primarios. En las zonas desérticas habitan insectos, aves, reptiles y roedores que se alimentan de las escasas plantas que habitan el desierto. En el desierto del Sahara existen especies de herbívoros que pueden pasar largas temporadas sin beber agua, como el dromedario (Camelus dromedarius) y la gacela dorcas (Gazella dorcas).

• • Consumidores secundarios. En el desierto habitan especies carnívoras que se alimentan de los consumidores primarios: hay algunos arácnidos, como los escorpiones, que se alimentan de otros insectos. También hay aves de presa, como halcones y búhos, que capturan otras aves, roedores y reptiles. También existen serpientes venenosas, como la serpiente de cascabel (Crotalus spp.), cuyas presas son sobre todo roedores del desierto. En los desiertos americanos, entre los mamíferos están el puma (Puma concolor) y el coyote (Canis latrans). Mientras que en el Sahara habitan varias especies de zorro, entre ellas el fénec (Vulpes zerda) y el zorro pálido (Vulpes pallida).
  • Consumidor terciario. El guepardo del Sahara (Acinonyx jubatus hecki) es el mayor depredador de este desierto, pero está en peligro de extinción.

Red trófica marina

La diversidad de ambientes marinos determina una gran variedad de redes tróficas. En este caso, destacan dos tipos de redes tróficas básicas: la basada en el fitoplancton y la sustentada por arqueas quimiosintéticas.

• Con base en el fitoplancton. La red trófica más característica del ambiente marino tiene en su base la actividad del fitoplancton (organismos microscópicos fotosintéticos que flotan en las capas superficiales). A partir de estos productores se generan diversas cadenas alimentarias que van conformando las complejas redes tróficas marinas.
  • Productores. El fitoplancton incluye numerosas especies de cianobacterias, protistas y algas unicelulares, como las diatomeas. Son autótrofos fotosintéticos que forman poblaciones de miles de millones de individuos microscópicos, arrastrados por las corrientes marinas, y sirven de alimento a los consumidores primarios. En aguas menos profundas, donde llega la luz solar, se desarrollan praderas de algas e incluso de angiospermas acuáticas. Los productores también son alimento de peces, tortugas marinas y otros organismos que, a su vez, son depredados.

• • Consumidores primarios. Uno de los principales es el zooplancton, conjunto de animales microscópicos que forman parte también del plancton y se alimentan del fitoplancton. Otros consumidores primarios son la ballena azul, el tiburón ballena y muchos peces. En los arrecifes coralinos los pólipos de coral se alimentan del fitoplancton y a su vez otros organismos se alimentan de los pólipos. Tal es el caso del pez loro (Scaridae) y de la estrella corona de espinas (Acanthaster planci).
  • Consumidores secundarios. Hay una diversidad de organismos que se alimentan de peces, como otros peces, anémonas, caracoles, cangrejos, focas, leones marinos.
  • Consumidores terciarios. Los grandes depredadores marinos son los tiburones, especialmente las especies más grandes, como el tiburón blanco. Otro gran depredador de mar abierto es la orca y también lo son los delfines, siendo una de las presas favoritas de la orca las focas, que a su vez se alimentan de peces.
  • Descomponedores. El proceso de descomposición es ayudado por las condiciones del ambiente marino y la acción de bacterias y gusanos descomponedores.
• Con base en arqueas quimiosintéticas. En las fuentes hidrotermales que hay en las dorsales oceánicas a más de 2.000 m existen ecosistemas muy peculiares. Tomando en cuenta que los fondos marinos a esas profundidades son casi desiertos, destaca la explosión de vida que hay en estas áreas.
  • Productores. A estas profundidades no llega la luz solar, por lo tanto no puede desarrollarse la fotosíntesis. Por eso, la red trófica de estos ecosistemas está sustentada en organismos autótrofos que obtienen la energía de otra fuente. En este caso, se trata de arqueas, capaces de oxidar compuestos inorgánicos, como el azufre, y producir energía química. Estas bacterias encuentran un ambiente propicio para su multiplicación masiva gracias a las aguas cálidas de las fumarolas generadas por la actividad volcánica. Estas fumarolas expulsan compuestos, como el azufre, que sirven para su quimiosíntesis.
  • Consumidores primarios. Animales como almejas, gusanos y otros organismos se alimentan de las arqueas. Asimismo, se presentan asociaciones simbióticas muy particulares. como la del gasterópodo caracol de pie escamoso (Crysomallon squamiferum). Este caracol depende exclusivamente de la relación simbiótica que establece con las arqueas quimiosintéticas que le proveen de alimento.
  • Consumidores secundarios. Algunos peces abisales se alimentan de otros organismos, que a su vez, consumen las bacterias quimiosintéticas.
  • Detritívoros. En las profundidades oceánicas existen especies de peces, gusanos y otros organismos que viven de los restos orgánicos que se precipitan desde la superficie.
  • Las corrientes y los nutrientes. Las corrientes profundas frías empujan los nutrientes de los fondos marinos hacia la superficie, integrando así las redes tróficas marinas.

Referencias

1. Calow, P. The encyclopedia of ecology and environmental management.
2. Margalef, R. Ecología.
3. Montoya, J.M., Solé, R.V., Rodríguez, M.A. La arquitectura de la naturaleza: complejidad y fragilidad en redes ecológicas. Ecosistemas.
4. Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H., Heller, H.C. Life. The science of biology.
5. Thompson, R.M., Hemberg, M., Starzenski, B.M., Shurin, J.B. Trophic levels and trophic tangles: the prevalence of omnivory in real food webs. Ecology.