Cascada Trófica

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] En inglés: Trophic Cascade.

Efectos de la cascada trófica

La cascada trófica es un fenómeno ecológico desencadenado por la adición o eliminación de los depredadores superiores y que implica cambios recíprocos en las poblaciones relativas de depredadores y presas a lo largo de una cadena alimentaria, lo que a menudo da lugar a cambios drásticos en la estructura del ecosistema y en el ciclo de los nutrientes.

En una cadena alimentaria de tres niveles, un aumento (o disminución) de los carnívoros provoca una disminución (o aumento) de los herbívoros y un aumento (o disminución) de los productores primarios como las plantas y el fitoplancton. Por ejemplo, en la parte oriental de América del Norte la eliminación de los lobos (Canis lupus) se ha asociado (véase qué es, su concepto jurídico; y también su definición como “associate” en derecho anglo-sajón, en inglés) con un aumento de los ciervos de cola blanca (Odocoileus virginianus) y una disminución de las plantas consumidas por los ciervos. El zoólogo estadounidense Robert Paine acuñó el término cascada trófica en 1980 para describir los cambios recíprocos en las redes alimentarias causados por las manipulaciones experimentales de los depredadores superiores.
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En el decenio de 1980 otros utilizaron el término para describir los cambios en los ecosistemas acuáticos derivados de factores como los aumentos repentinos de las poblaciones de peces depredadores a causa de la repoblación o las drásticas disminuciones de los peces depredadores causadas por la sobrepesca.

Efectos en los ecosistemas acuáticos y terrestres

Durante los años 80 y 90 una serie de experimentos demostraron cascadas tróficas añadiendo o quitando carnívoros superiores, como el bajo (Micropterus) y la perca amarilla (Perca flavescens), a o desde los lagos de agua dulce. Esos experimentos demostraron que las cascadas tróficas controlaban la biomasa y la producción de fitoplancton, las tasas de reciclado de nutrientes, la relación entre el nitrógeno y el fósforo disponible para el fitoplancton, la actividad de las bacterias y las tasas de sedimentación. Debido a que las cascadas tróficas afectaban a las tasas de producción primaria y de respiración del lago en su conjunto, afectaban a las tasas de intercambio de dióxido de carbono y oxígeno entre el lago y la atmósfera.

Las investigaciones realizadas en una amplia variedad de entornos terrestres y acuáticos han demostrado que las cascadas tróficas controlan la composición de las especies, la biomasa y la producción de herbívoros y plantas. Por ejemplo, la pesca excesiva de bacalao (Gadus morhua) y otros peces explotados comercialmente como el eglefino (Melanogrammus) y la merluza (Urophycis, Raniceps y Phycis) en el Océano Atlántico Norte provocó un aumento de los pequeños peces pelágicos (de mar abierto) consumidos por el bacalao, el cangrejo de las nieves (Chionoecetes opilio) y el camarón. Como resultado de ello, las poblaciones de zooplancton herbívoro de gran cuerpo, que son consumidas por los pequeños peces pelágicos, disminuyeron, lo que a su vez dio lugar a un aumento del fitoplancton. La restauración de lobos en el Bow Valley de Alberta (Canadá) disminuyó la población de alces (Cervus elaphus) y aumentó el crecimiento de álamos (Populus) y sauces (Salix).
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En otro ejemplo, la recolección comercial de nutrias marinas (Enhydra lutris) para el comercio de pieles en la costa occidental de América del Norte provocó un aumento de los erizos de mar y una disminución de los bosques de algas marinas, debido al consumo de algas por parte de los erizos, en los entornos marinos cercanos.

Tradicionalmente, se pensaba que la producción de plantas y el ciclo de los nutrientes estaban controlados por factores físicos o químicos, como la radiación solar, el clima y el suministro de nutrientes. Si bien los factores físicos y químicos son importantes, las comunidades de productores y sus tasas metabólicas también están influenciadas por las cascadas tróficas.

Ecosistemas sin depredadores superiores

En muchos casos, las cascadas tróficas han sido iniciadas por la persecución humana y la recolección de los principales carnívoros, como los lobos y los grandes felinos en los ecosistemas terrestres y los tiburones, los atunes y los peces de caza en los ecosistemas acuáticos. La eliminación de los carnívoros superiores desencadena efectos significativos en las poblaciones de presas, los productores primarios y los procesos de los ecosistemas.

Una Conclusión

Por lo tanto, la conservación de los carnívoros superiores ayuda a preservar la estructura y los procesos de los ecosistemas en los que viven estos depredadores. El funcionamiento normal de los ecosistemas proporciona muchos servicios utilizados por las personas, incluidos los suministros de alimentos, fibras y agua dulce, así como procesos que mantienen la calidad del aire, el agua y el suelo.

Puntualización

Sin embargo, la preservación o restauración de los carnívoros superiores es a veces controvertida debido al riesgo que estos depredadores representan para las personas, el ganado o los animales domésticos.

La liberación de los mesopredadores, fenómeno en el que las poblaciones de depredadores de tamaño mediano aumentan rápidamente y desempeñan un papel más importante en los ecosistemas que habitan, se debe a la eliminación de los carnívoros superiores. Los mesopredadores compiten poco con los carnívoros superiores y pueden ser consumidos por ellos, por lo que tienden a evitarlos. La disminución sistemática de los pumas (Puma concolor) y los lobos en los Estados Unidos conterminosos y otras partes de América del Norte durante el siglo XX permitió que aumentaran las poblaciones de mesopredadores como los coyotes (Canis latrans), los zorros rojos (Vulpes vulpes) y los mapaches (Procyon lotor), a medida que se disponía de fuentes de alimentos, cotos de caza, guaridas y otros recursos que antes estaban controlados por los carnívoros superiores. La disminución de los leopardos (Panthera pardus) en algunas partes de África permitió que las poblaciones de babuinos (Papio) aumentaran. La pérdida de grandes tiburones en los océanos permitió que aumentaran los tiburones de cuerpo pequeño y las rayas.
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En cada caso, la liberación del mesopredador causó una disminución de las especies consumidas por el mesopredador.

El rápido crecimiento del conjunto de ciencias de la vida silvestre nos ha enseñado que los carnívoros nativos y muchos otros tipos de vida silvestre desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la salud de los ecosistemas. Los coyotes, por ejemplo, ayudan a mantener a raya a los animales más pequeños, como las poblaciones de roedores, a controlar la transmisión de enfermedades, a limpiar la carroña animal y a contribuir a la biodiversidad (o diversidad biológica, la variabilidad de los organismos vivos, como los ecosistemas y los complejos ecológicos) y al funcionamiento del ecosistema.

Además, algunos mesopredadores se han convertido en especies molestas. Los mapaches forrajeros saquean los basureros y los jardines en muchas zonas urbanas y son conocidos como portadores del virus de la rabia. Los babuinos pueden invadir hogares, irrumpir en los coches para robar comida y en algunos casos representan una amenaza para los niños.

Biomanipulación en los lagos

En los lagos, las cascadas tróficas se utilizan para mejorar la calidad del agua mediante la biomanipulación, una práctica de gestión en la que los seres humanos eliminan intencionadamente especies enteras de los ecosistemas. El objetivo de la biomanipulación es reducir la concentración de fitoplancton nocivo, como las algas verde-azuladas tóxicas. El método más directo para controlar las floraciones de fitoplancton nocivo es reducir los aportes de nutrientes como el fósforo que impulsan su crecimiento.
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En los casos en que la llegada de nutrientes al ecosistema se retrasa o se desarrolla lentamente, se puede utilizar la biomanipulación para acelerar la disminución del fitoplancton nocivo. La repoblación de peces de caza (o su protección contra la cosecha mediante reglamentos especiales) desencadena una cascada trófica con disminuciones en la biomasa de peces de menor tamaño, aumentos en la biomasa de zooplancton herbívoro y disminuciones en la biomasa de fitoplancton nocivo.
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En algunos casos, los peces que comen plancton han sido eliminados directamente por los administradores de los lagos.

Otros Elementos

Además, la eliminación de los peces que se alimentan en el fondo de los lagos poco profundos da lugar a un aumento de la vegetación arraigada y a una mayor claridad del agua a medida que las plantas arraigadas estabilizan los sedimentos. Esta transición implica una cascada trófica, ya que el zooplancton herbívoro aumenta su biomasa y consume fitoplancton, pero también implica los efectos directos de la vegetación enraizada en la estabilidad de los sedimentos y el ciclo de los nutrientes.

Revisión de hechos: Brite

Red Alimentaria o Trófica

Una red trófica o alimentaria es un diagrama que representa a los organismos que se alimentan de otros organismos en el mismo ecosistema. Una red alimentaria es un modelo gráfico que ilustra las relaciones de alimentación en varios niveles tróficos cambiantes. En algunos casos, los organismos que se consumen pueden estar ya muertos. En general, una red alimentaria es una red de flujos de energía que entran y salen del ecosistema de interés, y una red alimentaria ayuda a representar cómo está estructurado y funciona un ecosistema. Los flujos de energía en una red alimentaria pueden ser muy grandes, y algunos ecosistemas dependen casi por completo de la energía que se importa. Una cadena alimentaria es una ruta particular a través de una red alimentaria. Además, la mayoría de las redes alimentarias publicadas omiten la depredación de especies menores, las cantidades de alimentos consumidos, la variación temporal de los flujos de energía y muchos otros detalles. Véase también: Ecología trófica; Comunidades ecológicas; Modelización ecológica; Ecología; Ecosistema; Interacciones antiguas en la red alimentaria

Cadenas alimentarias

Una forma de describir y simplificar las distintas cadenas alimentarias es contar el número más común de niveles desde la parte superior hasta la inferior de la red. Las cadenas alimentarias suelen ser cortas, y las más cortas tienen dos niveles. La mayoría de las cadenas alimentarias tienen tres o cuatro niveles tróficos (si se excluyen los parásitos), aunque las hay más largas.

En una cadena alimentaria simple, A se come a B, B se come a C, y así sucesivamente. Por ejemplo, la energía que las plantas captan del sol durante la fotosíntesis puede acabar en los tejidos de un halcón. Llega allí a través de un pájaro que el halcón ha comido, los insectos que fueron comidos por el pájaro y las plantas de las que se alimentaron los insectos (Fig. 2). Cada etapa de la cadena alimentaria se denomina nivel trófico. En general, los niveles tróficos se dividen en productores, herbívoros o consumidores primarios, carnívoros o consumidores secundarios y carnívoros superiores o consumidores terciarios.

En las cadenas alimentarias pueden intervenir tanto los parásitos como los depredadores. Por ejemplo, los piojos que se alimentan en las plumas del mencionado halcón constituyen otro nivel trófico. Cuando la vegetación en descomposición, los animales muertos o ambos son las fuentes de energía, las cadenas alimentarias se describen como detríticas. Véase también: Parasitología; Interacciones entre depredadores y presas

Energética

Hay varias explicaciones posibles de por qué las cadenas alimentarias son generalmente cortas. La primera tiene que ver con la energía. En muchos ecosistemas hay más plantas que insectos, más insectos que aves insectívoras y más aves insectívoras que halcones. Estas pirámides ecológicas reflejan una restricción energética subyacente. Por ejemplo, cuando los insectos se alimentan de plantas, convierten la energía encerrada en los tejidos de las plantas en tejido de los insectos. Sin embargo, pagan un coste energético al hacerlo. Los mamíferos y las aves pagan un coste aún mayor. Sólo un 1% de la energía de los alimentos consumidos se destina a producir nuevos tejidos. El resto se pierde en forma de calor, tanto para calentarse como en forma de subproducto del proceso de conversión.

Así, entre cada nivel trófico, gran parte de la energía implicada se pierde en forma de calor. A medida que la energía asciende en la cadena alimentaria, hay cada vez menos para repartir. Puede que no haya suficiente energía para mantener una población viable de una especie en el nivel trófico cinco o superior.

Esta hipótesis del flujo de energía cuenta con un amplio apoyo, pero también es criticada porque predice que las cadenas alimentarias deberían ser más cortas en ecosistemas energéticamente pobres, como la tundra o los desiertos extremos. Sin embargo, estos sistemas suelen tener cadenas alimentarias de longitud similar a la de los sistemas energéticamente más productivos.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Recuperación tras una catástrofe

Otra hipótesis sobre la brevedad de las cadenas alimentarias tiene que ver con la rapidez con la que determinadas especies se recuperan de las catástrofes medioambientales. Por ejemplo, cuando el fitoplancton de un lago disminuye, el zooplancton también lo hará, seguido de una disminución de los peces. El fitoplancton puede recuperarse, pero permanecerá en niveles bajos, mantenidos por el zooplancton. Al menos de forma transitoria, el zooplancton puede alcanzar niveles superiores a los normales porque los peces, es decir, sus depredadores, siguen siendo escasos. El fitoplancton no se recuperará completamente hasta que todas las especies de la cadena alimentaria se hayan recuperado. Los modelos matemáticos pueden ampliar estos argumentos. Estos modelos muestran que cuanto más larga sea una cadena alimentaria, más tiempo tardarán las especies que la componen en recuperarse de las perturbaciones. (El fitoplancton podría recuperarse rápidamente en el ejemplo si fuera el único nivel trófico). Es posible que las especies situadas encima de cadenas alimentarias muy largas no se recuperen antes de la siguiente catástrofe. Estos argumentos predicen que las cadenas alimentarias serán más largas cuando las catástrofes medioambientales sean raras, y cortas cuando sean comunes, y no estarán necesariamente relacionadas con la cantidad de energía que entre en el sistema. Véase también: Medio ambiente; Fitoplancton; Zooplancton

Consecuencias para la dinámica de las especies

El número de niveles tróficos que contenga una red trófica determinará lo que ocurra cuando un ecosistema se vea sometido a una conmoción breve y brusca -por ejemplo, cuando un gran número de individuos de una especie muera a causa de una catástrofe natural o de un incidente de contaminación de origen humano- y la rapidez con la que se recuperará el sistema. La red trófica también influirá en lo que ocurra si la abundancia de una especie se reduce de forma permanente (tal vez a causa de la recolección) o se incrementa (tal vez por el aumento de un nutriente esencial para una planta). En general, los ecosistemas más diversos podrían tener más posibilidades de contener especies que sobrevivan o que incluso puedan prosperar durante una perturbación que acabe con otras especies. Las redes alimentarias altamente conectadas y las simples difieren en sus respuestas a las perturbaciones, por lo que la estructura de las redes alimentarias marca la diferencia. Véase también: Ecología de poblaciones; Especiación.

Datos verificados por: Thompson
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Recursos

Véase También

Heterótrofo
Litótrofo
Pirámide ecológica
Interacción depredador-presa
Ecología
Adaptación antidepredadora – Característica defensiva de la presa para obtener una ventaja selectiva
Depredador ápice – Depredador en la cima de la cadena alimentaria
Subvenciones acuático-terrestres
Equilibrio de la naturaleza – Teoría ecológica superada
Biodiversidad – Variedad y variabilidad de las formas de vida
Ciclo biogeoquímico – Ciclo de sustancias a través de los compartimentos bióticos y abióticos de la Tierra
Interacciones entre consumidores y recursos
Red ecológica
Sistema alimentario – Procesos por los que se cultivan, crían, envasan y distribuyen las sustancias nutritivas
Red alimentaria del estuario de San Francisco
Lista de comportamientos alimentarios
Red alimentaria marina
Red alimentaria microbiana
Entorno natural – Todos los seres vivos y no vivos que se dan de forma natural, generalmente en la Tierra
Red alimentaria del suelo
Ecología trófica de los bosques de algas – Zonas subacuáticas con alta densidad de algas
Relaciones tróficas en los lagos
Relaciones tróficas en los ríos – Tipo de ecosistema acuático con agua dulce corriente
Convenios sobre Biodiversidad, Bioprospección, Bioseguridad, Biodiversidad,

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