Nivell tròfic

Primer nivell tròfic. Les plantes d’aquesta imatge i les algues i el fitoplàncton del llac són els productors primaris. Agafen nutrients del sòl o de l’aigua i fabriquen els seus propis aliments mitjançant la fotosíntesi, utilitzant l'energia del sol.

El nivell tròfic d’un organisme és la posició que ocupa en una xarxa tròfica. Una cadena alimentària és una successió d’organismes que mengen altres organismes i, al seu torn, es poden menjar ells mateixos. El nivell tròfic d’un organisme és el nombre de passos que fa des de l’inici de la cadena. Una xarxa tròfica comença a nivell tròfic 1 amb productors primaris com ara plantes, es pot traslladar a herbívors a nivell 2, carnívors a nivell 3 o superiors i normalment acaba amb depredadors alfa al nivell 4 o 5. El camí al llarg de la cadena pot formar un flux unidireccional o una "xarxa" alimentària. Les comunitats ecològiques amb més biodiversitat formen camins tròfics més complexos.

La paraula tròfic deriva del grec τροφή (trophē) que fa referència a menjar o aliment.^[1]

Història

El concepte de nivell tròfic va ser desenvolupat per Raymond Lindeman (1942), basat en la terminologia d' August Thienemann (1926): "productors", "consumidors" i "reductors" (modificats per "descomponedors" per Lindeman).^[2][3]

Visió general

Categories de consumidors basades en allò que consumeixen (planta: els tons verds són vius, els tons marrons són morts; animals: els tons vermells són vius, els tons morats són morts; o partícules: tons grisos) i l'estratègia d’alimentació (recol·lector: tonalitat més clara de cada color; miner; tonalitat més fosca de cada color)

Les tres maneres bàsiques en què els organismes obtenen aliments són els productors, els consumidors i els descomponedors.

• Els productors (autòtrofs) solen ser plantes o algues. Les plantes i les algues no solen menjar altres organismes, sinó que extreuen nutrients del sòl o de l’oceà i fabriquen els seus propis aliments mitjançant la fotosíntesi. Per aquest motiu, s’anomenen productors primaris. D’aquesta manera, és l'energia del sol la que sol alimentar la base de la cadena alimentària.^[4] Hi ha una excepció en els ecosistemes hidrotermals de les aigües profundes, on no hi ha llum solar. Aquí els productors primaris fabriquen aliments mitjançant un procés anomenat quimiosíntesi.^[5]
• Els consumidors (heteròtrofs) són espècies que no poden fabricar el seu propi aliment i necessiten consumir altres organismes. Els animals que mengen productors primaris (com les plantes) s’anomenen herbívors. Els animals que mengen altres animals s’anomenen carnívors i els que mengen tant plantes com altres animals es diuen omnívors.
• Els descomponedors (detritívors) descomponen el material i els residus vegetals i animals morts i els tornen a alliberar com a energia i nutrients a l'ecosistema per reciclar-los. Els descomponedors, com ara bacteris i fongs (bolets), s’alimenten de residus i matèria morta, convertint-los en productes químics inorgànics que es poden reciclar com a nutrients minerals perquè les plantes puguin tornar a utilitzar-les.

Els nivells tròfics es poden representar mitjançant nombres, començant pel nivell 1 amb plantes. Posteriorment, es numeren altres nivells tròfics segons la distància a la qual es troba l’organisme al llarg de la cadena alimentària.

• Nivell 1: les plantes i les algues fabriquen els seus propis aliments i s’anomenen productors.
• Nivell 2: els herbívors mengen plantes i s’anomenen consumidors principals.
• Nivell 3: els carnívors que mengen herbívors s’anomenen consumidors secundaris.
• Nivell 4: els carnívors que mengen altres carnívors s’anomenen consumidors terciaris.
• Els Depredador alfa per definició no tenen depredadors i es troben a la part superior de la seva xarxa tròfica.

• 
  Segon nivell tròfic
  Els conills mengen plantes al primer nivell tròfic, de manera que són els principals consumidors.
• 
  Tercer nivell tròfic
  Les guineus mengen conills al segon nivell tròfic, de manera que són consumidors secundaris.
• 
  Quart nivell tròfic
  Les àguiles daurades mengen guineus al tercer nivell tròfic, de manera que són consumidors terciaris.
• 
  Descomponedors
  Els fongs d'aquest arbre s'alimenten de matèria morta, convertint-los en nutrients que els productors primaris poden utilitzar.

Als ecosistemes del món real, hi ha més d’una cadena alimentària per a la majoria d’organismes, ja que la majoria d’organismes mengen més d’un tipus d’aliment o són menjats per més d’un tipus de depredadors. Un diagrama que estableix la intricada xarxa de cadenes alimentàries que es creuen i se superposen per a un ecosistema s’anomena xarxa alimentària. Els descomponedors solen quedar fora de les xarxes alimentàries, però si s’inclouen, marquen el final d’una cadena alimentària. Així, les cadenes alimentàries comencen amb els productors primaris i acaben amb la descomposició i la descomposició. Atès que els descomponedors reciclen els nutrients, deixant-los perquè puguin ser reutilitzats pels productors primaris, de vegades es considera que ocupen el seu propi nivell tròfic.

El nivell tròfic d'una espècie pot variar si escull una dieta. Pràcticament totes les plantes i el fitoplàncton són purament fotòtrofs i es troben exactament al nivell 1.0. Molts cucs són al voltant de 2,1; insectes 2.2; meduses 3.0; ocells 3.6.^[6] Un estudi del 2013 calcula el nivell tròfic mitjà dels éssers humans en 2,21, similar als porcs o anxoves.^[7] Aquesta és només una mitjana i, evidentment, els hàbits alimentaris humans moderns i antics són complexos i varien molt. Per exemple, un esquimal tradicional que viu amb una dieta que consisteix principalment en foques tindria un nivell tròfic de gairebé 5.^[8]

Eficiència de la transferència de biomassa

Una piràmide d’energia il·lustra la quantitat d’energia que es necessita a mesura que flueix cap amunt per suportar el següent nivell tròfic. Només el 10% de l'energia transferida entre cada nivell tròfic es converteix en biomassa.

En general, cada nivell tròfic es relaciona amb el que hi ha a sota absorbint part de l'energia que consumeix, i d’aquesta manera es pot considerar que descansa sobre el següent nivell tròfic inferior o que el recolza. Es poden diagramar les cadenes alimentàries per il·lustrar la quantitat d'energia que es mou d'un nivell d'alimentació al següent en una cadena alimentària. Això s’anomena piràmide energètica. L'energia transferida entre nivells també es pot considerar aproximada a una transferència de biomassa, de manera que les piràmides energètiques també es poden veure com piràmides de biomassa, representant la quantitat de biomassa que resulta en nivells més alts a partir de la biomassa consumida en nivells inferiors. No obstant això, quan els productors primaris creixen ràpidament i es consumeixen ràpidament, la biomassa en qualsevol moment pot ser baixa; per exemple, la biomassa del fitoplàncton (productor) pot ser baixa en comparació amb la biomassa del zooplàncton (consumidor) de la mateixa zona de l'oceà.^[9]

L'eficiència amb què l'energia o la biomassa es transfereix d'un nivell tròfic a un altre s'anomena eficiència ecològica. Els consumidors de cada nivell converteixen de mitjana només aproximadament el 10% de l'energia química dels seus aliments en el seu propi teixit orgànic (la llei del deu per cent). Per aquest motiu, les cadenes alimentàries poques vegades s’estenen a més de 5 o 6 nivells. Al nivell tròfic més baix (la part inferior de la cadena alimentària), les plantes converteixen aproximadament l’1% de la llum solar que reben en energia química. D’això es desprèn que l'energia total present originalment a la llum solar incident que finalment s’incorpora en un consumidor terciari és d’aproximadament el 0,001%

Evolució

Tant el nombre de nivells tròfics com la complexitat de les relacions entre ells evolucionen a mesura que la vida es diversifica a través del temps, amb l'excepció dels esdeveniments d'extinció massiva intermitents.^[10]

Referències

1. «Definition of Trophic». www.merriam-webster.com. [Consulta: 16 abril 2017].
2. Lindeman, R. L. (1942). The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology 23: 399–418. link Arxivat 2017-03-29 a Wayback Machine..
3. Thienemann, A. 1926. Der Nahrungskreislauf im Wasser. Verh. deutsch. Zool. Ges., 31: 29-79, link. [Also at: Zool. Anz. Suppl., 2: 29-79.]
4. Science of Earth Systems. Cengage Learning, 2002, p. 537. ISBN 978-0-7668-3391-3. 
5. van Dover, Cindy. The Ecology of Deep-sea Hydrothermal Vents. Princeton University Press, 2000, p. 399. ISBN 978-0-691-04929-8. 
6. Biodiversity and Morphology: Table 3.5 in Fish on line, Version 3, August 2014. FishBase
7. Yirka, Bob Proceedings of the National Academy of Sciences, 110, 51, 03-12-2013, pàg. 20617–20620. Bibcode: 2013PNAS..11020617B. DOI: 10.1073/pnas.1305827110. PMC: 3870703. PMID: 24297882.
8. Campbell, Bernard Grant. Human Ecology: The Story of Our Place in Nature from Prehistory to the Present, 1995, p. 12. ISBN 9780202366609. 
9. Behrenfeld, Michael J. Nature Climate Change, 4, 10, 2014, pàg. 880–887. Bibcode: 2014NatCC...4..880B. DOI: 10.1038/nclimate2349.
10. Sahney, S.; Benton, M.J. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 275, 1636, 2008, pàg. 759–65. DOI: 10.1098/rspb.2007.1370. PMC: 2596898. PMID: 18198148.

 

Enllaços externs

• Nivells tròfics de la BBC.