La transferencia de energía a través de los niveles tróficos
Respuesta rápida
La productividad depende de los recursos disponibles y de la superficie que ocupa el ecosistema. La energía se pierde como calor y solo cerca del 10\% pasa al nivel trófico siguiente, según la ley del diezmo ecológico.
Solución — Página 91
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Productividad de los ecosistemas
La productividad de un ecosistema depende de la disponibilidad de recursos como agua, luz y nutrientes.
- En el desierto, la escasez de agua limita la producción primaria.
- En el mar abierto, la falta de luz en las aguas profundas y la escasez de nutrientes en las aguas superficiales limitan la productividad.
- En ecosistemas con abundantes recursos, como la selva húmeda tropical y los estuarios, la productividad es alta.
La contribución de un ecosistema a la productividad global depende de dos factores:
- La productividad propia del ecosistema.
- La superficie terrestre que ocupa.
Por ejemplo, el mar abierto tiene baja productividad, pero cubre aproximadamente el 65\% de la superficie terrestre y aporta cerca del 25\% de la productividad total. En cambio, la selva húmeda tropical tiene una productividad muy alta, pero ocupa solamente cerca del 4\% de la superficie terrestre. Por eso, ambos ecosistemas pueden realizar aportes globales semejantes.
Transferencia de energía entre niveles tróficos
La transferencia de energía en los ecosistemas no es completamente eficiente. De acuerdo con la termodinámica, parte de la energía se disipa en forma de calor durante las reacciones químicas y las funciones vitales de los organismos.
Cuando un consumidor primario, como un saltamontes, come una planta, no recibe toda la energía captada por ella. Parte de esa energía:
- Es utilizada por la planta para su metabolismo.
- Se pierde en forma de calor.
- Forma celulosa u otras estructuras que el consumidor no puede digerir.
El saltamontes también utiliza energía para moverse y mantener su cuerpo. Por ello, cuando un ave lo consume, solo una fracción de la energía original queda disponible. El mismo proceso ocurre cuando un halcón consume al ave.
Ley del diezmo ecológico
La ley del diezmo ecológico establece que, aproximadamente, solo el 10\% de la energía de un nivel trófico pasa al nivel trófico inmediatamente superior:
E_{n+1}=0{,}10E_n
Por ejemplo, en una pirámide de energía:
- Productores: 10\,000 unidades de energía.
- Consumidores primarios: 1\,000 unidades.
- Consumidores secundarios: 100 unidades.
- Consumidores terciarios: 10 unidades.
En cada transferencia, cerca del 90\% de la energía no pasa al siguiente nivel, principalmente porque se utiliza en las funciones vitales o se disipa como calor.
Contenido de la página
Productividad ecológica
La productividad de un ecosistema está determinada por los recursos disponibles y por la extensión del ecosistema. La escasez de agua, luz o nutrientes puede reducir la producción primaria.
Flujo de energía
La energía se transfiere desde los productores hacia los consumidores, pero una parte se utiliza en el metabolismo, otra permanece en estructuras no digeribles y una cantidad importante se disipa como calor.
Ley del diezmo ecológico
Solo aproximadamente el 10\% de la energía de un nivel trófico pasa al nivel inmediatamente superior. Por esta razón, la energía disponible disminuye a medida que se asciende en la pirámide trófica.
Ejemplos resueltos
Una cadena alimenticia comienza con productores que contienen 10\,000 unidades de energía. ¿Cuánta energía llegará a los consumidores primarios, secundarios y terciarios?
Aplicamos la ley del diezmo ecológico en cada nivel. Consumidores primarios: 0{,}10\times10\,000=1\,000 unidades. Consumidores secundarios: 0{,}10\times1\,000=100 unidades. Consumidores terciarios: 0{,}10\times100=10 unidades.
Tabla
| Nivel trófico | Energía aproximada |
|---|---|
| Productores | 10\,000 unidades |
| Consumidores primarios | 1\,000 unidades |
| Consumidores secundarios | 100 unidades |
| Consumidores terciarios | 10 unidades |
Fórmulas y ecuaciones
Energía transferida al siguiente nivel: E_{n+1}=0{,}10E_n
Energía perdida aproximadamente: E_{perdida}=0{,}90E_n
E_{n+1}=0{,}10E_n
E_{n+1}=@@MATH_0@@E_n
Glosario (4)
- Termodinámica
- Parte de la física que estudia las relaciones entre el calor y las diferentes formas de energía.
- Productividad primaria
- Cantidad de materia orgánica y energía que producen los organismos productores de un ecosistema.
- Nivel trófico
- Posición que ocupa un organismo dentro de una cadena o red alimenticia.
- Ley del diezmo ecológico
- Principio que indica que aproximadamente el $10\%$ de la energía pasa de un nivel trófico al siguiente.
Temas y conceptos clave
Preguntas que la gente también hace
¿Qué es la ley del diezmo ecológico?
¿Por qué se pierde energía entre los niveles tróficos?
¿Qué factores limitan la productividad de un ecosistema?
- • Reconocer productores y consumidores.
- • Identificar los niveles tróficos de una cadena alimenticia.
- • Comprender que la energía fluye a través de los ecosistemas.
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 3195 caracteres
A. Esvisible la falta de producción primaria neta en un ecosistema desértico,
termodinámica. Parte de la física que estudia las relaciones entre el calor y las diferentes formas de energía.
Por ejemplo, en el desierto, la carestía de agua limita la producción pri- maria. En el mar abierto, la luz falta en aguas profundas, y la escasez de nutrientes limita la productividad en el agua superficial. En los ecosistemas donde todos los recursos son abundantes, la productividad es alta (por ejemplo: en la selva húmeda tropical y en los estuarios).
Entonces, la contribución de un ecosistema a la productividad global de la Tierra está determinada tanto por la productividad del ecosiste- ma como por la porción de Tierra que cubre. El mar abierto, cuya pro- ductividad es baja, cubre alrededor de 65 % de la superficie terrestre, por lo que aporta aproximadamente 25 % de la productividad total de la Tierra. Esta es más o menos la misma aportación global de la selva hú- meda tropical, cuya productividad es muy alta, pero que solo cubre un 4% de la superficie terrestre,
La transferencia de energía a través de los niveles tróficos es ineficiente
El uso de energía nunca es completamente eficiente. Según una de las leyes de la termodinámica, siempre una cantidad de la energía que fluye se disipa en forma de calor.
Todas las reacciones químicas que mantienen vivas a las células producen calor como desperdicio. A nivel macro, la transferencia de energía de un nivel trófico al siguiente también es muy ineficiente.
y
Por ejemplo, cuando un saltamontes (un consumidor primario, segundo nivel trófico) come las hojas de una
Crecimiento y mantenimiento del cuerpo
Energía solar Energía disponi el siguiente
Cr y del cuerpo A Clr omible para el siguiente nivel A bien Crecimiento, prados mantenimiento y órganos de reserva el siguiente nivel Calor
há Energía disp
Consumidor terciario
Consumidor secundaric
Consumidor primario
Productor
A. La ley del diezmo ecológico es la pérdida de energía en los diferentes eslabones de la cadena alimenticia.
planta (un productor), solo una porción de la energía solar atrapada por la planta está disponible para el insecto; cierta cantidad fue aprovechada por la plan- ta para su propio metabolismo, y otra tanta se perdió como calor durante estos procesos. Otra parte de la energía se transformó en celulosa, que el insecto no puede digerir. Por lo tanto, solo una fracción de la ener- gía captada por los productores primarios puede ser usada por los organismos consumidores primarios,
Un ave que se come al saltamontes (el tercer nivel trófico) no obtendrá toda la energía que el insecto adquirió de la planta, ya que una parte se usó para impulsar los saltos, el vuelo y el canto; otra parte de la energía se gastó en la elaboración del exoesqueleto no digerible del saltamontes; y mucha de ella se per- dió como calor.
Asimismo, la energía que proviene del cuerpo del pá- Jaro no estará disponible por completo para el halcón que lo consumirá.
Esto se conoce como la “ley del diezmo ecológico” que establece que solamente se puede capturar el 10 % de la energía del nivel, hacia el nivel trófico inmediato superior de la pirámide.
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