Red trófica

Una red trófica, (red alimentaria o un ciclo alimenticio) es la interconexión natural de las cadenas alimenticias y generalmente es una representación gráfica (usualmente una imagen) de quién se come a quién en una comunidad ecológica.Esta categorización comprende a: Para mantener sus cuerpos, crecer, desarrollarse y reproducirse, los autótrofos producen materia orgánica desde sustancias inorgánicas, incluyendo minerales y gases como el dióxido de carbono.Antes, en 1768, John Brucker describió a la naturaleza como una "red continua de vida".Los ecólogos usan esas simplificaciones en modelos cuantitativos o matemáticos de los sistemas consumidor-recurso para estudiar su dinámica.Los ecologistas agrupan a todas las formas de vida en dos grupos tróficos: los autótrofos y los heterótrofos.[6]​[7]​[8]​ Las conexiones en una red alimenticia unen nodos, que son taxones biológicos llamados especies tróficas.Las especies tróficas son grupos funcionales que tienen los mismos depredadores y presas dentro de la red alimenticia.Las especies basales pueden ser autótrofos o detritívoros, incluyendo "la descomposición de materia orgánica y sus microorganismos asociados que se definen como detrito, material micro inorgánico y microorganismos asociados así como material vegetal vascular.[14]​[17]​ El concepto ha servido como herramienta cuantitativa, pero tiene varias limitaciones mayores incluyendo la precisión con la cual se puede relacionar a un organismo con un cierto nivel trófico.Sin embargo, investigaciones recientes revelan que los niveles tróficos sí existen, pero que "encima del nivel de los herbívoros, las redes alimenticias se clasifican mejor como una red compleja de omnívoros".Esto es conocido como la hipótesis de arriba-abajo o del mundo verde.De manera opuesta a la primera hipótesis, no toda la materia vegetal se puede consumir y la calidad nutricional y posibles defensas químicas de las plantas sugieren un modelo abajo-arriba.Por ejemplo, los depredadores que consumen herbívoros influencian indirectamente el control y regulación de la producción primaria en plantas.El efecto neto de las relaciones directas e indirectas se llama cascada trófica.La influencia relativa que tienen los parámetros en las redes alimenticias se relacionan con interrogantes como:Usualmente hay un máximo de cuatro o cinco conexiones en una cadena alimenticia, aunque en sistemas acuáticos suele haber más.[39]​ Los autótrofos tienen la mayor producción global de biomasa, con los microbios como contendiente que a veces los iguala o supera.Sin embargo, son capaces de reproducirse lo suficientemente rápido para soportar una biomasa más grande.Los ecologistas emplean estequiometría para analizar los elementos principales encontrados en todos los organismos: carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P).[44]​[45]​[46]​ Los nutrientes minerales son los recursos materiales que los organismos necesitan para el crecimiento, desarrollo y vitalidad.[18]​ "Estas omisiones y problemas son razones de preocupación, pero según las evidencias actuales, no representan dificultades irresolvibles.Los hongos producidos por descomponedores en la red detrítica se convierten una fuente de energía para ciervos, ardillas y hasta ratón.Estudios de microcosmos se usan para simplificar la investigación en redes alimenticias para unidades semi-aisladas como troncos en descomposición y experimentos en laboratorio que utilizan organismos que se reproducen rápidamente, como dafnia alimentada por algas en ambientes controlados en recipientes de agua.[70]​[71]​[72]​ La conectancia es la "fracción de todas las posibles conexiones que se llevan a cabo en una red".[73]​: 12917  Estos conceptos fueron derivados y estimulados a través del supuesto que la complejidad lleva a la estabilidad en las redes alimenticias, al incrementar el número de niveles tróficos en ecosistemas más ricos en especies.[75]​ La complejidad tiene diversos significados en las ciencias de la vida y en la esfera pública por lo que se causa confusión en su aplicación como un término preciso con propósitos científicos analíticos.La complejidad explica muchos principios acerca de la organización propia, no-linearidad, discontinuidad, emergencia y estabilidad en las redes alimenticias."[58]​ Las redes alimenticias son complejas en la forma en que cambian de tamaño, tanto debido a las estaciones como geográficamente.[59]​[60]​ "Esto lleva a anomalías, como que los cálculos de una red alimenticia arrojen que un ecosistema pueda soportar a una mitad de superpredadores carnívoros, sin especificar la dirección"[61]​ Sin embargo, se han identificado diferencias reales en estructura y función al compara diferentes tipos de redes alimenticias ecológicas.Muchos ecologistas teóricos, incluyendo a Sir Robert May[96]​ y Stuart Pimm[97]​ han sido llevados por este descubrimiento y otros a estudiar las propiedades matemáticas de las redes alimenticias.
Dibujo minimalista que representa a una red trófica en un bosque.
Una red alimentaria está formada por todas las cadenas alimentarias de un solo ecosistema.
Una red alimenticia simplificada que ilustra una cadena trófica de tres elementos. (productores-herbívoros-carnívoros) ligados a descomponedores. El movimiento de los nutrientes minerales es cíclico mientras que el de energía es unidireccional. Las especies tróficas están en círculos como nodos y las flechas ilustran las conexiones. [ 2 ] ​ [ 3 ] ​
Una pirámide trófica (a) y una simplificada red alimenticia (b) ilustrando las relaciones ecológicas entre las criaturas que son típicas de un ecosistema terrestre boreal. La pirámide trófica representa la biomasa de forma aproximada (usualmente medida como peso seco total) en cada nivel. Las plantas generalmente tienen la mayor biomasa. Los nombres de las categorías tróficas se muestran a la derecha de la pirámide. Algunos ecosistemas, como los humedales, no se organizan de forma de pirámide estrictamente, ya que las plantas acuáticas no son tan productivas como las terrestres de larga vida (árboles). Las pirámides tróficas son generalmente de uno de tres tipos: 1) de números 2) de biomasa, 3) de energía. [ 11 ] ​
Los estudios paleoecologicos reconstruyen cadenas alimenticias y niveles tróficos. Las principales productoras forman la base (esferas rojas), los depredadores encima (esferas amarillas), con las ligas representado ligas o conexiones de alimentación. Las redes alimenticas originales (izquierdo) son simplificadas (derecho) al agregar grupos que se alimentan con algo de común. [ 57 ] ​
Ilustración de una red alimenticia de suelo
La red alimenticia de Bear Island hecha por Victor Summerhayes y Charles Elton en 1923. (Las flechas simbolizan a un organismo siendo consumido por otro).