Les vencimos

1º Bachillerato Biología, Geología y Ciencias Ambientales

Lección 06 · B · Ecología y sostenibilidad

Energía que fluye y redes tróficas

1º Bachillerato Biología, Geología y Ciencias Ambientales · CyL Decreto 40/2022 · bloque B

Objetivos

  1. Distinguir el flujo de energía del ciclo de la materia.
  2. Comparar una cadena con una red y decir qué oculta la cadena.
  3. Explicar por qué la pirámide de energía no se invierte y la de biomasa sí puede hacerlo.
  4. Resolver un problema con el 10 % declarado como modelo.

Explicación

En un ecosistema la materia circula y la energía fluye. No son el mismo dibujo. Los átomos de carbono o de fósforo pueden volver a un productor; la energía lumínica que ese productor fijó no vuelve a ser luz. En cada transferencia una parte se disipa como calor y deja de estar disponible para el nivel siguiente.

La entrada mayoritaria es la radiación solar, fijada en la fotosíntesis. Una fracción pequeña de la luz que llega acaba en biomasa: el orden de magnitud que se cita a menudo es alrededor del 1 % de la radiación incidente, y varía mucho con el ecosistema. No es una constante para memorizar como si fuera g. De la producción bruta hay que restar la respiración del propio productor. Lo que queda es la producción neta, lo único que puede pasar a los herbívoros. La quimiosíntesis existe en algunos fondos y manantiales; no es la entrada de un encinar ni de un pastizal.

Una cadena es un camino: productor → herbívoro → carnívoro. Una red es el conjunto de caminos reales, con omnívoros y con especies que comen en más de un nivel. La cadena enseña el flujo y esconde las alternativas. La red no recicla la energía: solo reparte las mismas pérdidas por más flechas. Los descomponedores no coronan la pirámide. Reciben materia muerta de varios niveles y, al respirar, también disipan calor.

La regla del 10 % es un modelo, asociado a la idea de eficiencia ecológica de Lindeman: de la energía que entra en un nivel, alrededor de una décima parte pasa al siguiente. En ecosistemas reales la eficiencia a menudo queda en un intervalo del orden del 5 % al 20 %. Usar 10 % sin decir que es un supuesto convierte un atajo de clase en una ley que no existe.

Cadena lineal frente a red con un omnívoro Cadena hierba saltamontes musaraña Red hierba fruto saltamontes zorro musaraña

En la red el zorro come en más de un sitio. Quitar el saltamontes no deja a todos sin comida, como sugeriría la cadena. La energía sigue sin reciclarse.

Pirámide de energía del modelo del 10 por ciento, con pérdida en forma de calor carnívoro 2 · 20 kJ carnívoro 1 · 200 kJ herbívoros · 2 000 kJ productores (PN) · 20 000 kJ calor calor Modelo, no ley. Datos de ejemplo.

La pirámide de energía (energía por unidad de tiempo) se dibuja derecha: cada piso dispone de menos energía utilizable que el de abajo. La de números puede invertirse: un roble y miles de insectos. La de biomasa también, sobre todo en el agua, cuando el fitoplancton tiene poca masa en un instante y se renueva muy deprisa: el zooplancton puede pesar más en esa foto y, aun así, consumir menos energía por unidad de tiempo de la que el fitoplancton fija. Invertir la biomasa no invierte el flujo.

Glosas de esta lección

Ejemplo resuelto

Problema. Un pastizal, en un intervalo de tiempo, tiene una producción neta de los productores de 20 000 kJ. Cifra de datos de ejemplo, no un pastizal medido en la Meseta.

  1. Supuesto explícito. Se usa el modelo del 10 % en cada paso. No es una ley. Si no escribes el supuesto, el número cuelga.
  2. Herbívoros. 20 000 × 0,10 = 2 000 kJ.
  3. Carnívoros primarios. 2 000 × 0,10 = 200 kJ.
  4. Carnívoros secundarios. 200 × 0,10 = 20 kJ.
  5. Qué se fue.
    20 000 − 2 000 = 18 000 kJ
    En el primer paso faltan 18 000 kJ, que no «desaparecen del universo»: no quedan como energía química disponible para el nivel siguiente. Una parte grande es calor de la respiración y otra no se consume.
  6. Si el modelo fuera del 20 %.
    20 000 × 0,20 = 4 000 kJ (herbívoros)
    4 000 × 0,20 = 800 kJ (carnívoros primarios)
    800 × 0,20 = 160 kJ (secundarios)
    El quinto nivel seguiría siendo pobre, pero el número cambia. Por eso hay que declarar el porcentaje.
  7. Red. Si el carnívoro secundario también come herbívoros, la cadena de cuatro pisos exagera su altura trófica. La red no le regala los 20 000 kJ.

En la vida real

Un pastizal que no hemos medido

Un encinar o un pastizal de la cuenca del Duero no trae de fábrica el número 20 000 kJ. Ese era el ejemplo. Lo que sí se aplica es el mecanismo: la producción neta es lo que pueden comer los herbívoros, y cada salto deja menos energía química disponible. Pedir «el 10 % de mi comarca» sin un estudio es convertir el modelo en un dato local falso.

Laboratorio · L06 Abrir en pestaña →

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Comprueba

1. ¿Los descomponedores forman el piso de arriba de la pirámide de energía?

Respuesta. No. Reciben detritos de varios niveles y respiran. No son un carnívoro más alto.

Por qué: colocarlos arriba sugiere que concentran la energía, y hacen lo contrario: la disipan al mineralizar.

2. Un roble y diez mil insectos. ¿La pirámide de energía está invertida?

Respuesta. No. La de números sí puede estarlo. La energía fijada por el roble por unidad de tiempo sigue siendo mayor que la que pasa a los insectos.

Por qué: confundir individuos con julios es el error que el modelo quiere evitar.

3. ¿Por qué hay que escribir «modelo del 10 %» al lado del resultado 2 000 kJ?

Respuesta. Porque con un 20 % el resultado sería 4 000 kJ. El número no viaja solo.

Por qué: presentarlo como ley hace creer que todos los ecosistemas rinden exactamente esa fracción.

Dibuja la cadena de la lección (productor, herbívoro, carnívoro) y señala que la energía fluye y no vuelve.

Mini cierre

La energía fluye y la materia circula. La red muestra vías que la cadena esconde. La pirámide de energía del modelo se estrecha: 20 000, 2 000, 200 y 20 kJ si, y solo si, aceptas el 10 %. Ese porcentaje no es una ley.

Reto Profesor

Cambiar el supuesto

Repite el problema de 20 000 kJ con un 5 % en cada salto, declara que es un modelo y di si un cuarto nivel sigue siendo razonable. No uses una cifra de producción de ningún municipio.

reto_id: bach1-bgca-L06