Pirámides de energía

Conoce el mecanismo de representación del flujo energético en los ecosistemas a través de pirámides de energía, la regla del 10% y productividad.


El traspaso de energía entre un nivel del ecosistema y otro está marcado por la pérdida en forma de calor hacia el ambiente, dado por las leyes de la termodinámica (ley de la entropía). El que los traspasos energéticos no sean completamente eficientes produce un déficit energético hacia los niveles terminales de los ecosistemas (consumidores terciarios, cuaternarios), el cual debe ser suplido por un mayor consumo y depredación de estos hacia los niveles menores. Las diferencias energéticas de cada nivel pueden ser presentadas en pirámides energéticas, las que simbolizan de manera gráfica el traspaso de energía entre un nivel y otro y la pérdida dada entre ellos. De acuerdo a las mediciones realizadas de manera experimental, se estima que en cada traspaso de energía entre un nivel y otro se disipa al ambiente un 10% de la energía total, de modo que, si se comienza con un total de 20000 kcal/m2 a nivel de productores, la energía que recibirá el siguiente nivel (consumidores primarios) será solamente 2000 kcal/m2, y a su vez los consumidores terciarios 200 kcal/m2. La escases energética dada hacia los niveles terminales determinará la envergadura de las relaciones tróficas dadas en un ecosistema, y es por esto que en general estas redes y entramados no superan desde los consumidores terciarios, siendo escasas aquellas con consumidores cuaternarios y más.

Pirámide de energía

Productividad

Dependiendo de la cantidad de energía que esté disponible en un nivel del ecosistema será posible determinar cuán grande será la cadena trófica que pueden sostener los productores. La cantidad de energía que ingresa a nivel de productores será determinante al momento de analizar cuantos organismos pueden depender de ellos. Existen dos tipos de productividad que es posible calcular mediante procedimientos matemáticos simples:

  • Productividad primaria bruta (PPB): la PPB es la expresión de la energía usada por los productores en un tiempo y área determinada. Se expresa en kilocalorías por área por tiempo, y es indicador de la biomasa (cantidad de materia que posee un nivel del ecosistema) que pueden desarrollar y mantener los productores para sustentarse a sí mismos y a los demás niveles del ecosistema. Se calcula de la siguiente manera:

Ejemplo: un cultivo de 500 m2 de maíz, el cual posee una vida media de 100 días, produce en este periodo de tiempo un total de 900 kg de glucosa, y se sabe que un gramo de glucosa equivale a 4 kcal. Entonces, en 900 kg de glucosa hay 9000 gramos de glucosa, las que poseen en total 36000 kcal (9000 gramos multiplicados por 4 kcal). Si el cultivo posee un área de 500 m2, entonces la cantidad de energía que este cultivo de maíz produce en un año por cada m2 es de 72 kcal/m2 por año.

  • Productividad primaria neta (PPN): la PPN es la relación entre lo que acumulan como biomasa los productores, y la energía que deben destinar a su gasto energético para sustentarse y sobrevivir. La relación matemática que permite el cálculo de esta es:

PPN = PPB – respiración celular

Pirámides de biomasa y número.

Las pirámides de masa y número permiten estudiar la energía circulante en los ecosistemas de manera indirecta, sin conocer el valor energético de ellas, pero a través de indicadores como la cantidad de materia que posee un nivel del ecosistema o la cantidad de organismos que forman parte de uno de estos niveles.

  • Pirámide de biomasa: estas poseen una estructura muy similar a las pirámides de energía, donde la mayor cantidad de biomasa se agrupa en los estratos basales de la pirámide y hacia los terminales hay menor biomasa.
  • Pirámide de número: estas suelen no coincidir con las pirámides de energía y biomasa, ya que son representaciones de la cantidad individual de organismos pertenecientes a cada nivel del ecosistema.