Selecciona un ecosistema, aplica una perturbación y observa cómo la cascada trófica transforma cada nivel. Aprende la regla del 10 % de la energía en acción.
Pirámide trófica
El ecosistema está en equilibrio. Las poblaciones se mantienen estables gracias al balance entre predadores y presas. Cada nivel trófico regula al siguiente mediante retroalimentación negativa.
12 casos, siempre los mismos y en el mismo orden: un profesor puede decir «haz los casos 3, 7 y 11». En cada uno, predice antes de tocar el simulador. Al comprobar, tu predicción queda fijada y se abre el botón para cargar el caso arriba y ver la cascada con tus propios ojos.
Casos comprobados: 0 de 12 · aciertos: 0
SabanaSequíaIntensidad: 50 %
En el ecosistema Sabana se aplica la perturbación «Sequía» con una intensidad del 50 % (la falta de lluvia reduce drásticamente los productores). Antes de tocar el simulador, predice: ¿qué les pasa a los carnívoros?
Situación de partida: productores 100 · herbívoros 42 · carnívoros 16 · superdepredadores 6
La sequía no toca a los carnívoros. Pregúntate de qué comen sus presas.
La regla del 10 %, las cascadas tróficas y las especies clave explicadas
Una cadena trófica es la secuencia ordenada de organismos en un ecosistema según quién come a quién. Cada eslabón se denomina nivel trófico: productores (plantas, algas, fitoplancton), consumidores primarios (herbívoros), consumidores secundarios (carnívoros) y depredadores ápice o superdepredadores.
La llamada regla del 10 %, que se suele atribuir al trabajo de Raymond Lindeman (1942), resume una tendencia media: de la energía acumulada en un nivel trófico, en promedio solo en torno al 10 % llega a formar parte del siguiente. No es una ley exacta: el propio Lindeman no la llamó ley y citó eficiencias desde el 0,1 % hasta el 37,5 %, y la cifra real cambia mucho entre ecosistemas y grupos de organismos. El resto se pierde como calor en la respiración o queda en heces, restos y tejidos no consumidos, que aprovechan los descomponedores. Por eso la pirámide de energía tiene base ancha: hace falta mucha vegetación para mantener a pocos depredadores ápice.
| Ecosistema | Productor base | Herbívoro clave | Depredador tope | Amenaza principal |
|---|---|---|---|---|
| Pradera | Gramíneas (Poaceae) | Conejos, topillos | Águila real | Desertificación |
| Bosque Templado | Robles y hayas | Ciervos (Cervus elaphus) | Lobo gris | Deforestación |
| Océano | Fitoplancton | Zooplancton / krill | Gran tiburón blanco | Acidificación + sobrepesca |
| Sabana | Gramíneas tropicales | Cebras y ñus | León africano | Sequía + fragmentación |
| Tundra Ártica | Líquenes y musgos | Caribús, lemmings | Lobo, zorro ártico | Deshielo ártico (cambio climático) |
| Manglar | Mangle (Rhizophora spp.) | Cangrejos fangosos | Cocodrilo marino | Tala costera, contaminación |
Tras la vuelta de los lobos bajó el número de uapitíes (Cervus canadensis) y en algunos lugares se recuperaron sauces y álamos. Se propuso como ejemplo de cascada trófica, y se llegó a decir que estabilizó las orillas de los ríos, pero es un caso debatido: en la caída de los uapitíes también influyeron otros depredadores, la caza y el clima, y estudios de campo de hasta 20 años (Marshall, Hobbs y Cooper, 2013; Hobbs et al., 2024) encuentran que los sauces apenas se recuperan donde los arroyos se encajaron tras desaparecer los castores.
Según Myers et al. (2007, Science), el desplome de los grandes tiburones costeros en varias décadas disparó la población de rayas (sus presas), cuya depredación bastó para acabar con una pesquería de vieira que llevaba un siglo activa en Carolina del Norte. Es un ejemplo muy citado, pero discutido: Grubbs et al. (2016) reexaminaron los datos y sostienen que faltan las pruebas de cada eslabón que una cascada trófica exige.
Los árboles amazónicos generan los «ríos voladores» que alimentan las lluvias en el sur de Sudamérica. Sin productores, no solo colapsa la cadena trófica local: también cambia el régimen hídrico regional, afectando a ecosistemas a miles de kilómetros de distancia.
El exceso de nutrientes (nitratos, fosfatos) dispara la producción de algas (nivel productor). Al morir las algas, las bacterias las descomponen consumiendo todo el oxígeno. El lago se vuelve anóxico y prácticamente todos los niveles superiores de la cadena trófica colapsan.
Una especie clave es aquella cuyo impacto en el ecosistema es desproporcionadamente grande en relación con su biomasa. Su desaparición provoca cambios radicales en la estructura de toda la comunidad biológica. Ejemplos: el lobo en los bosques boreales, la nutria marina en los kelps del Pacífico, los elefantes en la sabana africana y las estrellas de mar Pisaster en la costa noroeste de EE. UU. (el caso original descrito por Paine, 1969).
En el simulador, prueba "caza excesiva del depredador" al 100 % en la pradera: los carnívoros caen a un tercio y el efecto recorre toda la pirámide, apagándose a cada nivel. El modelo tiene un suelo de población y no llega a cero —es una simplificación, no una afirmación de que un nivel no pueda extinguirse—, pero la forma de la cascada es la misma que describen los casos reales de arriba.
Porque la energía se disipa en cada transferencia. De media, solo en torno al 10 % pasa al nivel siguiente (la cifra real varía mucho); el resto se usa en el metabolismo y se pierde como calor, o queda en partes no consumidas (raíces, huesos, celulosa). Con una eficiencia del 10 % en cada paso, 1 kg de depredador ápice necesitaría del orden de 10 kg de carnívoro, 100 kg de herbívoro y 1.000 kg de productor. Esa pérdida en cada paso es una de las razones de que las cadenas tróficas sean cortas.
La segunda ley de la termodinámica es la raíz de este principio: en toda transferencia de energía siempre hay pérdidas irrecuperables (entropía).
Una cascada trófica es el efecto indirecto que la alteración de un nivel trófico produce en los niveles no adyacentes. Puede ser descendente (top-down): cuando los depredadores controlan a los herbívoros y esto beneficia a las plantas; o ascendente (bottom-up): cuando la disponibilidad de recursos (plantas, nutrientes) determina la abundancia de todos los niveles superiores.
La mayoría de ecosistemas funcionan con ambas direcciones al mismo tiempo, aunque generalmente domina una según el contexto.
Un contaminante persistente (que el organismo no degrada ni elimina bien, como el DDT o el mercurio) se acumula en los tejidos (bioacumulación) y pasa al depredador con cada presa que se come, así que su concentración aumenta a cada nivel que sube (biomagnificación). En un estuario de Long Island (EE. UU.), Woodwell, Wurster e Isaacson (Science, 1967) midieron DDT desde 0,04 partes por millón en el plancton hasta 75 en una gaviota: más de tres órdenes de magnitud.
La «Contaminación del agua» del simulador solo sigue la falta de alimento: golpea a los productores y el efecto se apaga al subir, así que los superdepredadores salen como el nivel menos afectado. Con un tóxico persistente, en la realidad suelen ser los que acumulan las dosis más altas.
Pocos: lo habitual es que una cadena no pase de cinco niveles. Una razón es energética: si en cada paso llegara el 10 %, al quinto nivel le quedaría el 0,01 % de la energía que fijaron los productores, y al sexto, el 0,001 %. No es una imposibilidad matemática —la eficiencia real de cada paso varía y hay cadenas algo más largas—, sino una dificultad creciente para sostener poblaciones viables arriba del todo.
La energía no es la única explicación que se ha propuesto: otras hipótesis relacionan la longitud de las cadenas con el tamaño del ecosistema o con el tipo de hábitat.
Una cadena trófica es una secuencia lineal simplificada: A → B → C → D. Una red trófica representa la realidad: cada especie puede comer a varias otras y ser comida por varias. En los ecosistemas reales, las redes son enormemente complejas.
Si esa complejidad las hace más estables es un debate abierto. May (1972) mostró con modelos de comunidades ensambladas al azar que más especies y más conexiones tienden a desestabilizarlas, y la discusión sigue viva (McCann, 2000). Lo observado en redes reales es más acotado: Dunne, Williams y Martinez (2002) encontraron que la resistencia a las extinciones en cadena crece con la conectancia (la proporción de enlaces posibles que existen de verdad), pero no con el número de especies.
Este simulador usa cadenas simplificadas (4 niveles). Los ecosistemas reales tienen redes con decenas o cientos de especies interconectadas.
Determina si la perturbación afecta a los productores (sequía, contaminación), herbívoros (plaga), carnívoros (caza) o superdepredadores. El nivel directamente impactado es el punto de partida de la cascada. Si es un contaminante persistente, piensa además en la biomagnificación, que este simulador no calcula.
Si el nivel afectado baja: los depredadores del nivel superior pierden presas (efecto hacia arriba) y las presas del nivel inferior se liberan de depredación (efecto hacia abajo). Si sube: ocurre lo contrario.
Como aproximación orientativa (no una ley empírica), cada nivel trófico tiende a atenuar el impacto: en este simulador cada nivel transmite a su vecino el 70 % de su cambio relativo, así que un cambio del 50 % en un nivel se traduce en un 35 % en el nivel de al lado y en un 24,5 % en el siguiente (mientras ningún nivel toque el suelo o el techo de población del modelo), porque los ecosistemas tienen cierta inercia y capacidad de amortiguación. Puedes seguirlo tú: prueba «caza excesiva del depredador» al 71 % en la pradera y verás −50 % en carnívoros, +35 % en herbívoros y −24 % en productores (redondeados: el cambio exacto de los carnívoros es −49,7 %). La magnitud real varía mucho según el ecosistema y las especies implicadas.
Si el nivel afectado contiene una especie clave (keystone species), el impacto real será mucho mayor que el predicho por el modelo simple. Las especies clave tienen efectos desproporcionados sobre la estructura del ecosistema.
Algunos ecosistemas son más resilientes (bosques templados) que otros (tundra ártica). La velocidad de recuperación depende de la reproducción de las especies, la conectividad del ecosistema y si se eliminó la causa de la perturbación.
Pregúntate: ¿qué especie, si desapareciese, cambiaría radicalmente este ecosistema? Suele ser un depredador ápice o un ingeniero del ecosistema (castores, elefantes). No siempre es el más abundante.
Multiplica la producción primaria (kJ/m²/año) por 0,10 en cada paso. Si la pradera produce 10.000 kJ/m²/año, los herbívoros tendrán ~1.000, los carnívoros ~100 y los superdepredadores ~10 kJ/m²/año.
Bacterias y hongos descomponen la materia orgánica de todos los niveles y devuelven nutrientes al suelo o al agua. Sin ellos, los ciclos biogeoquímicos se romperían y los productores quedarían sin nutrientes.
La pirámide de energía siempre es cónica (base ancha). La de biomasa casi siempre también. Pero la de número de individuos puede invertirse: un árbol (un individuo, mucha biomasa) puede albergar miles de insectos herbívoros.