Lo que vas a aprender
Todo ecosistema funciona con energía que empieza como luz del sol. En palabras sencillas: la energía pasa de las plantas a los animales que se las comen, y la cantidad de seres vivos sube y baja según la cantidad de alimento.
Esta lección sigue esa energía a medida que pasa de las plantas a los animales. También explica por qué las poblaciones suben, bajan y se estabilizan. Vas a aprender:
- cómo leer cadenas alimentarias y redes alimentarias y nombrar el papel de cada organismo (productor, consumidor, descomponedor);
- qué son los niveles tróficos y por qué una pirámide de energía se reduce cerca de un 90% en cada escalón;
- cómo la capacidad de carga y los factores limitantes controlan el tamaño de una población;
- cómo la relación depredador-presa, la competencia y la simbiosis (mutualismo, comensalismo, parasitismo) dan forma a las comunidades.
Cómo aparece en el GED®: espera un diagrama de red alimentaria, una pirámide de energía, una gráfica de población o un experimento corto. Luego las preguntas te piden:
- nombrar el papel de cada organismo;
- predecir qué pasa si desaparece una especie;
- aplicar la regla del 10%;
- explicar una tendencia de población.
Estos son de los estímulos más comunes de Ciencias de la vida, y premian la lectura cuidadosa de flechas y ejes.
Vocabulario
- ecosistema — todos los seres vivos de un área, más su entorno sin vida. Ejemplo: un estanque con sus peces, plantas, agua y luz del sol.
- productor (autótrofo) — fabrica su propio alimento, normalmente por fotosíntesis (el pasto, las algas).
- consumidor (heterótrofo) — obtiene energía comiendo otros organismos (el conejo, el halcón).
- herbívoro / carnívoro / omnívoro — come plantas / come animales / come ambos (el venado / el lobo / el oso).
- descomponedor — descompone la materia muerta y los desechos, y devuelve los nutrientes al suelo (las bacterias, los hongos).
- cadena alimentaria — un solo camino de la energía: pasto → conejo → zorro.
- red alimentaria — muchas cadenas alimentarias conectadas en un mismo ecosistema.
- nivel trófico — la posición de un organismo según lo que come (productor = nivel 1, consumidor primario = nivel 2, y así sucesivamente).
- pirámide de energía — un diagrama que muestra la energía disponible en cada nivel trófico.
- población — todos los miembros de una especie en un área (todos los conejos de una isla).
- comunidad — todas las poblaciones de distintas especies en un área.
- capacidad de carga — la población más grande que un ambiente puede mantener a lo largo del tiempo.
- factor limitante — cualquier cosa que impide que una población crezca más (alimento, agua, espacio, depredadores, enfermedades).
- simbiosis — una relación estrecha y duradera entre dos especies.
- mutualismo / comensalismo / parasitismo — ambos se benefician / uno se beneficia y al otro no le afecta / uno se beneficia y el otro sale perjudicado.
- competencia — dos organismos necesitan el mismo recurso limitado (dos especies de plantas que compiten por la luz del sol).
Cadenas alimentarias, redes alimentarias y papeles
Las flechas muestran la dirección en que fluye la energía: del alimento al que se lo come. "Pasto → conejo" significa que el conejo se come el pasto. Esta es la regla más importante para leer las redes alimentarias del GED®.
| Nivel trófico | Papel | Ejemplos |
|---|---|---|
| 1 | Productor | pasto, árboles, algas, fitoplancton |
| 2 | Consumidor primario (herbívoro) | saltamontes, conejo, zooplancton |
| 3 | Consumidor secundario | rana, pájaro cantor, arenque |
| 4 | Consumidor terciario | serpiente, halcón, foca |
En una red alimentaria, un organismo puede estar en más de un nivel. Un halcón que se come un ratón (nivel 2) actúa como consumidor secundario. El mismo halcón, cuando se come una serpiente que se comió una rana, actúa en un nivel más alto.
Los descomponedores (bacterias, hongos, lombrices) son el equipo de limpieza de la naturaleza. Se alimentan de organismos muertos de todos los niveles. Devuelven al suelo nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Luego los productores los vuelven a usar. A menudo no aparecen en el diagrama, pero son esenciales.
Los cambios se propagan por la red, como una piedra que cae en un estanque. Si se elimina una especie:
- sus presas normalmente aumentan (se comen menos);
- sus depredadores pierden una fuente de alimento y pueden disminuir o cambiar a otras presas;
- los organismos que están a dos pasos pueden verse afectados en la dirección contraria. Ejemplo: se eliminan las serpientes → aumentan las ranas → disminuyen los saltamontes. Una especie invasora (una recién llegada sin depredadores naturales) puede alterar una red al superar en la competencia a las especies nativas.
Las pirámides de energía y la regla del 10%
En palabras sencillas: en cada escalón de la cadena alimentaria, la mayor parte de la energía se gasta. Solo una pequeña parte pasa al siguiente.
Piensa en un cheque de pago. La mayor parte se va en la renta y las cuentas. Solo queda un poco para pasar a otro. La energía entra en un ecosistema como luz del sol. Los productores la capturan. Pasa a los consumidores cuando comen. En cada escalón, solo cerca del 10% de la energía llega a formar parte del siguiente nivel. ¿Qué pasa con el otro ~90%?
- Se usa en los procesos vitales (respiración celular, movimiento, mantenerse caliente) y se pierde como calor.
- O se queda en partes que no se comen o no se digieren (huesos, pelo, madera).
Ejemplo: si el pasto captura 10,000 kcal, los saltamontes reciben unas 1,000 kcal, las ranas unas 100 kcal y las serpientes unas 10 kcal.
Consecuencias que al GED® le gusta evaluar:
- Las cadenas alimentarias son cortas (normalmente 4–5 niveles) porque llega poca energía a la cima.
- Hay muchos menos depredadores tope que productores (menos halcones que ratones, menos ratones que plantas de pasto).
- Comer más abajo en la cadena alimentaria desperdicia menos energía. El grano puede alimentar a más personas si se come directamente que si se usa para alimentar ganado.
La energía fluye; la materia circula en ciclos. La energía se mueve en una sola dirección y sale como calor, así que los ecosistemas necesitan un suministro constante de luz del sol. La materia (carbono, nitrógeno, agua) se recicla una y otra vez gracias a los productores, los consumidores y los descomponedores.
Cada nivel tiene cerca de una décima parte de la energía del nivel de abajo.
Poblaciones: crecimiento, capacidad de carga y ciclos depredador-presa
En palabras sencillas: una población crece hasta que le falta alimento, agua o espacio, y luego se estabiliza.
Piensa en un restaurante nuevo en el pueblo. Al principio llegan clientes sin parar. Luego las mesas se llenan y el número de comensales cada noche se estabiliza. Con muchos recursos, una población crece cada vez más rápido (crecimiento exponencial, una curva en forma de J). Cuando los recursos escasean, el crecimiento se hace más lento y la población se estabiliza cerca de la capacidad de carga (una curva en forma de S, o logística).
Los factores limitantes fijan la capacidad de carga:
- Los factores dependientes de la densidad se hacen más fuertes cuando una población está muy apretada: escasez de alimento y agua, competencia, depredación, enfermedades.
- Los factores independientes de la densidad afectan a una población sin importar su tamaño: inundaciones, incendios, sequías, inviernos duros.
Ejemplo: un estanque que puede mantener unas 500 ranas no tendrá 2,000 por mucho tiempo, aunque nazcan muchos huevos. Más insectos para comer podrían subir la capacidad de carga; una sequía podría bajarla.
Ciclos depredador-presa:
- Las presas aumentan.
- Los depredadores tienen más alimento y aumentan.
- Los depredadores comen más presas, así que las presas disminuyen.
- A los depredadores les falta alimento y disminuyen.
- Las presas se recuperan y el ciclo se repite. En una gráfica, los picos de los depredadores llegan después de los picos de las presas. Este retraso es un desfase de tiempo. Además, normalmente hay muchos menos depredadores que presas. Las gráficas de población a menudo usan dos ejes verticales, así que revisa siempre qué eje corresponde a cada línea.
Relaciones entre especies
| Relación | Especie 1 | Especie 2 | Ejemplo |
|---|---|---|---|
| Mutualismo | + se beneficia | + se beneficia | las abejas obtienen néctar; las flores son polinizadas |
| Comensalismo | + se beneficia | 0 no le afecta | percebes que viajan sobre una ballena |
| Parasitismo | + se beneficia | − sale perjudicada | tenia en el intestino de un perro; garrapata en un venado |
| Depredación | + se beneficia | − la matan y se la comen | un búho se come un ratón |
| Competencia | − | − | dos especies de aves que comen las mismas semillas |
El mutualismo, el comensalismo y el parasitismo son los tres tipos de simbiosis. Un parásito normalmente vive sobre o dentro de un huésped por mucho tiempo sin matarlo rápido. Un depredador mata a su presa.
La competencia reduce el éxito de ambas especies. A veces dos especies necesitan exactamente el mismo recurso limitado. Entonces una a menudo gana. La otra disminuye o desaparece de esa área, como dos cafeterías en una misma calle pequeña. Ejemplo: en el laboratorio, a dos especies de protistas se les da la misma bacteria como alimento. Ambas crecen peor juntas que solas, y una puede desaparecer.
La regla del 10% como fórmula
E_{\text{nivel siguiente}} \approx 0.10 \times E_{\text{nivel de abajo}}Para n escalones por encima de los productores:
E_n \approx E_{\text{productores}} \times (0.1)^nEjemplo: productores 50,000 kcal, tres escalones más arriba: 50{,}000 \times 0.1^3 = 50 kcal.
Porcentaje de energía transferida, cuando el GED® da números reales:
\text{eficiencia de transferencia} = \frac{E_{\text{nivel superior}}}{E_{\text{nivel inferior}}} \times 100\%El examen de Ciencias del GED® no tiene hoja de fórmulas, pero el pasaje normalmente indica la regla del 10%.
Ejemplo 1: leer una red alimentaria
Usa la red de la pradera: pasto → saltamontes, ratón, conejo; saltamontes → rana, pájaro cantor; rana → serpiente; ratón → serpiente, halcón; conejo → halcón; pájaro cantor → halcón; serpiente → halcón.
Pregunta: ¿Qué organismo es solamente un consumidor secundario?
A. Pasto B. Pájaro cantor C. Halcón D. Conejo
Pensando en voz alta:
- El pasto es el productor (se descarta A). El conejo come pasto: es un consumidor primario (se descarta D).
- El pájaro cantor solo come saltamontes (consumidores primarios), así que siempre es un consumidor secundario.
- El halcón come ratones, lo que lo hace secundario. Pero también come serpientes y pájaros cantores, lo que lo hace terciario o de un nivel más alto. Así que no es "solamente secundario".
Respuesta: B.
Ejemplo 2: aplicar la regla del 10% hacia atrás
Pregunta: En un lago, los consumidores secundarios (percas) reciben unas 400 kcal/m²/año. ¿Cuánta energía capturaron los productores, aproximadamente?
Pensando en voz alta:
- Los consumidores secundarios están dos escalones por encima de los productores.
- Bajar un nivel significa dividir entre 0.1 (multiplicar por 10).
- Consumidores primarios: 400 \times 10 = 4{,}000. Productores: 4{,}000 \times 10 = 40{,}000.
- Comprobación: 40{,}000 \times 0.1 \times 0.1 = 400 ✓.
Respuesta: unas 40,000 kcal/m²/año.
Ejemplo 3: una gráfica de capacidad de carga
Datos: venados en una reserva: año 0, 50; año 2, 140; año 4, 260; año 6, 300; año 8, 305; año 10, 298.
Pregunta: ¿Cuál es la capacidad de carga aproximada y qué es lo más probable que pase si se reintroducen lobos?
Pensando en voz alta:
- El crecimiento se hace más lento después del año 4 y se estabiliza alrededor de 300, así que la capacidad de carga es de unos 300 venados.
- Los lobos son depredadores, un factor limitante. Más depredación bajaría la población de venados por debajo de 300.
- Con el tiempo, menos venados también podrían significar más árboles jóvenes y arbustos, un efecto en cadena por la red alimentaria.
Respuesta: unos 300 venados; lo más probable es que la población de venados disminuya.
Ejemplo 4: nombrar una relación
Pasaje: "Las garcillas bueyeras siguen al ganado que pasta. Al caminar, el ganado espanta insectos, que las garcillas atrapan. El ganado no parece ganar ni perder nada".
Pregunta: ¿Qué tipo de relación es esta?
Pensando en voz alta:
- Garcilla: obtiene alimento → +.
- Ganado: "no parece ganar ni perder nada" → 0.
- Una relación +/0 es comensalismo. No es mutualismo (el ganado no se beneficia) ni parasitismo (el ganado no sale perjudicado).
Respuesta: comensalismo. Nota: si el pasaje dijera que las garcillas también le quitan garrapatas al ganado, la respuesta cambiaría a mutualismo. Usa siempre los detalles del pasaje.
Errores comunes
- Flechas al revés. Incorrecto: "pasto → conejo significa que el pasto come conejos". Correcto: las flechas apuntan del alimento al que se lo come (dirección del flujo de energía).
- La energía se destruye. Incorrecto: "el 90% de la energía desaparece". Correcto: se usa y se pierde como calor. La energía cambia de forma, pero nunca se destruye.
- Reciclar la energía. Incorrecto: "Los descomponedores devuelven energía a las plantas". Correcto: los descomponedores devuelven nutrientes (materia); la energía debe venir de nueva luz del sol.
- Capacidad de carga = tasa de natalidad. Incorrecto: "Más crías suben la capacidad de carga". Correcto: la capacidad de carga la fijan los recursos y los factores limitantes.
- Ignorar el segundo eje. Incorrecto: "Hay más zorros que conejos". Correcto: revisa qué eje usa cada línea.
- Depredación contra parasitismo. Un depredador mata y se come a su presa; un parásito se alimenta de un huésped vivo durante un tiempo.
Estrategias del GED® para los ecosistemas
- Sigue el camino con el dedo (o con el cursor). Sigue las flechas un paso a la vez; anota qué come cada organismo y quién se lo come.
- En las preguntas de "qué pasaría si", empieza en la especie que cambió y avanza una flecha a la vez, prediciendo si aumenta o disminuye.
- En las pirámides, confirma el patrón del 10% con dos niveles que conozcas antes de calcular el desconocido.
- En las gráficas de población, lee primero la leyenda y los ejes, encuentra los picos y cuándo ocurren, y busca un desfase de tiempo.
- En las tablas con muchas columnas, señala la columna exacta que menciona la pregunta.
- Usa la notación +/0/− en las preguntas de simbiosis y competencia.
- Evita las afirmaciones absolutas (siempre, sin duda) y las predicciones más allá de los datos.
Compruébalo
A Meadow Food Web
A food web shows feeding relationships in an ecosystem. Each arrow points from an organism to the organism that eats it, showing the direction in which energy flows. The food web below shows some of the organisms in a meadow. Grass is the only producer shown. Decomposers, such as bacteria and fungi, are present in the meadow but are not shown.
Which organism in the food web is a primary consumer?
Pista
A primary consumer eats producers. Which organism has an arrow coming to it from the grass?
Solución paso a paso
Evidence: the food web shows arrows from grass to the grasshopper, the mouse, and the rabbit. The passage explains that "Each arrow points from an organism to the organism that eats it."
Step by step:
- Grass makes its own food by photosynthesis, so it is the producer.
- A primary consumer eats the producer. The mouse eats grass (arrow from grass → mouse).
- The frog eats grasshoppers (a primary consumer), so the frog is a secondary consumer.
- The hawk eats mice, rabbits, songbirds, and snakes, so it is a higher-level consumer, not primary.
The answer is D. Mouse.
Tip: follow the arrows. An arrow means "is eaten by," so count how many steps an organism is from the producer.
Explicación
Evidencia: la red alimentaria muestra flechas del pasto (grass) al saltamontes (grasshopper), al ratón (mouse) y al conejo (rabbit). El pasaje explica que "cada flecha apunta de un organismo al organismo que se lo come".
Paso a paso:
- El pasto fabrica su propio alimento por fotosíntesis, así que es el productor.
- Un consumidor primario se come al productor. El ratón come pasto (flecha del pasto → ratón).
- La rana (frog) come saltamontes (un consumidor primario), así que la rana es un consumidor secundario.
- El halcón (hawk) come ratones, conejos, pájaros cantores (songbird) y serpientes (snake), así que es un consumidor de un nivel más alto, no primario.
La respuesta es D. El ratón.
Consejo: sigue las flechas. Una flecha significa "se lo come", así que cuenta a cuántos pasos está un organismo del productor.
Ver en español
Texto: Una red alimentaria de la pradera
Una red alimentaria muestra las relaciones de alimentación en un ecosistema. Cada flecha apunta de un organismo al organismo que se lo come, y muestra la dirección en que fluye la energía. La red alimentaria de abajo muestra algunos de los organismos de una pradera. El pasto (grass) es el único productor que aparece. Los descomponedores, como las bacterias y los hongos, están presentes en la pradera, pero no aparecen.
Pregunta
¿Qué organismo de la red alimentaria es un consumidor primario?
Opciones
Pista
Un consumidor primario come productores. ¿Qué organismo tiene una flecha que le llega desde el pasto (grass)?
Compruébalo
A Meadow Food Web
A food web shows feeding relationships in an ecosystem. Each arrow points from an organism to the organism that eats it, showing the direction in which energy flows. The food web below shows some of the organisms in a meadow. Grass is the only producer shown. Decomposers, such as bacteria and fungi, are present in the meadow but are not shown.
Suppose a disease kills most of the snakes in the meadow. Which change is most likely to happen soon after?
Pista
Find what the snake eats. Animals that are no longer being eaten tend to increase in number.
Solución paso a paso
Evidence: in the food web, arrows go from the frog → snake and the mouse → snake, and from the snake → hawk.
Step by step:
- Snakes eat frogs and mice. With fewer snakes, fewer frogs are eaten.
- So the frog population is likely to increase. (Mice would likely increase too, but that is not offered as a choice.)
- Check the others: B is backwards (mice lose a predator, so they increase, not decrease). C is also backwards: more frogs eat more grasshoppers, so grasshoppers would likely decrease. D is wrong: hawks lose one food source (snakes), so hawks would not be expected to increase.
The answer is A.
Tip: for "what if a species disappears" questions, look one arrow away in both directions: its prey usually increase; its predators lose food.
Explicación
Evidencia: en la red alimentaria, hay flechas de la rana (frog) → serpiente (snake) y del ratón (mouse) → serpiente, y de la serpiente → halcón (hawk).
Paso a paso:
- Las serpientes comen ranas y ratones. Con menos serpientes, se comen menos ranas.
- Así que es probable que la población de ranas aumente. (Los ratones probablemente también aumentarían, pero eso no aparece como opción).
- Revisa las demás: B está al revés (los ratones pierden un depredador, así que aumentan, no disminuyen). C también está al revés: más ranas comen más saltamontes, así que los saltamontes probablemente disminuirían. D es incorrecta: los halcones pierden una fuente de alimento (las serpientes), así que no se esperaría que los halcones aumentaran.
La respuesta es A.
Consejo: en las preguntas de "qué pasa si desaparece una especie", mira una flecha en cada dirección: sus presas normalmente aumentan; sus depredadores pierden alimento.
Ver en español
Texto: Una red alimentaria de la pradera
Una red alimentaria muestra las relaciones de alimentación en un ecosistema. Cada flecha apunta de un organismo al organismo que se lo come, y muestra la dirección en que fluye la energía. La red alimentaria de abajo muestra algunos de los organismos de una pradera. El pasto (grass) es el único productor que aparece. Los descomponedores, como las bacterias y los hongos, están presentes en la pradera, pero no aparecen.
Pregunta
Supón que una enfermedad mata a la mayoría de las serpientes de la pradera. ¿Qué cambio es más probable que ocurra poco después?
Opciones
Pista
Encuentra lo que come la serpiente (snake). Los animales que ya no son comidos tienden a aumentar en número.
Resumen
- En las cadenas y redes alimentarias, las flechas apuntan del alimento al que se lo come; los productores son el nivel 1.
- Solo cerca del 10% de la energía pasa al siguiente nivel trófico. El resto se usa y se pierde como calor, por eso las pirámides se angostan.
- La energía fluye en una dirección; la materia (carbono, nitrógeno) se recicla, y los descomponedores devuelven los nutrientes.
- Las poblaciones se estabilizan en la capacidad de carga que fijan factores limitantes como el alimento, el espacio, los depredadores y las enfermedades.
- Los picos de los depredadores van detrás de los picos de las presas; la competencia perjudica a ambas especies.
- Mutualismo (+/+), comensalismo (+/0), parasitismo (+/−): juzga a cada compañero según los detalles del pasaje.