Pirámide de Energía

Biología

Una pirámide de energía es un diagrama que muestra cuánta energía está disponible en cada nivel trófico, con cerca del 10 por ciento pasando de un nivel al siguiente.

Visualization

Definition

Una pirámide de energía es una imagen que muestra cuánta energía hay en cada escalón de una cadena alimentaria, con los productores en la base ancha y cada nivel arriba más angosto porque la mayor parte de la energía se usa antes de llegar al siguiente comensal, así que si el pasto tiene $1{,}000$ unidades de energía, los conejos que lo comen reciben solo cerca de $100$ y los zorros que comen a los conejos reciben solo cerca de $10$. Más formalmente, una pirámide de energía representa la energía disponible en cada nivel trófico, con solo cerca del $10$ por ciento de la energía en un nivel transferida al siguiente (la regla del diez por ciento) porque el resto se usa en la respiración, se pierde como calor, o queda en material no comido o no digerido, razón por la cual las pirámides de energía siempre son verticales y por la cual los ecosistemas rara vez sostienen más de cuatro o cinco niveles tróficos. A nivel termodinámico, una pirámide de energía mide la productividad en unidades como kilocalorías o julios por metro cuadrado al año y siempre es vertical porque la segunda ley de la termodinámica convierte algo de energía utilizable en calor en cada transferencia; la eficiencia trófica, el producto de la eficiencia de consumo, asimilación y producción, va de aproximadamente $2$ a $40$ por ciento, con las pirámides de biomasa y de números a veces invertidas cuando los productores son pequeños y se renuevan rápidamente, como con el fitoplancton oceánico, aunque una pirámide de energía nunca lo está, una perspectiva trófico-dinámica introducida por el estudio de Lindeman de 1942 sobre Cedar Bog Lake.

Example

Comenzando con $10{,}000\ \text{kcal}$ en los productores, los consumidores primarios almacenan cerca de $1{,}000\ \text{kcal}$, los consumidores secundarios $100$, y los consumidores terciarios $10$, lo cual también es la razón por la que comer grano directamente entrega aproximadamente $10$ veces más energía alimenticia por acre que darle primero el grano al ganado. En un lago templado, una producción primaria de cerca de $1{,}000\ \text{kcal/m}^2/\text{yr}$ podría sostener $150$ en el nivel herbívoro y $30$ en el nivel carnívoro, eficiencias del $15$ y el $20$ por ciento, mientras que los endotermos, con eficiencias de producción de solo $1$ a $3$ por ciento, angostan una cadena alimentaria más rápido que una construida sobre insectos y peces.

Key Insight

La pirámide de energía es un estado de cuentas termodinámico que explica por qué un campo alberga millones de insectos, miles de ratones, y solo un puñado de halcones, y como la energía no se puede reciclar de la manera en que se recicla la materia, toda la biomasa de consumidores de un ecosistema está limitada por la luz solar que capturan sus productores, un límite que ninguna ingeniosidad ecológica puede evadir.