Una cascada trófica es un acontecimiento ecológico que implica cambios en la estructura de un ecosistema como consecuencia de cambios en animales o plantas en uno o más niveles de la cadena alimentaria. El término cascada trófica fue utilizado por primera vez por el ecólogo Robert Paine en su publicación de 1969, «Una nota sobre la complejidad trófica y la estabilidad de la comunidad», que se publicó en The American Naturalist. En ese mismo artículo, Paine definió el término especie clave, un concepto relacionado, y explicó cómo pueden funcionar y colapsarse los ecosistemas. Desde la publicación del artículo, tanto las cascadas tróficas como las especies clave se han convertido en conceptos importantes para los investigadores y activistas medioambientales de todo el mundo.
Los cambios en los ecosistemas se producen constantemente por muchas razones diferentes. Las erupciones volcánicas, las inundaciones, las sequías y los impactos de asteroides provocan cambios drásticos en distintos niveles de la cadena alimentaria. Sin embargo, las cascadas tróficas se han vuelto más comunes como resultado de las acciones humanas. La contaminación, la destrucción del hábitat y el desarrollo de granjas y plantaciones en zonas antes salvajes son causas de cascada trófica. El cambio climático también es una de las principales causas de las cascadas tróficas.
Los acontecimientos relativamente pequeños, como una sequía prolongada, la reducción del hábitat o la invasión humana, pueden provocar una cascada trófica. Del mismo modo, formas relativamente pequeñas de mitigación, como la reintroducción de ciertas especies, pueden ayudar a reparar un ecosistema en colapso.
Tabla de contenidos
Terminología clave
La pregunta «¿Qué se come qué?» se responde con la cadena alimentaria, que representa qué organismos se comen unos a otros. La cadena alimentaria explica por qué cada grupo de organismos es críticamente importante para el ecosistema en el que viven.
- En la parte inferior de la cadena alimentaria están los productores: organismos como las plantas, el plancton y las bacterias que existen y se consumen en grandes cantidades.
- Se trata de organismos que se consumen en grandes cantidades.
- Los siguientes son los herbívoros. Son los organismos que consumen a los productores.
- Se encuentran los herbívoros.
- En la cima de la cadena alimentaria están los depredadores: animales que se comen a otros animales. Los depredadores también se describen como especies clave; eliminar o cambiar su situación en un ecosistema tiene un profundo impacto en las demás especies del sistema.
Se trata de una especie clave.
Si eliminas o cambias cualquier parte de la cadena alimentaria, toda la cadena se verá afectada. Realiza cambios específicamente críticos, y toda la cadena se colapsará. Las cascadas tróficas por ecosistema varían; de hecho, hay varios tipos diferentes que se han estudiado en una serie de paisajes:
- Una cascada descendente se produce cuando los principales depredadores se ven afectados. Si se eliminan los depredadores superiores, los herbívoros tendrán más oportunidades de comer y reproducirse. El aumento resultante de los herbívoros puede devastar la vida vegetal y, a largo plazo, la desaparición de los productores del ecosistema. Además, cuando desaparecen los depredadores principales, los mesopredadores de segundo nivel se vuelven más comunes. Cuando los lobos se extinguieron en el Parque de Yellowstone, por ejemplo, los coyotes se volvieron más frecuentes.
- Una cascada ascendente es el resultado de cambios en el nivel inferior de la cadena alimentaria. Este tipo de cascada trófica se produce cuando, por ejemplo, se queman franjas de vegetación de la selva tropical, dejando poco para que se alimenten los herbívoros. Los herbívoros pueden morir o emigrar; en cualquier caso, los depredadores superiores tienen menos que comer. La pérdida de especies básicas, como los árboles que producen semillas y frutos secos comestibles, o los animales que existen en grandes cantidades, también puede provocar una cascada trófica. Esto ocurrió, por ejemplo, con la pérdida de las enormes manadas de bisontes que antaño poblaban las llanuras norteamericanas.
- Se trata de una cascada trófica.
- Las cascadas de subsidio se producen cuando los animales dependen de fuentes de alimento externas a su ecosistema. Por ejemplo, cuando las plantas adecuadas están menos disponibles, los herbívoros pueden llegar a depender de los cultivos de los agricultores. Un mayor número de herbívoros conduce a un mayor número de depredadores, lo que crea un desequilibrio ecológico.
Se trata de un problema de salud pública.
¿Dónde se producen las cascadas tróficas?
Las cascadas tróficas se producen en todo el mundo, tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos. Se han producido a lo largo de la historia del planeta, a veces de forma catastrófica. Las extinciones masivas prehistóricas cambiaron por completo la evolución de la vida en la Tierra.
Algunas cascadas tróficas se producen como consecuencia de catástrofes naturales o fenómenos meteorológicos; otras son causadas directamente por la acción humana. Los experimentos han demostrado lo mucho que puede afectar a todo un ecosistema la pérdida de una sola especie.
Cascadas tróficas en los ecosistemas terrestres
Las cascadas tróficas terrestres se dan en todo el mundo. En los últimos tiempos, la gran mayoría de las cascadas tróficas son el resultado de la intervención humana. En algunos casos, una vez comprendido el impacto, los activistas han intervenido para reparar el daño.
Los lobos de Yellowstone
La zona que se convirtió en el Parque Nacional de Yellowstone era, a finales del siglo XIX, un refugio para los lobos grises. De hecho, los lobos vagaban por la zona en manadas como depredadores principales. Sin embargo, los seres humanos cazaron a los lobos hasta su extinción en la zona; en la década de 1920 los lobos habían sido erradicados del parque.
Durante una década aproximadamente, se consideró ideal un entorno sin lobos. Luego, cuando la población de alces se disparó, surgió la preocupación. La creciente manada de alces ya no necesitaba desplazarse de un lugar a otro para evitar a los depredadores. Como resultado, los alces arrasaban los árboles y otras plantas, reduciendo la cubierta vegetal y el alimento para otras especies. La reducción de las plantas a lo largo de los cursos de agua también estaba provocando la erosión del suelo. Los humedales de álamos y sauces se estaban reduciendo y desapareciendo.
Al mismo tiempo, con la desaparición de los lobos (conocidos como depredadores ápice), aumentó el número de coyotes. Los coyotes tienden a cazar ciervos pronghorn y, como resultado, la población de ciervos pronghorn se redujo.
En respuesta a esta amenaza ecológica, los biólogos decidieron restaurar los lobos en Yellowstone. En 1995, se entregaron ocho lobos del Parque Nacional de Jasper, en Alberta (Canadá). Aunque los lobos tardaron algún tiempo en habituarse a su nuevo hogar, los resultados fueron impresionantes. Se ha recuperado la vida vegetal y varias especies, como el castor, que casi había desaparecido. La población de coyotes es menor y el número de ciervos pronghorn ha aumentado. Sin embargo, existe un posible inconveniente: el número de alces muertos por los lobos es mayor de lo previsto, lo que genera incertidumbre sobre el resultado final de la reintroducción del lobo.
Bosques tropicales
Las selvas tropicales llevan décadas sometidas a un estrés medioambiental extremo, por lo que no es de extrañar que las cascadas tróficas sean habituales. Sin embargo, no siempre es evidente que se haya producido una cascada. Para determinar si se está produciendo una cascada, los investigadores comparan los ecosistemas dañados con los intactos.
En 2001, un investigador llamado John Terborgh aprovechó una alteración provocada por el hombre en los hábitats de la selva tropical para buscar activamente una cascada trófica. La zona que investigó había sido dividida de un humedal intacto a un conjunto de islas dentro de la selva tropical. Lo que Terborgh descubrió fue que las islas sin depredadores tenían una sobreabundancia de comedores de semillas y plantas, junto con una escasez de plántulas y árboles jóvenes que forman el dosel. Mientras tanto, las islas con depredadores tenían un crecimiento vegetativo normal. Este descubrimiento ayudó a definir la importancia de los depredadores del ápice en los ecosistemas; también proporcionó a los investigadores las herramientas necesarias para reconocer la cascada trófica incluso donde podría no ser evidente.
Cascada trófica en Malasia
Las cascadas de subvención no siempre están causadas por la intervención humana. En algunos casos, el suplemento procede de otro ecosistema vecino; en muchos casos, sin embargo, el suplemento procede de granjas, plantaciones o incluso jardines suburbanos. Por ejemplo, los depredadores pueden alimentarse de las vacas en lugar de las presas salvajes, que son más difíciles de encontrar, mientras que los herbívoros pueden comer las plantas que crecen en el campo de un agricultor.
Para saber más sobre las cascadas de subsidios, los investigadores estudiaron una situación en la que la fauna protegida de Malasia se alimentaba de una plantación de palmeras cercana. Descubrieron que los jabalíes, en particular, disfrutaban de los «frutos» del trabajo de los agricultores, con importantes impactos ecológicos negativos. Según el estudio, que se basó en veinte años de datos, los frutos de la palma aceitera eran tan atractivos para los jabalíes que se produjo un aumento del 100% en su comportamiento de asalto a los cultivos. Esto hizo que los jabalíes se alejaran del interior del bosque, donde suelen utilizar las plantas del sotobosque para construir sus nidos y dar a luz a sus crías. Se produjo un descenso del 62% en el crecimiento de los árboles jóvenes del bosque, lo que provocó que los árboles fueran más pequeños y se redujera el hábitat para una amplia gama de animales.
Cascadas tróficas en los ecosistemas acuáticos
Las cascadas tróficas se producen en los ecosistemas de agua dulce y salada de forma muy parecida a como lo hacen en la tierra. Cuando se eliminan organismos de sus ecosistemas, el impacto puede producirse en cascada hacia arriba y abajo de la cadena alimentaria, causando un estrés importante. Los investigadores también han descubierto que los cambios en los ecosistemas acuáticos pueden tener un impacto en la composición química del agua.
Lagos
Los lagos son ecosistemas pequeños y cerrados que son especialmente vulnerables a la cascada trófica. Los experimentos realizados a finales del siglo XX consistieron en eliminar los principales depredadores (lubina y perca amarilla) de los lagos de agua dulce y observar los resultados. Se produjeron cascadas tróficas que cambiaron la producción de fitoplancton (una fuente importante de nutrición), así como la actividad de las bacterias y la respiración de todo el lago.
Lechos de algas
En el sureste de Alaska, las nutrias marinas eran muy cazadas por su piel. Las nutrias eran (y en algunas zonas siguen siendo) los principales depredadores en los lechos de algas, cerca de la costa del Pacífico. Cuando las nutrias prácticamente desaparecieron de los ecosistemas de los lechos de algas, los herbívoros invertebrados, como los erizos de mar, se hicieron mucho más abundantes. El resultado: extensas zonas de «erizales» en las que el propio alga ha desaparecido. No es de extrañar que las investigaciones demuestren que en las zonas donde permanecen las nutrias los ecosistemas de los lechos de algas son más sanos y están más equilibrados ecológicamente.
Marismas salinas
Las marismas salinas son ecosistemas diversos que dependen en gran medida de los productores de la parte inferior de la cadena alimentaria. Los consumidores de las marismas están controlados por las actividades de cangrejos y caracoles. Los investigadores descubrieron que los caracoles, por ejemplo, controlan el crecimiento de las plantas de la marisma. Cuando los cangrejos azules, que se alimentan de caracoles, desaparecen del ecosistema, las poblaciones de caracoles explotan y las plantas de las marismas se destruyen. El resultado: las marismas se convierten en lodazales deshabitados.
Cambio climático y cascadas tróficas
No hay duda de que el cambio climático está teniendo -y seguirá teniendo- un gran impacto en los ecosistemas. A medida que los ecosistemas cambian, aumenta la posibilidad de que se produzcan cascadas tróficas. Hay muchas causas posibles:
- Mayores precipitaciones en algunas zonas, lo que provocará un cambio en la química del agua en las marismas y los estuarios;
- Temperaturas más cálidas, que afectarán a la capacidad de diversos organismos para sobrevivir en sus entornos actuales y pueden fomentar la migración a lugares más fríos;
- Mayor número de sequías en algunas zonas, lo que provocará un cambio en la química del agua en marismas y estuarios
- Mayores sequías en algunos lugares, lo que provocará descensos en las tasas de reproducción de ciertas especies y también fomentará los incendios forestales que pueden devastar los hábitats.
Se trata de un problema de salud pública.
Es probable que el resultado global sea un descenso de la biodiversidad, lo que provocará cascadas tróficas en muchos lugares.
Afortunadamente, la investigación sobre las cascadas tróficas está ayudando a los investigadores y activistas a planificar y tomar medidas antes de que las cascadas puedan comenzar. Algunos proyectos son:
- Restaurar los hábitats de la fauna y la flora, como las praderas y los bosques;
- Apoyar los ecosistemas costeros, como las dunas, los manglares y los criaderos de ostras;
- Plantar a lo largo de ríos y lagos de agua dulce para proteger las vías fluviales de la erosión y proporcionar hábitats sombreados para los peces de agua fría y otra fauna;
- Comprender los signos de una cascada trófica y cómo intervenir adecuadamente para disminuir o eliminar los resultados negativos.
Se trata de una cascada trófica y de cómo intervenir adecuadamente para reducir o eliminar los resultados negativos.
Los proyectos específicos de prevención y mitigación siguen marcando la diferencia. En la Universidad de Oregón, el Programa de Cascadas Tróficas Globales está diseñado para investigar el papel de los depredadores en las cascadas tróficas y educar a los estudiantes matriculados interesados en la intersección de los estudios sobre silvicultura y vida salvaje. Como parte del Departamento de Silvicultura, sus profesores y estudiantes están muy implicados en la investigación relacionada con el lobo en el Parque Nacional de Yellowstone. Mientras tanto, la Fundación Rewilding Argentina está trabajando para restaurar los jaguares -depredadores ápice- en el área silvestre de Ibera.
A medida que estos y otros investigadores van comprendiendo las causas y los efectos de la cascada trófica, descubren que incluso un pequeño cambio puede provocar un cambio drástico en los ecosistemas. Afortunadamente, esto es tan cierto para los cambios positivos como para los ecológicamente perjudiciales.
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