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Resumen

El diezmo ecológico o también conocido como ley del diez por ciento, establece que, solamente el 10% de la energía total de un nivel trófico puede aprovecharse por los organismos del siguiente nivel trófico.​También determina el límite superior de niveles tróficos que pueden poseer las cadenas tróficas, es decir, la cantidad de energía suficiente que pueden aprovechar los organismos para su crecimiento y reproducción. Usualmente se alcanzan cuatro o cinco niveles en la cadena trófica.

El flujo de energía

A partir de los estudios de los aspectos trofodinámicos de la ecología de Lideman, se pudo visualizar el flujo de energía a través de los niveles de un ecosistema. Se debe tener en cuenta como fluye la energía, y es importante considerar la primera y segunda ley de la termodinámica.

La calcular cómo fluye la energía en una dinámica trófica, es relativamente sencillo, se parte de la energía inicial, que ingresa al primer nivel trófico. Parte de la energía recibida (solar) se pierde por la reflectancia de las plantas, también se pierde como calor gastado en el metabolismo y la evapotranspiración.

Es decir, en un nivel trófico, solo una fracción mínima de la energía es consumida por los organismos del siguiente nivel trófico, de esta energía consumida, una fracción pequeña es asimilada, y de esta energía asimilada solo una fracción mínima se destina a la producción de tejidos nuevos. De lo anterior se deriva el concepto de eficiencias ecológicas, que es la eficacia de transferencia de energía en los niveles tróficos y como se aprovecha en cada uno de ellos.

En la eficiencia de producción varia si se trata de organismos invertebrados y vertebrados, pero en cualquier caso representa el porcentaje de energía asimilada, que se ocupara para la producción de tejidos. En los invertebrados su energía de producción varía entre el 17 y 63%, en los vertebrados hay de dos tipos, si son ectotérmicos su eficiencia de producción solamente alcanza el 10%, en cambio los endotérmicos aún son más bajos, solamente son de 1 y 2%, ya que invierten una considerable energía en mantener constante su temperatura corporal.

Por lo tanto, la energía que puede aprovechar un consumidor primario será menor a la recibida por los productores primarios, así en cada nivel se pierde energía, de tal modo que los consumidores terciarios reciben ya muy poca energía (Fig.1). por lo tanto, tendríamos lo siguiente:

A0 > A1 > A2 . . . > A,. Donde A0, es la energía que reciben los productores primarios, va a ser mayor que la energía que los consumidores primarios reciban, y sucesivamente en todos los niveles tróficos.

Es importante saber que, la cantidad de energía transferida de un nivel a otro depende de varios factores. 1. Los sistemas pueden acumular o exportar diferentes cantidades de energía, es decir el flujo de energía se ve afectado por la longitud de la cadena trófica. 2. La energía que pasa por el pastoreo varía en la cadena alimenticia, por ejemplo los bosques proveen poca energía, sin embargo su mejor aprovechamiento es por medio de los descomponedores. 3. Hay diferencias en cómo se convierte la energía obtenida, dado que algunos organismos destinan gran parte hacia la respiración, teniendo un rango de eficiencias de producción, este varía usualmente del 1% en aves y mamíferos endotérmicos, el 10% en ectotermos como los peces, 40% se estima para los invertebrados herbívoros y aproximadamente el 60% para los invertebrados carnívoros. Estos porcentajes son capaces de causar una considerable variabilidad en el flujo de energía en las cadenas alimentarias.

Relación con las leyes de la termodinámica

Un ecosistema se puede considerar como un sistema termodinámico, cada uno de sus distintos niveles tróficos se encuentran en un intercambio de energía constante, la energía generada en un nivel trófico se pasa a otros niveles en la interacción de productores y consumidores, nunca se pierde (primera ley de la termodinámica) y circula junto con las interacciones que se den en el ecosistema, asimismo esta energía no pasa de manera íntegra o total o de manera directa (Segunda ley de la termodinámica) al otro nivel sino que se va disipando en los distintos procesos que realiza cada organismo. De esta manera también se debe considerar que los ecosistemas son sistemas abiertos que intercambian energía entre sí y pueden llegar a funcionar como un conjunto que puede afectar de manera sinérgica. En la mayoría de casos estudiados la energía que pasa de un nivel productor a uno consumidor suele ser la décima parte, suelen medirse por la biomasa que generan (primeros niveles o productores) y la que se termina aprovechando por el consumidor (nivel secundario).

Ejemplos

Lindemann, puso en consideración la cadena trófica de las comunidades desde las plantas verdes, herbívoros, carnívoros y descomponedores. La cadena trófica, en cuestiones de biomasa o densidad, tienen forma piramidal, pero existen excepciones a esta regla.

Si tomamos que nuestra planta produce 5000 gramos de biomasa, nuestro herbívoro que es el siguente nivel un consumidor solo aprovecha el 10% es decir que solo le aporta 500 gramos a el conejo posterior para su vida el ya gastó parte de esa energía y la serpiente solo recibe el 10% de que adquirió el conejo por lo tanto a la serpiente solo le aporta 50g, y si vamos con nuestro depredador tope el águila este al comer a las serpiente que ya ocupó energía solo recibe el 10% de lo que tenía la serpiente por lo que solo recibe 5g. Lo que nos indica que la cantidad de energía que le otorgo la planta al aguila fue de solo 5g. Hay que recordar que las cadenas tróficas son complejas y que interactuan entre si de manera constante. Hace tiempo, los cálculos de productividad de ecosistemas terrestres involucraban medidas de biomasa de plantas y se realizaban estimaciones de transferencias de energía entre niveles tróficos. En agua, estos cálculos consistían en medir cambios de O2 o CO2 en medios artificiales. Actualmente se ha desarrollado la medición in situ, así como técnicas de teledetección por satélite, por lo que resultados locales pueden convertirse en resultados globales.