La investigación ha demostrado que los productores primarios fijan el carbono a tasas similares en todos los ecosistemas. Una vez que el carbono se ha introducido en un sistema como fuente viable de energía, los mecanismos que rigen el flujo de energía a niveles tróficos superiores varían entre los ecosistemas. Entre los ecosistemas acuáticos y terrestres, se han identificado patrones que pueden explicar esta variación y se han dividido en dos vías principales de control: de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba., Los mecanismos de actuación dentro de cada vía en última instancia regulan la estructura comunitaria y trófica dentro de un ecosistema en diversos grados. Los controles ascendentes implican mecanismos basados en la calidad y disponibilidad de los recursos, que controlan la productividad primaria y el posterior flujo de energía y biomasa a niveles tróficos superiores. Los controles descendentes implican mecanismos basados en el consumo de los consumidores. Estos mecanismos controlan la velocidad de transferencia de energía de un nivel trófico a otro a medida que los herbívoros o depredadores se alimentan de los niveles tróficos inferiores.,
ecosistemas Acuaticoseditar
dentro de cada tipo de ecosistema se encuentra mucha variación en el flujo de energía, lo que crea un desafío en la identificación de la variación entre los tipos de ecosistemas. En un sentido general, el flujo de energía es una función de la productividad primaria con la temperatura, la disponibilidad de agua y la disponibilidad de luz. Por ejemplo, entre los ecosistemas acuáticos, las tasas de producción más altas se encuentran generalmente en los grandes ríos y lagos poco profundos que en los lagos profundos y los arroyos claros de cabecera., Entre los ecosistemas terrestres, las marismas, los pantanos y las selvas tropicales tienen las tasas de producción primaria más altas, mientras que los ecosistemas de tundra y alpino tienen las tasas de producción primaria más bajas. Las relaciones entre la producción primaria y las condiciones ambientales han ayudado a explicar la variación dentro de los tipos de ecosistemas, permitiendo a los ecologistas demostrar que la energía fluye más eficientemente a través de los ecosistemas acuáticos que los ecosistemas terrestres debido a los diversos controles de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo en juego.,
Bottom-upeditar
la fuerza de los controles bottom-up en el flujo de energía está determinada por la calidad nutricional, el tamaño y las tasas de crecimiento de los productores primarios en un ecosistema. El material fotosintético es típicamente rico en nitrógeno (N) y fósforo (P) y complementa la alta demanda de herbívoros de N Y P en todos los ecosistemas. La producción primaria acuática está dominada por fitoplancton unicelular pequeño que se compone principalmente de material fotosintético, proporcionando una fuente eficiente de estos nutrientes para los herbívoros., En contraste, las plantas terrestres multicelulares contienen muchas estructuras de celulosa de soporte de alto contenido de carbono y bajo valor nutritivo. Debido a esta diferencia estructural, los productores primarios acuáticos tienen menos biomasa por tejido fotosintético almacenado dentro del ecosistema acuático que en los bosques y pastizales de los ecosistemas terrestres. Esta baja biomasa en relación con el material fotosintético en los ecosistemas acuáticos, permite una tasa de rotación más eficiente en comparación con los ecosistemas terrestres., Como el fitoplancton es consumido por los herbívoros, sus tasas de crecimiento y reproducción mejoradas reemplazan suficientemente la biomasa perdida y, junto con su calidad densa de nutrientes, apoyan una mayor producción secundaria.
otros factores que afectan la producción primaria incluyen los insumos de N Y P, que se producen en mayor magnitud en los ecosistemas acuáticos. Estos nutrientes son importantes para estimular el crecimiento de las plantas y, cuando se pasan a niveles tróficos superiores, estimulan la biomasa del consumidor y la tasa de crecimiento. Si alguno de estos nutrientes escasea, pueden limitar la producción primaria general., Dentro de los Lagos, El P tiende a ser el mayor nutriente limitante, mientras que tanto el N como el P limitan la producción primaria en los ríos. Debido a estos efectos limitantes, los aportes de nutrientes pueden potencialmente aliviar las limitaciones de la producción primaria neta de un ecosistema acuático. El material alóctono lavado en un ecosistema acuático introduce N Y P, así como energía en forma de moléculas de carbono que son fácilmente absorbidas por los productores primarios. Mayores insumos y una mayor concentración de nutrientes apoyan mayores tasas netas de producción primaria, lo que a su vez apoya una mayor producción secundaria.,
Top-downEdit
Los mecanismos Top-down ejercen un mayor control sobre los productores primarios acuáticos debido al rollo de consumidores dentro de una red alimentaria acuática. Entre los consumidores, los herbívoros pueden mediar en los impactos de las cascadas tróficas al unir el flujo de energía de los productores primarios a los depredadores en los niveles tróficos superiores. En todos los ecosistemas, existe una asociación consistente entre el crecimiento de los herbívoros y la calidad nutricional del productor. Sin embargo, en los ecosistemas acuáticos, los productores primarios son consumidos por los herbívoros a un ritmo cuatro veces mayor que en los ecosistemas terrestres., Aunque este tema es muy debatido, los investigadores han atribuido la distinción en el control de herbívoros a varias teorías, incluyendo las proporciones de tamaño de productor a consumidor y la selectividad de herbívoros.
una red alimentaria de agua dulce que demuestra las diferencias de tamaño entre cada nivel trófico. Los productores primarios tienden a ser células de algas pequeñas. Los herbívoros tienden a ser pequeños macroinvertebrados. Los depredadores tienden a ser peces más grandes.,
El modelado de los controles de arriba hacia abajo en los productores primarios sugiere que el mayor control sobre el flujo de energía ocurre cuando la relación de tamaño entre el consumidor y el productor primario es la más alta. La distribución por tamaño de los organismos que se encuentran dentro de un solo nivel trófico en los sistemas acuáticos es mucho más estrecha que la de los sistemas terrestres., En tierra, el tamaño del consumidor varía desde más pequeño que la planta que consume, como un insecto, hasta significativamente más grande, como un ungulado, mientras que en los sistemas acuáticos, el tamaño del cuerpo del consumidor dentro de un nivel trófico varía mucho menos y está fuertemente correlacionado con la posición trófica. Como resultado, la diferencia de tamaño entre productores y consumidores es consistentemente mayor en ambientes acuáticos que en tierra, lo que resulta en un mayor control de los herbívoros sobre los productores primarios acuáticos.
Los herbívoros pueden controlar potencialmente el destino de la materia orgánica a medida que se ciclan a través de la red alimentaria.,ref name=»Schmitz_2008″ /> los herbívoros tienden a seleccionar plantas nutritivas mientras evitan las plantas con mecanismos de defensa estructural. Al igual que las estructuras de soporte, las estructuras de defensa están compuestas de celulosa rica en carbono y pobre en nutrientes. El acceso a fuentes de alimentos nutritivos mejora el metabolismo de los herbívoros y las demandas de energía, lo que lleva a una mayor eliminación de los productores primarios. En los ecosistemas acuáticos, el fitoplancton es altamente nutritivo y generalmente carece de mecanismos de defensa., Esto se traduce en un mayor control de arriba hacia abajo porque la materia vegetal consumida se libera rápidamente de nuevo en el sistema como residuos orgánicos lábiles. En los ecosistemas terrestres, los productores primarios son menos densos nutricionalmente y tienen más probabilidades de contener estructuras de defensa. Debido a que los herbívoros prefieren plantas nutricionalmente densas y evitan plantas o partes de plantas con estructuras de defensa, una mayor cantidad de materia vegetal queda sin consumir dentro del ecosistema. La evitación de herbívoros de materia vegetal de baja calidad puede ser la razón por la cual los sistemas terrestres exhiben un control descendente más débil sobre el flujo de energía.