Tiburón de luz

Nunca olvidaré la primera vez que vi la película “Tiburón”. (Así se tradujo “Jaws”[1] para su distribución cinematográfica en España). Corría el año 1975, éramos adolescentes y fuimos a comprar las entradas por anticipado para verla juntos en una de las primeras filas del cine. Alegres e impulsivos, no se nos ocurrió preguntar cuál era la distribución de los asientos en el patio de butacas; simplemente imaginamos que en las primeras filas viviríamos la película con mayor intensidad. Así fue, desde luego. Cuando llegamos al cine, enorme, descubrimos con sorpresa que la pantalla era gigantesca y curva. Nunca habíamos visto una igual, ni en el tamaño ni en la forma. En mi recuerdo inseguro, las primeras seis filas solamente tenían un asiento a cada lado del pasillo y la séptima fila ya era una bancada más amplia, con media docena de asientos a cada lado, aún muy lejos de ocupar toda la anchura del enorme salón, puesto que la curvatura de la pantalla obligaba a recortar las filas en ambos extremos. Las bancadas siguientes iban ganando butacas a cada lado para alcanzar, a partir de la duodécima, la máxima extensión que permitía la sala.

No tengo la menor duda de que, desde aquella séptima fila inolvidable, las peripecias del monstruo y la furia de las olas fueron mucho más terroríficas de lo que el propio Spielberg hubiera podido imaginar. Nos vimos obligados a girar la cabeza de lado a lado para recorrer con la vista toda la escena y allí quedamos sometidos a las terroríficas apariciones del gigantesco tiburón creado por la luz del proyector en cuya boca cabíamos todos juntos. No es de extrañar que, a la salida del cine, ya en la calle, tardase en amainar el oleaje y que unos cuantos tuviéramos ganas de vomitar.

En ese momento no podíamos decir si la película nos había gustado o no, pero sí que estábamos muy impresionados, conscientes de haber vivido una experiencia única, que con el paso de los años mi memoria ha convertido en grandiosa.

Un tiburón toro

En las cálidas aguas del Mediterráneo, sobre una pradera de posidonia (Posidonia oceánica) próxima a la costa valenciana, un tiburón toro (Carcharias taurus) se desliza majestuosamente a través del agua, al parecer indiferente a todo. Sus ojos de muñeca[2] parecen mirar a ninguna parte y le dan un engañoso aire distraído. Pero el escualo lo desmiente de vez en cuando. De repente, en un momento inesperado, abre su boca y devora al pequeño atún que ha tenido la mala fortuna de pasar por su lado en el peor momento.

Minutos antes, la misma escena había sido protagonizada por otros actores. El atún (Thunnus Thynnus) había hecho una mínima interrupción en su plácida navegación para atacar por sorpresa a un cardumen de salpas[3] (Sarpa salpa).

Las salpas, por su parte, parecen interesadas en navegar más que en cualquier otra cosa, pero con frecuencia se las puede ver comiendo algas y plantas acuáticas[4] de los fondos someros.

Una cadena trófica

Una cadena trófica[5] sencilla, como la descrita sucintamente en las líneas anteriores, viene a ser el primer paso hacia la comprensión del funcionamiento de los ecosistemas. Las algas y plantas acuáticas proporcionan comida a la salpa, que la proporciona a su vez al atún, que a su vez la proporciona al tiburón. No se puede decir que lo hagan voluntariamente, pero así ocurre.

Llevando el ejemplo a su forma más simple, podemos aceptar que:

las salpas no consumen más que algas y plantas acuáticas,
los atunes no comen más que salpas y
los tiburones toro no comen más que atunes.

A sabiendas de que las tres afirmaciones[6] son exageradas, la simplificación resulta útil.

Puede decirse que el tiburón se alimenta indirectamente de salpas a través del atún, que hace de intermediario. También puede decirse que el tiburón se alimenta indirectamente de algas, a través de dos intermediarios, las salpas y el atún.

Así las cosas, resulta obvio que si no hay plantas acuáticas y algas, no habrá salpas. Sin salpas no hay atún y sin atún no hay tiburón.

Una fracción de la materia de las plantas acuáticas y las algas va a parar a las salpas. Una fracción de la materia de las salpas va a parar a los atunes. Una fracción de la materia de los atunes acaba en los tiburones toro.

Una parte de la materia transferida es rica en energía. Es la materia orgánica. De modo que, cuando se alimentan, las salpas, los atunes y los tiburones toro obtienen materia y, con ella, energía.

Fotosíntesis, el gran truco de la vida

Las algas y las plantas acuáticas se nutren[7] de moléculas disponibles en el mundo mineral. Toman agua, y disueltas en ella, sales minerales, oxígeno y dióxido de carbono. Todas ellas son substancias inorgánicas, pobres en energía. Sin embargo, en su composición tienen también substancias orgánicas, ricas en energía: glúcidos, lípidos y proteínas[8]. ¿De dónde salen?, ¿cómo las obtienen? Las fabrican ellas mismas.

Las algas y las plantas acuáticas dominan un truco genial: la fotosíntesis. Las algas y las plantas acuáticas sintetizan materia orgánica, rica en energía, a partir de materia inorgánica, pobre en energía.

¿De dónde sale la energía que necesitan para hacer la síntesis? La obtienen de la luz solar[9]. Fotosíntesis significa síntesis con ayuda de la luz.

Los organismos que realizan la fotosíntesis se las arreglan para vivir con compuestos minerales y luz solar. Los animales, como las salpas, los atunes, los tiburones toro, tú y yo, simplemente, no podemos.

En consecuencia, las algas y las plantas acuáticas no necesitan peces para vivir y, por el contrario, los peces no pueden vivir sin ellas.

Fotosíntesis

Solemos entender, claro, la cadena trófica como una línea que conecta ciertas especies de un ecosistema al tiempo que señala la ruta de la materia y la energía entre ellas. Desde el punto de vista energético, resulta útil entenderla también como una escalera. Esta última analogía recuerda que subir cuesta esfuerzo, que para pasar de un escalón al siguiente se necesita energía.

Decimos que las plantas y las algas acuáticas son organismos productores porque fabrican materia orgánica a partir de la materia mineral mediante la fotosíntesis. Producen materia orgánica y sin materia orgánica no hay seres vivos. El resto de organismos, los peces de esta cadena trófica, son consumidores y adquieren materia orgánica cuando se alimentan.

Los productores se sitúan en el nivel más bajo. Directamente sobre ellos, en el primer escalón, está la salpa, que es consumidor primario porque consume productores. Más arriba se halla el atún, que es consumidor secundario. El nivel más alto lo ocupa el tiburón, consumidor terciario. Si hubiera un organismo que consumiera tiburones sería consumidor cuaternario, etc. A lo largo de la cadena trófica, la materia y la energía suben desde los productores hasta el tiburón.

Pero no hay que dejarse engañar por la visión global. Consideremos un momento, por ejemplo, la perspectiva de los productores. La gran mayoría de la energía captada por las plantas y algas es consumida por ellas mismas en sus propias actividades vitales y “estarían encantadas” si se la quedaran toda. No “piensan” que “deben” proporcionar materia y energía a los consumidores para establecer un bello ecosistema. Ni siquiera “saben” que forman parte de un ecosistema. Simplemente, viven o sobreviven en las condiciones de su entorno, lo que incluye soportar que las salpas las devoren parcialmente, pues no pueden evitarlo. Cada individuo vive para sí mismo.

Tamaño y cantidad

Las cadenas tróficas que suelen representarse en los libros escolares, semejantes a la que acompaña el presente texto, presentan invariablemente una interesante paradoja: el tamaño medio de cada organismo consumidor aumenta en cada eslabón o peldaño[10]. Sin embargo, la cantidad de materia y energía disminuye en cada eslabón o peldaño.

La única energía disponible en el ecosistema es la que captan las plantas de la luz solar. Cuando son devoradas, su materia orgánica aporta energía al escalón siguiente, pero mucha menos de la que consumieron y transfirieron al entorno antes de que la salpa las engullera.

Las ilustraciones suelen mostrar un ejemplar en cada eslabón de la cadena, a veces solamente el nombre. Una planta o alga, una salpa, un atún, un tiburón. Lo hacen para señalar la ruta que siguen la materia y energía entre las especies implicadas, no tanto para dar una idea realista de lo que ocurre con la materia y la energía en su tránsito por la cadena. La claridad y la economía en el dibujo así lo aconsejan. Pero es una obviedad que, si tomáramos al pie de la letra el dibujo, el día que el único atún comiera la única salpa quedaría condenado a morir de inanición. Cada organismo representa una población.

¿Cuán grande debe ser esa población? Aceptando las tres condiciones establecidas para esta cadena trófica, es fácil deducir que hacen falta muchas algas y plantas acuáticas para alimentar a las salpas, muchas salpas para alimentar a un atún y muchos atunes para que pueda vivir el tiburón. En definitiva, hace falta una gran cantidad de productores para que exista un consumidor terciario. Si no hay una cantidad suficiente de algas y plantas acuáticas no será posible la existencia del tiburón toro.

Una clásica y sencilla regla nemotécnica afirma que cada escalón[11] obtiene el 10% de la energía acumulada por el escalón anterior. Es una cifra fácil de recordar, aunque exageradamente optimista. Hay muchas cadenas tróficas y muy pocas alcanzan tan alto rendimiento.

Incluso si aceptáramos la regla del 10%, un dibujo cabal de la cadena trófica debería mostrar decenas de miles de vegetales, miles de salpas, centenares de atunes y… un solo tiburón. Es posible que alguien haya sacado una cuenta rápida y su resultado sea: 1000 productores, 100 salpas, 10 atunes y 1 tiburón. Es lo que sugiere la aplicación directa de la regla del 10%. Pero debe tenerse en cuenta que en esta cadena trófica las salpas son mucho más pequeñas que los atunes y los atunes son más pequeños que los tiburones. Se trata de un cálculo sobre energía, no sobre individuos. Un pez más grande tiene mayor cantidad de materia orgánica rica en energía. Hacen falta muchas salpas para reunir la misma cantidad de energía que tiene un atún. Se necesita una extensa superficie marina cubierta de plantas acuáticas y algas para dar oportunidad a la existencia de un tiburón.

Organismos de luz

La lectura de abajo hacia arriba de la cadena trófica permite obtener además una inesperada conclusión que, bien pensado, no es tan sorprendente. Los seres vivos estamos constituidos por átomos unidos entre sí mediante enlaces químicos. Los enlaces químicos son relaciones energéticas. En particular, como ya se ha indicado, los enlaces de las moléculas orgánicas, propias de los seres vivos, son ricos en energía.

Cuando la energía procedente de la luz solar es captada por algas y plantas acuáticas, se acumula en los enlaces de su materia orgánica y sube eslabón a eslabón (o peldaño a peldaño) a lo largo de la cadena trófica. Una pequeña parte de la energía solar captada pasa a la salpa, una pequeña parte de la cual llega al atún y una fracción de esta última llega por fin al tiburón toro. Toda la energía que se transfiere a lo largo de la cadena procede de la luz solar.

El caso es que todas las cadenas tróficas de la Biosfera, (salvo algún caso muy excepcional)[12], funcionan con energía solar. Incluso el carbón, el petróleo y el gas natural que solemos emplear guardan en sus enlaces químicos la energía solar acumulada por organismos fotosintéticos (productores) que vivieron hace cientos de millones de años.

Cada enlace químico de cada molécula orgánica de nuestro tiburón toro guarda parte de la energía que en algún instante del pasado fue emitida por el sol. Una fracción de la energía que fue cosechada por plantas acuáticas y algas mediante la fotosíntesis, y fue pasando a través de la salpa y del atún hasta el último consumidor de la cadena, el tiburón.

El indolente tiburón toro, pues, está formado por energía solar almacenada por la vida. En un sentido muy real, es un tiburón hecho de luz. Qué curioso, como el de la película.

Esta afirmación no es una analogía ni una metáfora, sino una descripción. En ambos casos, la luz es condición necesaria para que el tiburón exista; en cambio, el monstruo creado por el proyector nunca pasó de ser más que apariencia y ni siquiera en las primeras filas corrimos peligro alguno de ser devorados. Mientras que el tiburón toro verdadero, hecho de carne y cartílago, el que navega indolente por el Mediterráneo, no es ilusorio sino real, emergió de la luz en un sentido mucho más profundo y guarda esa energía luminosa en su interior, atrapada en los enlaces de las moléculas orgánicas que lo constituyen.

En cada proteína, cada lípido y cada glúcido de cada ser vivo, en cada una de sus moléculas orgánicas, hay enlaces químicos que conservan energía que llegó alguna vez a la Tierra dentro de un rayo de luz.

Tú y yo también somos organismos de luz.

[1] “Jaws”, 1975, dirigida por Steven Spielberg.

[2] Así los califica el cazatiburones Quint, interpretado por Robert Shaw, en la película “Tiburón”, poco antes de caer en las fauces del gran escualo que la protagoniza.

[3] Las salpas adultas son herbívoras, las juveniles son más bien omnívoras. Para la cadena trófica idealizada del texto consideramos que son estrictamente herbívoras.

[4] La palabra vegetal no tiene un significado preciso en Biología. Para los propósitos de este texto puede considerarse equivalente al conjunto de plantas acuáticas y algas.

[5] Una cadena trófica es una secuencia lineal de organismos cada uno de los cuales es alimento del siguiente. Trófica equivale a alimenticia. La palabra procede del griego trophos, “que se alimenta”.

[6] La lógica que subyace a este texto se basa en la aceptación de las tres afirmaciones. No se intenta describir un ecosistema real, mucho más complejo.

[7] Estrictamente hablando, las algas y las plantas acuáticas no comen. Comer es ingerir productos que contienen nutrientes. Los nutrientes son substancias químicas que necesitan los organismos para obtener su materia y su energía. El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que transforman los nutrientes en la materia propia de cada organismo y proporcionan la energía que necesitan. El metabolismo tiene lugar en las células.

[8] No se citan aquí los ácidos nucleicos por dos razones: su proporción cuantitativa es muy inferior y están constituidas por un componente mineral, (fosfato), y dos componentes orgánicos, glúcidos y bases nitrogenadas. En los organismos hay también una pequeña proporción de moléculas orgánicas que no pertenecen a los grupos citados.

[9] La luz solar no se considera un nutriente porque no es una substancia o compuesto químico.

[10] Esto no ocurre siempre. En las cadenas tróficas parasitarias ocurre habitualmente lo contrario.

[11] Suele utilizarse también la palabra nivel como equivalente a peldaño.

[12] Cabe citar como excepción la existencia de algunos organismos quimiosintéticos que obtienen su energía de compuestos químicos ricos en energía no procedentes de la luz. Se trata casi siempre de bacterias establecidas junto a los humeros de los fondos oceánicos, que pueden dar lugar a ecosistemas de reducidas dimensiones. Incluso en las profundidades oceánicas carentes de luz, la energía de los organismos procede de la fotosíntesis realizada en la superficie iluminada, desde donde restos de seres vivos ricos en materia orgánica caen lentamente al fondo oceánico.