Un nuevo modelo de redes tróficas marinas calcula con mayor precisión las relaciones depredador-presa
Las redes tróficas marinas son sumamente complejas. Hasta ahora, los investigadores no han podido comprender con exactitud cómo se ven afectadas por el cambio climático, la sobrepesca y otras amenazas. Científicos del Helmholtz-Zentrum Hereon en Geesthacht han logrado un avance.
Han desarrollado un nuevo modelo informático que permite simular las redes tróficas con mayor precisión que nunca. El trabajo abre nuevas perspectivas en el campo de la conservación marina.
"Hasta ahora, faltaban modelos informáticos que pudieran simular de forma realista la reacción de las redes tróficas a la pesca, el cambio climático y otras influencias con un esfuerzo razonable", afirma el Dr. Ovidio Fernando García-Oliva, modelador de ecosistemas en Hereon y autor principal del estudio.
Ya existen modelos informáticos que simulan las complejas interdependencias de las redes tróficas según el principio de "quién se come a quién". Sin embargo, son demasiado imprecisos. García-Oliva ha desarrollado un nuevo método junto con el profesor Kai Wirtz, jefe del grupo de trabajo de modelado de ecosistemas de Hereon.
Imagen derecha: Vínculos depredador-presa: vínculos reales (en negro) versus esperados (contorno rojo) según la regla alométrica. Crédito: Nature Ecology & Evolution (2025). DOI: 10.1038/s41559-025-02647-1
Los modelos convencionales son demasiado imprecisos
Para comprender las posibilidades de este nuevo modelo informático, es importante comprender las limitaciones de los enfoques anteriores. Existen modelos específicos para cada especie y modelos basados en el tamaño. Los primeros establecen las relaciones individuales entre cientos y miles de algas y especies animales. El arenque, por ejemplo, se alimenta de larvas de peces y pequeños crustáceos, estos últimos de diferentes algas, y así sucesivamente.
"Sin embargo, nuestro conocimiento aún es demasiado incompleto para una representación tan compleja. En el caso de muchos organismos marinos, aún desconocemos qué comen, cuánto comen ni quién los come", afirma Wirtz.
Por otro lado, los modelos basados en el tamaño suelen basarse en una sola regla simple: "Los depredadores comen presas que tienen un diámetro entre cinco y diez veces menor que ellos". Pero esta regla, según García-Oliva, solo se aplica a alrededor del 50% de la vida marina. Por lo tanto, no es suficiente para simular las redes tróficas en su totalidad.
Imagen: Estructura de las redes tróficas acuáticas basada en el tamaño. Crédito: Nature Ecology & Evolution (2025). DOI: 10.1038/s41559-025-02647-1
Investigadores descubren nuevas estrategias de presa
Los científicos de Geesthacht han integrado dos estrategias de alimentación clave adicionales de los organismos marinos en un modelo basado en el tamaño. En primer lugar: "Los depredadores comen presas significativamente más grandes, independientemente de su propio tamaño". Esto incluye, por ejemplo, a las orcas, que atacan a ballenas significativamente más grandes. Segundo: "Los depredadores comen presas significativamente más pequeñas cuyo rango de tamaño no varía con su propio tamaño". Se trata, por ejemplo, de las ballenas barbadas, que se alimentan por filtración de krill independientemente de su edad, tamaño o especie, o de los pequeños crustáceos, que se alimentan de minúsculos restos particulados de animales muertos y algas.
Estos dos patrones de alimentación se encuentran en crustáceos, peces, medusas y también en mamíferos marinos; es decir, en todos los grupos de especies. Por lo tanto, son muy adecuados para describir exhaustivamente las redes tróficas.
Una mejor comprensión de los océanos como sistemas complejos
Hasta ahora, estas dos estrategias de presa solo se han tenido en cuenta parcialmente en los modelos específicos de especie. Es decir, cuando se sabe explícitamente que las especies se alimentan de especies más grandes, como las orcas. García-Oliva y Wirtz combinaron ambas estrategias en reglas por primera vez, las describieron formal y cuantitativamente y luego las integraron en un modelo basado en el tamaño. Esto les permite cartografiar entre el 85 % y el 90 % de todas las relaciones depredador-presa en el mar.
Según Wirtz, esto es lo suficientemente preciso como para utilizar el modelo para futuras simulaciones, por ejemplo, para comprender cómo reaccionan los hábitats marinos al cambio climático. Además, el modelo también es adecuado para predecir cómo cambiará un hábitat marino si se coloca bajo protección y se prohíbe la pesca.
"Estos hallazgos son de suma importancia para la futura gestión de las áreas marinas protegidas", afirma Wirtz. Además, ayudan a los investigadores a comprender mejor las costas y los océanos como sistemas complejos y a modelarlos digitalmente.
El trabajo se ha publicado en la revista Nature Ecology & Evolution: The complex structure of aquatic food webs emerges from a few assembly rules
