La ecología trófica es el estudio general de la estructura de las relaciones de alimentación entre organismos en un ecosistema. Estas relaciones tróficas o alimenticias a menudo se representan como redes alimentarias o cadenas alimentarias. Un fenómeno muy importante de la ecología trófica se conoce como cascada trófica, que describe el control indirecto que un depredador superior ejerce sobre especies en niveles tróficos inferiores no adyacentes. En una cascada trófica, los procesos ecológicos y las consecuencias iniciadas por un cambio en la parte superior de la cadena alimentaria se abren camino hacia los niveles tróficos inferiores y, finalmente, reequilibran las relaciones ecológicas de numerosas especies. Por ejemplo, los depredadores pueden reducir la densidad de población de sus presas directas o pueden obstaculizar el comportamiento de sus presas hasta tal punto que mejoran la supervivencia de otras especies que su presa suprimió. Las cascadas tróficas también pueden tener el efecto contrario: La eliminación del depredador superior de una cadena alimentaria puede elevar la población de sus presas, lo que a su vez conduce a reducciones de especies en el siguiente nivel trófico inferior. Ver también: Comunidades ecológicas; Modelado ecológico; Ecología; Ecosistema; Red alimentaria; Interacciones Depredador-presa; Ecología trófica
Un ejemplo notable de esta interacción ecológica de arriba hacia abajo se observó en el Parque Nacional de Yellowstone en el oeste de los Estados Unidos. En la década de 1920, la extinción local de la población de lobos grises (Canis lupus) del parque a través de la caza causó un aumento en la población de alces (Cervus elaphus), lo que llevó a una disminución abrumadora en la abundancia de numerosas plantas (especialmente álamos, sauces y hierbas) que comían los alces. De hecho, el alce redujo estas plantas a niveles insignificantes. En 1995, la reintroducción de los lobos en el parque comenzó una inversión dramática de esta tendencia, reduciendo el número de alces y aumentando los niveles de las plantas antes mencionadas. Además, la reintroducción de los lobos no solo redujo el número de alces a través de la depredación, sino que también cambió el comportamiento de los alces. Los alces comenzaron a congregarse en áreas alejadas de los lobos y se movieron más rápidamente a través del territorio frecuentado por los lobos. Debido a que los alces no pastaban tan intensamente en las plantas en los territorios de los lobos, las especies de plantas allí prosperaron. Véase también: Productividad biológica; Ciervos; Perros; Ecología de la población; Viabilidad de la población; Ecología de restauración
Los administradores de parques a principios del siglo XX tenían poca idea de las repercusiones que el exterminio de los lobos grises (un depredador superior) tendría en las comunidades ecológicas dentro de Yellowstone. En ese momento, los científicos pensaban que todos los ecosistemas tróficos se construían desde el fondo. En el escenario ascendente, la vida vegetal era la base sobre la que todo crecía. Después de que las plantas se establecieran en una región, el resto de las especies que componen la cadena alimenticia caerían en su lugar, comenzando con los insectos y los animales pequeños, y trabajando hasta los consumidores herbívoros más grandes y luego los depredadores superiores. Sin embargo, las observaciones de los naturalistas de cascadas tróficas como la causada por los lobos en Yellowstone demuestran que los efectos de arriba hacia abajo también deben tenerse en cuenta porque sus influencias indirectas pueden alterar las densidades de los herbívoros tróficos inferiores y, por lo tanto, afectar el crecimiento de los productores primarios (plantas). Sin embargo, los investigadores necesitan aprender más sobre las cascadas tróficas, incluida la forma de descifrar el equilibrio final de los determinantes de arriba hacia abajo frente a los de abajo hacia arriba. Véase también: Herbivoría; Interacciones planta-animal; Ecología de sistemas; Ecología teórica