In un ecosistema, la materia viene preservata mentre l'energia fluisce attraverso di essa. Il modo e l'efficienza di questo flusso possono essere rappresentati da livelli trofici.

La principale fonte di energia per gli ecosistemi è la luce solare, sebbene l'idrogeno solforato proveniente dalle aperture idrotermali fornisca anche energia. Studiare il modo in cui l'energia fluisce verso ciascun livello trofico aiuta gli ecologisti a strategia di gestione ambientale.
Definizione della catena alimentare e dei livelli trofici

Un livello trofico può essere immaginato come un passo in una piramide, con gruppi raggruppati rappresentare gli organismi e il loro ruolo nell'ecosistema. Questa piramide trofica aiuta a organizzare le varie interazioni tra quegli organismi.

Da un livello trofico a quello successivo, solo il 10 percento dell'energia viene convertito in biomassa. Il restante 90 percento viene perso.

Una catena alimentare classifica gli organismi in modo lineare, in base al loro ruolo nella creazione e nel consumo di energia.
Livelli trofici generali

La base più bassa di un la catena alimentare è composta da organismi fotosintetici come piante e fitoplancton. Questi organismi sono chiamati produttori.

I produttori convertono la luce solare e le molecole inorganiche in energia. A causa della loro capacità di produrre il proprio cibo, i produttori sono anche chiamati autotrofi. Questi produttori comprendono il primo livello trofico. Questi possono essere ulteriormente suddivisi in fotoautotrofi, che usano la luce solare per cibo ed energia, e chemiotrofi, che usano molecole inorganiche in assenza di luce solare.

I chemotrofi possono essere trovati in luoghi come le aperture di acque profonde. L'energia chimica da idrogeno solforato in quelle prese d'aria idrotermali aiuta questi organismi a sintetizzare molecole organiche per il loro approvvigionamento energetico.
Consumatori nella catena alimentare

Il prossimo passo nella catena alimentare appartiene ai consumatori primari. I consumatori primari mangiano i produttori. I consumatori primari sono in genere piccoli animali, erbivori che mangiano le piante o fitoplancton. I consumatori sono anche chiamati eterotrofi e possono soddisfare il fabbisogno energetico solo mangiando cibo.

I consumatori incorporano l'energia dei produttori nella propria biomassa. I consumatori primari comprendono il secondo livello trofico.

I consumatori secondari, o carnivori, mangiano i consumatori primari. Sono generalmente animali più grandi, anche se ce ne sono meno. C'è una certa sovrapposizione in alcuni animali onnivori, come gli orsi che mangiano frutta e salmone. I consumatori secondari comprendono il terzo livello trofico.

Si perde considerevole energia a livello trofico, quindi nella piramide a livello trofico la maggior parte dell'energia persa deriva dai consumatori secondari. Alla fine, questo porta a uno scenario in cui ci sono meno organismi nella parte superiore della piramide trofica, mentre la sua base contiene molte specie.
Reti alimentari

Le ragnatele alimentari descrivono ulteriormente le specie correlate a vari livelli trofici. Le reti alimentari mostrano la natura del flusso di energia attraverso gli ecosistemi. Possono essere piuttosto complessi e influenzati anche dalla stagionalità alimentare. L'orso di cui sopra rappresenta un esempio di animali con ruoli multipli in un ecosistema.

A causa della natura dinamica di una rete alimentare, può rivelarsi uno strumento più utile per descrivere le interazioni in un ecosistema rispetto a un trofeo piramide. All'interno di alcune reti alimentari, c'è un animale chiamato specie chiave di volta. Il resto dell'ecosistema fa affidamento sulla presenza di questa specie per rimanere intatta e sostenibile. Se rimosso, l'ecosistema potrebbe crollare.

Le specie Keystone tendono ad essere i migliori predatori come i lupi e gli orsi grizzly. Un predatore superiore si chiama predatore apicale. Un predatore all'apice è essenzialmente un consumatore terziario e riceve il quarto e ultimo livello trofico nella piramide.
Biodiversità dell'ecosistema

Un altro fattore nella stabilità dell'ecosistema è quello della biodiversità. Quando c'è meno diversità delle specie, un ecosistema soffre. Questo influenza i livelli trofici se le specie vengono rimosse da loro. L'increspatura influisce sull'equilibrio dell'intero sistema.

Un'altra dinamica in gioco in una rete alimentare include quegli organismi chiamati decompositori. Questi decompositori scompongono gli organismi morti (piante e animali) e rilasciano sostanze nutritive da essi nell'ambiente. Quindi quei minerali sono disponibili per i principali produttori della piramide trofica.

Esempi di decompositori includono vermi, muffe, insetti, funghi e batteri. Tuttavia, questo non è considerato riciclaggio di energia. Rappresenta il rilascio di energia e spesso si presenta come calore.

La biomassa descrive la massa totale di tutti gli organismi, vivi o morti, a livello trofico. Ogni livello trofico possiede una certa quantità di biomassa.

La produttività dei produttori primari si riferisce a quanta energia possono portare ad altre creature viventi. Tale importo è considerato la produttività primaria netta. La produttività primaria lorda rappresenta il tasso in cui i produttori primari fotosintetici possono convertire l'energia del sole.
Problemi di bioaccumulo

Il bioaccumulo o la biomagnificazione si riferiscono ad un aumento di materiali tossici che salgono più in alto nella piramide trofica. Il materiale si concentra nei tessuti animali. Un esempio di ciò sarebbe la contaminazione da diclorodifeniltricloroetano (DDT). Questo bioaccumulo di sostanze chimiche nell'ambiente.

Con ogni livello di consumatore, si accumulano maggiori concentrazioni di DDT nei loro corpi. Al livello trofico più alto, come le aquile calve, questo bioaccumulo produce effetti devastanti sulla salute e sulla sopravvivenza degli animali. Il DDT è stato vietato negli anni '70, ma ci sono altri prodotti chimici artificiali che rappresentano un rischio per la salute ambientale. Diventa quindi importante identificare e rimuovere tali sostanze dall'ambiente prima che si verifichi tale contaminazione.

Il bioaccumulo si verifica anche con alcuni metalli pesanti che possono essere trovati nei pesci. Questo è il motivo per cui ci sono raccomandazioni per limitare il consumo di determinati pesci nelle persone in gruppi vulnerabili, come i bambini piccoli e le donne in gravidanza.
Esempi di livelli trofici e reti alimentari

Per comprendere questi concetti, aiuta per avere esempi del mondo reale. L'oceano offre una buona dimostrazione dei livelli trofici e delle reti alimentari. Come accennato in precedenza, il fitoplancton è un esempio di produttori primari. Lo zooplancton è un consumatore secondario di fitoplancton.

Il terzo livello trofico, del consumatore secondario, appartiene ai crostacei che mangiano lo zooplancton. E il quarto livello trofico sarebbe il pesce. Ciò potrebbe estendersi ulteriormente con animali come foche e persino altri pesci, che consumano quei pesci. Un predatore all'apice come una balena orca prenderebbe il livello trofico più alto. Con ogni livello si perde più energia.

Esempi di fotoautotrofi includono batteri, fotosintesi e alghe da fotosintesi. Convertono l'energia del sole in ATP e NADP, che a sua volta viene utilizzata per produrre molecole organiche come il glucosio.

Esempi di chemioautotrofi includono batteri nelle caverne o le suddette aperture idrotermali. Intorno a queste prese d'aria, eterotrofi come gamberetti, aragoste e cozze consumano i chemioautotrofi nell'oceano profondo.
Esempi di piramide trofica

In termini di esempi di piramide trofica del mondo reale, esistono numerosi tipi. Possono essere dritti o invertiti.

Una piramide verticale sarebbe rappresentata da prati poiché ci sono meno organismi che salgono al livello più alto. Un bioma delle praterie potrebbe avere le erbe come il livello più basso come produttore primario. Il consumatore principale sarebbe una cavalletta. Un consumatore secondario sarebbe un topo. Un consumatore terziario sarebbe un serpente che mangia il topo. Un quarto consumatore quaternario e predatore dell'apice nelle praterie sarebbe un falco, che mangia il serpente.

Un altro bioma con dinamiche simili potrebbe essere uno stagno. Il produttore sarebbe alghe e il consumatore principale sarebbe larve di insetti. Un consumatore secondario sarebbe un pesciolino e un terziario sarebbe una rana. Il carnivoro o il consumatore quaternario finale nel bioma dello stagno sarebbe un procione che mangia la rana.

In un deserto, il produttore principale sarebbe un'erba di cactus e il suo consumatore principale sarebbe una farfalla. Una lucertola avrebbe mangiato la farfalla, rendendola il consumatore secondario. Un serpente consumerebbe la lucertola, classificandola come consumatore terziario. E un roadrunner completerebbe il livello superiore e il quarto livello, dopo che mangia il serpente.

Contrastando una piramide verticale, in una foresta temperata, la base della piramide sarebbe fatta di soli alberi. I consumatori primari, gli insetti, costituirebbero gran parte della piramide.

Data la delicata connettività tra gli organismi e il loro ambiente, diventa cruciale proteggere l'equilibrio degli ecosistemi del mondo. Gli effetti del flusso di energia, della biomassa e del bioaccumulo svolgono tutti un ruolo nelle strategie di gestione degli ecologi per la conservazione.

Contenuti correlati: Come contattare il rappresentante per i cambiamenti climatici