1. La seconda legge della termodinamica: Questa legge fondamentale afferma che in ogni trasferimento di energia o trasformazione, un po 'di energia viene persa come calore inutilizzabile. Ciò significa che man mano che l'energia scorre attraverso un ecosistema, una parte di esso viene dissipata e non può essere utilizzata dagli organismi al livello trofico successivo. Questo è spesso raffigurato come una regola del 10%, suggerendo che solo circa il 10% dell'energia da un livello trofico viene trasferito alla successiva.
2. Consumo e digestione inefficienti: Gli organismi non consumano tutta l'energia disponibile a livello trofico. Ad esempio, i predatori potrebbero non catturare tutte le loro prede e gli erbivori potrebbero non mangiare tutte le parti di una pianta. Inoltre, non tutto il cibo consumato viene digerito e assimilato. Una parte significativa dell'energia negli alimenti viene persa come prodotti di scarto (ad es. Feci).
In sintesi: Il basso tasso di trasferimento di energia all'interno degli ecosistemi è una conseguenza sia delle leggi fisiche fondamentali che delle limitazioni biologiche. Questa inefficienza spiega perché le catene alimentari hanno in genere un numero limitato di livelli trofici (di solito quattro o meno).