La distribuzione dimensionale degli organismi in un lago facilita trarre conclusioni solide sull'efficienza energetica nella rete alimentare, come hanno dimostrato empiricamente i ricercatori del Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) e colleghi internazionali. Questa relazione consente agli scienziati di acquisire una comprensione migliore e più diretta dei processi biologici e dei disturbi che hanno un impatto sugli ecosistemi acquatici.

Ogni singolo habitat è in grado di ospitare solo un certo numero di grandi organismi perché questi devono nutrirsi di creature più piccole. Nell'ecologia, questa connessione è descritta dall'efficienza di trasferimento trofico (TTE):circa il novanta per cento dell'energia viene persa da un livello all'altro della catena alimentare o, in altre parole, ne rimane solo il dieci per cento. Se, Per esempio, un rapace divora un coniglio, può utilizzare solo il dieci per cento dell'energia, di cui il coniglio aveva bisogno per crescere e vivere, aumentare il proprio peso – la maggior parte dell'energia, poi, è perduto. I ricercatori dell'IGB hanno ora esaminato quanto sia grande questo importante parametro del modello negli ecosistemi lacustri naturali, e come si riferisce alla densità di popolazione di organismi di gruppi di dimensioni diverse. "Certo, sono già state effettuate indagini sull'efficienza di trasferimento trofico e sulla distribuzione delle dimensioni, ma erano su una scala più piccola del nostro studio:abbiamo analizzato tutti i livelli trofici, dai batteri ai grandi pesci, " afferma il dottor Thomas Mehner, autore principale dello studio e capo del Food Web Ecology and Fish Communities Research Group presso IGB.

Il cibo disponibile viene utilizzato in modo meno efficiente del previsto

Lo studio dei ricercatori ha coinvolto lo studio delle reti alimentari in due piccoli, laghi poco profondi e ricchi di sostanze nutritive nel nord della Germania, ciascuno dei quali diviso in due sistemi chiusi per un periodo di un anno installando una cortina al centro di ciascun lago. Il lungo periodo di divisione ha fatto sì che i gruppi chiave di organismi si sviluppassero in modo diverso in entrambe le metà, consentendo agli scienziati di raccogliere dati per un totale di quattro diversi ecosistemi acquatici. I ricercatori hanno determinato la biomassa e le dimensioni di tutti gli organismi presenti nei laghi. Inoltre, il team ha calcolato l'efficienza del trasferimento trofico per tutti i livelli della catena alimentare nel lago. Per realizzare questo, hanno confrontato la produzione primaria e batterica con la produzione secondaria (cioè l'aumento della biomassa a livello del consumatore).

"Abbiamo scoperto che l'efficienza energetica è inferiore a quanto generalmente si presume:vale a dire, ben al di sotto del dieci per cento. In altre parole, il cibo disponibile viene utilizzato in modo molto meno efficiente del previsto, " riporta Thomas Mehner. I TTE determinati in tutti e quattro i sistemi lacustri erano più o meno ugualmente bassi. Tuttavia, sono state confermate le previsioni delle teorie ecologiche rispetto alla connessione tra il TTE e la distribuzione dimensionale:quando l'efficienza di trasferimento trofico scende al di sotto del dieci per cento, ciò corrisponde a una curva decrescente sempre più ripida nel modello. Di conseguenza, anche la biomassa degli organismi più grandi è diminuita più fortemente del previsto in tutte e quattro le metà del lago. Per esempio, i ricercatori hanno contato un numero notevolmente inferiore di consumatori nell'acqua rispetto a quanto ci si aspetterebbe nel caso di un TTE più elevato.

Il fatto che la relazione tra l'efficienza di trasferimento trofico e la distribuzione delle dimensioni sia stabile apre nuove possibilità per quanto riguarda lo studio degli ecosistemi acquatici. Invece di impegnarsi molto per identificare il TTE, presumibilmente è sufficiente misurare le densità di popolazione e le distribuzioni dimensionali. "L'efficienza di trasferimento trofico è un parametro importante, ma spesso non conosciamo la dimensione di questo parametro. Siamo stati in grado di dimostrare che la distribuzione delle dimensioni, che è più facile da determinare e più comunemente applicato, potrebbe essere sufficiente per valutare lo stato energetico e l'efficienza di un ecosistema, " Mehner riassume la rilevanza dei risultati. Di conseguenza, la distribuzione dimensionale può essere utilizzata come "strumento" per ottenere informazioni come l'impatto del riscaldamento globale, l'invasione di specie aliene, cambiamenti dell'habitat o sfruttamento umano delle funzioni dell'ecosistema.