RETI TROFICHE

Sono numerose le relazioni esistenti tra gli organismi negli ecosistemi e, per poterle studiare e capire, occorre analizzare la struttura trofica dell’ecosistema, ovvero come è trasferita l'energia tra i fiversi livelli trofici. È molto importante distinguere i vari livelli nutrizionali. Al livello trofico inferiore, viene organicata la CO₂ inorganica, che è trasformata, in altre parole, in materia vivente. Man mano che la materia organica passa a livelli trofici più alti, un grosso quantitativo della stessa viene degradata nuovamente in sostanza inorganica per far ripartire il ciclo. Benché tra le reti trofiche terrestri e marine esistano delle differenze, i passaggi di materia ed energia avvengono allo stesso modo partendo da un'unica fonte inesauribile e a disposizione di tutti gli esseri viventi, il sole.

GLI ORGANISMI PRODUTTORI

La produzione primaria in mare ha inizio con le microalghe che costituiscono il fitoplancton, a cui contribuiscono in maniera importante le macroalghe bentoniche (vedi Kelp), e le piante che vivono in mare come la Posidonia oceanica. Si tratta di una vera pianta e non di un'alga come moti pensano. Questi organismi sono detti autotrofi.

I fattori che limitano maggiormente la fotosintesi in mare e quindi la produzione di biomassa sono la temperatura e la luce (che penetra solo negli strati superficiali), nonché la scarsa disponibilità di nutrienti (azoto, fosforo, silicio, ecc.). Nei nostri mari, il ciclo del fitoplancton offre due picchi di crescita, uno in primavera e l’altro in autunno, infatti durante l’inverno la bassa temperatura e la scarsa illuminazione costituiscono i fattori limitanti per l’accrescimento del fitoplancton. Al contrario i nutrienti sono largamente disponibili perché derivanti dalle spoglie decomposte degli organismi nonché dagli apporti fluviali, maggiori durante le piene primaverili e autunnali.

Durante l’estate, in superficie, i nutrienti tendono ad esaurirsi mentre generalmente continuano ad abbondare nelle zone più profonde. Lungo le zone costiere saranno poi le mareggiate autunnali a rimescolare gli strati "fertilizzando" le acque superficiali. Infine in inverno il freddo farà morire gran parte del fitoplancton e tutte le specie bentoniche annuali. Forme di resistenza in grado di attraversare questo periodo, consentiranno la riesplosione primaverile del plancton.

In mediterraneo una importantissima fonte di materia organica lungo la fascia costiera è sicuramente la biomassa proveniente dai vasti Posidonieti. La produzione primaria fogliare delle praterie varia da 68 a 147 g C m-2 y-1 (grammi di carbonio per metro quadro all'anno), mentre la produzione dei rizomi va da 8.2 a 18 g C m-2 y-1. Una piccola parte di questa produzione (dal 3 al 10%) viene utilizzata dagli erbivori, una parte più cospicua passa agli organismi decompositori e un'altra percentuale viene immagazzinata all'interno delle mattes in foglie e rizomi.

Consumatori primari

I consumatori primari sono tutti quegli organismi che si alimentano di sostanze prodotte da altri organismi, a differenza degli autotrofi. I consumatori primari detti anche eterotrofi sono prevalentemente animali, che si nutrono di vegetali e costituiscono il secondo strato o anello della catena trofica. In mare i principali consumatori primari vengono annoverati tra gli organismi facenti parte dello zooplancton. Infatti il ciclo vitale dello zooplancton riproduce gli stessi picchi di crescita del fitoplancton, ma con un lieve ritardo, questo dovuto proprio la fatto che la fonte alimentare dello zooplancton è il fitoplancton. Anche diversi organismi bentonici riescono a trattenere il fitoplancton, e la loro importanza nella rete trofica è fondamentale. Fanno parte dei consumatori primari anche tutti gli organismi che brucano sia le macroalghe che le piante.

Consumatori secondari

I consumatori secondari sono tutti quegli animali che si nutrono dei consumatori primari

Ne fanno parte tutti i pesci predatori. Dobbiamo però includere anche tutti i filtratori che si nutrono di zooplancton (squalo balena, cetorino, ma anche balene, Misticeti, un sottordine di Cetacei rappresentati dalle balenottere, dalla megattera e dalle balene propriamente dette). La balenottera azzurra a sua volta quando spalanca le fauci per ingurgitare chili e chili di plancton, non può separare lo zooplancton dal fitoplancton, pertanto viene annoverata sia tra i consumatori primari che tra quelli secondari.
La biomassa accumulata nel tempo dai consumatori viene spesso indicata col termine di produzione secondaria.

Decompositori e Detritivori

La rete si chiude con la decomposizione della sostanza organica in sostanza inorganica. Gran parte di questa decomposizione avviene in tutti i livelli grazie alla respirazione. I resti degli organismi morti senza essere predati invece vengono ingerite dagli organismi “del detrito” ovvero i detritivori, che vivono nei sedimenti marini.

Il sedimento marino è generalmente rappresentabile con un profilo stratificato in cui il livello superiore o fascia ossidante, generalmente di colore chiaro, ospita batteri aerobi che attaccano la materia organica morta utilizzando ossigeno e restituendo i prodotti mineralizzati.

Il secondo livello o fascia riducente, più scuro, ospita i batteri anaerobi che producono i gas ridotti che diffondono verso gli strati superiori: acido solfidrico (H₂S), metano (CH₄), ammoniaca (NH₃). Gli stessi microrganismi decompositori costituiscono alimento per altri consumatori, compresi i detritivori che li ingeriscono insieme al sedimento.

A loro volta i microrganismi decompositori possono costituire alimento per altri consumatori, compresi i detritivori che li ingeriscono insieme al sedimento, e così il ciclo continua. Date le innumerevoli relazioni fra i vari organismi, qui solo accennate, appare evidente che le varie catene si legano fra loro formando quella che normalmente viene definita rete trofica.

Ad ogni livello l’energia assorbita (o ingerita o catturata con la fotosintesi) viene utilizzata dagli organismi, la maggior parte si perde sotto forma di calore, attraverso la respirazione e il movimento e non è più disponibile, un’altra piccola parte viene eliminata dal corpo con gli escrementi (negli animali) e sottoforma di secrezioni o perdita delle foglie nelle fanerogame (energia poi disponibile per la catena del detrito), soltanto una piccolissima parte, pari a circa il 10% passa al livello trofico superiore. Per esempio se lo zooplancton consuma 1000 grammi di fitoplancton, ai predatori come il tonno arriveranno 0.001 grammi di materia organica generata dai produttori primari. Infatti 1000 grammi ad un livello trofico, con un rendimento del 10% corrispondono a 100 grammi del livello immediatamente superiore e 10 grammi al livello successivo. Ai tonni, che sono quasi tra i top predator, di qui 1000 grammi iniziali arriveranno solo 0.001 grammi. Se poi consideriamo i veri top predator come lo squalo bianco, a causa del rendimento decrescente, non arriverà quasi nulla, ecco perchè negli oceani igrandi predatori sono scarsi e poco abbondanti, mentre i più piccoli sono numerosissimi.

Il benthos

Il termine benthos identifica tutte le forme di vita che vivono in stretto contatto con il fondo marino o che hanno un rapporto continuativo con esso. Fra questi organismi però ve ne sono una parte in grado di allontanarsi significativamente dal fondo, per lo più pesci e cefalopodi, e in questo caso vengono chiamati organismi bentonectonici. Nel benthos troviamo rappresentati quasi tutti i gruppi sistematici e a seconda che si tratti di specie vegetali o animali si distinguono rispettivamente in fitobenthos e zoobenthos.

Gli organismi che sono fisicamente attaccati al fondale si dicono sessili. Gli organismi che vivono all’interno del substrato si dicono endobionti ed in particolare endolitici se sono in grado di penetrare nelle rocce o nei gusci calcarei. Gli organismi che vivono sopra al substrato (attaccati o meno) vengono indicati col temine generale epibionti. Quando questi organismi colonizzano la superficie di altri vegetali o animali si parla di epifiti ed epizoi rispettivamente.

Molte specie sia vegetali che animali formano colonie più o meno estese costituite da tanti "moduli" interconnessi fra loro derivanti da fenomeni di riproduzione asessuata, quindi geneticamente identici. Fra gli animali che formano colonie vi sono ad esempio celenterati, spugne, briozoi, tunicati, ecc. In questi casi si identifica come "individuo" l’insieme dei vari moduli interconnessi; in realtà spesso ognuno è in grado di distaccarsi ed originare una nuova colonia per conto proprio.

Dal punto di vista dimensionale si parla di macrobenthos quando le dimensioni superano gli 0,5 mm, anche se alcuni autori usano per motivi pratici limiti più alti (1 o 2 mm) e di meiobenthos e microbenthos per le forme più piccole.

Gli organismi bentonici hanno adottato diverse strategie di alimentazione, quelli sospensivori o filtratori catturano l’alimento dall’acqua mentre quelli detritivori dai sedimenti; in quest’ultimo caso, se viene ingerito anche il sedimento, si dicono limivori. I sospensivori normalmente sono sessili ed utilizzano varie appendici come antenne piumose, cirri e tentacoli per catturare le prede ed ingerirle (esempio celenterati, crostacei, policheti sedentari, ecc.) oppure filtrano grandi quantitativi d’acqua facendola passare al loro interno e trattenendo con opportuni filtri tutto il materiale presente in sospensione (es.: spugne, bivalvi, ecc.). Naturalmente poi ci sono organismi "brucatori", che vanno alla ricerca di organismi sessili, e "predatori" che cacciano attivamente le loro prede. Gli apparati boccali di ciascuna specie e di ciascun stadio di vita sono perfettamente adattati al tipo di alimentazione.

Il Plancton

Sono disponibili gli articoli Il Plancton e la classificazione degli organismi marini di Pierfederici Givanni, e Il Plancton di Donatella Piazza.

Il Necton

Il termine necton identifica tutti gli organismi animali in grado di contrastare con il nuoto la forza delle correnti. Il necton è composto da un ampio numero di pesci cartilaginei e ossei e, in minor numero, da mammiferi marini, rettili e uccelli. Gli unici invertebrati che possono essere ascritti a tale frazione di organismi sono i molluschi cefalopodi, alcuni molluschi gallegianti ed alcuni crostacei con elevate capacità natatorie. Questi gruppi possono essere a loro volta suddivisi tra coloro che trascorrono l’intero ciclo vitale nell’ambiente pelagico e coloro che vivono in tale ambiente solo per un periodo della loro vita. I primi (olopelagici) producono solitamente uova e larve planctoniche, abbondanti soprattutto nelle acque superficiali. I secondi (meropelagici), sono rappresentati principalmente da forme adulte che trascorrono parte della loro vita a stretto contatto con il fondale e sono caratterizzati da limitate capacità natatorie. Tra gli aspetti più interessanti di questo eterogeneo gruppo di organismi, ci sono gli adattamenti a questo particolare tipo di vita, quali il galleggiamento (vedi ad esempio la vescica gassosa dei pesci), la forma del corpo e le strategie di difesa. Dal punto di vista morfologico gli organismi nectonici possiedono forme affusolate particolarmente idrodinamiche. Il mimetismo nelle specie che vivono vicino alla superficie è assicurato da una colorazione scura sul dorso e chiara argentata sul ventre.

Molte specie nectoniche sono gregarie e formano "banchi" di individui che nuotano tutti nella medesima direzione, in genere più compatti di giorno che di notte. Gli individui che compongono il banco solitamente sono della stessa dimensione e questo perché devono riuscire tutti a mantenere la stessa velocità. I giovani quindi tendono a formare banchi separati dagli adulti. La vita in banco presenta diversi vantaggi: i) diminuisce le probabilità di ciascun componente di essere scelto da un eventuale predatore (più siamo più è probabile che venga mangiato un altro!), ii) aumenta le probabilità di sfruttamento di una risorsa trofica, iii) se il banco è molto compatto, potrebbe essere confuso con un unico grande pesce da parte di un predatore, iv) aumenta le probabilità delle uova di essere fecondate dagli spermi, infatti i gameti vengono liberati nell’acqua durante il periodo riproduttivo e se gli individui fossero poco aggregati molte uova e spermi andrebbero facilmente dispersi.

Molte specie compiono importanti migrazioni spinte dalla ricerca del cibo oppure di condizioni ideali per riprodursi o trascorrere una certa stagione. Fra le condizioni ambientali che maggiormente influenzano le migrazioni vi sono la temperatura e la salinità dell’acqua, mentre le correnti giocano un ruolo fondamentale nel determinare il percorso seguito. Vi sono addirittura specie che passano dalle acque marine a quelli dolci. Famosi il caso dei salmoni che risalgono i fiumi per riprodursi (specie anadrome), e il caso delle anguille e dei mugillidi che al contrario si riproducono in mare (specie catadrome). Esistono però anche specie anfidrome, come alcuni gobidi, il cui passaggio da un tipo di acqua all’altro non è legato ai processi riproduttivi. Queste migrazioni richiedono complessi adattamenti alle differenti condizioni di pressione osmotica dovuta alla salinità.

Una visione (sopra), della distribuzione globale dei produttori primari sulla terra. Il parti del mare con la più alta quantità di fitoplancton sono mostrati in rosso e giallo, blu scuro e viola rappresentano aree con la concentrazione più bassa fitoplancton. Si noti che le fonti di fitoplancton sono scarse su gran della superficie dell'oceano. A terra, deserto e ghiaccio aree sono indicati in giallo, mentre la più boschi produttivi sono in verde scuro.

BIBLIOGRAFIA

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• Nybakken J.W. Marine biology: An ecological approach. 5th Edition. Benjamin Cummings, 2001

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