La rete trofica o rete alimentare è l'insieme delle interazioni alimentari tra gli esseri viventi in un ecosistema. Una rete alimentare è formata dall'intreccio di più catene alimentari (sequenza lineare che va dal produttore all'ultimo consumatore).
In senso stretto, le reti alimentari non sono aperte ma finiscono per formare cicli chiusi in cui ogni organismo finisce per essere cibo per un altro. Questo perché decompositori e detritivori finiscono per incorporare i nutrienti di qualsiasi essere vivente nella rete..
All'interno di una rete trofica vengono individuati diversi livelli trofici, con il primo formato dai produttori che immettono energia e materia nel sistema attraverso la fotosintesi o chemiosintesi..
Questi produttori servono quindi come cibo per i cosiddetti consumatori primari, che a loro volta saranno consumati da altri consumatori (secondari). Inoltre, possono essere presenti altri livelli di consumatori a seconda della complessità dell'ecosistema.
Inoltre, le reti diventano più complesse a causa del fatto che esiste una percentuale significativa di organismi onnivori (consumano animali, piante, funghi). Pertanto, questi tipi di organismi possono occupare diversi livelli trofici in un dato momento..
Esistono diversi tipi di reti trofiche a seconda dei diversi ecosistemi in cui si sviluppano e del modello utilizzato dal ricercatore. In termini generali troviamo reti trofiche terrestri e reti trofiche acquatiche e all'interno di queste ultime acque dolci e marine.
Allo stesso modo nelle reti terrestri, ogni bioma ha le sue peculiarità a seconda delle specie che lo compongono..
I livelli trofici si riferiscono alla gerarchia di ogni nodo della rete trofica a partire dal produttore. In questo senso, il primo livello trofico è quello dei produttori, seguito dai diversi livelli dei consumatori. Un tipo molto particolare di consumatore finale sono i detritivori e i decompositori.
Sebbene il modello tenda a rappresentare la rete come una gerarchia dal basso verso l'alto, in realtà è una rete tridimensionale e illimitata. Alla fine, i consumatori di livello superiore saranno anche consumati da detritivori e decompositori..
Allo stesso modo, i nutrienti minerali rilasciati dai detritivori e dai decompositori verranno reincorporati nella rete dai produttori primari..
Un ecosistema è una complessa interazione di fattori abiotici (clima, suolo, acqua, aria) e fattori biotici (organismi viventi). In questo sistema ecologico la materia e l'energia fluiscono, la principale fonte di energia è la radiazione elettromagnetica del Sole.
Un'altra fonte di energia sono le sorgenti calde delle fumarole delle profondità oceaniche abissali. Questa sorgente alimenta ragnatele trofiche molto particolari, solo sul fondo del mare.
I produttori sono tutti quegli organismi che ottengono la loro energia da fonti inorganiche, sia energia solare che elementi chimici inorganici. Questi produttori costituiscono il punto di ingresso dell'energia e della materia nella rete alimentare..
L'energia del Sole non può essere utilizzata da tutti gli organismi viventi per il loro sviluppo strutturale e funzionale. Solo gli organismi autotrofi possono assimilarlo e trasformarlo in forme assimilabili per il resto della vita sulla Terra..
Ciò è possibile grazie a una reazione biochimica chiamata fotosintesi, attivata dalla radiazione solare catturata da un pigmento specializzato (clorofilla). Usando l'acqua e la CO₂ atmosferica, la fotosintesi trasforma l'energia solare in energia chimica sotto forma di carboidrati.
Dai carboidrati e utilizzando i minerali assorbiti dal suolo, gli organismi autotrofi possono costruire tutte le loro strutture e attivare il loro metabolismo.
I principali autotrofi sono le piante, le alghe ei batteri fotosintetici che costituiscono il primo livello della catena trofica. Pertanto, qualsiasi organismo che consuma un autotrofo avrà accesso a quella forma chimica di energia per il proprio sviluppo..
Il regno di Archea (unicellulare simile ai batteri), comprende organismi in grado di ottenere energia dall'ossidazione di composti inorganici (litotrofi). Per questo non usano la luce solare come fonte primaria di energia, ma sostanze chimiche.
Queste sostanze si ottengono, ad esempio, nel mare profondo, emesse dalle fughe di vulcani sottomarini. Allo stesso modo, sono organismi autotrofi e quindi fanno anche parte della base delle catene alimentari.
Questo livello include gli organismi eterotrofi, cioè non sono in grado di produrre il proprio cibo e di ottenerlo consumando i produttori primari. Pertanto, tutti gli erbivori sono consumatori primari e anche organismi che consumano archaea chemiosintetici..
Non tutte le strutture vegetali sono facili da digerire come i frutti carnosi che si sono evoluti per essere consumati e aiutano a disperdere i semi..
In questo senso, gli erbivori si sono adattati a digerire i tessuti vegetali fibrosi attraverso sistemi digestivi complessi. In questi sistemi, vengono stabilite relazioni simbiotiche con batteri o protozoi che aiutano il processo attraverso la fermentazione..
Gli onnivori consumano organismi in grado di comportarsi come consumatori primari, secondari e persino terziari. Cioè, sono organismi che consumano alimenti di origine vegetale, animale, fungina o batterica..
Questa categoria include l'essere umano, anche i suoi parenti gli scimpanzé e altri animali come gli orsi. Allo stesso modo, molti detritivori e decompositori si comportano rigorosamente come onnivori..
La presenza di onnivori, soprattutto ai livelli intermedi delle reti, rende più complessa la loro analisi.
Sono quegli organismi eterotrofi che non sono in grado di consumare direttamente i produttori e di ottenere la loro energia consumando i consumatori primari. Costituiscono i carnivori, che ingeriscono e digeriscono i tessuti che compongono il corpo dei consumatori primari per ottenere energia e svilupparsi.
Come consumatori secondari entrano soprattutto quegli organismi che, pur nutrendosi di consumatori primari, possono essere oggetto di consumo. In questo caso, serviranno da cibo per i predatori più grandi che costituiscono la categoria dei consumatori terziari..
Un altro caso che introduce complessità nelle reti trofiche è quello delle piante insettivore. Queste piante sono produttrici in quanto realizzano il processo di fotosintesi dall'energia solare, ma sono anche consumatori secondari e terziari, poiché degradano gli insetti.
Ad esempio, specie vegetali delle famiglie Droseraceae (genere Sundew) e Sarraceniaceae (genere Heliamphora), crescono sulle cime dei tepuis (montagne tabulari di arenaria con suoli poveri di azoto). Questo tipo di pianta si è evoluto per ottenere azoto dai corpi degli insetti e persino dalle piccole rane.
Sono organismi eterotrofi che si nutrono di altri consumatori, primari o secondari. Nel caso degli onnivori, includono anche i produttori direttamente nella loro dieta.
Ecco i super predatori che sono organismi in grado di predare gli altri, ma non sono soggetti a predazione. Tuttavia, alla fine del loro ciclo di vita, finiscono per essere consumati da spazzini, detritivori e decompositori..
Sono considerati in cima alla piramide alimentare, il principale super predatore sono gli esseri umani. Quasi tutte le reti alimentari hanno uno o più di questi superpredatori come il leone nella savana africana e il giaguaro nella foresta pluviale amazzonica..
Negli ecosistemi marini ci sono squali e orche assassine, mentre negli ecosistemi tropicali di acqua dolce ci sono coccodrilli e alligatori..
Alcuni animali si nutrono delle carcasse di altri animali che non sono stati cacciati da loro. È il caso di poiane o avvoltoi, così come di alcune specie di iene (la iena maculata se è in grado di cacciare).
Si tratta quindi di consumatori che si nutrono di consumatori di qualsiasi livello trofico. Alcuni autori li includono nei decompositori, mentre altri negano questa posizione perché questi animali consumano grossi pezzi di carne..
In effetti, ci sono alcuni predatori che agiscono come spazzini quando la caccia è scarsa, come i grandi felini e persino gli umani..
Le diverse forme di parassitismo sono anche un fattore nella complessità delle reti alimentari. Un batterio, un fungo o un virus patogeno consumano l'organismo parassitato e ne provocano addirittura la morte e quindi si comportano come consumatori.
Comprende la grande varietà di organismi che contribuiscono alla degradazione della materia organica una volta che gli esseri viventi muoiono. Sono eterotrofi che si nutrono di materia organica in decomposizione e includono batteri, funghi, protisti, insetti, anellidi, granchi e altri..
Sebbene questi organismi non siano in grado di ingerire direttamente porzioni di materia organica, sono decompositori molto efficienti. Lo fanno grazie alla secrezione di sostanze in grado di sciogliere i tessuti e quindi di assorbire i nutrienti..
Questi organismi consumano direttamente materia organica in decomposizione per ottenere il loro cibo. Ad esempio, i lombrichi (Lumbricidae) che processano la materia organica, la scala dell'umidità (Oniscidea), i coleotteri e molte specie di granchi.
Esistono diversi criteri per classificare le reti alimentari e in linea di principio esistono tanti tipi di reti alimentari quanti sono gli ecosistemi sulla Terra.
Un primo criterio di classificazione si basa sui due principali media esistenti sul pianeta, che sono terra e acqua. In questo modo esistono reti terrestri e reti acquatiche..
A loro volta, le reti acquatiche si differenziano in acqua dolce e marina; esistenti in ogni caso diversi tipi di reti.
Possono anche essere differenziati in base all'interazione biologica predominante, le più comuni sono quelle basate sulla predazione. In questi, viene generata una sequenza di predazione dai produttori primari e il loro consumo da parte degli erbivori..
Esistono anche reti trofiche basate sul parassitismo, in cui una specie normalmente più piccola dell'ospite si nutre di essa. D'altra parte, ci sono iperparassiti (organismi che parassitano altri parassiti).
Ad esempio, la famiglia delle piante Loranthaceae raggruppa piante emiparassitiche. In questo caso le piante svolgono la fotosintesi, ma parassitano altre piante per ottenere acqua e minerali..
Inoltre, ci sono alcune specie di questa famiglia che parassitano altre piante dello stesso gruppo e si comportano come iperparassiti..
Anche le reti alimentari sono classificate in base al modello di rappresentazione utilizzato. Ciò dipende dall'interesse del ricercatore, a seconda di quale modello rifletterà un certo tipo di informazione.
Quindi ci sono reti di sorgenti, reti sommerse, reti di connettività, reti di flusso di energia e reti funzionali..
Questi modelli si concentrano sui principali nodi sorgente, ovvero quelli che forniscono la maggior quantità di cibo al sistema. In modo tale da rappresentare tutti i predatori che si nutrono di questi nodi e la quantità di cibo che ottengono.
A differenza del modello precedente, questo si concentra sui nodi dei predatori, rappresentando tutte le loro prede e ciò che queste prede consumano. Pertanto, mentre la rete di origine va dal basso verso l'alto nella sequenza dei livelli trofici, la rete sommersa segue il percorso inverso..
In questo caso, fa parte della rete nel suo insieme e si tratta di rappresentare tutte le possibili connessioni alimentari nell'ecosistema..
Questo tipo di modello di rete alimentare si concentra sul flusso quantitativo di energia attraverso l'ecosistema. Sono i cosiddetti studi stechiometrici, che stabiliscono le quantità di materia ed energia che interagiscono in una reazione e misurano il prodotto.
Le reti funzionali si concentrano sullo stabilire il peso di ciascun sottogruppo di nodi nel funzionamento del sistema, definendo la struttura e le funzioni. Si presume che non tutte le interazioni alimentari che avvengono nell'ecosistema abbiano la stessa importanza per la sua stabilità funzionale.
Allo stesso tempo, questo tipo di rete valuta quante delle possibili connessioni trofiche in un ecosistema si verificano effettivamente e quali nodi forniscono più o meno biomassa..
Infine, una rete alimentare può essere neoecologica o paleoecologica. Nel primo caso rappresenta una rete alimentare attuale e nel secondo una ricostruzione di una rete già estinta.
Nell'ambiente terrestre c'è una grande diversità di ecosistemi costituiti da diverse combinazioni di specie. Pertanto, le reti trofiche che possono essere delimitate raggiungono un numero enorme.
È necessario tenere presente che la biosfera è un sistema complesso totalmente interconnesso, motivo per cui è una gigantesca rete alimentare. Tuttavia, ai fini della comprensione del funzionamento della natura, gli esseri umani delimitano porzioni funzionali di quella rete.
Pertanto, è possibile caratterizzare la rete trofica di una foresta tropicale, una foresta temperata, una savana o un deserto, come entità separate..
In una foresta tropicale la diversità degli organismi viventi è enorme, così come i microambienti che si generano in essa. Pertanto, anche le interazioni alimentari che si verificano sono molto diverse.
La produttività delle piante della foresta tropicale è alta e c'è anche un'alta efficienza nel riciclaggio dei nutrienti. Infatti, la più alta percentuale di nutrienti si trova nella biomassa vegetale e nella lettiera che ricopre il suolo..
La più grande raccolta di energia solare da parte dei produttori della foresta tropicale avviene nella volta superiore. Tuttavia, ci sono vari strati inferiori che catturano la luce che riesce a filtrare tra cui piante rampicanti, epifite, erbe e arbusti a terra..
Coerentemente con quanto sopra, la maggior parte dei consumatori di foreste primarie si nutre nella chioma della foresta. C'è una grande diversità di insetti che si nutrono delle foglie degli alberi, mentre uccelli e pipistrelli della frutta consumano frutti e semi..
Ci sono anche mammiferi come scimmie, bradipi e scoiattoli che si nutrono di foglie e frutti..
Molti uccelli sono insettivori e alcuni insetti come la mantide religiosa sono predatori di altri insetti erbivori. Ci sono anche mammiferi insettivori come l'orso del miele che consuma le formiche, in questo caso sia erbivori che carnivori..
Uno dei gruppi più numerosi e tassonomicamente vari nelle giungle sono le formiche, anche se a causa delle loro dimensioni passano inosservate..
Le diverse specie di formiche possono comportarsi come consumatori primari nutrendosi di foglie e secrezioni vegetali. Altre specie agiscono come consumatori secondari cacciando e nutrendosi di altri insetti e animali ancora più grandi.
Un caso importante sono le formiche legionarie o le folle nelle foreste tropicali che periodicamente costituiscono masse di migliaia o milioni di individui. Questi avanzano insieme, predando tutti gli animali alla loro portata, principalmente insetti, sebbene possano consumare piccoli vertebrati..
Questo tipo di foresta è un chiaro esempio della complessità che la catena alimentare può raggiungere nella foresta tropicale. In questo caso, durante la stagione delle piogge nelle catene montuose che danno origine ai grandi fiumi che attraversano le giungle, si verificano alluvioni.
Le acque del fiume penetrano nella giungla raggiungendo fino a 8 e 10 m di altezza e in queste condizioni si integrano le reti trofiche silvestri di acqua dolce e terrestre.
Quindi, ci sono casi come il pesce Arapaima gigas che è capace di un salto per catturare piccoli animali appollaiati sulle foglie degli alberi.
I grandi predatori della foresta pluviale sono felini, grandi serpenti, coccodrilli e alligatori. Nel caso della giungla dei tropici americani, il giaguaro (Panthera onca) e l'anaconda (Eunectes murinus) sono esempi di questo.
Da parte sua, nella giungla africana sono il leopardo, il velenoso serpente mamba nero (Dendroaspis polylepis) o il pitone africano (Python sebae). E nel caso dell'Asia tropicale sono la tigre (Panthera tigris) e il pitone reticolato (Malayopython reticulatus).
Ci sono anche uccelli predatori che occupano il livello trofico più alto, come l'aquila arpia (Harpia harpyja).
Il suolo della foresta pluviale è un ecosistema a sé stante, con una grande diversità di organismi. Questi includono vari gruppi come batteri, funghi, protisti, insetti, anellidi e mammiferi che fanno le loro tane lì.
La maggior parte di questi organismi contribuisce al processo di decomposizione della materia organica che viene riassorbita da un intricato sistema di radici e funghi..
È stato scoperto che la rizosfera (apparato radicale del suolo) include i cosiddetti funghi micorrizici. Questi funghi stabiliscono relazioni simbiotiche con le radici che forniscono loro sostanze nutritive ei funghi facilitano l'assorbimento di acqua e minerali da parte dell'albero..
I deserti sono ecosistemi a bassa produttività a causa delle loro condizioni ambientali, in particolare la scarsa disponibilità di acqua e le temperature estreme. Queste condizioni ambientali condizionano una scarsa copertura vegetale, quindi la produzione è limitata e la fauna presente è scarsa..
Le poche specie vegetali come gli animali si sono adattate nel loro processo evolutivo a queste condizioni. La maggior parte degli animali ha abitudini notturne e trascorre la giornata in tane sotterranee per evitare la radiazione solare.
In questi ecosistemi, i produttori sono costituiti da specie vegetali xerofile (adattate alle condizioni di siccità). Nel caso dei deserti americani, i cactus ne sono un buon esempio e forniscono frutti commestibili consumati da insetti, uccelli e roditori..
Nelle zone desertiche vivono insetti, uccelli, rettili e roditori che si nutrono delle poche piante che popolano il deserto. Nel deserto del Sahara ci sono specie di erbivori che possono passare lunghi periodi senza bere acqua.
Tra questi ci sono il dromedario (Camelus dromedarius) e la gazzella dorcas (Gazella dorcas).
Le specie carnivore abitano il deserto che si nutrono di consumatori primari. Tra questi ci sono gli aracnidi come gli scorpioni che si nutrono di altri insetti.
Allo stesso modo, ci sono rapaci come falchi e gufi che catturano altri uccelli, roditori e rettili. Ci sono anche serpenti velenosi come il serpente a sonagli (Crotalus spp.) le cui prede sono principalmente roditori del deserto.
Nei deserti americani tra i mammiferi ci sono il puma (Puma concolor) e il coyote (Canis latrans). Mentre diverse specie di volpi abitano il Sahara, tra cui il fennec (Vulpes zerda) e la pallida volpe (Vulpes pallida).
Il ghepardo del Sahara (Acinonyx jubatus hecki) è il più grande predatore di questo deserto, ma purtroppo è in pericolo di estinzione.
La diversità degli ambienti marini determina anche una grande varietà di reti alimentari. In questo caso si distinguono due tipologie di reti trofiche di base: quella basata sul fitoplancton e quella supportata dagli archei chemiosintetici..
La rete alimentare più caratteristica dell'ambiente marino si basa sull'attività del fitoplancton (organismi fotosintetici microscopici che galleggiano negli strati superficiali). Da questi produttori vengono generate varie catene alimentari che formano le complesse reti trofiche marine..
Il fitoplancton comprende numerose specie di cianobatteri, protisti e alghe unicellulari come le diatomee. Sono autotrofi fotosintetici che formano popolazioni di miliardi di individui microscopici.
Questi vengono portati via dalle correnti oceaniche e servono da cibo per i consumatori primari. In acque poco profonde, dove arriva la luce solare, si sviluppano prati di alghe e persino angiosperme acquatiche.
I produttori servono anche come cibo per pesci, tartarughe marine e altri organismi che sono a loro volta predati.
Uno dei principali è lo zooplancton, animali microscopici che fanno anche parte del plancton e si nutrono di fitoplancton. Inoltre, altri consumatori primari sono la balenottera azzurra, lo squalo balena e molti pesci..
Nelle barriere coralline, i polipi corallini si nutrono di fitoplancton ea loro volta altri organismi si nutrono di polipi. Tale è il caso del pesce pappagallo (Scaridae) e della stella della corona di spine (Acanthaster planci).
Questi includono una varietà di organismi che si nutrono di pesci, come altri pesci, anemoni, lumache, granchi, foche, leoni marini..
I grandi predatori marini sono gli squali, soprattutto le specie più grandi come lo squalo bianco. Un altro grande predatore in mare aperto è l'Orca e lo sono anche i delfini, essendo una delle prede preferite dall'Orca le foche che a loro volta si nutrono di pesci.
Il processo di decomposizione è aiutato dalle condizioni dell'ambiente marino e dall'azione di batteri e vermi in decomposizione..
Nelle bocche idrotermali che si trovano nelle dorsali oceaniche a più di 2.000 m di profondità ci sono ecosistemi molto particolari. Tenendo conto che i fondali marini a queste profondità sono quasi deserti, spicca l'esplosione di vita in queste zone..
La luce solare non raggiunge queste profondità, quindi il processo di fotosintesi non può svilupparsi. Questo è il motivo per cui la rete alimentare di questi ecosistemi è supportata da organismi autotrofi che ottengono energia da un'altra fonte..
In questo caso, sono archaea che sono in grado di ossidare composti inorganici come lo zolfo e produrre energia chimica. Questi batteri trovano un ambiente favorevole alla loro massiccia moltiplicazione grazie alle acque calde delle fumarole generate dall'attività vulcanica..
Allo stesso modo, queste fumarole espellono composti come lo zolfo che vengono utilizzati per la loro chemiosintesi..
Animali come vongole, vermi e altri organismi si nutrono di archaea. Allo stesso modo, vengono presentate associazioni simbiotiche molto particolari, come quella del gasteropode chiamato lumaca squamosa del piede (Crysomallon squamiferum).
Questa lumaca dipende esclusivamente dal rapporto simbiotico che instaura con gli archei chemiosintetici che le forniscono il cibo..
Alcuni pesci di acque profonde si nutrono di altri organismi che a loro volta consumano i batteri chemiosintetici.
Nell'oceano profondo ci sono specie di pesci, vermi e altri organismi che vivono su detriti organici che precipitano dalla superficie.
Le correnti fredde profonde spingono i nutrienti dal fondo marino alla superficie, integrando così le reti alimentari marine.
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