Una catena alimentare o catena trofica o rete alimentare descrive, all'interno di un ecosistema, i rapporti energetici tra le varie specie che lo formano. In altre parole, la catena alimentare analizza il flusso di sostanza (energia chimica) tra gli animali in base alle rispettive relazioni alimentari. Tanto maggiore è la biodiversità all'interno dell'ecosistema tanto più fitta è la rete trofica.
Sebbene possano esistere molte chiavi di rappresentazione, anche teoriche, di una rete alimentare è utile suddividere la stessa in livelli trofici. Ciascun livello è caratterizzato da specie che adottano strategie alimentari comuni.
Livelli trofici della catena
Il primo livello trofico della catena è rappresentato dai produttori primari. Questi organismi sono definiti autotrofi poiché sono in grado di sintetizzare la biomassa senza l'ausilio di molecole organiche prelevate dall'esterno. In linea generale, i produttori primari sono rappresentati dalle piante che, mediante la fotosintesi clorofilliana, trasformano l'energia solare e l'anidride carbonica (CO2) in sostanze zuccherine. Altri organismi, definiti chemiotrofi (o chemoautotrofi) sono invece gli organismi che operano i processi di riduzione grazie all'energia fornita da molecole non organiche.
Esempio di catena alimentare.
I consumatori primari, invece, rappresentano tutti gli animali che si nutrono delle piante e, per questo motivo, sono definiti erbivori. A cascata, i consumatori secondari sono rappresentati da tutti gli animali che si nutrono dei consumatori primari e così via. Dal secondo livello della catena trofica in poi è possibile osservare gli intrecci dei rapporti tra specie. Ad esempio, una specie onnivora può cibarsi dei consumatori immediatamente sottostanti e anche dei produttori primari.
Schematizzazione dei vari livelli trofici in una catena alimentare.
In molti ecosistemi esiste un livello speciale nella catena trofica che non ha predatori attivi. Gli animali appartenenti a questa categoria prendono il nome di top-predator.
Efficienza energetica
I passaggi tra i vari livelli trofici portano a un trasferimento di energia attraverso una trasformazione. In accordo alle leggi della termodinamica, l'efficienza di trasferimento non è totale. In altre parole, in ciascun passaggio parte dell'energia è restituita al sistema e non è direttamente utilizzabile dall'organismo del livello trofico superiore. In linea generale, la percentuale di dispersione tra i vari livelli è molto alta e si attesta a circa il 90%.
Introduzione: Ecologia, ecosistema, biosfera, nicchia ecologica. Foresta pluviale, savana tropicale.
Flusso dell'energia: Produttore primario, consumatore
Cicli biogeochimici: Ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo del fosforo, ciclo dello zolfo.
Popolazione: Crescita della popolazione, fattore limitante, stress ecologico.
Rapporti tra specie: Neutralismo, commensalismo, competizione, mutalismo, amensalismo.
Dinamica delle popolazioni: Competizione intraspecifica, competizione interspecifica, coevoluzione. Equazioni di Lotka-Volterra.
Dinamica degli ecosistemi: Successione ecologica.
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