Definizione del livello trofico
Un livello trofico è il gruppo di organismi all’interno di un ecosistema che occupa lo stesso livello in una catena alimentare. Ci sono cinque livelli trofici principali all’interno di una catena alimentare, ognuno dei quali differisce nella sua relazione nutrizionale con la fonte di energia primaria. La fonte di energia primaria in qualsiasi ecosistema è il sole (anche se ci sono eccezioni negli ecosistemi delle profondità marine).
La radiazione solare dal sole fornisce l’input di energia che viene utilizzata dai produttori primari, noti anche come autotrofi. I produttori primari sono di solito piante e alghe, che effettuano la fotosintesi per produrre la propria fonte di cibo. I produttori primari costituiscono il primo livello trofico.
Il resto dei livelli trofici è costituito da consumatori, noti anche come eterotrofi; gli eterotrofi non possono produrre il proprio cibo, quindi devono consumare altri organismi per acquisire nutrimento.
Il secondo livello trofico è composto da erbivori, questi organismi ottengono energia mangiando i produttori primari e sono chiamati consumatori primari.
I livelli trofici tre, quattro e cinque sono composti da carnivori e onnivori. I carnivori sono animali che sopravvivono solo mangiando altri animali, mentre gli onnivori mangiano animali e materiale vegetale.
Il terzo livello trofico consiste di carnivori e onnivori che mangiano erbivori; questi sono i consumatori secondari.
Il quarto livello trofico contiene carnivori e onnivori che mangiano consumatori secondari e sono conosciuti come consumatori terziari.
Il quinto livello trofico consiste in predatori apicali; questi animali non hanno predatori naturali e sono quindi in cima alla catena alimentare.
I decompositori o detritivori sono organismi che consumano materiale vegetale e animale morto, convertendolo in energia e nutrienti che le piante possono utilizzare per una crescita efficace. Anche se non occupano un livello trofico indipendente, i decompositori e i detritivori, come funghi, batteri, lombrichi e mosche, riciclano il materiale di scarto di tutti gli altri livelli trofici e sono una parte importante di un ecosistema funzionante.
A causa del modo in cui l’energia viene utilizzata quando viene trasferita tra i livelli, la biomassa totale degli organismi di ogni livello trofico diminuisce dal basso verso l’alto. Solo circa il 10% dell’energia consumata viene convertita in biomassa, mentre il resto viene perso come calore, oltre che per il movimento e altre funzioni biologiche. A causa di questa graduale perdita di energia, la biomassa di ogni livello trofico è spesso vista come una piramide, chiamata piramide trofica.
È importante notare che gli organismi all’interno dei livelli trofici degli ecosistemi naturali non formano generalmente una catena uniforme, e che molti animali possono avere più prede e più predatori; le interazioni non lineari dei livelli trofici possono quindi essere meglio viste come una rete alimentare piuttosto che una catena alimentare. Tuttavia, l’interruzione di uno dei livelli trofici, per esempio l’estinzione di un predatore o l’introduzione di una nuova specie, può avere un effetto drastico sui livelli trofici inferiori o superiori.
Esempi di livello trofico
Produttori primari
I produttori primari, o “autotrofi”, sono organismi che producono biomassa da composti inorganici. In generale, si tratta di organismi fotosintetici come le piante o le alghe, che convertono l’energia del sole, usando anidride carbonica e acqua, in glucosio. Questo glucosio viene poi immagazzinato all’interno della pianta come energia, e ossigeno, che viene rilasciato nell’atmosfera.
Negli ecosistemi terrestri, quasi tutta la produzione primaria proviene da piante vascolari come alberi, felci e piante da fiore. Negli ecosistemi marini, le alghe e le alghe riempiono il ruolo della produzione primaria.
Ci sono anche alcuni produttori primari di mare profondo che eseguono l’ossidazione di composti chimici inorganici invece di usare la fotosintesi; questi organismi sono chiamati “chemioautotrofi”.
Consumatori primari
I consumatori primari sono erbivori, cioè animali che sono adattati a consumare e digerire piante e alghe (autotrofi). Gli erbivori sono generalmente divisi in due categorie: i pascolatori, come mucche, pecore e conigli, la cui dieta consiste per almeno il 90% di erba, e i browser, come cervi e capre, la cui dieta consiste per almeno il 90% di foglie o ramoscelli di alberi.
I consumatori primari possono anche consumare altre forme di materiale vegetale. Molti pipistrelli, uccelli e scimmie mangiano frutta (frugivori); uccelli, insetti, pipistrelli e aracnidi (ragni) mangiano nettare (nettarivori); e termiti e coleotteri mangiano legno (xilofagi).
Negli ecosistemi marini, i consumatori primari sono zooplancton, piccoli crostacei che si nutrono di alghe fotosintetizzanti note come fitoplancton.
Consumatori secondari
I consumatori secondari, al terzo livello trofico, sono carnivori e onnivori, che ottengono almeno una parte dei loro nutrienti dai tessuti degli erbivori. Questo include animali e piante carnivore che si nutrono di insetti erbivori (insettivori).
I consumatori secondari sono di solito piccoli animali, pesci e uccelli come rane, donnole e serpenti, anche se i predatori apicali più grandi, come leoni e aquile, possono consumare gli erbivori, e possono anche esistere nel secondo livello trofico di un ecosistema.
Negli ecosistemi marini, tutte le specie che consumano zooplancton sono consumatori secondari; si va dalle meduse ai piccoli pesci come le sardine e ai crostacei più grandi come i granchi e le aragoste, così come le balene, che si nutrono di filtri, e gli squali elefante.
Consumatori terziari
I consumatori terziari acquisiscono energia mangiando altri carnivori ma possono essere predati. I gufi sono un esempio di consumatori terziari; sebbene si nutrano di topi e altri erbivori, mangiano anche consumatori secondari come gli ermellini. A loro volta, i gufi possono essere cacciati da aquile e falchi, e quindi non sono predatori apicali.
Predatori apicali
I predatori apicali sono organismi in cima alla catena alimentare, e che non hanno predatori naturali. Aquile, lupi, grandi felini come leoni, giaguari e ghepardi, e animali marini come squali, tonni, orche e delfini sono tutti esempi di predatori apicali, anche se ce ne sono molti altri. I predatori apicali hanno spesso adattamenti specifici che li rendono cacciatori molto efficienti, come denti e artigli affilati, velocità, agilità e furtività; a volte lavorano in gruppo, aumentando il successo delle loro capacità di caccia. Tuttavia, non tutti i predatori apicali sono feroci cacciatori. Gli squali balena sono grandi filtratori, che consumano solo piccoli pesci e plancton, ma poiché non hanno predatori naturali, sono predatori apicali nel loro ambiente.
I predatori apicali svolgono un ruolo estremamente importante in un ecosistema; attraverso la predazione controllano le popolazioni dei livelli trofici inferiori. Se i predatori apicali vengono rimossi da un ecosistema, organismi come gli erbivori da pascolo possono sovrappopolarsi, esercitando quindi un’intensa pressione di pascolo e di browsing sulle piante all’interno di un habitat. Se ci sono meno risorse vegetali disponibili, altri organismi che dipendono dalle piante (anche se non sono cacciati dal predatore apicale), come insetti e piccoli mammiferi, subiranno un declino della popolazione, e a loro volta possono influenzare tutti i livelli trofici all’interno di un ecosistema. Questo disturbo è chiamato una cascata trofica dall’alto verso il basso, e può portare al collasso dell’ecosistema.
- Carnivoro – Un organismo che ottiene una parte della sua energia dai tessuti di altri animali.
- Erbivoro – Un organismo che ottiene la sua energia esclusivamente da materiale vegetale.
- Cascata trofica – Il verificarsi di un predatore che sopprime la dimensione della popolazione dei livelli trofici inferiori.
- Piramide energetica – Una visualizzazione del trasferimento di energia tra i livelli trofici.
Testa la tua conoscenza
1. Approssimativamente quanta dell’energia consumata ad ogni livello trofico è convertita in biomassa?
A. 10%
B. 30%
C. 50%
D. 100%
2. Un consumatore primario mangia:
A. Erbivori
B. Carnivori
C. Materiale vegetale
D. Insetti
3. Le alghe blu-verdi sono un esempio di:
A. Autotrofo
B. Eterotrofo
C. Chemioautotrofo
D. Decompositore
4. Quale dei seguenti non è un predatore apicale? Tonno
B. Leopardo
C. Falco
D. Bufalo