Sono numerose le relazioni esistenti tra gli organismi negli ecosistemi, e per poterli studiare e capire bisogna analizzare la struttura trofica dell’ecosistema, ovvero come è scambiata l’energia tra i vari livelli. E’ 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 avvengono allo stesso modo partendo da un’unica fonte inesauribile e a disposizione di tutti gli esseri viventi, il sole.
Gli organismi produttori di materia organica
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.
Gli organismi autotrofi
I fattori che limitano maggiormente la fotosintesi in mare e quindi la produzione primaria 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 ri-esplosione 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.
L’energia passa di livello
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 sotto forma 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 perché negli oceani i grandi predatori sono scarsi e poco abbondanti, mentre i più piccoli sono numerosissimi.
