Reti alimentari marine e dinamiche trofiche

L'energia fissata dal fitoplancton fluisce verso l'alto attraverso pascolatori, predatori e decompositori in reti la cui struttura — e la sorprendente importanza dei microbi al loro interno — governa la produttività dell'intero oceano.

Definition

Le reti alimentari marine sono le reti di relazioni alimentari che trasferiscono energia e nutrienti tra gli organismi oceanici; le dinamiche trofiche descrivono come la produzione viene trasferita, trasformata e persa mentre passa attraverso questi livelli.

Scope

Questo argomento copre il trasferimento di energia e materiale tra i livelli trofici, la classica catena alimentare di pascolo dal fitoplancton ai pesci, il "microbial loop" che ricicla la materia organica disciolta, l'efficienza del trasferimento trofico e i controlli (dal basso verso l'alto e dall'alto verso il basso) che modellano la struttura delle comunità marine.

Core questions

• Con quale efficienza l'energia viene trasferita da un livello trofico all'altro nel mare?
• Che cos'è il "microbial loop" e come altera la classica catena alimentare?
• In che modo l'apporto di nutrienti dal basso verso l'alto e la predazione dall'alto verso il basso strutturano congiuntamente le comunità marine?
• In che modo la struttura della rete alimentare influisce sui rendimenti della pesca e sulla stabilità dell'ecosistema?

Key theories

Efficienza del trasferimento trofico

Solo una piccola frazione dell'energia a un livello trofico viene trasferita al successivo, quindi le catene alimentari corte nelle regioni produttive di "upwelling" supportano attività di pesca molto più grandi rispetto alle catene lunghe nell'oceano aperto.

Il "microbial loop"

I batteri consumano materia organica disciolta e vengono pascolati dai protisti, restituendo carbonio e nutrienti alla rete alimentare e rivelando un percorso importante che la classica catena di pascolo aveva trascurato.

Mechanisms

Il fitoplancton viene pascolato dallo zooplancton, che viene mangiato da animali più grandi, con una perdita di energia di circa un ordine di grandezza a ogni passo attraverso la respirazione e gli scarti. Parallelamente, il "microbial loop" convoglia la materia organica disciolta attraverso batteri e protisti di nuovo nella rete, e l'importanza relativa di questi percorsi dipende dall'apporto di nutrienti e dalla struttura dimensionale del plancton.

Clinical relevance

La struttura della rete alimentare determina come la produzione primaria si traduce in pesce pescabile, come i contaminanti come il mercurio biomagnificano verso i predatori apicali e come gli ecosistemi rispondono alla pesca eccessiva e ai cambiamenti nelle comunità planctoniche guidati dal clima.

History

Il concetto trofico-dinamico di flusso di energia di Lindeman (1942) ha inquadrato quantitativamente le reti alimentari; nell'oceano, Pomeroy e poi Azam e colleghi hanno stabilito il "microbial loop" tra la fine degli anni '70 e il 1983, rivedendo fondamentalmente la visione di come fluiscono l'energia e il carbonio marini.

Key figures

• Lawrence Pomeroy
• Farooq Azam
• John Steele

Seminal works

• millerWheeler2012
• azam1983

Frequently asked questions

Perché ci sono così pochi grandi predatori nell'oceano aperto?

Poiché solo circa un decimo dell'energia a ogni livello trofico passa al successivo, le lunghe catene alimentari dell'oceano aperto lasciano poca energia per i predatori apicali, che sono quindi relativamente scarsi.

Che cos'è il "microbial loop"?

È il percorso in cui i batteri assorbono la materia organica disciolta rilasciata da altri organismi e vengono poi consumati da minuscoli protisti, riciclando carbonio e nutrienti nella rete alimentare marina.