Funzionamento degli Ecosistemi e Dinamiche della Nutrizione

Nutrire i rapporti

Le relazioni stabilite con l'ambiente di vita forniscono la materia e l'energia necessarie per la nutrizione degli organismi.

Produttori, consumatori e decompositori

• Produttori: Sono organismi autotrofi. Fabbricano la propria materia organica a partire da materia inorganica.
• Consumatori: Sono organismi eterotrofi che si nutrono di materia organica proveniente da diversi tipi di esseri viventi. Esistono erbivori, carnivori e onnivori.
• Decompositori: Sono organismi eterotrofi che si nutrono di detriti e li convertono in composti inorganici.

Catena alimentare e rete alimentare

La catena alimentare si compone di una serie di organismi ordinati linearmente. La rete alimentare (food web) è, invece, un insieme di catene alimentari interconnesse che si possono stabilire all'interno di un ecosistema.

Biomassa e Produzione

La biomassa è il termine usato per indicare la quantità di materia organica che comprende gli individui di un livello trofico o di un intero ecosistema. La produzione è l'aumento di biomassa per unità di tempo. Si può riferire a:

• Produzione Primaria Netta (PPN): Indica l'aumento della biomassa dei produttori. Si calcola sottraendo la respirazione dei produttori fotosintetici dalla Produzione Primaria Lorda (GPP).
• Produzione Secondaria Netta (PSN): È l'aumento della biomassa ai diversi livelli dei consumatori. Si calcola sottraendo alla materia organica ingerita la respirazione e i rifiuti.
• Produzione Netta dell'Ecosistema (NEP): È l'aumento della biomassa che si accumula in un determinato ecosistema. Si calcola sottraendo la respirazione totale dalla fotosintesi in un periodo dato.

Piramidi ecologiche

Le piramidi ecologiche sono forme di rappresentazione utilizzate per dimostrare come alcune caratteristiche variano nei livelli trofici. I tipi principali sono:

• Piramidi di produzione o di energia: Ogni rettangolo rappresenta l'energia immagazzinata; essa è sempre maggiore alla base (produttori).
• Piramidi di biomassa: I rettangoli sono costruiti con i dati della biomassa di ogni livello trofico. Possono essere invertite nel caso degli ecosistemi acquatici, dove i produttori hanno una biomassa inferiore rispetto ai consumatori.
• Piramidi di numeri: Le caselle rappresentano il numero di individui ad ogni livello trofico. Anche queste possono essere invertite.

Cicli biogeochimici

Si tratta di cicli che permettono il movimento delle sostanze chimiche dal supporto inerte (ambiente) agli esseri viventi, per poi tornare all'ambiente.

Il ciclo del carbonio

• Le piante, le alghe e alcuni batteri catturano la CO2 atmosferica e la trasformano in composti organici.
• Questo carbonio organico fluisce attraverso tutti i livelli trofici mediante l'alimentazione.
• Una grande parte del carbonio che costituisce le molecole organiche viene restituita all'ambiente attraverso la respirazione di tutti gli esseri viventi.
• I resti di organismi che rimangono sepolti dai sedimenti si trasformano, nel tempo, in carbone o petrolio.
• L'atmosfera viene arricchita di CO2 dalla combustione di materiali vegetali e dalle eruzioni vulcaniche.
• Gli organismi marini utilizzano una parte del carbonio disciolto in acqua per costruire i loro gusci.

Il ciclo dell'azoto

• Le piante possono utilizzare l'azoto (N) solo quando si trova sotto forma di sali disciolti in acqua.
• Alcuni organismi sono in grado di fissare l'azoto atmosferico e trasformarlo in composti organici utilizzabili dalle piante.
• L'azoto viene trasferito ai consumatori attraverso l'alimento.
• L'azoto organico viene trasformato dai batteri del suolo che decompongono i detriti, rendendolo nuovamente disponibile sotto forma di nitrati.
• È inoltre possibile fissare l'azoto atmosferico artificialmente per la fabbricazione di fertilizzanti inorganici.