Efficienza biologica

L'uomo è anch'esso presente nella rete biologica ma ha un vantaggio non indifferente ovvero che è onnivoro, ossia può spostarsi lungo i diversi livelli trofici; qualora il flusso di energia fosse bloccato in qualche direzione, l'uomo si può spostare.

Dal punto di vista ecologico, l'organizzazione di una rete alimentare è interessante per studiare la ripartizione energetica nei diversi livelli trofici. Per ogni livello abbiamo un diverso quantitativo di energia e una diversa tipologia di individui. Nell'oceano troviamo una situazione paradossale perché se misuriamo l'energia troviamo un sistema che rispetta la suddivisione in livelli trofici, ma se invece misuriamo la biomassa, quella dei produttori primari è inferiore a quella degli individui erbivori. La presenza di una biomassa minore si spiega col fatto che questa può essere facilmente riprodotta poiché ha vita breve.

In un sistema biologico la vita può mantenersi inalterata nel tempo, si tratta di un sistema complesso, costituito da diversi elementi la cui funzione è in qualche modo controllata. Se infatti il trasferimento di energia viene fatto male o viene fatto poco, la struttura cambia. Le variazioni della produttività primaria spostano l'equilibrio tra controllo Top - Down dove abbiamo variazioni di densità nei predatori che causano variazioni di densità nei livelli inferiori e controllo Bottom-up dove sono i produttori primari che controllano il funzionamento dell'ecosistema.

  • In ecosistemi estremamente improduttivi (bianchi) come il deserto, sia erbivori che piante sono regolate da processi bottom-up
  • In ecosistemi estremamente produttivi (verdi) la regolazione avviene da processi top-down
  • In ecosistemi tra questi due estremi (gialli), le piante sono controllate da sistemi top-down in quanto limitate dagli erbivori; questi infatti sono in numero insufficiente per sostenere una significativa popolazione di predatori. Questo tipo di organizzazione ha una stabilità tale che consente di mantenere più specie possibili.

L'efficienza è il rapporto tra ciò che viene prodotto rispetto a ciò che riguarda l'ingresso energetico, a livello ecologico si è interessati a misurare l'efficienza dei produttori primari quindi misurare la loro produzione netta rispetto all'energia che hanno in entrata, ossia la luce elettromagnetica. Più efficiente è la trasformazione più posso contare su materiale organico. Viene misurata quindi l'attività fotosintetica, il cui valore medio nella biosfera è molto basso (0.2-0.3%). Bisogna però considerare solo i fotoni che cadono su siti fotosinteticamente attivi, prendendo in considerazione solo quella frazione, ossia quella che può essere trasformata, il valore diventa 35%, che è estremamente alto. Quello che viene considerato è quindi l'efficienza biochimica del processo.

Alla fine tutta la maggior parte degli organismi primari muore e va a costituire la rete del detrito, questo perché la biomassa è poco assimilabile dagli erbivori; in ecosistemi marini i produttori primari marini sono più assimilabili poiché mancano di strutture di sostegno, infatti, nell'acqua la densità è più bassa che nell'aria dove un organismo richiede invece strutture di sostentamento che implicano biomasse molto grandi e consumi energetici alti; In acqua mancando queste strutture abbiamo delle biomasse più piccole con una riproduzione più veloce.

E' da tenere in considerazione che non tutte le forme di energia sono uguali in termini di quantità energetica. Più l'energia si trasforma più diminuisce di quantità ma aumenta la qualità, intesa come capacità di compiere un lavoro.

Come detto in precedenza, la maggior parte dell'energia viene persa e una parte viene utilizzata dagli organismi, si definisce efficienza trofica la percentuale della produzione trasferita da un livello trofico a quello successivo: 10% (80/90% dell'energia in questi passaggi viene persa).

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