Catena alimentare: cos’è, come funziona ed esempi

La catena alimentare, talvolta chiamata anche catena trofica o piramide alimentare, è l'insieme dei rapporti che legano tutti gli organismi viventi all'interno delle complesse dinamiche di un ecosistema. Si tratta di un concetto abbastanza radicato anche nell'immaginario comune, spesso raffigurato con un sistema lineare molto semplificato: le piante, che producono ossigeno, vengono mangiate dagli erbivori, che a loro volta vengono mangiate dai carnivori e così via passando da un elemento all'altro della catena.

Spiegata così, si rischia però di semplificare e banalizzare forse un po' troppo un insieme di relazioni che, nella realtà, è molto più complesso e intricato e meno lineare di così. Più che di catena, si dovrebbe parlare di rete alimentare o trofica, un sistema molto più intrecciato e annodato che meglio si adatta al modo in cui animali, piante e altri organismi sono legati tra loro all'interno un ecosistema. Una rete trofica può anche essere vista, quindi, come un insieme di tante catene alimentari, tutte intrecciate tra loro. Ma andiamo con ordine e scopriamo cos'è, com'è strutturata e come funziona una catena alimentare.

Cos'è la catena alimentare

All'interno di un ecosistema, vive un complesso e numeroso insieme di forme di vita che dipendono l'una dall'altra per il nutrimento. Batteri, piante, animali, funghi, tutti sono legati tra loro da un filo invisibile che permette il passaggio e il riciclo dei nutrimenti e dell'energia tra tutte le forme di vita, i nodi della rete trofica. Una catena alimentare, o rete trofica, mostra quindi in che modo gli organismi sono collegati tra loro e, soprattutto, cosa mangiano.

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Ogni elemento della catena occupa, quindi, un preciso livello trofico e ad ogni passaggio di livello avviene anche il trasferimento dell'energia. La lunghezza e il numero dei livelli può però cambiare molto a seconda dell'ecosistema preso come riferimento. Solitamente, si parte sempre dai produttori, gli organismi autotrofi come piante e alghe, in grado di nutrirsi e produrre composti organici grazie alla fotosintesi. Le piante non hanno bisogno di "mangiare" altri organismi, come fanno invece gli animali, ed perciò su di loro che poggiano tutti gli altri livelli di una catena alimentare, i consumatori.

Struttura della catena alimentare

Un modello semplificato di una catena alimentare prevede generalmente almeno quattro livelli: produttori; consumatori primari; secondari; terziari. A questa si affianca poi la cosiddetta catena del detrito e dei decompositori, che recupera e ricicla tutta la materia organica morta a ogni livello facendo così ricominciare da capo il ciclo. La lunghezza della catena alimentare è molto importante, anche perché la quantità di energia trasferita diminuisce all'aumentare del livello trofico, solitamente circa 1/10 a ogni passaggio di livello. Allo stesso modo, anche la diversità e il numero di specie diminuisce a ogni passaggio di livello.

Proprio in virtù dell'esistenza dei vari livelli in successione, le dinamiche e le relazioni tra gli organismi – oltre che con una catena lineare – vengono spesso rappresentate anche una piramide, dove alla base ci sono i produttori e via via, salendo verso la punta, tutti gli altri livelli. Un esempio semplificato e lineare di una catena alimentare, potrebbe quindi partire da una da una pianta (produttore), che viene poi mangiata da un bruco (consumatore primario), che a sua volta viene mangiato da una cinciarella (consumatore secondario), che infine viene predata da uno sparviere (consumatore terziario).

Ma vediamo però un po' più da vicino quali sono e come funzionano tutti i vari livelli di una catena alimentare.

I produttori

I produttori, chiamati anche produttori primari sono gli organismi autototrofi in grado di produrre direttamente composti organici complessi, utilizzando sostanze semplici (come l'anidride carbonica e l'acqua) e l'energia dalla luce solare (fotosintesi) oppure reazioni chimiche inorganiche (chemiosintesi). Sono quindi produttori primari le piante, le alghe, alcuni batteri e altri organismi che effettuano simbiosi con altri fotosintetici, come i licheni e i coralli.

I produttori primari sono le vere e proprio fondamenta su cui si poggiano tutti gli altri livelli e perciò influenzano in modo determinante la composizione e il numero delle specie che occupano i piani superiori. La maggior parte delle forme di vita nemmeno potrebbe esistere senza il sole da cui viene prelevata l'energie grazie alle piante e agli altri produttori.

I consumatori

Esistono diversi livelli di consumatori, cioè gli organismi eterotrofi che, a differenza delle piante, hanno bisogno di mangiarne altri per ricavarne nutrienti ed energia. Si parte sempre da quelli primari, cioè quelli che mangiano le piante (i produttori primari): gli erbivori. Questo livello trofico è solitamente occupato da un grande numero di organismi sia di piccole dimensioni, come gli invertebrati, che molto grandi, come i mammiferi quali conigli, roditori, cervi e grandi ungulati pascolatori e tutti gli altri. Cibandosi direttamente dei produttori, sono quindi il livello della piramide su cui poggiano e dipendono tutti gli altri consumatori e la presenza e la consistenza dei carnivori dipende indissolubilmente da quella degli erbivori.

A livello successivo, troviamo poi i consumatori secondari, cioè quelli che mangiano gli erbivori. Sono di solito carnivori di piccole o medie dimensioni, come invertebrati, uccelli, volpi o pesci, se ci troviamo in ambiente acquatico. Al terzo, e generalmente ultimo livello, ci sono poi i predatori apicali o superpredatori, quelli che invece mangiano anche altri carnivori. Lo sono per esempio le aquile che mangiano le volpi, gli squali che mangiano gli altri pesci, leoni, coccodrilli, orche e tutti gli altri animali che per definizione non hanno predatori e sono in cima alla loro rete trofica. Talvolta, i predatori all'apice possono anche occupare un livello ancora superiore (consumatori quaternari). Possono esserlo, per esempio, le orche, in grado di predare persino i grandi squali bianchi.

I decompositori

Parallelamente a ogni catena alimentare come quelle descritte finora, c'è poi la cosiddetta catena del detrito o dei decompositori. E cioè l'insieme di tutti quegli organismi che si nutrono di materia organica morta, a prescindere se sia vegetale o animale. Possiamo distinguerli in detritivori, cioè quelli che si nutrono di materia organica morta e veri e proprio decompositori. Tra i detritivori troviamo organismi di maggiori dimensioni e che mangiano parti organiche piuttosto grossolane, come per esempio lombrichi, millepiedi, larve di mosche, funghi e coprofagi, quelli che mangiano le feci.

Ci sono poi i veri e propri decompositori, come batteri, funghi e altri microorganismi, che invece intervengono per ultimi, di solito successivamente o in contemporanea ai detritivori. Il loro compito è quello di convertire la materia organica in sostanze inorganiche, che possono essere così riciclate come nutrienti per essere riutilizzati poi dalle piante e gli altri produttori, facendo così ripartire tutto il ciclo.

Esempi di catena alimentare

Negli ecosistemi reali, le dinamiche trofiche tra i vari organismi sono chiaramente molto più complesse di qualsiasi nostra semplificazione. Abbiamo per esempio specie onnivore, che mangiando sia vegetali che altri animali, possono occupare contemporaneamente più di un livello trofico. Il modo in cui le specie sono poi collegante, non è quasi mai così lineare come descrive una catena. Un'aquila reale, per esempio, può tranquillamente mangiare sia un consumatore primario (un erbivoro) che un piccolo carnivoro (consumatore secondario).

Proprio per questo, si preferisce utilizzare il concetto di rete trofica invece che di catena, perché meglio rappresenta tutti gli intricati collegamenti che possono esserci tra tutti i vari livelli trofici e in molteplici direzione. Semplificare è però necessario, perché solo così possiamo comprendere i concetti base di come funziona un sistema complesso come un ecosistema o una rete trofica. Proviamo quindi a fare qualche esempio pratico, descrivendo alcuni esempi di catena alimentare.

Catena alimentare del bosco

L'ambiente bosco è uno dei più complessi e stabili ecosistemi terrestri, che ben rappresenta le dinamiche tra tutti i vari organismi che lo compongono. Un bosco, come qualsiasi ecosistema, è organizzato a più livelli, sia spaziali che funzionali. Semplificando, abbiamo il sottosuolo, abitato soprattutto da detritivori e decompositori, il suolo, dove troviamo la parte aerea delle piante e gli organismi terrestri e poi la vera e propria parte aerea, dove troviamo le chiome degli alberi e gli organismi arboricoli o in grado di volare, come pipistrelli e uccelli.

Partiamo, come sempre, dai produttori primari. In un bosco nostrano questo ruolo è può essere occupato da varie specie, che di conseguenza determinano la composizione e la struttura del bosco: possiamo trovare faggi, querce, betulle, castagni, licheni e svariate altre specie erbacee e arbustive che vivono nel sottobosco. Loro sono i nostri produttori primari.

A livello successivo, quello dei consumatori primari, troviamo ovviamente le specie erbivore: bruchi, lumache, farfalle, scoiattoli, altri roditori, lepri, tassi, cinghiali, caprioli e cervi e tantissimi altri. Loro sono la base su cui poggiano tutti gli altri consumatori che possiamo trovare in un bosco, i carnivori. Quelli che occupano il livello di consumatore secondario, sono per esempio gli invertebrati predatori come i ragni, oppure lucertole, serpenti, salamandre, rane, rospi, volpi, faine e tutti i piccoli uccelli insettivori, come cince, picchi o merli.

Arriviamo poi all'ultimo livello, quello dei consumatori terziari. Nei nostri boschi, il ruolo di predatore apicale viene solitamente occupato da lupi, orsi, gatti selvatici, aquile e altri rapaci, che possono tranquillamente catturare e mangiare quasi tutti gli altri consumatori. L'orso, poi, in quanto onnivoro può nutrirsi praticamente a qualsiasi livello della piramide trofica e buona parte della sua dieta è costituita anche da vegetali.

Catena alimentare marina

Come per l'ecosistema bosco, possiamo rappresentare anche una tipica catena alimentare di un ambiente marino. In questo caso, il ruolo di produttori sarà occupato non solo dalla piante marine, come per esempio la Posidonia oceanica, ma anche da altri organismi autotrofi, come diversi tipi di alghe, il fitoplancton e alcuni tipi di batteri fotosintetici. Anche tra i consumatori primari, le specie erbivore, possiamo trovare una gran varietà di organismi marini. Lo sono per esempio i crostacei, come gamberi e krill, ma anche echinodermi, altri invertebrati e i pesci erbivori.

Passando ai consumatori secondari, troviamo tutti quegli animali che si nutrono di quelli appena citati, come la maggior parte dei pesci di piccole e medie dimensioni, i cefalopodi come polpi e seppie, invertebrati di grandi dimensioni, come le meduse. Al terzo livello troviamo invece i predatori di grandi dimensioni, generalmente rappresentati da cetacei, come i delfini, squali, foche e leoni marini ma anche uccelli, come i pinguini oppure le berte e gli albatros.

In mare, più spesso che in ambiente terrestre, i superpredatori possiamo trovarli anche a un quarto livello della rete o piramide trofica. Lo sono per esempio i grandi squali bianchi o le orche, che possono tranquillamente nutrirsi di altri grandi predatori, come le foche, i leoni marini e persino altri cetacei.

Come spiegare la catena alimentare a un bambino

La maniera più semplice per spiegare ai bambini che cos'è e come funziona una catena alimentare, è partire dal concetto che ogni essere vivente, che sia una pianta o un animale, ha bisogno di mangiare per acquisire energie e fare cose, come muoversi, giocare e crescere i loro figli, proprio come facciamo anche noi umani. Ogni essere vivente che vive in un bosco, in uno stagno o in mare mangia però solo alcune cose e ha un ruolo ben preciso, che si incastra con quello degli altri in maniera quasi perfetta, proprio come gli anelli di una catena.

Partendo da questa premessa, possiamo realizzare un piccolo schema, aiutandoci per esempio con un disegno. Nel primo anello possiamo disegnare l'erba, che "mangia" i nutrienti nel terreno grazie all'acqua e al sole. Nell'anello successivo ci sono poi gli erbivori, che possiamo rappresentare con un coniglio. Il coniglio, per sopravvivere, ha bisogno di mangiare l'erba, ma a sua volta può essere mangiato da altri animali.

Questo ruolo, nel terzo anello della nostra catena, può quindi essere rappresentato da una volpe, un predatore di medie dimensioni che mangia proprio gli erbivori come i conigli. Infine, nel quarto e ultimo anello, troviamo invece i superpredatori che mangiano altri carnivori, come l'aquila reale, che senza troppe difficoltà può catturare e mangiare anche una volpe. Ecco, questa successione erba, coniglio, volpe e aquila può essere un modo semplice e concreto per spiegare a un bambino cos'è e come funziona una catena alimentare.