Valutazione dello stato trofico delle acque marine superficiali del golfo di Castellammare di Stabia influenzate dal fiume Sarno

La sostanza organica prodotta dai vegetali (fitoplancton, alghe e piante bentoniche) e dai batteri fotosintetici e chemiosintetici, diventa la fonte primaria dell'energia per tutti gli animali. I vegetali, infatti, vengono mangiati dagli organismi erbivori, detti anche consumatori primari, che a loro volta vengono predati da una prima serie di animali carnivori (consumatori secondari), i quali a loro volta sono mangiati da altri carnivori (consumatori terziari) e così via, a costituire una catena alimentare.

Ogni tappa della catena alimentare è chiamata livello trofico; le relazioni alimentari tra gli organismi danno una struttura trofica alla catena, attraverso al quale l'energia scorre in una sola direzione.

Questo schema è abbastanza semplificativo per diversi motivi: pochi carnivori si cibano ad un solo livello trofico; molti organismi muoiono per cause diverse dalla predazione ed i loro resti vengono consumati da organismi che si nutrono di detrito; la maggior parte dell'energia assimilata ad un livello trofico viene dissipata sotto forma di calore e non viene utilizzata per la crescita e, di conseguenza, non è disponibile per il successivo livello trofico più alto. Ciò comporta che solitamente una catena alimentare si arresti ai consumatori terziari, proprio per il fatto che ciascun passaggio dal produttore ai diversi livelli dei consumatori comporta una diminuzione dell'energia accumulata (materia vivente), in quanto il consumatore assimila soltanto una parte del cibo ingerito, mentre il resto viene perso attraverso l'eliminazione dei cataboliti, durante i processi riproduttivi, nel movimento e nei diversi processi metabolici.
In genere si considera che occorrono 100 grammi di cibo per formare 10 grammi di tessuto animale e che quindi la resa energetica ad ogni livello trofico sia appena del 10%. Se consideriamo la biomassa degli organismi in una catena alimentare, verificheremo che essa si distribuisce secondo una piramide la cui base è rappresentata dai vegetali e i gradini successivi dagli animali dei diversi livelli trofici: andando verso la sommità ogni gradino presenterà un numero di individui via via più basso, sia per la riduzione dell'efficienza energetica ai diversi livelli trofici sia per l'aumento graduale della mole dei consumatori ai differenti livelli trofici. Questo tipo di catena alimentare con diversi livelli trofici viene detta da pascolo, indicando con questo termine il consumo diretto della materia organica prodotto dagli organismi autotrofi.

Molta dell'energia perduta all'interno di ciascun livello trofico non viene dissipata tutta sotto forma di calore, ma in parte entra nella catena di detrito dell'ecosistema, dove organismi cosiddetti detritivori consumano resti di organismi morti, particelle fecali non digerite ed ogni tipo di materiale organico non vivente, che può essere metabolizzato per fornire energia.

Il ruolo dei detritivori nella catena alimentare è fondamentale, in quanto essi sono responsabili della mineralizzazione dei residui organici e della conseguente riciclizzazione dei nutrienti. Molti animali si cibano di organismi morti e di rifiuti, come granchi e pesci, ma la maggior parte dei rifiuti è consumata da piccoli artropodi e soprattutto microrganismi quali i batteri. Nella cellula batterica sono presenti sistemi enzimatici che compiono reazioni chimiche specifiche. Questi enzimi sono riversati sugli organismi morti; alcuni dei prodotti della decomposizione vengono assorbiti come nutrimento dal decompositore, mentre altri rimangono nell'ambiente.

Nessuna specie batterica è in grado di decomporre completamente un organismo morto: le popolazioni dei saprotrofi sono costituite da più specie, la cui azione combinata porta ad una decomposizione completa. Le due catene alimentari, da pascolo e del detrito, sono tra loro strettamente interconnesse a formare le reti alimentari. Durante le fitoplancton a rapido turnover, cioè a rapido succedersi delle generazioni, si accumulano sul fondo notevoli quantità di fitoplancton morto, che vengono, pertanto, consumatori di detrito.