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La piramide alimentare (2)

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di Adriano Madonna

abisso

 

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La distribuzione dei nutrienti

Il termoclino influenza in maniera significativa la distribuzione dei nutrienti alle varie profondità. Osserviamone, dunque, la dinamica, ritornando alla nostra catena alimentare: il fitoplancton viene mangiato dagli erbivori; questi emettono i prodotti della digestione, molti addirittura muoiono, quindi le sostanze nutritizie contenute negli escrementi e nelle spoglie degli organismi morti scendono verso il basso e, durante la discesa, sono nutrimento di altri organismi e batteri, poi giungono sul fondo e diventano cibo degli organismi bentonici delle alte profondità, tra cui anche organismi detritivori, che si nutrono, appunto, di detriti organici. Il resto viene inglobato nei sedimenti del fondo, dove particolari batteri decompongono questo materiale nei suoi elementi chimici (processo di rimineralizzazione), che ritornano verso l’alto grazie ai moti convettivi, ovvero un sistema di correnti ascensionali (upwelling) e discensionali (sinking) che mette in comunicazione i due compartimenti dell’oceano. A questo punto, gli elementi chimici tornano nello strato superiore, dove c’è la luce (strato fotico), e vengono impiegati dal fitoplancton per costruire altra biomassa.

profondità marine
Che cosa accade, invece, quando i nutrienti in discesa incontrano un termoclino? Si fermano, poiché incontrano uno strato d’acqua più denso, quindi non giungono sino al fondo. La distribuzione lungo la colonna d’acqua, dunque, ha un raggio d’azione verticale che parte dalla superficie e si ferma alla profondità dove c’è il termoclino. Considerando che nel primo strato d’acqua giunge la luce del sole (la zona fotica), abbiamo che il fitoplancton può accrescersi solo sulla base dei nutrienti riciclati in questa zona, generati in larga misura dai processi di escrezione di tutta la catena alimentare superficiale. In questo caso, si parla di “produzione rigenerata”.

La distribuzione dei nutrienti nell’oceano viene favorita dalle correnti e queste sono conseguenza, in massima parte, del movimento di corpi d’acqua con temperature diverse. Abbiamo detto, a tal proposito, che più una massa d’acqua si raffredda, più diventa densa cioè pesante. Consideriamo, ad esempio, lo strato superficiale del Mediterraneo durante l’inverno. Che cosa accade? Lo strato d’acqua superficiale, che prende il nome di “strato mescolato”, essendo a contatto con l’atmosfera si raffredda, quindi diventa più denso dello strato sottostante, più caldo. Diventando più pesante, questo corpo d’aqua fredda affonderà e l’acqua più calda e meno pesante prenderà il suo posto e salirà verso la superficie. In questo moto ciclico, l’acqua trasporta con sé i nutrienti, che vengono così distribuiti lungo la colonna d’acqua.

ambiente sottomarino

Aree eutrofiche e aree oligotrofiche

Nell’oceano ci sono aree ricche di nutrienti e aree povere di nutrienti. Di solito, le aree con maggiore quantità di nutrienti sono quelle costiere, poiché i corsi d’acqua (fiumi, torrenti, scarichi artificiali ecc) portano in mare i concimi delle terre coltivate, le sostanze organiche degli scarichi urbani ecc. Questi apporti diminuiscono procedendo verso il largo, quindi, in condizioni normali, lontano dalle coste le acque sono povere di nutrienti. A questo punto, è facile dedurre che dove ci sono molti nutrienti la piramide alimentare si crea con facilità, proprio perché sostanze costituite da composti azotati (ad esempio, i concimi, la sostanza organica in decomposizione) e composti del fosforo (fosfati dei concimi e dei detersivi) sono fertilizzanti che fanno proliferare il fitoplanctron e, quindi, incrementano la produzione primaria. Da qui, aumentando la quantità dei consumatori primari (gli erbivori), la piramide alimentare viene su con facilità.

fiume e mare

Al largo la situazione è diversa, proprio perché pochi nutrienti significano poco fitoplancton, quindi pochi erbivori e una scarna piramide alimentare. Questo ragionamento, nella sua esattezza, è comnque anche abbastanza teorico, poiché non dimentichiamo che i moti del mare, i cosiddetti idrodinamismi, tra cui le correnti, spesso distribuiscono i nutrienti in orizzontale, trasportandoli dalle fasce d’acqua costiere verso il largo. Ci sono, infine, catene alimentari che potremmo definire indotte, e ci spieghiamo: in funzione delle stagioni, banchi di pesci possono migrare verso aree specifiche dell’oceano per motivi riproduttivi, ovviamente “tirandosi dietro” i loro predatori naturali, che, a loro volta, attrarrano altri pesci più grandi in cerca di cibo e così via.

i predatori del mare

 

High nutrient high clorophill…

Il biologo marino identifica le aree eutrofiche con la frase “high nutrient high clorophill” (tanto nutriente tanto fitoplancton) e le aree oligotrofiche con “low nutrient low clorophill” (poco nutriente poco fitoplancton).

Esiste, poi, una terza situazione, peraltro molto singolare: “high nutrient low clorophill” e cioè “tanto nutriente poco fitoplancton”. Com’è possibile? Sembra quasi un paradosso eppure accade. Accade in Antartide, tant’è che questa terza e insolita situazione si chiama proprio “Paradosso antartico”. Nonostante il mare antartico sia ricco di nutrienti, è povero di fitoplancton. I motivi per cui accade ciò non sono stati definiti in maniera del tutto completa, ma è certo che le condizioni ambientali estreme delle acque antartiche, sebbene queste siano ricche di nutrienti, non consentono una importante produzione di fitoplancton.

Abbiamo parlato di mare antartico, ma sarebbe più preciso dire Oceano Antartico. Per convenzione, gli oceani sono tre: l’Atlantico, il Pacifico e l’Indiano, ma l’oceanografo ne include un quarto, l’Oceano Antartico, che non ha confini geografici come gli altri tre, bensì confini fisici e chimici. Uno di questi è la cosiddetta “convergenza antartica”, che possiamo definire come una barriera d’acqua con un salto (più precisamente gradiente) di 3 gradi di temperatura, che divide le acque antartiche (quelle strette intorno al Polo Sud) da quelle subantartiche. Questo confine oscilla, nel corso degli anni, da 55 a 60 gradi di latitudine sud, in un intervallo di circa 100 km dalla posizione media.

Antartide-1

Un altro confine dell’Oceano Antartico è dato dalla corrente West Wind Drift, che amplia l’area suddetta verso nord. In sintesi, l’Oceano Antartico, con i suoi 36 milioni di chilometri quadrati, rappresenta il 10 per cento dell’idrosfera marina del nostro pianeta.

Le acque antartiche, così come quelle artiche (del Polo Nord), proprio per essere così fredde, oltre a essere la nicchia di una fauna estremamente particolare (sulla quale in seguito potremmo ritornare), hanno una grande importanza nell’assorbimento del diossido di carbonio (CO2) atmosferico, nell’ambito di quel fenomeno attualissimo che costituisce un grave problema del nostro pianeta. Ci riferiamo al famigerato effetto serra, ma ne parleremo un’altra volta.

effetto serra

  [La piramide alimentare (2) fine]

Dott. Adriano Madonna, Biologo Marino, ECLab Laboratorio di Endocrinologia Comparata, Università degli Studi di Napoli “Federico II”

Bibliografia

G, Cognetti, M. Sarà, G. Magazzù – Biologia Marina – Calderini;
O. Mangoni – Lezioni di Biologia Marina – Università di Napoli Federico II;
M. Vacchi – Il Continente Antartico – Museo Nazionale dell’Antartide Felice Ippolito;
L.M. Valiante – Lezioni di Produzioni Marine e Ambiente – Università di Napoli Federico II.

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