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Reti alimentari

A Silver Springs, in Florida, le piante producevano 20 819 chilocalorie per metro quadrato in un anno e ai predatori al vertice ne arrivavano 21. Segui l'energia dai produttori ai predatori, rimuovi specie da una rete alimentare, avvia un modello di popolazioni di conigli e volpi e scopri perché i veleni si accumulano al vertice.

Progressi

Informazioni sul corso

A Silver Springs, in Florida, le piante producevano 20 819 chilocalorie per metro quadrato in un anno e ai predatori al vertice ne arrivavano 21, circa lo 0.1%. Nel lago Ontario, l'energia contenuta in un salmone chinook è passata attraverso soli tre pasti da quando le alghe verdi l'hanno catturata dalla luce solare. Il corso segue l'energia dai produttori ai predatori e chiede che cosa accade quando si elimina una specie.

Una delle prime descrizioni scritte di una rete alimentare viene da al-Jahiz, studioso di Baghdad dei primi anni 800, che osservò come le zanzare si nutrissero del sangue di elefanti e ippopotami, ma fossero mangiate da mosche e piccoli uccelli. Le sei unità partono da produttori, consumatori e decompositori, poi passano dalle catene alle reti alimentari. In una rete immaginaria di un prato, il topo mangia tre cose ed è mangiato da tre specie: eliminarlo lascia quindi a tutte le altre specie qualcosa da mangiare. L'unità sulla piramide energetica usa la regola del 10%. Quella su predatori e prede mostra cicli di circa 10 anni nelle popolazioni di lepre americana e lince, con la lince in ritardo di 1-2 anni. Volterra pubblicò le equazioni predatore-preda nel 1926; Alfred Lotka era arrivato alle stesse nel 1925, perciò portano entrambi i nomi. L'unità sulle specie chiave racconta di Robert Paine, che staccò le stelle marine da una costa dello Stato di Washington: il numero di specie scese poi da 15 a 8. L'ultima unità trova nei lucioperca americani della baia di Saginaw una quantità di PCB oltre quattro volte superiore a quella del fitoplancton sottostante. Il laboratorio ti permette di eliminare una specie alla volta e avviare un modello di conigli e volpi.

Prima di iniziare

Le reti alimentari partono dalle piante che trasformano la luce solare in cibo, quindi Piante dà un'utile base. Nell'unità sulla piramide dell'energia le kilocalorie diventano percentuali, come spiega Numeri decimali e percentuali, e il modello predatore-preda usa un semplice tasso di crescita.

Alla fine

Saprai classificare gli esseri viventi in produttori, consumatori e decompositori, costruire una rete alimentare a partire da catene alimentari e calcolare quale parte dell'energia arriva ai predatori all'apice a Silver Springs. Saprai leggere l'andamento di lepri e linci, spiegare che cosa intendeva Robert Paine con specie chiave di volta e descrivere come i PCB si accumulano verso la cima di una rete.

  1. 1Produttori, consumatori e decompositoriNel lago Ontario l'energia contenuta in un salmone reale è passata attraverso soli tre pasti da quando le alghe verdi l'hanno catturata dalla luce solare.
  2. 2Dalle catene alle reti alimentariNel prato immaginario qui sotto, il topo mangia tre tipi di cibo ed è mangiato da tre specie, quindi rimuovendolo ogni altra specie conserva qualcosa da mangiare.
  3. 3La piramide dell'energia e la regola del 10%Delle 20 819 kcal prodotte dalle piante di Silver Springs su ogni metro quadrato in un anno, 21 kcal, circa lo 0.1%, raggiungevano i predatori al vertice.
  4. 4Predatori e prede: conigli e volpiI registri di cattura delle foreste nordamericane mostrano che le popolazioni di lepri scarpa da neve e linci aumentano e diminuiscono con un ciclo di circa 10 anni, con le linci in ritardo di 1 o 2 anni.
  5. 5Specie chiave e lupi di YellowstoneQuando Robert Paine staccò le stelle marine da un tratto di costa rocciosa nello Stato di Washington, il numero di specie presenti scese da 15 a 8.
  6. 6Veleni e specie invasive nelle reti alimentariNella baia di Saginaw sul lago Huron, i lucioperca americani al vertice della rete alimentare contenevano più di quattro volte i PCB del fitoplancton alla base.

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Fonti di questo corso (16)
  • OpenStax Biology 2e 46.1 Ecology of Ecosystems: food chains and webs, Lake Ontario chain, grazing and detrital webs, Silver Springs 20,819 / 3,368 / 383 / 21 kcal/m²/yr (openstax.org/books/biology-2e/pages/46-1-ecology-of-ecosystems)
  • 46.2 Energy Flow through Ecosystems: chemoautotrophs at hydrothermal vents (NW Eifuku, 1,535 m)
  • TLTE 14.48% (1,103 of 7,618)
  • four to six transfers, NPE caterpillar 18% and squirrel 1.6%, English Channel 4 and 21 g/m², energy pyramids always upright, biomagnification, DDT and Silent Spring, PCBs banned 1979, Saginaw Bay walleye more than four times the PCBs of phytoplankton, EPA fish advice (.../pages/46-2-energy-flow-through-ecosystems)
  • 45.6 Community Ecology: lynx and snowshoe hare cycle about 10 years, lag 1 to 2 years, nearly 200 years of trapping data, keystone Pisaster and banded tetra, foundation species kelp and coral, Asian carp 95% of biomass in parts of the Illinois River (.../pages/45-6-community-ecology)
  • National Geographic Education: Food Web (al-Jahiz, early 800s) and Energy Flow and the 10 Percent Rule (education.nationalgeographic.org/resource/food-web/, /resource/energy-flow-and-10-percent-rule/)
  • NOAA Education, Aquatic food webs (noaa.gov/education/resource-collections/marine-life/aquatic-food-webs)
  • Kingsland 2015, Alfred J. Lotka and the origins of theoretical population ecology, PNAS 112:9493 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4534218): Lotka 1925 Elements of Physical Biology, Volterra 1926
  • Bacaër 2011, A Short History of Mathematical Population Dynamics ch. 13 (D'Ancona, Adriatic fish markets, First World War)
  • Paine 1966, Food web complexity and species diversity, Am. Nat. 100:65-75 (Mukkaw Bay, 15 to 8 species)
  • Paine 1969 Am. Nat. 103:91 (keystone)
  • Lafferty and Suchanek 2016, Am. Nat. 188:365 (pubs.usgs.gov/publication/70175674)
  • NPS Yellowstone: History of Wolf Management (nps.gov/yell/learn/historyculture/wolf-management.htm: last pack killed 1926, 14 wolves January 1995, 17 in January 1996, 10 from Montana 1997)
  • Wolf Restoration in Yellowstone: Reintroduction to Recovery (nps.gov/articles/wolf-restoration-in-yellowstone-reintroduction-to-recovery.htm: 41 wolves, peak 174 in up to 16 packs, about 100 in 10 packs, about 10% a year)
  • Elk (nps.gov/yell/learn/nature/elk.htm: about 17,000 in 1995, 3,915 in 2013, 6,673 in 2022)
  • The Big Scientific Debate: Trophic Cascades (nps.gov/articles/the-big-scientific-debate-trophic-cascades.htm).

Consultato il: 2026-10-17