Efficienze trofiche e produzione secondaria

Quanto è efficiente la produttività primaria?

Quanto tutta l'energia che gli autotrofi hanno a disposizione viene convertita in biomassa.

E_a = efficienza fotosintetica = PPL / energia solare

E_n = efficienza produzione netta = PPN / PPL

• Per energia uscente
• Φ_in energia entrante

Ad occuparsi dello studio dell'efficienza della produttività primaria lardo fu Tansseau, il quale raccolse delle evidenze sperimentali usando un campo di mais che sosteneva 1000 piante. Per stimare le efficienze ecologiche:

1. Calcolò la PPN → misurò il raccolto nell'arco di 100 giorni a partire dalla semina come peso secco.
2. Convertì quella quantità di materia in un equivalente valore di glucosio attraverso uno dei fattori di conversione → Considerando che nelle materie organiche secche del mais è presente il 44,58% di atomo che la quantità di glucosio a cui corrispondeva il suo raccolto era circa 700 kg → stima della biomassa pertinenente ossia della PPN.
3. Calcolò la PPL → risultato degli esperimenti mantenendo le piante di mais in un contenitore nel facendo passare dei flussi continui di aria. Alla fine raccolse la quantità di CO₂ in uscita così da calcolare la produzione di CO₂.

Quanto è efficiente la produttività primaria?

Quanto tutta l'energia che gli autotrofi hanno a disposizione viene convertita in biomassa.

• Per energia uscente
• energia entrante

Fornisce comunque ombra ed una forma di energia per diversi anni dopo trasformazione energetica

L'efficienza di questa trasformazione energetica influenza indirettamente l'altra energia che entra nell'ecosistema

1. Efficienza fotosintetica = _PPL / _{energia solare}

2. Efficienza produzione netta = _PPN / _PPL

Ad occuparsi dello studio dell'efficienza della produttività primaria lordo fu Transeau.

Il quale raccolse delle erronee sperimentali usando un campo di mais che sostenne 1000 piante. Per stimare le efficienze ecologiche:

1. Calcolò la PPN → misurò il raccolto nell'arco dei 100 giorni a partire dalla semina come peso secco.

2. Convertì quella quantità di materia in un equivalente valore di glucosa attraverso uso dei fattori di conversione → Considendo che nelle materie organiche il composto di mezzo è presente al 44,55% => stimò che la quantità di glucosa a cui corrispondeva il suo raccolto era circa 700 kg → Stima della biomassa permettente osssi della PPN

3. Calcolò la PPL → risultato degli esperimenti mantenendo le piante di mais in commercio. Non facendomi passare dei flussi continui di aria. Alla fine raccolse la quantità di CO₂ in uscita così da calcolare la produttività di CO₂

nello stesso unità di tempo. Attraverso questi esperimenti stimò che le pianteconsumano il 1% della loro massa al giorno

4) Espansione su alcuni campi dell’intero agro sperimentale, riuscendo a selezionare

PPL = PPN (33 milioni ca) + RESPIRAZIONE (almeno di reale) = 45 milioni di reale(energie sole)EF = _{energia solare}                   energia entrante = 2013 milioni ca_{energia raccolta}    2%                500 i 2% della radiazione è convertita in e organico_{energia inuscire} (valore confermato dai valori succedersi )Valore deludente se solo in punto dell’efficienza biochimica dell’assortamento elevata;se si fa rapporto fra l'incremento di energia che ricevono gli elettroni nella fotosintesi e la quantità di energia portata dai fotoni necessari per durare il processoprodurre carboidrati o ottiene una eff. per a 35%

PERCHÉ TALE DIFFERENZA ? → dovuta ai fattori considerati dall'efficienza brachimica e svolgevami:

• Efficienza brachimica → considera solo l’energia entrante nell’ecosistema
• Efficienza ecologica → considera l’energia entrante nell’ecosistema e tutta quella sensa xio che di Ra si disponeva ma non viene usata :
• → fotoni da purare: all’interno delle semenza gran portata del succo diTranscue senza modo quindi: gran parte dei fotoni colloquano ques’idrottoprovvediamo le ruscodvalente senza intervenire nella fotosintesi edunque calcolo perciò ; mai investendo nelle produttività facendo parteallo stesso modo i fotoni che collimano les follie della piante mentresoddanorso perà; mai, ritendo quella foglie compiere la fotosintesi;
• → fotoni con lunghezza d’onda diverse (r considerata anche la fasox zone dello spettro luminoso che non è usato nella fotosintesi )
• → condizioni ambientali navolevolo (gli organismi vivono in un mondooggetto a mutamenti in diversi occhi temporali se hanno maruzioni diventre e ortogonals alla lina diue; naravomi di ruovore cheinfluenzano o fotosintesi)

Transueau

PnNs

40-60% secondo stime più accurate

• Nonostante la bassa efficienza della produttività primaria l'energia fissata dai fotosinteti è sufficiente a formare 170 miliardi di tonnellate di materia organica annua.

Cosa succede alla PPL?

→ va ad alimentare in quanto fonte di calore di energia i restanti livelli trofici dell'ecosistema.

Livello trofico

Anello della catena alimentare attraversa cui fluisce l'energia

• 1^o = Produttori primari = Autotrofi
• 2^o = Consumatori primari = Erbivori
• 3^o = Consumatori secondari = Carnivori primari
• 4^o = Consumatori terziari = Carnivori secondari

Detritore → Detrivori

Detrito (materia organica morta)

Il concetto di livello trofico fu introdotto da Linneano che ebbe una grande intuizione: il ruolo svolto degli organismi negli ecosistemi non è legato alla loro tassonomia ma alla modalità attraverso la quale si procacciano l'energia. Tanti che organismi tanti ma componenti distinti possono esercitare un ruolo analogo in un estraneo (le onde forma e insetto fitofago = organismi molti diversi fra loro ma entrambi erbivori). Non quindi solo specie ma molti più ecosistemi possono essere pensati non come un elenco di nomi di organismi diversi, ma come un insieme di entità aventi un circolo di flussi energetici.

Catena del pascolo = comprende produttori primari, erbivori e consumatori di base al contenuto organico vegetale vivo.

Catena del detrito = comprendete detriti, dirompitori detriters e carnivori di base al contenuto organico morta

La connessione fra le due catene trofiche è dovuta ai diversi fattori:

• organismi che appartengono ai livelli più alti delle catene trofiche possono avere comportamenti predatori che creano dei collegamenti fra la catena del pascolo e quella del detrito (ad esempio un uccello insettivoro può non fare differenza nello scegliere della sua preda, fra insetti erbivori, fitofagi o detritivori — prede che possono quindi appartenere al livello trofico di una catena piuttosto che di un'altra.)
• la sostanza organica non consumata dalla catena del pascolo confluisce nel suolo ed alimenta così la componente detritica dell'ecosistema ; il primo livello trofico della catena del detrito

NB

In molti ecosistemi gran parte della biomassa prodotta nei livelli trofici non viene consumata, dunque è rilevante la frazione di biomassa viva che confluisce nella componente detritica. E’ quindi la catena del detrito lo strumento attraverso del quale l’energia contenuta nella sostanza organica morta non ancora presa ma neppure recuperata grazie all’azione di decompositori

Ciascun livello trofico è collegato all'altro determinando un flusso di energia dettato dalle relazioni trofiche. La direzione di tale flusso di energia è :

• catena del pascolo → flusso unidirezionale di energia (basso → alto)
• catena del detrito → flusso di energia non unidirezionale poiché parte della materia organica è rielaborata nei livelli trofici della catena stessa su → movimento circolare di energia

Un processo comune per rappresentare le relazioni trofiche e le flussi di energia in un ecosistema è rappresentato dalle PIRAMIDI TROFICHE esistenti da rettangoli che rappresentano i vari livelli trofici. Il primo a ricorrere a questa rappresentazione fu Elton il quale evidenzio la distribuzione piramidale degli organismi in un ecosistema mostrando ad esempio che i predatori sono più grandi ed energeticamente efficienti degli altri organismi. Egli elaboro la TEORIA DEL TURNOVER nella quale i grandi animali degli alti livelli trofici non possono dar vita a grandi

popolazioni perché si riproducevano lentamente invecerono a lungo a differenza di gli animali più piccoli che riproducevano più velocemente erono più numerosi.

- questa teoria non è corretta in quanto questo andamento presumebbe sarebbe espressome soltanto dal tasso riproduttivo cosa che in realtà non si verifeca in quanto la densità delle popolazioni è estriolata da oppure fattori: (predazione come piacificare per le naviore - paesenza dei pronasti) eko non comprendono il tasso riproduttivo il quale infatti non rende sulla densità della popolazioni bensì sulla la velocità con cui questa si evolvera.

• TEORIA DEL FLUSSO DI ENERGIA (elaborata da Lendemam

i detti sono calorie di cui si può usufrure. L'energia entra del lasso grazie all'opera me deglongosimie autotrofe e della produttivita primorne, gli organismi che apriori tengono ai livelli trophfe più bassi sono prede degli animali più grandi spostornosi ai livelli trophfe superiori. Niucendosi lungo la catena tropheica l'energia si disupa in parte attiforma di calore. Man mano che si profeta nei mori livelli trophee, l'é mergaa a disposiscion di sicomnia di sera sore imprimu rispetto a quella dei in velli sóe demain -> dumua tale disaporazione di energo costante comprata che anche se tutte gli organismi dei livelli trèpfici avessero la stress dimensioni, quelli di ivelli trophfe piu all sobriebber numeroswicento infurion, avendo a disposiscion memo energia. Di conseguenza gli autostofri posom essere seas grandi che numerosa avendo a decpagrosis tutta l'energia.

Della PPN solo una parte verne connsumata, la maggiorparte infatti diceventa cenanamente destnitta. Della parte consumata una frazione è ellumata riplovora freue il suo eme la restante è ssrrumata - potea di quest'ultima é peona atttrasto le respairra m, mentre las restonte frazionime e somvertata in bromasssa.

L'effuenza di consumo - frazione di bromossa consumuta respettee olla quaniniti di cmbrabile.

L'eppenza di somivbrcence-frazione di energia ssrrumata mesiilla bromssa consumuta

L'efficunca di prodougione-fraziona die energia vietrascet nella bromassa respiti alla quaanduóna rispondita.

Efficienza trofica

Frazione di energia presente in un livello trofico che è trasformato in biomassa e transferita al livello trofico successivo.

Funzione dell'efficienza di consumo, assimilazione e produzione

Quali fattori incidono sull'efficienza trofica e quindi sulla produzione di biomassa?

1. Qualità del cibo

   Influenza soprattutto sull'efficienza di assimilazione. L'erba non è qualitativamente tutto uguale: pronta e detriti di cui si nutrono erbivori e detritivori non sono eguali e di elevata qualità perché sono molto difficili da digerire (sono composti principalmente di cellulose e lignina); e carnivori invece si nutrono di erbi più ricchi qualitativamente, più facili da digerire (contenuto di e nutrienti più simile alla composizione del predatore).

   • Erbivori e detritivori: 20 - 50 % dell'ass.
   • Carnivori: 80 % dell'assimilazione

   Gli apparati digerenti degli erbivori sono più complessi di quelli dei carnivori data la difficile digeribilità delle piante: sono più lunghi e possono presentare delle camere di fermentazione che ospitano batteri simbionti in grado di digerire la cellulosa.

Può influenzare anche i parametri demografici, ossia la dinamica di popolazione in una popolazione di leoni marini dell'Alaska si è riscontrato negli anni '70 un calo demografico dell'80%. I ricercatori osservarono che durante la fase di declino i leoni marini erano più piccoli rispetto a individui della stessa età proposto e che non avevano avvuto questo declino: la fecondità era diminuita comportando un invecchiamento della popolazione e questo non era stato d'accolto da epidemie o parassitosi. La prima ipotesi proposta fu che la possibilità di reperire la preda fosse ridotta o che esse non fossero disponibili; queste furono difficili da coltivare. Tuttavia vi era e si rese conto che il reperimento del cibo non fosse un fattore limitante ma che le attività delle femmine impegnavano meno tempo rispetto agli anni della propria. La nuova ipotesi proposta è che i padri del cibo proposto erano meno legati alla...

FISIOLOGIA DELLA TERMOREGOLAZIONE

Termori omeostasi ossasi capacita di regolazione dell'ambiente interno in funzione dei mutamenti ambienti esterni in particol modo la temperatura.

Gli organismi hanno sviluppato diverse strategie per regolare la loro temperatura interna:

• Sembratore colore con l'ambiente esterno - EOTERMI
• Produrre calore metabolico - ENDODERMI (+efficienza nel consumare energia)

L'appartenenza di un organismo al gruppo degli ectotermi o degli endodermi incide sull'efficienza di produzione: poiché le due strategie hanno un diverso costo energetico.

• EOTERMI = alta : efficienza di produzione a causa del basso costo energetico
• ENDODERMI = bassa : efficienza di produzione a causa dell'alto costo energetico (rimane una quantità di energia rimanente per produrre biomassa inferiore rispetto agli ectotermi)

Sull'efficienza di produzione influisce anche la taglia dell'individuo che influisce sul rapporto, **, che incide sul tono metabolico e sulle abilità in cui si produce calore, tale rapporto diminuisce con l'aumentare della taglia dell'individuo (e organismi piccoli => ** superficie ** poleti nei porori caldi + energia di consumo per mantenere la propria temperatura corporea / basso eff. di produzione).

QUAL E' L'EFFICIENZA ECOLOGICA DEGLI ETEROTROFI?

A questa domanda fu fornita da Linman che stimava l'efficienza trofica degli eterotrofi: esaminando che questo parametro era in misura del 10% di un range compreso fra 5% e 20% se infatti gli erbivori consumano 2000 Veol di biomassa vegetale, in media solo 100 Veol saranno convertibile in nuove tarsute e così via.

ENERGIA PERSA AD OGNI LIVELLO TROFICO

NON VIENE CONSUMATA ♥ DIGESTA **