L’energia invisibile che tiene in vita gli ecosistemi
L’energia attraversa ogni ecosistema come una corrente invisibile: entra soprattutto attraverso la luce solare, viene catturata dai produttori primari e passa, con perdite progressive, agli erbivori e ai predatori. È da questa prospettiva che Marco Bartoli, docente di ecologia all’Università di Parma e studioso degli ambienti acquatici, ha costruito il suo racconto sul funzionamento della natura, partendo da una domanda essenziale: come si misura ciò che vive e cresce in un ecosistema?
Il primo concetto è quello di biomassa, cioè la quantità di materia vivente presente in una superficie o in un volume. Misurarla significa fotografare uno “stock” in un preciso momento; misurare la produzione significa invece osservare quanto quello stock cambia nel tempo. L’esempio del fior di loto nei laghi di Mantova rende concreto il passaggio: conoscere le fasi di crescita consente di individuare il momento in cui uno sfalcio può rimuovere più biomassa e più nutrienti sottratti all’acqua. Non basta sapere quanta vegetazione esiste: bisogna capire quanto velocemente cresce.
La fotosintesi è al centro del bilancio, ma non agisce da sola. Le piante fissano carbonio e liberano ossigeno con la luce, mentre respirano continuamente. Gli ecologi distinguono tra produzione primaria lorda, cioè l’energia fissata dalla fotosintesi, e produzione primaria netta, ottenuta sottraendo la respirazione autotrofa. Negli ambienti terrestri si osservano spesso le variazioni di anidride carbonica; in quelli acquatici è frequente misurare l’ossigeno disciolto. Così processi invisibili diventano dati sul metabolismo di una pianta, di un lago o di una foresta.
La scala, però, cambia tutto. Una foglia isolata non rappresenta un intero bosco. Nelle foreste i flussi di anidride carbonica tra vegetazione e atmosfera possono essere osservati con torri e sistemi di eddy covariance, capaci di stimare gli scambi su superfici ampie. Alla fotosintesi si sommano la respirazione delle piante, quella del suolo e l’attività dei decompositori. Le foreste giovani crescono rapidamente, ma quelle vecchie non sono irrilevanti: possono continuare ad accumulare carbonio e custodiscono grandi riserve nella biomassa e nei suoli. Sostituirle con popolamenti giovani può aumentare la velocità di crescita ma ridurre lo stock complessivo.
Un altro passaggio riguarda la qualità nutrizionale dei produttori primari. Conta la proporzione tra carbonio, azoto e fosforo, elementi centrali della stechiometria ecologica. Le piante terrestri investono molto in strutture di sostegno ricche di cellulosa e lignina, mentre molte piante e alghe acquatiche possono destinare più risorse alla crescita. È una delle ragioni per cui, in numerosi sistemi acquatici, il materiale vegetale può essere più facilmente utilizzabile dagli erbivori rispetto ai tessuti legnosi terrestri.
Da qui si arriva alla piramide trofica. A ogni passaggio da un livello alimentare al successivo solo una parte dell’energia disponibile viene trasformata in nuova biomassa. La regola del 10% è una semplificazione utile: l’efficienza reale varia tra organismi ed ecosistemi, ma rende evidente perché alla base della piramide possano esserci enormi quantità di produttori e ai vertici pochi grandi predatori. Un’aquila o un grande pesce predatore dipendono da una catena di trasferimenti energetici sempre più selettivi.
La produttività non coincide con la biodiversità. Le zone umide possono essere tra gli ecosistemi più produttivi del pianeta grazie alla disponibilità di acqua e nutrienti, mentre ambienti d’alta quota o vaste aree oceaniche possono essere poveri di nutrienti e sostenere una produzione primaria più limitata. Condizioni difficili possono però favorire strategie di sopravvivenza differenti. Abbondanza di energia e ricchezza di specie non sono sinonimi: un ecosistema può produrre moltissimo ed essere dominato da poche specie competitive.
Questa logica porta al rapporto tra ecologia e alimentazione umana. Consumare specie poste ai livelli trofici più alti comporta una maggiore dispersione energetica. La carpa erbivora, per esempio, è tra i pesci d’acqua dolce più importanti dell’acquacoltura mondiale e sfrutta direttamente risorse vegetali. Ogni scelta alimentare ha quindi un costo energetico ed ecologico diverso. Anche sul salmone allevato servono dati aggiornati: oggi i mangimi impiegano meno farine e oli di pesce rispetto al passato e gli indici di conversione sono migliorati, pur restando centrale l’origine delle materie prime.
L’immagine finale è quella di una natura che non punta alla massima efficienza immediata. Una parte dell’energia non raggiunge il livello trofico successivo: si disperde come calore, resta nella biomassa, entra nei detriti o alimenta decompositori e reti alternative. Quella che sembra inefficienza è parte della resilienza degli ecosistemi: riserve e molteplici vie di utilizzo dell’energia rendono i sistemi naturali capaci di assorbire perturbazioni senza dipendere da un solo percorso.
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