Rete trofica

Qual è la rete trofica?

La rete trofica o alimentare è l'insieme di interazioni alimentari tra gli esseri viventi di un ecosistema. Una rete trofica è formata dall'interruzione di più catene alimentari (sequenza lineare che va dal produttore all'ultimo consumatore).

In senso stretto, le reti trofiche non sono aperte ma finiscono per formare cicli chiusi in cui ogni organismo finisce per un altro. Questo perché i decompositori e i detritori finiscono per incorporare i nutrienti di qualsiasi essere vivente nella rete.

Reti trofiche. Fonte: Roddelgado [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

All'interno di una rete trofica vengono identificati diversi livelli trofici, con i primi formati da produttori che introducono energia e materia nel sistema attraverso la fotosintesi o la chemosintesi.

Quindi, questi produttori fungono da cibo per i consumatori chiamati primari, che a loro volta saranno consumati da altri consumatori (secondari). Inoltre, possono verificarsi altri livelli di consumo a seconda della complessità dell'ecosistema.

Inoltre, le reti diventano più complesse perché esiste una proporzione importante di organismi onnivori (consumano animali, piante, funghi). Pertanto, questi tipi di organismi possono occupare diversi livelli trofici in un determinato momento.

Esistono diversi tipi di reti trofiche secondo i diversi ecosistemi in cui si sviluppano e il modello utilizzato dal ricercatore. In termini generali troviamo reti trofiche terrestri e reti trofiche acquatiche e all'interno di quest'ultima dolce e marina.

Allo stesso modo nelle reti terrestri, ogni bioma ha le sue peculiarità a seconda della specie che lo comprende.

Livelli trofici

I livelli trofici si riferiscono alla gerarchia di ogni nodo della rete trofica basata sul produttore. In questo senso, il primo livello trofico è quello dei produttori, seguito dai diversi livelli di consumatori. Un tipo molto particolare di consumatore finale sono gli organismi dannosi e i decompositori.

Livelli trofici. Fonte: Roddelgado [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

Sebbene il modello tende a rappresentare la rete come una gerarchia ascendente, è davvero una rete tridimensionale e illimitata. Alla fine, i consumatori di livello più alto saranno consumati anche dai detritivari e decomposti.

Allo stesso modo, i nutrienti minerali rilasciati da detritivari e decomponer, saranno reincorporati nella rete dai produttori primari.

- Flusso di energia e materia

Un ecosistema è una complessa interazione di fattori abiotici (clima, suolo, acqua, aria) e fattori biotici (organismi viventi). In questo sistema ecologico, i flussi di materia e energia, essendo la fonte primaria di energia la radiazione elettromagnetica del sole.

Un'altra fonte di energia sono le acque termiche dei fumaroli delle profondità oceaniche. Questa fonte alimenta reti trofiche molto particolari, solo nel fondo del mare.

- Produttori

Piante e alghe stanno producendo organismi

I produttori sono tutti organismi che ottengono la propria energia da fonti inorganiche, sia l'energia solare che gli elementi chimici inorganici. Questi produttori costituiscono l'energia e il nodo di ingresso della materia alla rete trofica.

Energia solare e vita

L'energia del sole non può essere utilizzata da tutti gli organismi viventi per il suo sviluppo strutturale e funzionale. Solo gli organismi autotrofici possono assimilarlo e trasformarlo in modi assimilabili per il resto della vita sulla Terra.

Ciò è possibile grazie a una reazione biochimica chiamata fotosintesi, attivata dalla radiazione solare catturata da un pigmento specializzato (clorofilla). Usando l'acqua e la co₂ atmosferica, la fotosintesi trasforma l'energia solare in energia chimica sotto forma di carboidrati.

Dai carboidrati e usando minerali assorbiti dal suolo, gli organismi autotrofici possono costruire tutte le loro strutture e attivare il loro metabolismo.

Gli autotrofi principali sono le piante, le alghe e i batteri fotosintetici che costituiscono il primo livello della catena trofica. Pertanto, qualsiasi organismo che consuma un autotrofo avrà accesso a quella forma chimica di energia per il proprio sviluppo.

Chimiótroophos

Il regno di Archea (unicellulare simile ai batteri), include organismi in grado di ottenere energia dall'ossidazione dei composti inorganici (litotrofi). Per questo non usano la luce solare come fonte di energia primaria, ma sostanze chimiche.

Queste sostanze sono ottenute ad esempio nelle profondità marine, emesse dallo scarico dei vulcanici sottomarini. Allo stesso modo, sono organismi autotrofici e quindi fanno anche parte della base della catena alimentare.

- Consumatori primari

Questo livello include organismi eterotrofici, cioè non sono in grado di produrre il proprio cibo e ottenerlo consumando produttori primari. Pertanto, tutti gli erbivori e anche gli organismi che consumano archi chemosintetici sono anche consumatori primari.

Erbivori

Non tutte le strutture vegetali sono facili da digerire poiché i frutti carnosi che si sono evoluti per essere consumati e contribuiscono a disperdere i semi.

Erbivoro. Fonte: Larry D. Moore [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

In questo senso, gli erbivori si sono adattati per digerire i tessuti vegetali fibrosi delle piante, attraverso sistemi digestivi complessi. Questi sistemi stabiliscono relazioni simbiotiche con batteri o protozoi che aiutano il processo attraverso la fermentazione.

Onnivori

Gli onnivori consumano organismi in grado di comportarsi come consumatori primari, secondari e persino terziari. Cioè, sono organismi che consumano alimenti di origine vegetale, animale, funghi o batteri.

In questa categoria entra l'essere umano, anche i loro parenti gli scimpanzé e altri animali come gli orsi. Allo stesso modo, molto detritivori e decompositori si comportano rigorosamente come onnivori.

La presenza di onnivori, specialmente a livelli intermedi delle reti, rende la loro analisi più complessa.

- Consumatori secondari

Sono quegli organismi eterotrofici che non sono in grado di consumare direttamente i produttori e ottenere i loro consumatori primari che consumano energia. Costituiscono carnivori, che ingeriscono e digeriscono i tessuti che costituiscono il corpo dei consumatori primari per ottenere energia e svilupparsi.

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Predatori minori

Come consumatori secondari, quegli organismi che allo stesso tempo si nutrono dei consumatori primari, possono essere consumati. In questo caso serviranno come cibo per i principali predatori che costituiscono la categoria dei consumatori terziari.

Piante insettivore

Dionaea muscipula

Un altro caso che introduce la complessità in reti trofiche è quello delle piante insettivore. Queste piante sono produttori nella misura in cui eseguono il processo di fotosintesi dall'energia solare, ma sono anche consumatori secondari e terziari, poiché degradano gli insetti.

Ad esempio, specie vegetali delle famiglie di Droseraceae (genere Drosera) e Saraceniaceae (genere Eliamfora), crescono nei picchi dei tepuyes (montagne tabulari di arenaria con poveri terreni di azoto). Questo tipo di piante si è evoluto per ottenere azoto da corpi di insetti e persino piccole rane.

- Consumatori terziari

Sono organismi eterotrofici che si nutrono di altri consumatori, sia primari che secondari. Nel caso degli onnivori, includono anche i produttori direttamente nella loro dieta.

Ecco i superdedor che sono agenzie in grado di predare gli altri, ma non sono soggetti alla predazione. Tuttavia, alla fine del loro ciclo di vita finiscono per essere consumati da spazzini, detritivi e decompositori.

Superdedores

Sono considerati in cima alla piramide alimentare, essendo il principale superdedor l'essere umano. Quasi tutte le reti alimentari hanno uno o più di questi superdedor come il leone nella savana africana e la giaguaro nella giungla amazzonica.

Carnivori. Fonte: Luca Galuzzi (Lucag) [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.5)]

Negli ecosistemi marini ci sono squali e orca, mentre nei dolci tropicali sono coccodrilli e caimani.

Spazzini

Alcuni animali si nutrono di corpi di altri animali che non sono stati cacciati da loro. Questo è il caso di zopiloti o avvoltoi, nonché alcune specie di iene (iena macchiata se è in grado di cacciare).

Sono quindi i consumatori che si nutrono di consumatori di qualsiasi livello trofico. Alcuni autori li includono nei decompositori, mentre altri negano questa posizione perché questi animali consumano grandi pezzi di carne.

In effetti ci sono alcuni predatori che agiscono da spazzini durante la caccia come grandi felini e persino l'essere umano.

Parassiti

Le diverse forme di parassitismo sono anche un fattore di complessità delle reti trofiche. Un batterio, un fungo o un virus patogeno consumano il corpo parassitario e persino causano la loro morte e quindi si comportano come consumatori.

- Decompositori o detritori

Include l'ampia varietà di organismi che contribuiscono a degradare la materia organica una volta che gli esseri vivono. Sono eterotropi che nutrono dalla decomposizione della materia organica e coprono batteri, funghi, protisti, insetti, anélidos, granchi e altri.

Batteri e funghi

Mentre questi organismi non sono in grado di ingerire direttamente porzioni di materia organica, sono molto efficienti. Lo raggiungono grazie a sostanze secrete in grado di dissolvere i tessuti e quindi assorbire i nutrienti.

Detritivori

Detritivaro. Fonte: https: // Commons.Wikimedia.Org/Wiki/File: Earthworm.Jpg

Questi organismi consumano direttamente la questione organica di decomposizione per ottenere il loro cibo. Ad esempio, i lombrichi (Lumbricidae) che elaborano la materia organica, l'umidità cochina.

Tipi di rete trofica

Esistono diversi criteri per classificare le reti trofiche e in linea di principio ci sono così tanti tipi di reti trofiche come ecosistemi sulla terra.

- Secondo l'ambiente dominante

Un primo criterio di classificazione è secondo i due principali media esistenti sul pianeta che sono la terra e l'acqua. In questo modo ci sono reti terrestri e reti acquatiche.

A loro volta, le reti acquatiche differiscono in dolce e marine; Esistono diversi tipi di reti in ogni caso.

- Secondo l'interazione biologica

Possono anche essere differenziati in base all'interazione biologica predominante, il più comune basato sulla predazione. In questi, dai produttori primari e dal loro consumo da parte degli erbivori viene generata una sequenza di predazione.

Parassitismo

Esistono anche reti trofiche basate sul parassitismo, in cui una specie normalmente più piccola che l'ospite si nutre su questo. D'altra parte, ci sono iperparassiti (organismi che parassitizzano altri parassiti).

Ad esempio, la famiglia delle piante di Loranthaceae raggruppa le piante di emiparasitas. In questo caso, le piante eseguono la fotosintesi, ma parassite altre piante per ottenere acqua e minerali.

Inoltre, ci sono alcune specie di questa famiglia che parassitizzano altre piante nello stesso gruppo e si comportano come iper parassiti.

- Secondo il modello di rappresentazione

Fonte: Swiggity.malloppo, festone.YOLO.Fr, cc by-sa 4.0, via Wikimedia Commons

Le reti trofiche sono inoltre classificate a seconda del modello di rappresentanza utilizzato. Ciò dipende dall'interesse del ricercatore, a seconda del modello rifletterà un certo tipo di informazioni.

Pertanto ci sono reti di origine, reti affondate, reti di connettività, reti di flusso di energia e reti funzionali.

Reti di origine

Questi modelli si concentrano sui nodi di origine principale, cioè quelli che forniscono la massima quantità di cibo al sistema. In modo tale che tutti i predatori che si nutrono di questi nodi e la quantità di cibo ottengono.

Reti sommerse

A differenza del modello precedente, si concentra sui nodi dei predatori, che rappresentano tutta la sua preda e ciò che queste dighe consumano. Pertanto, mentre la rete di origine va dal basso verso l'alto nella sequenza dei livelli trofici, la rete somma segue il percorso inverso.

Reti di connettività

In questo caso, si basa sulla rete nel suo insieme e si tratta di rappresentare tutte le possibili connessioni alimentari nell'ecosistema.

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Reti di flusso di energia

Questo tipo di modello di rete trofico si concentra sul flusso di energia quantitativa attraverso l'ecosistema. Sono gli studi stechiometrici così chiamati, che stabiliscono le quantità di materia ed energia che interagiscono in una reazione e misurano il prodotto.

Reti funzionali

Le reti funzionali si concentrano sulla creazione del peso di ciascun sottogruppo di nodi nel funzionamento del sistema, definire la struttura e le funzioni. Presuppone che non tutte le interazioni alimentari che si verificano nell'ecosistema abbiano la stessa importanza per la stabilità funzionale.

Allo stesso tempo, questo tipo di reti valuta quante delle possibili connessioni trofiche in un ecosistema sono realmente fornite e quali nodi forniscono più o meno biomassa.

- Evoluzione delle reti trofiche

Infine, una rete trofica può essere neoecologica o paleoecologica. Nel primo caso rappresenta una rete trofica attuale e nel secondo una ricostruzione di una rete già estinta.

Rete trofica terrestre

Nell'ambiente terrestre c'è una grande diversità di ecosistemi costituiti da diverse combinazioni di specie. Pertanto, le reti trofiche che possono essere delimitate raggiungono un numero enorme.

Rete trofica terrestre. Fonte: Chris 論 (attraverso le opere di J. Patrick Fischer, C. Schuhmacher, Madprime, Luis Fernández García, Luis Miguel Bugallo Sánchez, Chung-tung Yeh, Susanne Heyer e Simon Andrews) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

È necessario tenere presente che la biosfera è un sistema complesso completamente interconnesso, quindi è una gigantesca rete trofica. Tuttavia, allo scopo di comprendere il funzionamento della natura, l'essere umano delimita le parti funzionali di quella rete.

Pertanto, è possibile caratterizzare la rete trofica di una giungla tropicale, una foresta temperata, una savana o un deserto, come entità separate.

- Rete trofica della giungla

In una giungla tropicale, la diversità degli organismi viventi è enorme, così come i microambientes che sono generati in essa. Pertanto, le interazioni alimentari prodotte sono altrettanto diverse.

Produttività e ciclo nutrizionale

La produttività vegetale della giungla tropicale è alta e c'è anche un'alta efficienza nel riciclaggio dei nutrienti. In effetti, la più grande percentuale di nutrienti si trova nella biomassa vegetale e nella lettiera che copre il terreno.

Produttori

La più grande collezione di energia solare da parte dei produttori nella giungla tropicale è riportata nel baldacchino superiore. Tuttavia, ci sono vari strati inferiori che stanno catturando la luce che riesce a filtrare tra cui scalatori, epifite, erbe e arbusti del suolo.

Consumatori primari

In conformità con quanto sopra, la maggior parte dei consumatori primari della giungla si nutrono del baldacchino della foresta. C'è una grande diversità di insetti si nutrono delle foglie degli alberi, mentre gli uccelli e i pipistrelli frugivori consumano frutta e semi.

Ci sono anche mammiferi come scimmie, pigrizia e scoiattoli che si nutrono di foglie e frutti.

Consumatori secondari

Molti uccelli sono insettivori e alcuni insetti come le mantide religiose sono predatori di altri insetti erbivori. Ci sono anche mammiferi insettivori come l'orso melero che consuma formiche, in questo caso sia erbivoro che carnivoro.

Le formiche della giungla

Uno dei gruppi più numerosi e tassonomicamente vari nelle giungle sono le formiche, sebbene a causa delle loro dimensioni passano inosservate.

Diverse specie di formiche possono comportarsi come consumatori primari che si nutrono di foglie e secrezioni di piante. Altre specie fungono da consumatori secondari per la caccia e l'alimentazione di altri insetti e persino gli animali importanti.

Formiche. Fonte: Muhammad Mahdi Karim [GFDL 1.2 (http: // www.gnu.Org/licenze/vecchi licenze/FDL-1.2.html)]

Un caso eccezionale sono le formiche legionarie o marabunta nelle giungle tropicali che compongono periodicamente masse di migliaia o milioni di individui. Questi avanzano in un insieme che precedono tutti gli animali a portata di mano, principalmente insetti, sebbene possano consumare piccoli vertebrati.

La giungla overflow o allagata giungla

Questo tipo di giungla è un chiaro esempio della complessità che la rete trofica può raggiungere nella giungla. In questo caso, durante la stagione delle piogge nelle catene montuose che danno origine ai grandi fiumi che attraversano le giungle, si verificano alluvioni.

Le acque del fiume penetrano nella giungla anche raggiungendo fino a 8 e 10 m di altezza e in queste condizioni le reti trofiche trofiche e terrestri terrestri sono integrate.

Quindi, ci sono casi come il pesce Arapaima gigas Questo è in grado di saltare di catturare piccoli animali appollaiati sulle foglie degli alberi.

Consumatori terziari

I grandi predatori della foresta pluviale sono i felini, i grandi serpenti, così come i coccodrilli e i caimani. Nel caso della giungla dei tropici americani la Jaguar (Panthera onca) e l'anaconda (Eunectes murinus) Esempi di questo sono.

Da parte sua, nella giungla africana ci sono il leopardo, il serpente velenoso Mamba Black (Dendroaspis polylepis) o il pitone africano (Python Sebae). E nel caso dell'Asia tropicale sono la tigre (Panthera Tigris) e il Python reticolato (Malayopython reticulatus).

Ci sono anche uccelli predatori che occupano il livello trofico più alto, come nel caso di Harpia Eagle (Harpyja Harpia).

Decomponente

I funghi sono decompositori importanti per la natura. Fonte: Cayce dalla Malesia, CC di 2.0, via Wikimedia Commons

Il terreno della giungla tropicale è un ecosistema in sé, con una grande diversità di organismi. Questi coprono vari gruppi come batteri, funghi, protisti, insetti, annelidi e mammiferi che producono le loro tane lì.

La maggior parte di questi organismi contribuisce al processo di decomposizione della materia organica che viene riassorbita da un intricato sistema di radici e funghi. 

È stato dimostrato che la rizosfera (sistema radicale del suolo) include i funghi micorrízici così chiamati. Questi funghi stabiliscono relazioni simbiotiche con le radici che forniscono loro nutrienti e funghi facilitano l'assorbimento di acqua e minerali da parte dell'albero.

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- Rete del deserto trofico

I deserti sono ecosistemi a bassa produttività a causa delle loro condizioni ambientali, in particolare la bassa fornitura di acqua e le temperature estreme. Queste condizioni ambientali condizionano una piccola copertura vegetale, quindi la produzione è limitata e la fauna presenta scarsa.

Le poche specie vegetali come gli animali si sono adattate nel loro processo evolutivo a queste condizioni. La maggior parte degli animali ha abitudini notturne e la giornata trascorre in una tana sotterranea per evitare le radiazioni solari.

Produttori

In questi ecosistemi i produttori sono costituiti da specie di piante xerophiliche (adattate alle condizioni di siccità). Nel caso dei deserti americani, i cactus ne sono un buon esempio e forniscono frutti commestibili consumati da insetti, uccelli e roditori.

Consumatori primari

Nelle aree del deserto abitano insetti, uccelli, rettili e roditori che si nutrono delle poche piante che abitano il deserto. Nel deserto del Sahara ci sono specie di erbivori che possono passare lunghe stagioni senza acqua potabile.

Dromedario (Camelus dromedarius). Fonte: Cesar I. Martins from Golti, Brasile [CC di 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/2.0)]

Tra questi ci sono il dromedario (Camelus Dromedarius) e la gazzella Dorcas (Gazella Dorcas).

Consumatori secondari

Nel deserto vivono specie carnivore che si nutrono di consumatori primari. Tra questi ci sono aracnidi come gli scorpioni che si nutrono di altri insetti.

Allo stesso modo, gli uccelli sono presentati come falchi e gufi che catturano altri uccelli, roditori e rettili. Ci sono anche serpenti velenosi come il serpente a sonagli (Crotalo spp.) le cui dighe sono principalmente roditori del deserto.

Nei deserti americani tra i mammiferi sono il PUMA (PUMA Concolor) e il coyote (Canis latrans). Mentre nel Sahara si abitano diverse specie di volpe, compresa la tassa (Vulpes Zerda) e la volpe pallida (Vulpes Pallida).

Consumatore terziario

Il Sahara Guepardo (Acinonyx jubatus Hecki) è il più grande predatore in questo deserto, ma sfortunatamente è in pericolo di estinzione.

Rete trofica marina

Rete trofica marina. Fonte: Chris 論 (attraverso le opere di J. Patrick Fischer, C. Schuhmacher, Madprime, Luis Fernández García, Luis Miguel Bugallo Sánchez, Chung-tung Yeh, Susanne Heyer e Simon Andrews) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

La diversità degli ambienti marini determina anche un'ampia varietà di reti trofiche. In questo caso, si distinguono due tipi di reti trofiche di base basate sul fitoplancton e che supportano da archi chemosintetici.

- Basato sul fitoplancton

La rete trofica più caratteristica dell'ambiente marino ha alla sua base l'attività del fitoplancton (organismi microscopici fotosintetici che galleggiano negli strati superficiali). Da questi produttori vengono generate varie catene alimentari che formano le complesse reti trofiche marine.

Produttori

Il fitoplancton comprende numerose specie di cianobatteri, protisti e alghe unicellulari come le diatomee. Sono autotrofi fotosintetici che formano popolazioni di miliardi di individui microscopici.

Fitoplancton (diatomee). Fonte: prof. Gordon t. Taylor, Stony Brook University [dominio pubblico]

Questi vengono trascinati dalle correnti del mare e fungono da cibo per i consumatori primari. In acque meno profonde, dove arrivano la luce solare, vengono sviluppate alghe e persino angiosperme acquatiche.

I produttori fungono anche da cibo per pesce, tartarughe marine e altri organismi che a loro volta sono predati.

Consumatori primari

Uno dei principali è lo zooplancton, che sono animali microscopici che fanno anche parte del plancton e si nutrono di fitoplancton. Inoltre, altri consumatori primari sono la balena blu, lo squalo balena e molti pesci.

Nelle barriere coralline i polipi di corallo si nutrono di fitoplancton e, a loro volta, altri organismi si nutrono di polipi. Questo è il caso del pesce pappagallo (Scaridae) e della stella della corona delle spine (Planchi Acanthar).

Consumatori secondari

Tra questi ci sono una diversità di organismi che si nutrono di pesci, come altri pesci, anemoni, lumache, granchi, foche, leoni marini.

Consumatori terziari

I grandi predatori marini sono squali, in particolare le specie più grandi come lo squalo bianco. Un altro grande predatore di mare aperto è l'Orca e così sono i delfini, essendo una delle dighe preferite dell'orca i sigilli che a loro volta si nutrono di pesce.

Decomponente

Il processo di decomposizione è aiutato dall'ambiente marino e dall'azione dei batteri e nei vermi in decomposizione.

- Basato su archi chemosintetici

Nelle fonti idrotermali che si trovano in dorsali oceanici a più di 2.000 m di profondità ci sono ecosistemi molto peculiari. Tenendo conto del fatto che il fondo marino a queste profondità è quasi deserto, evidenzia l'esplosione della vita in queste aree.

Produttori

A queste profondità non raggiunge la luce solare, quindi il processo di fotosintesi non può essere sviluppato. Questo è il motivo per cui la rete trofica di questi ecosistemi è supportata da organismi autotrofici che ottengono l'energia di un'altra fonte.

In questo caso questi sono archi che sono in grado di ossidare composti inorganici come lo zolfo e la produzione di energia chimica. Questi batteri trovano un ambiente favorevole alla sua moltiplicazione di massa grazie alle calde acque dei fumaroli generati dall'attività vulcanica.

Allo stesso modo, questi fumaroli espellono i composti come zolfo che servono la loro chemosintesi.

Consumatori primari

Animali come vongole, vermi e altri organismi si nutrono di archi. Allo stesso modo, vengono presentate associazioni simbiotiche molto particolari come il gastropode chiamato Caracol de Piezoso (Crysomallon Squamiferum).

Questa lumaca dipende esclusivamente dalla relazione simbiotica che si stabilisce con gli archi chemosintetici che forniscono cibo.

Consumatori secondari

Alcuni pesci abissali si nutrono di altri organismi che a loro volta consumano batteri chimici.

Detritivori

Nelle profondità oceaniche ci sono specie di pesci, vermi e altri organismi che vivono dai resti organici che precipitano dalla superficie.

Le correnti e i nutrienti

Le correnti profonde frías spingono i nutrienti dal fondo del mare in superficie, integrando così le reti trofiche marine.

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