Salute e malattia
Le catene alimentari o reti trofiche sono le interazioni alimentari tra organismi in una comunità e illustrano gli effetti sull'ecosistema dell'assenza o scarsità di un organismo. Ogni organismo in una rete trofica gioca un ruolo importante, e cambiamenti nel numero di una singola specie possono causare una drammatica reazione a catena che si propaga in tutta la rete. Il Center for Conservation and Biodiversity (CBC) all'American Museum of Natural History afferma: "La salute di tutte le specie sulla Terra è largamente determinata dai complessi legami e interazioni tra organismi e i sistemi in cui vivono."
Il CBC dice che "catena alimentare", definita come "semplice interazione alimentare", non è più il termine preferito dagli scienziati. Il nuovo termine per i complessi modelli alimentari di specie in comunità biologicamente diverse è "rete trofica" (food web). Gli ecologi di comunità, scienziati che ricercano reti trofiche, usano l'aggettivo "trofic" per descrivere relazioni alimentari. Esempio: interazione trofica tra volpi, pettirossi e lombrichi perché pettirossi mangiano lombrichi e volpi mangiano pettirossi e uova. Gli ecologi prestano particolare attenzione alle "specie chiave" (keystone species) di un ecosistema. La specie chiave, spesso un predatore, ha impatto significativo sulla rete trofica, anche in bassi numeri, perché controlla specie che altrimenti consumerebbero troppe risorse vitali, come alberi e piante. Esempio: la reintroduzione dei lupi a Yellowstone ha portato al ripristino dell'habitat degli uccelli canori, secondo Keystone Conservation. Gli uccelli canori ora abbondano perché i lupi hanno ridotto il numero di wapiti, che avevano sovrasfruttato salici e pioppi.
Per illustrare cosa accade con una rottura nella catena/rete alimentare, il CBC ha mappato un ecosistema forestale di kelp con e senza lontre marine per mostrare gli effetti avversi dell'assenza di quel predatore. Le lontre marine, specie chiave molto vorace, consumano ricci di mare, che hanno impatto significativo per le enormi quantità di kelp e scheletri invertebrati che consumano. Quindi, qualsiasi cosa che influenzi significativamente la popolazione di ricci impatta direttamente l'intera comunità della foresta di kelp. Quando le lontre sono presenti, la popolazione di ricci è controllata e la foresta di kelp prospera. Purtroppo, le orche hanno iniziato a consumare lontre marine perché le foche, loro preda preferita, sono in declino. Il risultante calo di lontre in alcune acque alaskane ha portato a ecosistemi spogli, privi di kelp, dominati da popolazioni gonfiate di ricci.
Scrivendo per "Animal Ecology", gli ecologi Anna Eklöf e Bo Ebenman affermano: "La perdita di una specie da una comunità ecologica può innescare una cascata di estinzioni secondarie." I ricercatori trovarono che comunità semplici sono più vulnerabili a perdita specie che comunità complesse. La causa più comune di estinzioni secondarie a cascata è un "effetto bottom-up diretto" in cui i consumatori muoiono perché non resta nulla da mangiare. Esempio riportato da National Geographic News: un cambiamento climatico ha promosso crescita forestale che ha ucciso specie vegetali basse bloccando la luce. I mammut, dipendenti da quelle piante, si estinsero di conseguenza.
Una serie di esperimenti da un team guidato da S.R. Carpenter dimostrò che metodi statistici possono identificare segnali precoci che gli ecosistemi stanno subendo cambiamenti catastrofici. Esempio: statistici possono registrare il tasso di ritorno di una specie da un evento che ne diminuisce o aumenta i numeri e determinare se c'è un significativo rallentamento o accelerazione di quel tasso nel tempo.
Secondo lo studio, pubblicato nel 2011 su "Science", i riscontri del team sono importanti perché la rottura di una comunità ecologica potrebbe portare a effetti avversi su larga scala su risorse vitali: acqua, pesci, foreste e pascoli.
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