Una catena alimentare è una rete lineare di collegamenti in una rete alimentare che parte da organismi produttori (come erba o alberi che usano le radiazioni del Sole per produrre il loro cibo) e termina con specie di predatori apicali (come orsi grizzly o orche), detritivori (come lombrichi o woodlice) o specie decompositrici (come funghi o batteri). Una catena alimentare mostra anche come gli organismi sono correlati tra loro dal cibo che mangiano. Ogni livello di una catena alimentare rappresenta un diverso livello trofico. Una catena alimentare differisce da una rete alimentare, perché la complessa rete di relazioni di alimentazione di diversi animali è aggregata e la catena segue solo un percorso diretto e lineare di un animale alla volta. Le interconnessioni naturali tra le catene alimentari ne fanno una rete alimentare.

Catena alimentare in un lago svedese. Il falco pescatore si nutre di lucci del nord, che a loro volta si nutrono di persici che mangiano tetro

Una metrica comune utilizzata per quantificare la struttura trofica del web alimentare è la lunghezza della catena alimentare. Nella sua forma più semplice, la lunghezza di una catena è il numero di collegamenti tra un consumatore trofico e la base del web. La lunghezza media della catena di un’intera rete è la media aritmetica delle lunghezze di tutte le catene nella rete alimentare. La catena alimentare è un diagramma di fonte di energia. La catena alimentare inizia con un produttore, che viene mangiato da un consumatore primario. Il consumatore primario può essere consumato da un consumatore secondario, che a sua volta può essere consumato da un consumatore terziario. Ad esempio, una catena alimentare potrebbe iniziare con una pianta verde come il produttore, che viene mangiato da una lumaca, il consumatore principale. La lumaca potrebbe quindi essere la preda di un consumatore secondario come una rana, che a sua volta può essere mangiato da un consumatore terziario come un serpente.

Le catene alimentari sono molto importanti per la sopravvivenza della maggior parte delle specie. Quando un solo elemento viene rimosso dalla catena alimentare può causare l’estinzione di una specie in alcuni casi. Il fondamento della catena alimentare è costituito da produttori primari. I produttori primari, o autotrofi, possono utilizzare l’energia solare o l’energia chimica per creare composti organici complessi, mentre le specie a livelli trofici più elevati non possono e quindi devono consumare i produttori o altra vita che consuma i produttori. Poiché la luce del sole è necessaria per la fotosintesi, la maggior parte della vita non potrebbe esistere se il sole scomparisse. Anche così, è stato recentemente scoperto che ci sono alcune forme di vita, chemiotrofi, che sembrano ottenere tutta la loro energia metabolica dalla chemiositesi guidata da prese d’aria idrotermali, dimostrando così che una certa vita potrebbe non richiedere l’energia solare per prosperare.

I decompositori, che si nutrono di animali morti, abbattono i composti organici in semplici nutrienti che vengono restituiti al terreno. Questi sono i semplici nutrienti che le piante richiedono per creare composti organici. Si stima che esistano più di 100.000 diversi decompositori.

Molte reti alimentari hanno una specie chiave di volta. Una specie keystone è una specie che ha un grande impatto sull’ambiente circostante e può influenzare direttamente la catena alimentare. Se questa specie chiave di volta muore può impostare l’intera catena alimentare fuori equilibrio. Le specie Keystone impediscono agli erbivori di esaurire tutto il fogliame nel loro ambiente e prevenire un’estinzione di massa.

Le catene alimentari furono introdotte per la prima volta dallo scienziato e filosofo arabo Al-Jahiz nel 10 ° secolo e successivamente rese popolari in un libro pubblicato nel 1927 da Charles Elton, che introdusse anche il concetto di food web.