L’AMP ospita un ecosistema estremamente ricco e diversificato. La vicinanza della foce del fiume Tevere è in parte responsabile delle peculiarità ambientali delle Secche e della biodiversità ospitata. Si stima siano oltre 700 le specie che colonizzano quest’area, tra cui molte specie rare o minacciate dall’inquinamento e dal cambiamento climatico. Tuttavia, è possibile affermare che il numero di specie presenti sia molto maggiore, poiché molti gruppi di organismi devono ancora essere studiati in dettaglio.

Il paesaggio sottomarino è dominato da habitat formati da specie endemiche, ovvero presenti esclusivamente in Medinterraneo. La sommità del banco roccioso è caratterizzata dalla prateria della fanerogama Posidonia oceanica che ricopre un’area di circa 6 ettari. La prateria non appare continua, ma si sviluppa a macchie tra gli affioramenti rocciosi, da 18 a circa 30 m di profondità. Le caratteristiche ambientali, quali torbidità dell’acqua e sedimentazione, giocano un ruolo molto importante sulla rarefazione della prateria pur rappresentando una condizione del tutto naturale per l’area. I substrati rocciosi presenti sulla porzione più superficiale delle Secche sono colonizzati da alghe brune del genere Cystoseira che convertono l’energia solare in biomassa attraverso la fotosintesi. Queste alghe brune (così chiamate per via del colore conferito dai pigmenti fotosintetici) formano dense foreste, creando habitat complessi che offrono rifugio e opportunità di alimentazione, riproduzione e crescita per molte specie.

Le caratteristiche ambientali dell’area favoriscono lo sviluppo del coralligeno fin da 20 m di profondità. Con il termine coralligeno si identifica una biocostruzione endemica del Mar Mediterraneo, formata dall’accumulo di resti di organismi calcarei vegetali e animali in condizioni di attenuata illuminazione e che danno origine a strutture che si mantengono nel tempo. Sebbene l’etimologia del termine rimandi alla presenza del corallo, la formazione e la crescita del coralligeno è merito delle alghe rosse incrostanti che rappresentano i principali biocostruttori del coralligeno. Nell’AMP le comunità del coralligeno si presentano particolarmente ricche e sviluppate, con la presenza di organismi vegetali e di invertebrati eretti, ricoprendo un’area di circa 438 ettari. Per estensione e ruolo ecologico questo ecosistema riveste un ruolo importantissimo: dobbiamo immaginare che il coralligeno sia come uno scrigno che custodisce la ricchezza e gran parte della biodiversità delle Secche di Tor Paterno. Queste biocostruzioni offrono tane e spaccature ideali per polpi e aragoste; anche pesci quali corvine, murene e cernie trovano l’ambiente ideale per i loro nascondigli tra questi anfratti. Mimetizzati tra il substrato si scorgono gli scorfani mentre, nelle vicinanze delle rocce, nuotano saraghi e gruppi di occhiate e castagnole.

Il paesaggio ed il coralligeno dell’AMP è caratterizzato da dense foreste animali marine, così chiamate per la somiglianza strutturale con le foreste terrestri. Tuttavia queste foreste sommerse sono formate da invertebrati coloniali eretti (ovvero organismi animali!) che si sviluppano per decine di cm al di sopra del substrato, e che morfologicamente ricordano la struttura degli alberi pur non essendo né piante tantomeno alghe. Il paesaggio sottomarino formato dalle foreste animali costituisce un’attrattiva per i numerosi subacquei visitatori dell’AMP, affascinati dalla loro vivacità e complessità.

Anche i fondali sabbio-fangosi che circondano l’affioramento roccioso rappresentano un habitat in grado di fornire rifugio a numerosi pesci, crostacei e bivalvi che, attraverso adattamenti peculiari, vivono infossati nel sedimento.

Le misure di protezione e conservazione entrate in vigore con l’istituzione dell’AMP hanno dato risultati ben visibili: sono tantissime le specie del Plancton e del Necton che vivono nella colonna d’acqua. Alla prima categoria appartengono organismi che vivono sospesi nella colonna d’acqua, il cui movimento è generalmente limitato e non sufficiente ad equilibrare lo spostamento passivo causato dalle correnti, mentre alla seconda gli esseri viventi che nuotano attivamente e sono in grado di opporsi al moto delle correnti.