Un ecosistema o unità ecologica è una porzione della biosfera organizzata in modo tale da permettere lo scambio di energia, perlopiù sotto forma di nutrienti tra gli elementi biotici che lo compongono (piante, animali e microrganismi) e l'ambiente abiotico circostante. In un ecosistema, in altre parole, vi sono molteplici interazioni tra la fase di tipo biotica e quella abiotica.
Un ecosistema è, di conseguenza, l'insieme di elementi biotici e abiotici che condividono lo stesso spazio. Ambedue definizioni di ecosistema convergono verso la compartecipazione degli elementi viventi e non, utili per la sopravvivenza dell'ecosistema stesso.
Nell'ecosistema gli animali vivono grazie al substrato che, a sua volta, dipende dagli animali che periodicamente lo rinnovano. Ad esempio, un verme, che rappresenta una tra le parti biotiche dell'ecosistema, dipende dal terreno, cioè dal substrato abiotico, in quanto da esso ottiene preziosi nutrienti; tuttavia, la consistenza dello stesso terreno dipende direttamente dal verme in quanto, mediante la sua azione meccanica, rende possibile il rimescolamento del suolo. I movimenti meccanici, in altre parole, rendono possibile la circolazione delle molecole che danno le caratteristiche al terreno.
Struttura di un ecosistema.
La classificazione generale "biotico-abiotico", riferita all'ecosistema, può essere ulteriormente raffinata prendendo in considerazione le caratteristiche e il ruolo di ambedue componenti.
In particolare, animali e piante possono essere indicati in base al tipo di alimentazione o di produzione. Le piante sono autotrofe e rappresentano l'elemento produttore primario in quanto operano la fotosintesi. Anche alcuni batteri, come ad esempio i cianobatteri, sono organismi autotrofi in quanto possiedono strutture capaci di utilizzare la CO2 proprio come nelle piante. Gli organismi appena menzionati, si definiscono produttori in quanto producono molecole più o meno complesse partendo da elementi semplici senza ricorrere a molecole organiche prelevate dall'ambiente.
Una pianta produce zuccheri che sono conservati sotto forma di amido. La stessa pianta, inoltre, produce elementi che servono per sé stessa come ad esempio la cellulosa, la lignina ed altre molecole. La produzione è da intendersi come la sintesi di composti biorganici partendo da elementi semplici quali la CO2, alcuni sali, e molecole elementari.
La struttura trofica
I consumatori, invece, sono gli animali che in quanto eterotrofi (si nutrono da altri) necessitano di alimentarsi da fonti esterne rispetto al proprio organismo e non possono sintetizzare le sostanze di cui hanno bisogno per sopravvivere. A loro volta, i consumatori si dislocano lungo una ideale catena che prende il nome di catena alimentare la quale inizia con i consumatori primari, cioè gli animali erbivori che si cibano di alcune specie vegetali, e prosegue con i consumatori secondari che si cibano dei consumatori primari i quali, a loro volta, sono predati dai consumatori terziari e via dicendo.
Schematizzazione dei livelli trofici in una catena alimentare.
È di particolare importanza comprendere che la struttura trofica di un ecosistema è sempre suddivisibile in elementi autotrofi ed eterotrofi ma questi non sono necessariamente gruppi omogenei o ben definiti. Qualsiasi ecosistema, difatti, possiede un numero molto ampio di specie di produttori primari ed un numero altrettanto ampio di consumatori primari, secondiari, terziari e via dicendo.
Questi differenti insiemi sono legati tra loro in modo altrettanto diverso. Ad esempio, non tutti i bovini mangiano tutte le specie vegetali. Una capra mangia tanto i rovi quanto l'erba verde ma non mangia gli alberi. Per lo stesso ragionamento un consumatore secondario, che si ciba generalmente dei consumatori primari - ad esempio il lupo - può cibarsi della capra ma non dell'elefante che sempre è un consumatore primario. Questi, complessi, rapporti formano la catena alimentare.
Introduzione: Ecologia, ecosistema, biosfera, nicchia ecologica. Foresta pluviale, savana tropicale.
Flusso dell'energia: Produttore primario, consumatore
Cicli biogeochimici: Ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo del fosforo, ciclo dello zolfo.
Popolazione: Crescita della popolazione, fattore limitante, stress ecologico.
Rapporti tra specie: Neutralismo, commensalismo, competizione, mutalismo, amensalismo.
Dinamica delle popolazioni: Competizione intraspecifica, competizione interspecifica, coevoluzione. Equazioni di Lotka-Volterra.
Dinamica degli ecosistemi: Successione ecologica.
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