ecosistema

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Una comunità biologica e il suo ambiente

Gli ecosistemi sono formati dall'insieme delle componenti fisiche, chimiche

e dalle specie di organismi vegetali e animali che vivono in un dato ambiente. I rapporti tra le diverse componenti vengono descritti in termini di quantità di energia e di elementi chimici che vengono scambiati all'interno del sistema

Il sistema ecologico

Il termine ecosistema indica una comunità biologica e l'ambiente fisico e chimico a essa associato. Le specie che fanno parte della comunità vengono classificate sulla base del loro ruolo all'interno della stessa. La comunità vivente è attraversata da un flusso di energia e di materia secondo regole e leggi che permettono la sopravvivenza delle comunità stesse nel lungo periodo. Perciò lo studio degli ecosistemi fornisce un sistema di riferimento per analizzare la trasformazione di energia e il ciclo degli elementi chimici all'interno del sistema stesso.

Si può parlare, per esempio, di un ecosistema di foresta o di un ecosistema di deserto come di unità distinte, in quanto gli scambi di energia oppure di sostanze tra queste unità risultano relativamente piccoli rispetto alla quantità di scambi che avvengono all'interno di ciascuno di essi.

Il flusso di energia attraverso gli ecosistemi

Il sistema di approvvigionamento energetico dei vari organismi viventi parte dall'energia solare, assorbita dalle piante e utilizzata per trasformare l'anidride carbonica in composti organici ‒ carboidrati o zuccheri ‒ che formano la maggior parte dei tessuti delle piante. Le piante rappresentano la fonte di cibo e di energia per gli animali erbivori, i quali a loro volta sono la fonte di cibo degli animali carnivori. La successione di specie attraverso cui fluisce l'energia nell'ecosistema si chiama catena alimentare, formata da un serie di anelli, noti come livelli trofici. Dato, però, che nel passaggio da un livello a un altro parte dell'energia viene consumata per svolgere le funzioni vitali degli organismi, non tutta l'energia accumulata a un livello è disponibile per il livello successivo. Per questo i livelli trofici formano piramidi alimentari, in cui la base è costituita dagli organismi vegetali, o produttori, il secondo gradino dagli erbivori, o consumatori primari, il terzo dai carnivori, o consumatori secondari, il quarto dai consumatori terziari, o superpredatori.

Le catene alimentari

Dato che l'energia disponibile per il livello successivo si riduce attraverso i vari passaggi, le catene alimentari non possono essere troppo lunghe. Infatti, quando il cibo è troppo scarso e disperso l'energia spesa nella sua ricerca supera quella ricavata dal suo consumo. In genere, le catene alimentari più lunghe si ritrovano negli ambienti marini.

Le catene alimentari sono in realtà una semplificazione estrema delle relazioni, in quanto le specie presentano relazioni alimentari (dette anche trofiche) più complesse. Una pianta può rappresentare il cibo di molti animali diversi, i quali a loro volta possono nutrirsi di cibi diversi, sia vegetali sia animali. Per questo si parla di reti alimentari, più o meno ricche e complesse secondo il numero di specie che caratterizza la comunità di un ecosistema. Così le reti alimentari dei deserti o delle zone artiche sono molto semplici e con una struttura che si avvicina a una catena vera e propria, mentre nelle barriere coralline o nelle foreste tropicali le reti sono molto complesse. La semplicità delle reti influisce sulla stabilità degli ecosistemi, in quanto l'estinzione di una specie può avere effetti negativi molto accentuati nei sistemi semplici, dove la specie può rappresentare l'unica fonte di cibo per un determinato livello trofico. Invece un'eventuale perdita può essere compensata da specie alternative nei sistemi più ricchi e complessi.