L'ecosistema è l'unità funzionale
di base in ecologia. "E' l'unità che include gli organismi
che vivono insieme in una certa area (comunità biotica
o biocenosi), interagenti con l'ambiente fisico (biotopo) in modo
tale che un flusso di energia porti ad una ben definita struttura
biotica e ad una ciclizzazione dei materiali fra viventi e non
viventi all'interno del sistema" (Odum).
Un ecosistema e il modello di ecosistema sono caratterizzati dalla
diversità_di_comunità_e_di_specie, e da biomassa
e produttività.
Diversità di comunità e
di specie
L'ecosfera presenta una grande varietà di
specie biologiche, che viene chiamata biodiversità.
Il termine biodiversità, in effetti, è comprensivo
di diversità, in numero ed in frequenza, di comunità,
di specie, di patrimoni genetici della biosfera.
La diversità di comunità è data dall'insieme
di tutti i differenti ambienti biotici naturali presenti sul pianeta,
biomi e comunità acquatiche.
La diversità_di_specie riguarda l'insieme di tutte le specie
viventi.
La diversità genetica è la somma complessiva delle
informazioni contenute nei geni degli organismi di piante, animali
e microorganismi che popolano la Terra.
A partire dalla rivoluzione industriale, le attività umane
hanno determinato una notevole riduzione_della_biodiversità.
Diversità di specie
Nessuno conosce il numero di specie vegetali, animali
e di microorganismi esistenti sulla Terra.
Le stime vanno da 5 milioni ad un massimo di 30 milioni e molte
specie sconosciute vengono scoperte ogni anno.
Quelle classificate e descritte sono meno di 2,5 milioni:
qualche decina di archeobatteri,
30.000 eubatteri,
40.000 funghi,
100.000 protisti,
250.000 piante
1.800.000 animali.
Riduzione della biodiversità
I cambiamenti indotti dall'attività umana
distruggono, frammentano e alterano gli ambienti naturali portando
all'estinzione di specie.
Si valuta che, ogni giorno, si estinguano dalle 50 alle 150 specie;
ciò equivale ad una perdita annua approssimata compresa
fra le 20.000 e le 50.000 unità.
Un quarto della diversità biologica del pianeta corre il
rischio di estinguersi nei prossimi 30 anni.
La maggior perdita di biodiversità è attualmente
dovuta alla distruzione delle foreste tropicali, in cui oltre
la metà di tutte le specie viventi ha il proprio ambiente.
Vengono in tal modo distrutte complesse catene_alimentari che
garantiscono il mantenimento dello stato_di_equilibrio_stazionario
del pianeta.
Catene alimentari
Viene definita catena alimentare la successione
di passaggi di materia ed energia attraverso gli organismi. In
questo schema sono evidenziate le due principali catene alimentari,
quella del pascolo e quella del detrito.
La catena del pascolo parte dalle piante verdi (produttori primari),
va agl
i
erbivori (consumatori primari) ed ai carnivori (consumatori secondari);
sottraendo sostanza organica, essa incide direttamente sul tasso
di produzione energetica, tramite l'ossidazione di materiale organico
attivo.
La catena del detrito va dalla materia organica morta ai microorganismi
ed ha la funzione di smaltire l'eccesso di materiale organico
inerte e di favorire la restituzione al sistema di sostanze minerali
indispensabili ai produttori.
Stato di equilibrio stazionario
In biologia il termine equilibrio è molto
radicato nel linguaggio ecologico.
In un ecosistema vi è equilibrio se le masse, a breve o
lungo periodo, sono, pur con delle fluttuazioni (per esempio,
nei paesi temperati, secondo i cicli stagionali) in linea di massima
costanti nei singoli comparti.
In altri termini l'eco-organizzazione recupera sotto forma di
materie prime tutti i sottoprodotti (rifiuti respiratori e digestivi
dei viventi) in una condizione di autosufficienza, in cui le uniche
necessità sono l'energia solare ed i sali minerali provenienti
dalla decomposizione delle rocce.
Per i sistemi ecologici si parla di stato di equilibrio stazionario
o stato di stabilità dinamica.
Lo stato di equilibrio stazionario verso il quale tendono gli
ecosistemi viene definito dagli ecologi "climax": esso
può mantenersi indefinitamente, a parità di altre
condizioni; se il climax viene distrutto da perturbazioni disorganizzatrici,
subentra il fenomeno dell'evoluzione.
Interazioni della biocenosi
Una comunità comprende tutte le popolazioni
e gli organismi che abitano ed interagiscono tra loro in uno stesso
ambiente.
Le interazioni tra le popolazioni possono essere di vario tipo:
- neutralismo: le popolazioni non interagiscono tra loro;
- competizione (per interferenza indiretta): entrambe le popolazioni
si inibiscono reciprocamente;
- competizione (per sfruttamento): ciascuna popolazione inibisce
indirettamente l'altra a causa dello sfruttamento di risorse comuni;
- parassitismo e predazione: una popolazione influenza negativamente
l'altra attaccandola direttamente;
- commensalismo: una popolazione è avvantaggiata mentre
l'altra non è influenzata;
- protocooperazione: interazione favorevole ad entrambe le popolazioni
ma non obbligatoria;
- mutualismo: interazione favorevole ad entrambe le popolazioni,
obbligatoria.
Per competizione_e_predazione possiamo approfondire un po' il
concetto.
Competizione e predazione
La competizione tra organismi è tanto intensa
quanto più essi sono simili, per esigenze o stili di vita.
Le interazioni competitive riguardano spazio, nutrienti, luce
e prede.
La competizione può produrre una regolazione dell'equilibrio
tra due popolazioni o una differenziazione delle loro attività
giornaliere o stagionali; se invece una popolazione è decisamente
più forte, può arrivare all'eliminazione dell'altra,
o a costringerla ad usare un'altra zona o ad usare altro cibo.
La tendenza alla separazione ecologica, risultante dalla competizione
di specie simili tra loro, è nota come principio di esclusione
competitiva.
Nella predazione (individuata da una catena di predatori) ogni
popolazione è collegata in serie con le altre popolazioni.
Perché i cicli degli elementi si chiudano, le sezioni del
circuito devono essere opportunamente dimensionate: ciò
avviene perché ogni popolazione si trova in rapporto di
retroazione con le altre popolazioni del sistema.
modello di ecosistema
Un sistema complesso, come può essere un
ecosistema, richiede l'utilizzazione di più modelli fra
quelli citati, in base a obiettivi prefissati per la descrizione
di un sistema.
Ciò comporta un balzo verso una dimensione culturale integrata.
Il modello usa, cioè, concetti tradizionali propri di ciascun
livello di indagine (della termodinamica, della cibernetica e
della teoria del sistema generale).
Ma comprende anche dati reali e mappe per tutti gli elementi che
giocano un ruolo significativo.
Se la realtà sarà vista come un sistema complesso,
coerentemente organizzato da reti che mettono in relazione le
componenti, essa diventerà patrimonio culturale di ciascuno
di noi: sarà una tappa importante nella realizzazione di
quello che oggi si usa definire "sviluppo_sostenibile".
sviluppo sostenibile
L'espressione "sviluppo sostenibile"
è diventata molto popolare sul finire degli anni '80.
Nel 1987 è stato pubblicato il rapporto Brundtland, che
presenta i risultati della commissione mondiale per l'ambiente
e lo sviluppo, elaborato nell'ambito delle Nazioni Unite; in esso
viene così definito:
"lo sviluppo è sostenibile se soddisfa i bisogni delle
generazioni presenti senza compromettere le possibilità
per le generazioni future di soddisfare i propri bisogni".
gli ecosistemi
Molti cicli comportano passaggi sia attraverso
gli organismi viventi sia attraverso le componenti geologiche
(modello di ciclo geobiochimico).
Ecosistema è una unità, un tutto che si organizza
partendo dalle interazioni fra organismi viventi e componenti
geofisiche; i limiti attribuiti agli ecosistemi sono però
arbitrari dato che possono andare da uno stagno o un bosco all'intera
ecosfera.
Ma l'unica vera unità è l'ecosfera o ecosistema
globale: solo questa, in tempi più o meno lunghi, chiude
i cicli degli elementi.
Questa, in funzione della latitudine e della distribuzione delle
terre emerse, appare articolata in un mosaico di parti che presentano
una grande varietà nelle proprie componenti.
Anche queste parti vengono considerate ecosistemi dagli ecologi.
Gli ecosistemi o biomi, più importanti si possono distinguere
in:
- terrestri, caratterizzati da latitudine, altitudine, regimi
climatici, struttura e chimica del suolo;
- marini, caratterizzati da latitudine, profondità e connessioni
costiere;
- di acqua dolce, caratterizzati soprattutto dal regime idraulico.
struttura di un ecosistema
La struttura di un ecosistema, descritto dal modello
di ecosistema è caratterizzata da rapporti trofici delle
componenti viventi e dai fattori chimico fisici delle componenti
non viventi.Le componenti viventi costituiscono il compartimento_biotico.I
fattori chimico fisici delle componenti non viventi costituiscono
il compartimento_abiotico
Compartimento abiotico
Il compartimento abiotico comprende:- sostanze inorganiche,
o riserva inorganica, cioè carbonio, azoto, anidride carbonica,
acqua, ed altre sostanze coinvolte nei cicli della materia;- sostanze
organiche, o riserva organica, costituita da prodotti organici
di rifiuto, da resti di organismi animali e vegetali morti (proteine,
carboidrati), dalle sostanze umiche;- ambiente fisico, costituito
da acqua, aria, suolo, assieme a parametri di stato quali pressione
e temperatura.
Compartimento biotico
Il compartimento biotico comprende le popolazioni
di organismi, che sono suddivise, sulla base delle funzioni ecologiche
espletate, in:- riduttori o produttori;- ossidatori o macroconsumatori
o fagotrofi, organismi eterotrofi che utilizzano sostanza organica
attiva in processi di biosintesi;- mineralizzatori o microconsumatori
saprofiti, organismi eterotrofi che si nutrono di residui organici
