Struttura e funzione di un ecosistema

I due aspetti principali di un ecosistema sono la struttura e la funzione.

Per struttura intendiamo:

(i) la composizione della comunità biologica comprendente specie, numeri, biomassa, storia di vita e distribuzione nello spazio ecc.,

(ii) la quantità e la distribuzione dei materiali non viventi, come sostanze nutritive, acqua ecc. e

(iii) la gamma, o il gradiente delle condizioni di esistenza, come temperatura, luce, ecc.

Per funzione intendiamo:

(i) il tasso di flusso di energia biologica, cioè i tassi di produzione e di respirazione della comunità,

(ii) tasso di materiali o cicli di nutrienti, e

(iii) regolazione biologica o ecologica che includa sia la regolazione degli organismi per ambiente (fotoperiodismo ecc.) sia la regolazione dell'ambiente da parte dell'organismo (organismi di fissazione dell'azoto, ecc.). Quindi, in ogni ecosistema, struttura e funzione (funzioni di frequenza) vengono studiate insieme.

Struttura di un ecosistema:

Un ecosistema ha due componenti principali: vale a dire abiotico e biotico.

Il componente abiotico (non vivente) comprende:

(i) La quantità di sostanze inorganiche come P, S, C, N, H, ecc. coinvolte nei cicli materiali. La quantità di queste sostanze inorganiche, presente in un dato momento in un ecosistema, è designata come stato permanente o qualità permanente,

(ii) Quantità e distribuzione di prodotti chimici inorganici, come clorofille ecc., e di materiali organici, come proteine, carboidrati, lipidi, ecc., presenti nella biomassa o nell'ambiente, ovvero la struttura biochimica che collega i componenti biotici e abiotici di l'ecosistema,

(iii) Il clima di una determinata regione. La componente biotica (vivente) è in effetti la struttura trofica di qualsiasi ecosistema, in cui gli organismi viventi si distinguono sulla base delle loro relazioni nutrizionali. I componenti biotecnologici di un ecosistema hanno due componenti secondarie: vale a dire autotrofi ed eterotrofi.

(i) Componente autotrofo:

In cui predominano la fissazione dell'energia luminosa, l'uso di semplici sostanze inorganiche e l'accumulo di sostanze complesse. Il componente è costituito principalmente da piante verdi, compresi i batteri fotosintetici. In misura minore, i microbi chemiosintetici contribuiscono anche all'accumulo di materia organica. I membri del componente autotrofico sono conosciuti come produttori.

(ii) Componente eterotrofo:

In cui predominano l'utilizzo, il riarrangiamento e la decomposizione di materiali complessi. Gli organismi coinvolti sono noti come consumatori, in quanto consumano la materia costruita dai produttori (autotrophs). I consumatori sono ulteriormente classificati come: macro e micro consumatori.

(a) Macro consumatori:

Questi sono i consumatori, che in un ordine come si verificano in una catena alimentare sono erbivori, carnivori (o onnivori). Gli erbivori sono anche noti come consumatori primari. I consumatori secondari e terziari, se presenti, sono carnivori o onnivori. Sono tutti fagotri che includono principalmente animali che ingeriscono altre sostanze organiche e particolate organiche.

(b) Micro consumatori:

Questi sono conosciuti popolarmente come decompositori. Sono saprotropi (osmotrofi) e comprendono principalmente batteri, actinomiceti e funghi. Abbattono composti complessi di protoplasma morti o viventi che assorbono parte dei prodotti di decomposizione o di decomposizione e rilasciano nutrienti inorganici nell'ambiente, rendendoli nuovamente disponibili agli autotrofi.

La componente biotica di qualsiasi ecosistema può essere considerata il regno funzionale della natura, poiché si basa sul tipo di alimentazione e sulla fonte di energia utilizzata. La struttura trofica di un ecosistema è un tipo di disposizione del consumatore produttore, in cui ogni livello di "cibo" è noto come livello trofico.

La quantità di materiale vivente in diversi livelli trofici o in una popolazione componente è nota come coltura permanente, un termine applicabile sia per le piante che per gli animali. La coltura permanente può essere espressa in termini di (i) numero di organismi per unità di superficie, o (ii) biomassa cioè massa di organismi in area unitaria, che può essere misurata come peso vivo, peso secco, peso secco senza ceneri o peso di carbonio, o calorie o qualsiasi altra unità conveniente adatta a fini comparativi.

Funzione di un ecosistema:

Molte delle relazioni più importanti tra gli organismi viventi e l'ambiente sono controllate in ultima analisi dalla quantità di energia in entrata disponibile ricevuta dalla superficie terrestre dal sole. È questa energia, che aiuta a guidare i sistemi biotici. L'energia del sole consente alle piante di convertire le sostanze chimiche inorganiche in composti organici. Solo una piccolissima percentuale della luce solare ricevuta sulla superficie terrestre viene trasformata in forma biochimica.

Gli organismi viventi possono utilizzare l'energia in due forme: radiante o fissa. L'energia radiante esiste sotto forma di energia elettromagnetica, come la luce. L'energia fissa è la potenziale energia chimica trovata nelle sostanze organiche. Questa energia può essere rilasciata attraverso la respirazione. Gli organismi che possono prendere energia da fonti inorganiche e fissarla in molecole organiche ricche di energia sono chiamati autotrofi.

Se questa energia viene dalla luce, questi organismi sono chiamati autotrofi fotosintetici. Nella maggior parte degli ecosistemi le piante sono l'autotropo fotosintetico dominante. Gli organismi che richiedono energia fissa trovata in molecole organiche per la loro sopravvivenza sono chiamati eterotrofi. Gli eterotrofi che ottengono la loro energia dagli organismi viventi sono chiamati consumatori.

I consumatori possono essere di due tipi fondamentali: consumatore e decompositori. I consumatori che consumano piante sono conosciuti come erbivori. I carnivori sono consumatori che mangiano erbivori o altri carnivori. Decomposer o detritivori sono eterotrofi che ottengono la loro energia da organismi morti o da composti organici dispersi nell'ambiente.

Il comportamento dell'energia nell'ecosistema può essere definito flusso di energia dovuto al flusso unidirezionale di energia. Dal punto di vista energetico è essenziale capire per un ecosistema:

(i) l'efficienza dei produttori nell'assorbimento e nella conversione dell'energia solare

(ii) l'uso di questa forma chimica convertita di energia da parte dei consumatori

(iii) l'apporto totale di energia sotto forma di cibo e la sua efficienza di assimilazione

(iv) la perdita attraverso la respirazione, il calore, l'escrezione ecc.

(v) la produzione netta lorda. Due modelli energetici per capire l'ecosistema tipico. Sono modelli energetici a singolo canale e modelli di flusso energetico a forma di g.