Una tigre.

Cos'è un ecosistema?
La Terra è composta di tre sfere fisiche: la litosfera (masse continentali), l'idrosfera (superfici oceaniche) e l'atmosfera. Oltre a queste tre sfere gli scienziati ne riconoscono una quarta, organica, costituita dall'insieme degli esseri viventi e degli ambienti che li ospitano: la biosfera. La biosfera non è un vero è proprio componente del nostro pianeta, ma si compenetra con le altre tre sfere; infatti essa ingloba l'idrosfera e comprende anche la parte inferiore dell'atmosfera e la litosfera. Le tre sfere inanimate non si limitano  a contenere forme di vita, in quanto esistono relazioni fra gli esseri viventi e l'ambiente inanimato che li ospita. Infatti, per esempio, piante e animali non possono fare a meno ne dell'acqua, ne dell'ossigeno; la stessa litosfera è in relazione con gli esseri viventi nel processo di formazione delle rocce sedimentarie, tanto che intere montagne sono formate da gusci di organismi marini (per esempio le Dolomiti).

L'esistenza di relazioni fra il mondo inanimato e quello degli esseri viventi fa sì che la terra possa essere considerata un sistema; la geografia definisce geo-sistema quel complesso di relazioni che abbraccia l'intero pianeta, coinvolgendo la materia inanimata delle tre sfere e gli esseri viventi della biosfera. Dal punto di vista dell'ecologia il geo-sistema può anche essere definito come ecosistema terrestre; la parola "ecosistema", infatti, indica il sistema composto da un ambiente (da cui il prefisso "eco") e dalle comunità animali e vegetali che lo abitano. L'ambiente, con le sue componenti inanimate quali il suolo, l'acqua, l'aria ecc., rappresenta la componente non vivente dell'ecosistema; gli organismi ne formano la componente vivente. L'ecosistema terrestre è composto da innumerevoli ecosistemi minori: alcuni sono piccoli -per esempio uno stagno o un bosco-, altri addirittura minuscoli, come un semplice tronco d'albero popolato da insetti e piante parassite. Esistono, però, anche ecosistemi di grandi dimensioni, che corrispondono ai grandi ambienti naturali (o biomi): la savane, le foreste tropicali, le praterie, le foreste boreali, ecc.
 

Vari tipi di ecosistemi
Gli ecosistemi vengono suddivisi in ecosistemi terrestri (epigei e ipogei, cioè superficiali o sotterranei) e acquatici (marini, di acqua salmastra e di acqua dolce).
 Tra i principali ecosistemi terrestri si hanno quelli artici e alpini (caratterizzati da climi rigidi e dall'assenza di alberi d'alto fusto), i vari tipi di foresta (dalla foresta pluviale - equatoriale sino alla foresta boreale), le praterie, la savana, le aree semiaride e i deserti. Tra i principali ecosistemi di acqua dolce si annoverano i laghi, i fiumi e le paludi. Esistono, poi, ecosistemi "misti" che sono in parte terrestri e in parte acquatici, come le foreste tipiche delle zone paludose o le pianure alluvionali, soggette a mutam macchia fitta, boscaglia, fiumi, corsi d'acqua e laghetti "stagionali"). Anche le regioni oceaniche più ricche di organismi viventi sono state suddivise in una serie di grandi ecosistemi marini, comprendenti ognuno svariati tipi di habitat. Ad esempio, sono considerati grandi ecosistemi marini il Mar Nero, la corrente del Benguela (una corrente fredda che tocca le coste sud occidentali dell'Africa) e le acque del golfo del Messico. Enti stagionali legati alla dinamica delle precipitazioni.
Tra i principali ecosistemi marini si annoverano le barriere coralline, le formazioni a mangrovie, i fondali marini, le spiagge, le falesie, le acque profonde degli oceani, gli ancora inesplorati fondi oceanici e le fosse abissali.
Con il termine ecosistema vengono definite anche vaste aree geografiche comprendenti una grande varietà di habitat differenti, legati gli uni agli altri da una serie di processi e cicli ecologici. Ad esempio, la regione del parco del Serengeti - Seronera (situata nell'Africa orientale) viene spesso considerata come un unico ecosistema, composto da un gran numero di habitat differenti.

La volpe delle nevi.

L'ecosistema terrestre e l'ecosistema marino:
Ecosistema terrestre
Le temperature fredde, la calotta di ghiaccio che copre il 98% della superficie del continente e le variazioni estreme dell’irraggiamento solare ( nel semestre d’estate il sole non tramonta mai e in quello invernale non sorge mai ) rendono l’ambiente dell’Antartide del tutto inadatto allo sviluppo delle forme di vita complesse.

La flora e la fauna crescono solo nelle aree costiere, dove si trova la maggior parte delle terre non coperte dai ghiacci e le condizioni climatiche sono meno severe. Per queste ragioni, l’ecosistema terrestre è assai povero.

E’ caratterizzato infatti dall’assenza di alberi, arbusti e prati. Il suolo, nelle aree non coperte dal ghiaccio, è in genere ghiaioso e privo di humus, per la  scarsa umidità e l’eccessiva salinità. Ciò costituisce un ostacolo quasi insuperabile per lo sviluppo delle piante. Due sole specie, presenti in un limitato numero d'esemplari nella Penisola, sono fanerogame e fioriscono: sono la Deschampsia Antartctica e la Colobanthus Crassifolius.

Tutte le altre specie vegetali sono crittogame, cioè non generano semi e si riproducono per mezzo delle spore. Sono alghe, muschi e licheni: sono molto diffuse e se ne contano numerose specie diverse. Poche sono le specie di insetti, di dimensioni microscopiche. Non vi sono rettili né mammiferi terrestri e tutti gli animali superiori, come le foche, i pinguini e gli uccelli, appartengono all’ecosistema marino.

Fondale marino.

Ecosistema marino
Mentre l’ecosistema terrestre consente la sopravvenga solo di poche comunità isolate, l’ambiente costiero e oceanico è al contrario molto ricco di piante e di animali e costituisce un ecosistema marino ben sviluppato e strutturato. La fonte di questo dinamismo è l’elevata produttività dell’oceano Antartico, dovuta alla Corrente Circumpolare. Essa apporta infatti un rifornimento continuo di acqua calda e ricca di sostanze nutritive, proveniente dalle latitudini più basse, e assicura il costante ricambio dell’ossigeno.

Queste condizioni favoriscono lo sviluppo del “ plancton ”, che è il prodotto primario dell’oceano e lo stadio più basso della catena del cibo in Antartide. Il plancton è formato da un grandissimo numero di microrganismi, sia vegetali (fitoplancton) che animali (zooplancton), che si trovano a mezz’acqua nel mare. Possono muoversi solo verso l’alto e il basso, per avvicinarsi o allontanarsi dalla superficie marina e dalla luce.

La dislocazione e il movimento delle masse di plancton sono perciò determinate unicamente dalle correnti marine. Il fitoplancton è composto da alghe microscopiche, per lo più unicellulari, e da protozoi che si nutrono dell’energia solare. Lo zooplancton è formato da piccolissimi animali sia erbivori che carnivori.
 

Il parco di Yellowstone, negli USA.

Feedback negativi e positivi
Tutti gli ecosistemi tendono a mantenersi stabili nel tempo attraverso meccanismi di autoregolazione (feedback negativi), che entrano spontaneamente in funzione quando intervengono alterazioni dell'equilibrio naturale. Per esempio, sono meccanismi di questo tipo quelli che in una prateria controllano la disponibilità di cibo e il numero di consumatori: infatti, a una grande disponibilità di foraggio segue un incremento della natalità degli erbivori, ma quando il loro numero diventa eccessivo e il cibo scarseggia, si verifica un incremento della mortalità, che riduce nuovamente la popolazione degli erbivori; a questo punto aumenta la disponibilità di cibo, avviando un nuovo ciclo di crescita della popolazione. Questi meccanismi funzionano solo se lo squilibrio si mantiene entro certi limiti. In caso contrario, entrano in funzione meccanismi opposti (feedback positivi), la cui azione tende ad accentuare lo squilibrio intervenuto. Pensiamo, per esempio, a una foresta tropicale rasa al suolo dall'uomo: venuta meno la copertura vegetale, le piogge erodono rapidamente il suolo, la cui mancanza impedisce alle piante di crescere nuovamente. Dunque l'ecosistema forestale, sottoposto a un'alterazione eccessiva, non è più capace di ritornare alla condizioni iniziali, ma si trasforma in savana o in deserto; sono proprio fatti simili a questo a costituire le problematiche ambientali verificatesi negli ultimi anni.

Energia ed ecosistemi
Le relazioni che intercorrono fra gli elementi di un sistema richiedono un continuo apporto di energia. Quella che alimenta il geo-sistema è fornita quasi esclusivamente dal Sole, dato che il contributo di altre fonti energetiche, in particolare del calore liberato dalle regioni vulcaniche (energia geotermica), è assolutamente trascurabile. La maggior parte dell' energia solare che raggiunge il suolo va a riscaldare le terre emerse, le acque oceaniche e l'aria, provocando il movimento delle correnti marine e dei venti. Una parte notevole, inoltre, viene utilizzata per l'evaporazione di grandi masse d'acqua, che in seguito daranno vita alle precipitazioni e alla discesa delle acque verso il mare (energia idraulica). Solo una minima parte dell' energia solare viene direttamente assorbita dalla biosfera, attraverso i processi di fotosintesi. Questi trasformano l'energia luminosa in energia chimica che accumulano nel legno e nelle altre sostanze che producono, rendendola disponibile per gli animali che se ne cibano: Questa energia ritorna poi all'ambiente attraverso processi opposti alla fotosintesi, quali la respirazione o mediante la combustione di tutti i prodotti di origine organica (legno o combustibili fossili).