Un ecosistema è un'area geografica in cui gli animali, piante e altri organismi esistono con il loro paesaggio e tempo in un sistema di vita interconnesso. TorriPhoto/Getty Images

Diciamo che incontri una donna su un aereo su un volo da Boston a Brisbane. Voi due siete seduti uno accanto all'altro per un paio di dozzine di ore, e parli tutto il tempo - di libri, politica, attualità, religione, il tempo, ecc. Ascolti alcune delle storie personali di questa donna, osserva come mangia e beve, la guardi mentre gioca sul suo telefono e noti che russa quando dorme.

Quando arriverai in Australia, senti di avere un'idea abbastanza precisa di chi sia questa persona, ma allora tutta la sua famiglia si presenta per incontrarla all'aeroporto, e immediatamente impari di più - e alcune delle ipotesi che hai fatto sull'aereo devono essere rivalutate dato questo nuovo input.

Dopo, ti invita a farle visita a casa e la sua storia si allarga:L'odore della sua casa, il sapore della sua acqua potabile, la vista dal suo portico, il contenuto del suo frigorifero e l'impostazione del suo termostato parlano chiaro. Alcuni di questi dettagli rafforzano ciò che pensavi di sapere già, e alcuni cambiano idea. Ad un certo punto, le tue indagini diventano, non sulla donna stessa, ma dell'intero sistema in cui vive.

Per capire qualcosa, è utile capire tutto - o, il più possibile. Nello studio dell'ecologia, il concetto di ecosistema riconosce il fatto che, come disse il naturalista del XIX secolo John Muir, "Quando cerchiamo di individuare qualcosa da solo, lo troviamo attaccato a tutto il resto nell'Universo."

Ma è difficile guardare tutto in una volta! E i sistemi naturali, di tutte le cose che possiamo indagare con la scienza, sono particolarmente difficili da inchiodare. Ma gli ecologisti ci provano sempre.

Nel 1935, un botanico inglese di nome Arthur Tansley - fortemente influenzato dal botanico danese Eugenius Warming - ha introdotto il termine "ecosistema" in un articolo intitolato "L'uso e l'abuso di concetti e termini vegetali, " pubblicato sulla rivista Ecology. Ha definito un ecosistema come "l'intero sistema, ... includendo non solo l'organismo-complesso, ma anche l'intero complesso di fattori fisici che formano ciò che chiamiamo ambiente".

I livelli di un ecosistema

Quello a cui Tansley stava cercando di arrivare era l'idea che si possa guardare un sistema naturale a un mucchio di livelli diversi – e c'era un livello che non aveva ancora un nome. Ad esempio, potresti guardare un ghiottone:è un singolo organismo, proprio come la donna che hai incontrato sull'aereo. Ma quel ghiottone non vive nel vuoto:vive in una popolazione di altri ghiottoni che interagiscono e si organizzano in modi specifici (quindi, un ecologista può scegliere di indagare sui ghiottoni a livello di popolazione). Ma questo non è l'unico modo per studiare i ghiottoni! Gli ecologi parlano anche di comunità di esseri viventi:un ghiottone non interagisce solo con i membri della sua stessa specie:è un onnivoro, quindi mangia altri animali come alci e conigli, così come le bacche, radici e uova. prende i parassiti, scava tane che colpiscono gli apparati radicali delle piante - un ghiottone influenza molti esseri viventi nel suo territorio d'origine, e quegli esseri viventi lo influenzano. La definizione di ecosistema di Tanlsey riconosceva che esisteva un livello di indagine scientifica che poteva comprendere tutti gli organismi nella casa del ghiottone, oltre alle cose che non sono vive.

"Il concetto di ecosistema che gli ecologisti ora usano è stato perfezionato da quando è stato introdotto per la prima volta da Tansley quasi un secolo fa, "dice Stephen Carpenter, uno scienziato nel Center for Limnology presso l'Università del Wisconsin-Madison. "La scienza degli ecosistemi studia le interazioni di tutte le entità viventi e non viventi in un luogo specifico. Questa definizione è coerente con i moderni concetti di energia, flusso di nutrienti e biogeochimica, che a malapena esisteva durante la carriera di Tansley."

Il fascino dell'ecosistema per gli scienziati ha a che fare con la parte "sistema" della parola. Un ecosistema come una barriera corallina esegue un software molto simile a quello della tundra artica dove vive il ghiottone, o una foresta tropicale. Gli stessi processi di base su larga scala possono essere applicati ovunque:la materia organica si decompone e diventa nutrimento per qualcos'altro in una prateria o in un ruscello di montagna; nutrienti come il carbonio, fosforo, l'azoto e lo zolfo vengono sparsi ovunque come i soldi del Monopoli — succede molto più velocemente e ce n'è molto di più in una foresta pluviale tropicale che nel deserto; le malattie sono trasportate dall'acqua o dall'aria o da organismi sfortunati in modi simili, ovunque tu guardi; un grande predatore viene rimosso dall'ecosistema sulla cima di una montagna nelle Ande, e l'intera dinamica cambia proprio come farebbe se rimuovessi tutti i lupi dal Parco Nazionale di Yellowstone nel Wyoming.

Un ecosistema è un quadro

Questo per dire, gli ecosistemi sono un buon argomento per la teoria, come quadro per idee sospese su come funzionano i sistemi naturali complessi. Ma, pur essendo un'idea teorica, anche un ecosistema è una cosa reale:è solo una cosa senza confini chiari.

Secondo i Fondamenti di ecologia di Eugene Odum, pubblicato per la prima volta nel 1953, sai di essere arrivato al limite di un ecosistema quando più materiale ed energia circolano all'interno del confine che attraversarlo. Così, un solco in un ruscello non può essere un ecosistema, perché sebbene alcuni tipi di pesci e invertebrati acquatici amano vivere in fretta, sezione poco profonda di un ruscello, materiale abbondante scorre continuamente dentro e fuori dal fucile. Alcuni potrebbero rimanerci per un po', ma la maggior parte parte subito dopo il suo arrivo. Anche i sedimenti e le rocce non restano per sempre; quando si muovono, per lo più non è dentro il fucile, ma dentro o fuori di esso.

D'altra parte, i bacini idrografici sono i classici confini dell'ecosistema, ma sono anche estremamente difficili:il fiume stesso è un ecosistema, perché sebbene molta materia ed energia passino dentro e fuori tutto il tempo (foglie, terra e animali morti cadono dentro, gli animali terrestri usano il fiume come negozio di alimentari), molto è il ciclismo al suo interno, pure. Così, sebbene il fiume in sé possa essere considerato un ecosistema, è difficile vedere il fiume e la terraferma intorno come veramente separati poiché materiale ed energia vengono continuamente scambiati attraverso il confine molto fluido, in entrambe le direzioni (fiumi in piena, Dopotutto, e depositare il sedimento ricco di sostanze nutritive sul terreno).

ecosistemi, poi, non sono statici.

"L'abiotico e il biotico sono parti essenziali dell'ecosistema, e hanno confini, sebbene confini definiti dall'uomo, "dice Kathleen Weathers, un ecologista presso il Cary Institute of Ecosystem Studies. "E non solo gli ecosistemi hanno struttura e funzione, ma questi sono controllati da molti fattori, e che gli ecosistemi cambiano nel tempo."

Ora è interessante

Nel suo libro, "Una storia del concetto di ecosistema in ecologia, " L'autore Frank Golley sottolinea che, non solo non c'è mai stato un ampio consenso scientifico sulla definizione di un ecosistema, non è stato un concetto strettamente scientifico da quando è diventato popolare tra gli ambientalisti negli anni '60.