Definizione di ecologia
L’ecologia è la branca della biologia che studia come gli organismi interagiscono con il loro ambiente e altri organismi. Ogni organismo sperimenta relazioni complesse con altri organismi della sua specie e organismi di specie diverse. Queste complesse interazioni portano a diverse pressioni selettive sugli organismi. Le pressioni insieme portano alla selezione naturale, che fa evolvere le popolazioni di specie. L’ecologia è lo studio di queste forze, di ciò che le produce e delle complesse relazioni tra gli organismi e tra loro, e gli organismi e il loro ambiente non vivente.
Gli scienziati possono vedere l’ecologia attraverso una varietà di lenti diverse, dal livello molecolare microscopico fino al pianeta nel suo insieme. Questi diversi tipi di ecologia saranno discussi più avanti. A ogni livello dell’ecologia, l’attenzione è rivolta alle pressioni selettive che causano il cambiamento evolutivo. Queste pressioni derivano da una varietà di fonti diverse e ci sono numerosi metodi per osservare e quantificare questi dati.
Il campo dell’ecologia ha un’enorme varietà di sub-discepoli. Sebbene i tipi di ecologia di seguito siano divisi in base al livello di organizzazione visualizzato, alcuni ecologisti sono specializzati in aspetti specifici di ciascun campo. Ad esempio, l’ecologia cognitiva è una branca dell’ecologia dell’organismo che studia i processi mentali degli animali. Altri ecologisti studiano solo le interazioni tra gli esseri umani e il resto del bioma, un campo noto come ecologia umana o scienze ambientali. Altri ecologi ancora si concentrano sulle interazioni tra gli organismi ei fattori abiotici che influenzano la loro evoluzione, come i nutrienti e le tossine nell’ambiente. L’ecologia è un campo vasto, i seguenti sono solo un esempio della varietà di cose che gli scienziati studiano in ecologia.
Tipi di ecologia
Tipo n. 1: ecologia molecolare
A livello molecolare, lo studio dell’ecologia si concentra sulla produzione di proteine, su come tali proteine influenzano l’organismo e l’ambiente e su come l’ambiente a sua volta influenza la produzione di varie proteine. In tutti gli organismi conosciuti, il DNA dà origine a varie proteine, che interagiscono tra loro e con l’ambiente per replicare il DNA. Queste interazioni portano ad alcuni organismi molto complessi. L’ecologo molecolare studia come vengono create queste proteine, come influenzano l’organismo e l’ambiente e come l’ambiente a sua volta li influenza.
Tipo n. 2: ecologia dell’organismo
Facendo un passo indietro, lo studio dell’ecologia degli organismi si occupa dei singoli organismi e delle loro interazioni con altri organismi e con l’ambiente. Sebbene la biologia dell’organismo sia una divisione dell’ecologia, è ancora un campo enorme. Ogni organismo sperimenta un’enorme varietà di interazioni nel corso della sua vita e studiarle tutte è impossibile. Molti scienziati che studiano l’ecologia dell’organismo si concentrano su un aspetto dell’organismo, come il suo comportamento o il modo in cui elabora i nutrienti dell’ambiente.
Il campo dell’etologia, o lo studio del comportamento, può essere studiato anche come ecologia. Invece di limitarsi ad analizzare determinati comportamenti negli animali, gli ecologi comportamentali studiano come tali comportamenti influenzano l’organismo in modo evolutivo e come l’ambiente esercita pressioni su determinati comportamenti. Ad esempio, un ecologista comportamentale potrebbe studiare il modo in cui un’aquila caccia la preda, notando quali comportamenti portano al successo e quali al fallimento. In questo modo, lo scienziato può ipotizzare le forze che fanno sì che le aquile si comportino in quel modo. Queste informazioni possono essere molto importanti quando si tenta di sviluppare piani di conservazione per proteggere gli animali in natura.
Tipo # 3: Ecologia della popolazione
Il livello successivo di organizzazione dell’organismo, le popolazioni, sono gruppi di organismi della stessa specie. A causa dell’ampia varietà di vita sulla Terra, specie diverse hanno sviluppato molte strategie diverse per trattare con i loro conspecifici, o organismi della stessa specie. Alcune specie competono direttamente con i conspecifici, mentre altri organismi formano stretti legami sociali e lavorano in modo cooperativo per assicurarsi le risorse. Un ramo dell’ecologia, l’ecologia sociale, studia organismi come api e lupi, che lavorano insieme per provvedere alla colonia o al branco. Le complesse interazioni tra questi organismi e il loro ambiente portano a forze selettive diverse rispetto agli animali che competono con i conspecifici. In effetti, gli scienziati ipotizzano che l’aumento del successo riscontrato nella società umana possa essere stato ciò che ha portato gli esseri umani a essere così comunicativi. L’ecologo della popolazione studia le popolazioni di organismi e le complesse interazioni che hanno con l’ambiente e altre popolazioni.
Tipo #4: Ecologia comunitaria
Popolazioni diverse che vivono nello stesso ambiente creano comunità di organismi. Queste comunità creano nicchie, o vari spazi, che gli organismi possono occupare. Ad esempio, in un campo di grano si possono trovare diverse nicchie. Il grano esiste sui raggi del sole e le sostanze nutritive nei terreni. Vari insetti vivono dei nutrienti raccolti dal grano. Alcuni batteri occupano una nicchia nelle radici, dove convertono l’azoto per la pianta. Gli ecologisti di comunità studiano queste complesse interazioni e le pressioni selettive che producono. A volte, gli organismi nelle comunità inizieranno a sperimentare la coevoluzione in cui una o più specie si evolvono entrambe in risposta l’una all’altra. Questo può essere visto in molte specie, dalle api e dai fiori che impollinano ai predatori e alle prede che mangiano.
Ecologia dell’ecosistema
La più grande scala di organizzazione dell’organismo è l’ecosistema. Un ecosistema è una rete di comunità biologiche interconnesse. Il più grande ecosistema, la biosfera, comprende tutti gli ecosistemi al suo interno. L’ecologo dell’ecosistema studia i modelli complessi prodotti dall’interazione degli ecosistemi e dai fattori abiotici dell’ambiente. Possono studiare l’acqua, i nutrienti o altre sostanze chimiche che attraversano l’ecosistema. L’ecologia dell’ecosistema è una scienza molto complessa e su larga scala che comprende molte discipline.
Esempi di ecologia
Ecologia umana
Alcuni ecologi studiano gli esseri umani, i loro effetti reciproci e su altri organismi e i loro effetti sull’ambiente. Gli esseri umani creano un enorme impatto sul globo e alcune costruzioni possono essere viste dallo spazio. Alcuni ecologisti studiano questo fenomeno e i possibili effetti che potrebbe avere sul bioma. Altri ecologisti studiano il comportamento umano, da dove proviene e le pressioni evolutive che lo hanno portato. Anche una disciplina necessaria in antropologia, l’ecologia umana è un campo gigante che analizza l’evoluzione umana e la nostra interazione con la natura.
Costruzione di nicchie nelle termiti
Ecologisti di molte specialità diverse studiano la costruzione di nicchie, o il processo mediante il quale gli organismi alterano il loro ambiente. Un esempio di ciò è la costruzione di nicchie nelle termiti. Le termiti costruiscono tumuli alti più di 6 piedi e possono andare molto più in profondità nel sottosuolo. Per portare ossigeno alle parti interne del prossimo, le termiti formano il nido per mantenere l’aria che scorre in profondità nel sottosuolo. Questo comportamento può essere studiato in molti modi. Nell’ecologia evolutiva, esaminerebbero le proteine che inducono la termite a costruire nidi e come cambiano nel tempo in risposta a diversi ambienti. Nell’ecologia della comunità, lo scienziato potrebbe studiare come i termitai influenzano l’ambiente circostante e come cambiano in risposta all’ambiente. Nell’ecologia dell’ecosistema, l’attenzione potrebbe essere rivolta ai nutrienti che le termiti riciclano sottoterra per sostenere gli alberi vicini. Sebbene la portata sia enorme, tutti i diversi aspetti sono considerati l’ecologia delle termiti.
