Vijf niveaus van de biosfeer

De biosfeer bestaat uit alle levende organismen op aarde, inclusief mensen en andere dieren, planten en micro-organismen, samen met de organische stof die ze produceren. De term "biosfeer" werd bedacht door Eduard Suess in 1875, maar werd in de jaren 1920 verder verfijnd door Vladimir Vernadsky om het huidige wetenschappelijke gebruik aan te duiden. De biosfeer heeft vijf niveaus van organisatiestructuur.

De biosfeer is verdeeld in regio's die biomen worden genoemd. Biomen zijn de grootste van de vijf organisatieniveaus. Wetenschappers classificeren biomen in vijf hoofdtypen: aquatisch, woestijn, bos, grasland en toendra. De belangrijkste reden voor het classificeren van de biosfeer in biomen is om het belang van fysieke geografie op gemeenschappen van levende organismen te benadrukken. Een bioom kan verschillende ecosystemen bevatten en wordt bepaald door de geografie, het klimaat en de inheemse soort in de regio. Factoren om het klimaat te bepalen zijn onder meer de gemiddelde temperatuur, de hoeveelheid regenval en de vochtigheid. Bij het classificeren van soorten richten wetenschappers zich traditioneel op de soorten vegetatie die in een bepaalde regio voorkomen.

Ecosystemen zijn de tweede organisatorische classificatie bij het onderzoeken van de vijf niveaus van de biosfeer. Een ecosysteem bevat biotische factoren zoals dieren en planten, en abiotische factoren zoals zuurstof, stikstof en koolstof. Ecosystemen worden ingedeeld op basis van de interactie en de overdracht van energie. Binnen elk ecosysteem wordt energie verbruikt en wordt materie in de vorm van chemicaliën en voedingsstoffen tussen verschillende groepen organismen en hun omgeving gecirculeerd. Een eenvoudig voorbeeld is dat: primaire producenten, zoals planten, verkrijgen door fotosynthese energie van de zon. Consumenten, zoals dieren, eten de planten om energie te verkrijgen. Wanneer de dieren sterven, eten de ontbindingsorganen de lichamen op en geven ze chemicaliën af die de grond verrijken, waardoor planten kunnen groeien.

Een gemeenschap is het derde organisatieniveau in de biosfeer. Meerdere populaties van soorten vormen een gemeenschap. Gemeenschappen delen een bepaalde habitat of omgeving. De gemeenschappen op een bepaalde locatie zijn beperkt tot soorten die kunnen overleven gezien de abiotische factoren van de regio, zoals temperatuur, pH en voedingsstoffen in de lucht en de bodem. De gemeenschappen van soorten worden ook beperkt door biotische factoren zoals roofdieren en beschikbare voedselbronnen.

Een populatie, het vierde niveau van de biosfeer, omvat alle leden van een enkele soort die in een bepaalde habitat leven. Een populatie kan duizenden leden of slechts een paar honderd leden omvatten. Het toevoegen of verwijderen van een populatie kan gevolgen hebben voor een heel ecosysteem. Indicatorsoorten zijn belangrijke groepen die wetenschappers gebruiken om de gezondheid van een ecosysteem te bepalen, terwijl de aanwezigheid van keystone-soorten ingrijpende effecten kan hebben op het ecosysteem als geheel.

Organismen, het laatste niveau van de biosfeer, worden gedefinieerd als levende wezens die DNA gebruiken om te repliceren. Enkele organismen worden individuen genoemd, terwijl groepen organismen als een soort worden beschouwd. Organismen worden gewoonlijk op twee manieren ingedeeld: door hun celstructuur of door de manier waarop ze energie verkrijgen. Cellulaire structuur verdeelt organismen in prokaryoten, met vrij zwevend DNA in cellen zonder kern, en eukaryoten, waarvan het DNA zich in de celkern bevindt. Organismen worden beschouwd als autotrofen, zoals planten, die energie verkrijgen door zichzelf te voeden, en heterotrofen, zoals dieren, die andere organismen moeten consumeren om energie te verkrijgen.