Een biologisch levendig ecosysteem laat op elegante wijze zien hoe een groep organismen zich kan aanpassen aan hun omgeving. Geen enkele plaats op aarde biedt een perfecte omgeving zonder omgevingsstress en hulpbronnenbeperkingen; ecologisch onderzoek probeert dus de manieren te begrijpen waarop levende organismen overleven en gedijen te midden van de niet-levende kenmerken - zowel wenselijk als ongewenst - van hun specifieke ecosysteem. Twee bekende voorbeelden van niet-levende ecologische componenten zijn de neerslagpatronen in de Amerikaanse Great Plains en de chemische samenstelling van een gewone vijver.
Aanpassen aan de omgeving
De aspecten van een ecosysteem kunnen worden onderverdeeld in twee brede categorieën: biotische componenten en abiotische componenten. Biotische componenten omvatten alle levende organismen en worden verder ingedeeld naar hun functie: producenten, zoals:
- bacteriën
- schimmels
Abiotische componenten, ook wel abiotische factoren genoemd, omvatten de verschillende niet-levende kenmerken die van invloed zijn op het leven van de biotische componenten -- bijvoorbeeld wat ze eten, waar ze water vinden en hoe ze hard overleven weer.
Abiotisch overzicht
Abiotische componenten bestrijken een breed scala van fysische, chemische en klimatologische omstandigheden. De dominante abiotische componenten in veel ecosystemen zijn weerpatronen of worden beïnvloed door weerpatronen - organismen in natuurlijke omgevingen moeten het weer elke dag van het jaar verdragen; de meeste hebben weinig vermogen om gunstige microklimaten voor zichzelf te creëren. Voorbeelden zijn:
- omgevingstemperaturen
- seizoensvariaties
- neerslag
- zonlicht
- wind
- relatieve vochtigheid
Bodemkenmerken - zoals textuur, gehalte aan organische stof en minerale samenstelling - zijn ook kritische abiotische factoren in veel terrestrische ecosystemen. Abiotische factoren zoals de chemische samenstelling en het nutriëntengehalte van water spelen een vergelijkbare rol in aquatische ecosystemen.
De invloed van lage regenval
De neerslagpatronen van de Amerikaanse vlaktes waren belangrijke abiotische componenten van de inheemse prairie-ecosystemen in die regio's. De Great Plains, bestaande uit gebieden als het westen van Kansas en het grootste deel van Nebraksa, hebben een vrij lage gemiddelde regenval, vaak minder dan 16 inch per jaar. Deze lage regenval - in combinatie met andere abiotische kenmerken zoals ongewoon rijke grond en winderige winters - leidde tot interessante biotische kenmerken. Bomen hadden bijvoorbeeld moeite om zich op natuurlijke wijze te vestigen tijdens zomers met lange periodes van droogte. Als gevolg daarvan groeiden bomen voornamelijk in de buurt van wateren, en de rest van het land ontwikkelde zich tot een enorme uitgestrektheid van droogtetolerante overblijvende grassen.
Water en zijn voedingsstoffen
De chemicaliën die in een waterlichaam aanwezig zijn, beïnvloeden rechtstreeks welke waterorganismen het talrijkst zullen zijn. Stikstof is bijvoorbeeld een essentiële minerale voedingsstof voor waterplanten en een bestanddeel van het eiwit dat consumenten zoals vissen nodig hebben. Cyanobacteriën gedijen vaak goed in stikstofarme vijvers omdat ze stikstof kunnen opnemen uit de vrijwel onbeperkte voorraad in de atmosfeer. Fosfor is ook een cruciale voedingsstof en het van nature lage fosforgehalte in veel wateren helpt de groei van algen te beperken. Wanneer zware regenval fosforrijke afvoer in een vijver brengt, kunnen algen floreren ten koste van andere waterplanten.