Un écosystème est une zone géographique où les animaux, les plantes et autres organismes existent avec leur paysage et leur climat dans un système de vie interconnecté. TorriPhoto/Getty Images

Disons que vous rencontrez une femme dans un avion sur un vol de Boston à Brisbane. Vous êtes assis l'un à côté de l'autre pendant quelques dizaines d'heures, et tu parles tout le temps — de livres, politique, événements en cours, religion, la météo, etc. Vous entendez certaines des histoires personnelles de cette femme, observe sa façon de manger et de boire, vous la regardez jouer à un jeu sur son téléphone et remarquez qu'elle ronfle quand elle dort.

Au moment où vous arrivez en Australie, vous sentez que vous avez une assez bonne idée de qui est cette personne, mais alors toute sa famille se présente à sa rencontre à l'aéroport, et immédiatement vous en apprenez plus - et certaines des hypothèses que vous avez faites dans l'avion doivent être réévaluées compte tenu de cette nouvelle entrée.

Plus tard, elle vous invite à lui rendre visite chez elle et son histoire s'élargit :L'odeur de sa maison, le goût de son eau potable, la vue depuis son porche, le contenu de son réfrigérateur et le réglage de son thermostat en disent long. Certains de ces détails renforcent ce que vous pensiez déjà savoir, et certains changent d'avis. A un moment donné, vos enquêtes deviennent, pas à propos de la femme elle-même, mais de tout le système dans lequel elle vit.

Pour tout comprendre, il est utile de tout comprendre - ou, autant que vous le pouvez. Dans l'étude de l'écologie, le concept d'écosystème reconnaît le fait que, comme l'a dit le naturaliste du XIXe siècle John Muir, "Quand nous essayons de choisir quelque chose par lui-même, nous le trouvons attaché à tout le reste de l'Univers."

Mais il est difficile de tout regarder à la fois ! Et les systèmes naturels, de toutes les choses que nous pouvons étudier avec la science, sont particulièrement difficiles à cerner. Mais les écologistes essaient toujours.

En 1935, un botaniste anglais du nom d'Arthur Tansley — fortement influencé par le botaniste danois Eugenius Warming — a introduit le terme « écosystème » dans un article intitulé « L'utilisation et l'abus des concepts et termes végétaux, " publié dans la revue Ecology. Il a défini un écosystème comme " l'ensemble du système, ... y compris non seulement le complexe d'organismes, mais aussi tout l'ensemble des facteurs physiques formant ce que nous appelons l'environnement."

Les niveaux d'un écosystème

Ce que Tansley essayait d'atteindre était l'idée que vous pouvez regarder un système naturel à un tas de niveaux différents - et il y avait un niveau qui n'avait pas encore de nom. Par exemple, vous pourriez regarder un carcajou - c'est un seul organisme, tout comme la femme que vous avez rencontrée dans l'avion. Mais ce carcajou ne vit pas dans le vide - il vit dans une population d'autres carcajous qui interagissent et s'organisent de manière spécifique (ainsi, un écologiste peut choisir d'étudier les carcajous au niveau de la population). Mais ce n'est pas la seule façon d'étudier les carcajous ! Les écologistes parlent également de communautés d'êtres vivants :un carcajou n'interagit pas seulement avec les membres de sa propre espèce - c'est un omnivore, donc il mange d'autres animaux comme l'orignal et le lapin, ainsi que des baies, racines et œufs. Il obtient des parasites, il creuse des terriers qui affectent les systèmes racinaires des plantes - un carcajou influence de nombreux êtres vivants sur son territoire d'origine, et ces êtres vivants l'affectent. La définition de Tanlsey de l'écosystème reconnaissait qu'il y avait un niveau d'enquête scientifique qui pouvait englober tous les organismes dans la maison du carcajou, en plus des trucs qui ne sont pas vivants.

"Le concept d'écosystème que les écologistes utilisent maintenant a été affiné depuis qu'il a été introduit pour la première fois par Tansley il y a près d'un siècle, " dit Stephen Carpenter, scientifique au Centre de limnologie de l'Université du Wisconsin-Madison. "La science des écosystèmes étudie les interactions de toutes les entités vivantes et non vivantes dans un lieu spécifié. Cette définition est cohérente avec les concepts modernes de l'énergie, flux de nutriments et biogéochimie, qui existait à peine pendant la carrière de Tansley."

L'attrait de l'écosystème pour les scientifiques a à voir avec la partie « système » du mot. Un écosystème comme un récif de corail exécute un logiciel très similaire à celui de la toundra arctique où vit le carcajou, ou une forêt tropicale. Les mêmes processus de base à grande échelle peuvent s'appliquer n'importe où :la matière organique se décompose et devient la nourriture d'autre chose dans une prairie ou un ruisseau de montagne; nutriments comme le carbone, phosphoreux, l'azote et le soufre circulent partout comme de l'argent du Monopoly — cela se produit beaucoup plus rapidement et il y en a beaucoup plus dans une forêt tropicale humide que dans le désert; les maladies sont transportées par l'eau ou l'air ou par des organismes malchanceux de manière similaire, où que vous regardiez; un prédateur supérieur est retiré de l'écosystème au sommet d'une montagne dans les Andes, et toute la dynamique change comme si vous supprimiez tous les loups du parc national de Yellowstone dans le Wyoming.

Un écosystème est un cadre

C'est pour dire, les écosystèmes sont un bon sujet pour la théorie - comme cadre pour accrocher des idées sur le fonctionnement des systèmes naturels complexes. Mais, tout en étant une idée théorique, un écosystème est aussi une Chose réelle — c'est juste une Chose sans limites claires.

Selon les fondements de l'écologie d'Eugene Odum, publié pour la première fois en 1953, vous savez que vous êtes arrivé au bord d'un écosystème lorsque plus de matière et d'énergie circulent à l'intérieur de la frontière que de la traverser. Donc, un radier dans un ruisseau ne peut pas être un écosystème, car bien que certains types de poissons et d'invertébrés aquatiques aiment vivre dans un jeûne, partie peu profonde d'un ruisseau, un matériau abondant s'écoule dans et hors de la carabine tout le temps. Certains pourraient y rester un moment, mais la plupart partent peu de temps après leur arrivée. Même les sédiments et les roches ne restent pas éternellement; quand ils bougent, ce n'est surtout pas à l'intérieur du fusil, mais dans ou hors de celui-ci.

D'autre part, les bassins versants sont des limites classiques des écosystèmes, mais ils sont aussi extrêmement délicats :la rivière elle-même est un écosystème, car bien que beaucoup de matière et d'énergie y entrent et en sortent tout le temps (les feuilles, la terre et les animaux morts tombent, les animaux terrestres utilisent la rivière comme épicerie), beaucoup de vélo à l'intérieur, trop. Donc, bien que la rivière en elle-même puisse être considérée comme un écosystème, il est difficile de considérer la rivière et la terre ferme qui l'entoure comme vraiment séparées, car la matière et l'énergie sont constamment échangées à travers la frontière très fluide, dans les deux sens (inondation des rivières, après tout, et déposer les sédiments riches en nutriments sur le sol).

Écosystèmes, alors, ne sont pas statiques.

"L'abiotique et le biotique sont des éléments essentiels de l'écosystème, et ils ont des limites, bien que des limites définies par l'homme, " dit Kathleen Weathers, écologiste au Cary Institute of Ecosystem Studies. "Et non seulement les écosystèmes ont une structure et une fonction, mais ceux-ci sont contrôlés par de nombreux facteurs, et que les écosystèmes changent avec le temps."

Maintenant c'est intéressant

Dans son livre, "Une histoire du concept d'écosystème en écologie, " L'auteur Frank Golley fait remarquer que, non seulement il n'y a jamais eu de large consensus scientifique sur la définition d'un écosystème, ce n'est pas un concept strictement scientifique depuis qu'il est devenu populaire auprès des écologistes dans les années 1960.