Estructura de la biosfera

Alguns éssers vius -el productors primaris- fabriquen matèria orgànica a partir de la matèria inorgànica, utilitzant les substàncies químiques contingudes a l'aigua, el sòl i l'atmosfera i aprofitant l'energia que extreuen de la radiació solar (fotosíntesi) o de substàncies químiques reduïdes (quimiosíntesi)

La matèria que sintetitzen, en forma d'hidrats de carboni, proteïnes i greixos pot ser utilitzada pels mateixos productors en el creixement i la reproducció, o be assimilada pels consumidors (aquells que no poden sintetitzar matèria orgànica).

D'aquesta manera, la matèria i l'energia capturada pels productors segueix uns itineraris que podem representar mitjançant xarxes tròfiques.

Tota la matèria que circula per les xarxes tròfiques torna en algun moment al medi d'on va partir en la seva forma original. En la biosfera, aquesta tasca està a càrrec dels descomponedors (normalment fongs i bacteris). Conèixer el camí dels àtoms que constitueixen la matèria viva (carboni, nitrogen, fòsfor, etc.) ens permet definir els cicles biogeoquímics.

A les xarxes tròfiques, doncs, podem distingir entre productors, consumidors i descomponedors, segons la seva posició en els citats cicles.

Les xarxes tròfiques defineixen l'estructura de la biosfera, organitzada en comunitats que anomenem ecosistemes, en constant relació.

El funcionament dels organismes requereix la utilització d'energia. Els éssers vius usen la llum solar o l'energia química que contenen les substàncies de les quals es nodreixen. Igual que succeeix amb la matèria, l'energia circula d'uns organismes a d'altres a través de les xarxes tròfiques, però a diferència del que s'esdevé a les xarxes tròfiques, l'energia mai no torna al seu estat inicial, ja que cada vegada que s'utilitza perd qualitat o capacitat de realitzar treball.

Al final, tota l'energia utilitzada pels sers vius acaba dissipada en forma de calor. Per tant, els organismes necessiten una aportació constant d'energia d'alta qualitat. Si cessa l'aportació (en el nostre cas, si s'apaga el Sol), cessa la vida.

En qualsevol ecosistema, els herbívors només poden aprofitar una petita fracció de la matèria i l'energia que poden aportar les plantes. Els carnívors de primer ordre, al seu torn, utilitzaran només una part de la massa i l'energia continguda en els herbívors.

Successivament, ocorrerà el mateix en els següents ordres de carnívors. Aquesta situació pot entendre's dibuixant una sèrie de caixes apilades que representen, cada una, la matèria o l'energia continguda en productors, consumidors de primers ordre, de segon ordre, etc. Aquest tipus de representació, es denomina, per la seva forma, piràmide tròfica. Les piràmides tròfiques ens serveixen per valorar l'estat dels ecosistemes.