ECOSISTEMA AEREO: CARATTERISTICHE, TIPOLOGIE E ANIMALI - BIOLOGIA - 2025

L' ecosistema aereo è costituito da tutti i fattori biotici (esseri viventi) e abiotici (elementi inerti) che interagiscono nella troposfera. In senso stretto è un ecosistema di transizione, poiché nessun organismo vivente completa il suo ciclo di vita completo nell'aria.

La principale caratteristica abiotica dell'ecosistema aereo è che il substrato in cui si sviluppa è l'aria. Questa è una miscela di gas e quindi un substrato a densità inferiore rispetto a quello terrestre o acquatico.

Gru (Grus grus) in volo in Spagna. Fonte: Arturo de Frias Marques

D'altra parte, l'atmosfera è lo spazio in cui avvengono i processi climatici, in particolare le piogge, i venti e le tempeste.

Sebbene gli uccelli dominino per eccellenza nell'ambiente aereo, ci sono anche insetti e mammiferi volanti. In altri gruppi di animali, come pesci e rettili, ci sono specie in grado di planare.

Allo stesso modo, le piante che presentano l'impollinazione anemofila (dal vento) utilizzano l'ecosistema aereo come veicolo per trasportare il polline. Allo stesso modo, molte piante disperdono i loro frutti o semi per via aerea.

Caratteristiche generali

Gli ecosistemi aerei si formano principalmente nella parte inferiore della troposfera, che è lo strato inferiore dell'atmosfera. Questo strato raggiunge uno spessore di 16 km all'equatore e 7 km ai poli, a causa del rigonfiamento dovuto alla rotazione terrestre.

Questi ecosistemi, a differenza di quelli terrestri e acquatici, non hanno una componente biotica permanente. Pertanto, nessun organismo vivente completa il suo intero ciclo di vita in questo ecosistema e non ci sono produttori primari, quindi non è autosufficiente.

Gli ecosistemi aerei hanno tre caratteristiche generali: il substrato è l'aria, è qui che si sviluppano i fenomeni climatici e la componente vivente è di transizione.

- Componenti abiotici

Tra le componenti abiotiche dell'ecosistema aereo c'è l'aria, con i gas che la compongono e il vapore acqueo che è incorporato. Inoltre, c'è una grande quantità di particelle di polvere in sospensione.

L'aria

È il componente della troposfera (strato inferiore dell'atmosfera), direttamente a contatto con la superficie terrestre. L'aria è composta principalmente dal 78,08% di azoto e circa il 21% di ossigeno, più CO2 (0,035%) e gas inerti (argon, neon).

Densità

La densità dell'aria diminuisce con l'altezza e la temperatura, il che assegna un'importante caratteristica differenziale tra gli ecosistemi aerei. Pertanto, nelle zone di alta montagna l'aria sarà meno densa rispetto alle zone a livello del mare.

Allo stesso modo, le masse d'aria sulle aree desertiche diminuiscono di densità durante il giorno (alte temperature) e aumentano la loro densità di notte (bassa temperatura).

Temperatura

La troposfera si riscalda dal basso verso l'alto, perché l'aria è generalmente invisibile alla radiazione ultravioletta del Sole. Questa radiazione colpisce la superficie terrestre e la riscalda, facendola emettere radiazioni infrarosse o calore.

Una parte della radiazione fuoriesce nello spazio, un'altra viene trattenuta dall'effetto serra di alcuni gas nell'atmosfera (CO2, vapore acqueo).

Le temperature dell'aria sono meno stabili di quelle della terra e dell'acqua, variando con le correnti del vento e l'altezza. All'aumentare della troposfera, la temperatura diminuisce a una velocità di 6,5 ºC / km. Nella parte superiore della troposfera (tropopausa), la temperatura scende a -55 ºC.

Umidità

Come parte del ciclo dell'acqua nella sua fase di evapotraspirazione, l'acqua allo stato gassoso o il vapore acqueo viene incorporata nell'atmosfera. La quantità di vapore acqueo presente nell'aria (umidità relativa) è una caratteristica importante dei diversi ecosistemi aerei.

L'aria nelle zone desertiche ha un'umidità relativa intorno al 20% a mezzogiorno e all'80% di notte. Mentre nell'aria nella foresta pluviale tropicale viene rilevata un'umidità del 58-65% a mezzogiorno e del 92-86% al mattino presto.

I venti

Correnti d'aria. Fonte: l'autore del caricamento originale era Ellywa su Wikipedia in olandese.

Le differenze di temperatura prodotte dai movimenti della Terra rispetto al Sole, generano differenze di pressione atmosferica tra le regioni. Questo fa sì che le masse d'aria si spostino dalle zone di alta pressione a quelle di bassa pressione, generando i venti.

Piogge e temporali

La troposfera è il dominio dei fenomeni climatologici, compreso l'accumulo di nubi di vapore acqueo. L'acqua evaporata sale con le masse d'aria calda e raffreddandosi si condensa attorno alle particelle in sospensione formando delle nuvole. Quando il carico di acqua condensata raggiunge un punto critico, si verifica la pioggia.

Tempeste, uragani, tornado

Un altro disturbo che colpisce l'ecosistema aereo sono le tempeste, che in alcuni casi diventano uragani con forti venti e piogge torrenziali. Le tempeste sono fenomeni meteorologici che si verificano quando due masse d'aria con temperature diverse si fronteggiano.

In altri casi si formano i tornado, ovvero colonne d'aria che ruotano ad altissima velocità il cui vertice entra in contatto con la terra.

Particelle di polvere

Un altro componente abiotico dell'ecosistema aereo è la polvere (piccole particelle di materiale in sospensione). I venti e l'evaporazione trascinano le particelle dalla superficie della terra e dai corpi d'acqua nella troposfera.

Polvere sahariana. Fonte: Banca di immagini geologiche

Ad esempio, ogni anno una nuvola di polvere dai deserti africani si sposta ogni anno in America. Si tratta di circa centinaia di milioni di tonnellate di polvere che attraversano l'Oceano Atlantico e si depositano in diversi luoghi d'America.

La concentrazione di polvere del Sahara in alcune parti dell'America può raggiungere i 30-50 microgrammi per metro cubo.

- Componenti biotici

Come notato, non esiste essere vivente che completi il ​​suo intero ciclo biologico nell'ecosistema aereo. Tuttavia, è stata rilevata la presenza di una grande diversità di microrganismi terrestri e marini nella troposfera.

Batteri, funghi e virus

Batteri sospesi, spore fungine e virus sono stati rilevati in campioni d'aria prelevati dagli aerei della NASA. In questo senso, sono in corso studi per determinare se alcune specie di batteri sono in grado di svolgere funzioni metaboliche in quell'ambiente.

Batterio. Fonte: NIAID

I batteri vengono portati via dalla superficie del mare o trasportati insieme alla polvere terrestre dai venti e dalle masse d'aria calda in aumento. Questi batteri vivono in particelle di polvere e goccioline d'acqua sospese.

Polline e spore

Altri componenti viventi che passano attraverso l'ecosistema aereo sono i grani di polline e le spore. Gli spermatofiti (piante da seme) svolgono la loro propagazione sessuale attraverso la fusione del granulo pollinico e dell'ovulo.

Granuli di polline. Fonte: Dartmouth College Electron Microscope Facility

Perché ciò avvenga, il granulo pollinico (gamete maschile) deve viaggiare verso l'ovulo (gamete femminile). Questo processo avviene o dal vento, dagli animali o dall'acqua.

Nei casi di impollinazione da vento (anemofila) o da animali volanti (zooidiophyll), il polline diventa una parte transitoria dell'ecosistema aereo. Lo stesso accade con le spore che compongono la struttura di propagazione di felci e altre piante senza semi.

Animali

C'è un gran numero di animali che si sono adattati per entrare nell'ecosistema aereo. Tra questi ci sono uccelli volanti, insetti volanti, mammiferi volanti, rettili volanti e persino pesci volanti.

Tipi di ecosistemi aerei

Gli approcci all'ambiente aereo come ecosistema sono scarsi e in questo senso non esistono classificazioni che differenziano i tipi di ecosistemi aerei. Tuttavia, nel contesto della troposfera ci sono differenze tra le regioni, sia in senso latitudinale e longitudinale, sia verticalmente.

Zonizzazione latitudinale

L'ecosistema aereo varia in altitudine, pressione e temperatura tra l'equatore e i poli. Allo stesso modo, varia a seconda che la colonna d'aria si trovi sulla terra o sul mare.

Pertanto, gli esseri viventi che attraversano l'ecosistema aereo variano a seconda della regione in cui si trova la colonna d'aria.

Zonizzazione verticale

Man mano che si sale nella troposfera, variano anche le condizioni abiotiche dell'ecosistema aereo; la temperatura diminuisce così come la densità dell'aria. Nei primi 5.000 metri sul livello del mare, l'ecosistema aereo ha l'incursione di uccelli e alcuni insetti.

Da parte loro, il resto degli animali interagisce solo in questo ecosistema all'altezza delle chiome degli alberi. Inoltre, batteri e spore fungine si trovano nell'ecosistema aereo sopra i 5.000 mslm.

Allo stesso tempo, si manifesta una zonizzazione territoriale, scoprendo che le specie di batteri terrestri predominano sulla terra e sui batteri marini sul mare.

Animali dell'ecosistema aereo

Esistono diversi gruppi di animali in grado di volare o almeno di planare per avventurarsi nell'aria. Sebbene alcuni possano rimanere fino a mesi di volo, tutti a un certo punto devono lasciare questo ecosistema per nutrirsi, riposarsi o riprodursi.

- Uccelli

Ci sono circa 18.000 specie di uccelli nel mondo, la maggior parte delle quali è in grado di volare. Gli uccelli non solo si muovono nell'aria, molti cacciano le loro prede in volo e compiono persino parte del loro ciclo riproduttivo.

King Swift (

Questa specie è in grado di rimanere in volo per mesi e secondo uno studio effettuato può rimanere in aria fino a 200 giorni consecutivi.

King Swift (Tachymarptis melba) in volo. Fonte: Birdwatching Barcelona

Continuano gli studi per stabilire come questo uccello riesca a stare in aria così a lungo e soprattutto se riesce a dormire in volo. Il re veloce non ha bisogno di fermarsi per mangiare, poiché si nutre di insetti che cattura a metà volo.

Albatross (Diomedeidae)

Albatross. Fonte: Duncan Wright

Sono una famiglia di uccelli marini molto efficienti nel volo planato, ampiamente diffuso in tutto il mondo. Tra le sue specie c'è l'albatro itinerante o errante (Diomedea exulans), che raggiunge un'apertura alare media di 3 m.

Gli albatros dalla testa grigia (Thalassarche chrysostoma) volano per 950 km al giorno dalla Georgia meridionale, circondando l'Antartide. Questi uccelli impiegano 46 giorni per completare il loro viaggio.

- Insetti

Gli insetti sono il più grande gruppo animale esistente, sia per specie che per dimensione della popolazione. Molte specie di insetti volano, comprese api, vespe, mosche, zanzare, scarafaggi, aragoste e altri.

L'ape (Anthophila)

Fiore in visita ape (Fonte: pixabay.com/)

Le api sono insetti molto apprezzati a causa della loro produzione di miele e del loro ruolo nell'impollinazione delle piante. La specie più comune nell'industria dell'apicoltura (produzione di miele) è l'Apis mellifera.

Sono insetti sociali e gli operai compiono continui viaggi su lunghe distanze alla ricerca di polline e nettare. Le specie di api hanno diverse distanze di volo, cioè la distanza massima dalla quale riescono a tornare al loro nido.

In Melipona sp. la distanza massima registrata è di 2,1 km mentre per Bombus terrestris è di 9,8 km e in Apis mellifera è di 13,5 km. Tuttavia, il massimo registrato è di 23 km, raggiunto dalla specie Euplusia surinamensis.

L'aragosta (Acrididae)

Questa famiglia di insetti comprende circa 7.000 specie migratorie che alla fine formano enormi popolazioni e diventano parassiti. Percorrono molti chilometri in grandi sciami, divorando i raccolti e le altre piante che trovano sul loro cammino.

- Mammiferi

Tra i mammiferi che entrano nell'ecosistema aereo, spiccano i pipistrelli (Chiroptera). Questi sono gli unici mammiferi che eseguono il volo attivo (con l'impulso delle loro ali).

Ci sono altri mammiferi in volo passivo o plananti come lo scoiattolo volante siberiano (Pteromys volans) o lo scoiattolo centroamericano (Glaucomys volans).

Tra i roditori ci sono anche alianti come quelli del genere Idiurus e in altri gruppi come i dermoptera o colugos (mammiferi placentari) e i petauridi (marsupiali).

- Rettili

Alcune specie asiatiche che hanno sviluppato la capacità di fuggire fugacemente attraverso l'ecosistema aereo. Lo fanno saltando dagli alberi e appiattendo il loro corpo a due volte la loro larghezza normale e riescono a planare anche meglio degli scoiattoli volanti.

- Pesci

Esiste un gruppo di cosiddetti pesci volanti (Exocoetidae) in grado di entrare temporaneamente nell'ecosistema aereo per sfuggire ai predatori. Si tratta di circa 70 specie che hanno pinne caudali adeguate per spingerle fuori dall'acqua.

Pesce volante (Cheilopogon melanurus). Fonte: Patrick Coin (Patrick Coin)

Da questo momento questi pesci possono planare per una distanza di circa 50 m, raggiungendo velocità fino a 60 km / h. Questa capacità di planare è dovuta alle loro pinne pettorali insolitamente grandi.

Riferimenti

1. Calow, P. (Ed.) (1998). L'enciclopedia dell'ecologia e della gestione ambientale.
2. Greensmith, A. (1994). Uccelli del mondo. Edizioni Omega.
3. Ludwig-Jiménez, LP (2006). Osservazione degli intervalli di volo del Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) in ambienti urbani. Record biologico colombiano.
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. e Tasa, DG (2018). L'atmosfera. Un'introduzione alla meteorologia.
5. Margalef, R. (1974). Ecologia. Edizioni Omega.
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH e Heller, HC (2001). Vita. La scienza della biologia.