Ecología comunitaria
La estructura piramidal de las comunidades
Los organismos que constituyen el nivel base de la pirámide varían de una comunidad a otra. En las comunidades terrestres, las plantas multicelulares suelen formar la base de la pirámide, mientras que en los lagos de agua dulce una combinación de plantas multicelulares y algas unicelulares constituyen el primer nivel trófico. La estructura trófica del océano se basa en el plancton conocido como krill. Hay algunas excepciones a este plan general. Muchas corrientes de agua dulce tienen como base energética el detritus en lugar de las plantas vivas. El detritus está compuesto por hojas y otras partes de plantas que caen al agua desde las comunidades terrestres circundantes. Los microorganismos lo descomponen y el detritus, rico en microorganismos, es consumido por los invertebrados acuáticos, que a su vez son consumidos por los vertebrados.
Las comunidades biológicas más inusuales de todas son las que rodean los respiraderos hidrotermales del fondo oceánico. Estos respiraderos son el resultado de la actividad volcánica y del movimiento de las placas continentales que crean grietas en el fondo marino. El agua se filtra en las grietas, es calentada por el magma del manto terrestre, se carga de sulfuro de hidrógeno y vuelve a subir al fondo marino. Las bacterias que oxidan el azufre (quimioautótrofos) prosperan en el agua caliente y rica en azufre que rodea estas grietas. Las bacterias utilizan el azufre reducido como fuente de energía para la fijación del dióxido de carbono. A diferencia de todas las demás comunidades biológicas conocidas en la Tierra, la energía que constituye la base de estas comunidades de las profundidades marinas procede de la quimiosíntesis y no de la fotosíntesis; el ecosistema se sustenta, por tanto, en la energía geotérmica y no en la solar.
Algunas especies que rodean estos respiraderos se alimentan de estas bacterias, pero otras especies han formado relaciones a largo plazo y recíprocamente beneficiosas (simbiosis mutualista) con las bacterias del azufre. Estas especies albergan las bacterias quimioautótrofas dentro de sus cuerpos y se nutren directamente de ellas. Las comunidades biológicas que rodean estos respiraderos son tan diferentes de las del resto del océano que desde la década de 1980, cuando comenzó la investigación biológica de estos respiraderos, se han descrito unas 200 especies nuevas, y hay muchas más que permanecen sin describir, es decir, que no se han descrito formalmente ni se les han dado nombres científicos. Entre las especies descritas hay al menos 75 nuevos géneros, 15 nuevas familias, un nuevo orden, una nueva clase e incluso un nuevo filo.