Écologie des communautés
La structure pyramidale des communautés
Les organismes qui constituent le niveau de base de la pyramide varient d’une communauté à l’autre. Dans les communautés terrestres, les plantes multicellulaires forment généralement la base de la pyramide, tandis que dans les lacs d’eau douce, une combinaison de plantes multicellulaires et d’algues unicellulaires constitue le premier niveau trophique. La structure trophique de l’océan est construite sur le plancton appelé krill. Il existe quelques exceptions à ce plan général. De nombreux cours d’eau douce ont pour base énergétique des détritus plutôt que des plantes vivantes. Les détritus sont composés de feuilles et d’autres parties de plantes qui tombent dans l’eau depuis les communautés terrestres environnantes. Il est décomposé par des micro-organismes, et le détritus riche en micro-organismes est mangé par des invertébrés aquatiques, qui sont à leur tour mangés par des vertébrés.
Les communautés biologiques les plus inhabituelles de toutes sont celles qui entourent les cheminées hydrothermales au fond des océans. Ces évents résultent de l’activité volcanique et du mouvement des plaques continentales qui créent des fissures dans le plancher océanique. L’eau s’infiltre dans les fissures, est chauffée par le magma du manteau terrestre, se charge en sulfure d’hydrogène, puis remonte au fond de l’océan. Les bactéries oxydant le soufre (chimioautotrophes) se développent dans l’eau chaude et riche en soufre qui entoure ces fissures. Les bactéries utilisent le soufre réduit comme source d’énergie pour la fixation du dioxyde de carbone. Contrairement à toutes les autres communautés biologiques connues sur Terre, l’énergie qui constitue la base de ces communautés des profondeurs provient de la chimiosynthèse plutôt que de la photosynthèse ; l’écosystème est donc soutenu par l’énergie géothermique plutôt que par l’énergie solaire.
Certaines espèces entourant ces évents se nourrissent de ces bactéries, mais d’autres espèces ont établi des relations à long terme et réciproquement bénéfiques (symbioses mutualistes) avec les bactéries sulfureuses. Ces espèces hébergent les bactéries chimioautotrophes dans leur corps et en tirent directement leur nutrition. Les communautés biologiques entourant ces cheminées sont si différentes de celles du reste de l’océan que depuis les années 1980, date à laquelle les recherches biologiques sur ces cheminées ont commencé, environ 200 nouvelles espèces ont été décrites, et beaucoup d’autres n’ont pas encore été décrites, c’est-à-dire qu’elles n’ont pas été formellement décrites et n’ont pas reçu de noms scientifiques. Parmi les espèces décrites, on compte au moins 75 nouveaux genres, 15 nouvelles familles, un nouvel ordre, une nouvelle classe et même un nouvel embranchement.