Tartalom
- Ökoszisztéma meghatározás a biológiában
- Az ökológia eredete
- Az ökológiai rendszerek típusai
- Kulcsfontosságú ökoszisztéma biomák
- Az ökoszisztémák felépítése
- A tápanyagciklus funkciói
- Stabilitás az ökoszisztéma működésében
- Az ökoszisztéma működésének zavara
- Tengeri ökoszisztéma-példa
- Vízi ökoszisztéma-példa
- Földi ökoszisztéma-példa
- Ökoszisztéma és közösségi ökológia
- Az ökoszisztéma szerkezetek védelme
- Katasztrófikus ökoszisztéma-megsemmisítés
A természeti világ rendkívül különféle típusú fizikai környezetekből és szervezetekből áll, amelyek egyedileg alkalmazkodnak az ott élő élethez. A biológia ezen fogalmának másik szava a ökoszisztéma.
Ez a cikk világosan ismerteti az ökoszisztémákat, és érdekes példákat kínál.
Ökoszisztéma meghatározás a biológiában
A biológusok az ökoszisztémát élő organizmusok és fizikai környezetük közösségének tekintik, amely mindkettőt magában foglalja biotikus és abiotikus tényezők.
Biotikus tényezők élő dolgok egy egymástól függő ökológiai rendszerben, például növények, állatok, mikrobák és gombák.
Abiotikus tényezők olyan nem élő dolgok, mint a víz, napfény, menedék, sziklák, ásványok, talaj és éghajlat.
Az ökológia eredete
A növények és állatok tudományos vizsgálata és osztályozása Arisztotelészre nyúlik vissza az ókori Görögországban. Az 1800-as évek elején Darwin leírta a fajok és az evolúció közötti versenyt a természetes szelekcióval. Ernst Haeckel megalkotta a szót ökológia ugyanabban az időben.
Az 1800-as évek végén Eugenius Warming azt sugallta, hogy az abiotikus tényezők, például az aszály, a tűz és a hideg időjárás befolyásolják a fajok viselkedését és az alkalmazkodási stratégiákat. Warming munkája során széles körben utazott és egyetemi tanfolyamot fejlesztett ki a növényekológiáról. Ötleteit megragadta, amikor a brit és az észak-amerikai tudósok elolvastak klasszikus könyvét, Növények ökológiája.
A kifejezés ökoszisztéma 1936-ban Arthur Tansley készítette.
Az ökológiai rendszerek típusai
A biológiai ökoszisztémák három széles kategóriája van. Mindegyiknek külön faji összetétele és szerkezete van. A legnagyobb ökoszisztéma a tengeri ökoszisztéma. Valamennyi ökoszisztémát befolyásolja a globális éghajlat és az emberi tevékenység, például a szennyezés, öntözés, urbanizáció, bányászat és erdőirtás.
Tengeri ökoszisztéma körülbelül 70 százalék a Föld felszínén. Az óceánok mellett a tengeri ökoszisztémák magukba foglalják a homokos partokat, a torkokat, a sárlakásokat, az Antarktisz vizeit, a sós mocsarat és az élénk korallzátonyokat, amelyek mindegyike élettel teli. A tengeri ökoszisztémák éghajlata a világ minden tájáról a trópusi hőtől a sarki örvényekig terjed.
Vízi ökoszisztémák ide tartoznak a tavak, folyók, tavak és vizes élőhelyek. Az édesvízi fajok sokkal gyorsabban pusztulnak el, mint a tengeri vagy szárazföldi fajok National Geographic. Az éghajlatváltozás és a szennyezés komoly veszélyt jelentenek a vízi ökoszisztémákra.
Földi ökoszisztémák szárazföldi ökológiai közösségek olyan területeken, mint például a sarkvidéki tundra, a sivatag, az erdők és a gyepek. A sarki éghajlatú állatok hasonló adaptív tulajdonságokkal rendelkeznek, például vastag szőrme és szigetelő zsírréteg.
Kulcsfontosságú ökoszisztéma biomák
A biomák kissé tágabb fogalom, mint az ökoszisztémák, bár nagyon hasonlóak. A biomák jellegzetes ökológiai közösségek, amelyek magukban sok ökoszisztémát tartalmazhatnak. Hasznosak bizonyos területek jellemzőinek kategorizálásához, amelyek közvetlenül befolyásolhatják az ott felmerülő ökoszisztémák típusát vagy típusait.
Ezeknek a biomáknak / ökológiai rendszereknek a megkülönböztető jellemzői között szerepel az adott éghajlat, övezet, magasság, talajtípus, csapadékmennyiség és fajösszetétel.
Vízi élővilág ide tartoznak a korallzátonyok, torkolatok, a tengeri, vizes élőhelyek és az édesvíz.
Sivatagi biomák ide tartoznak a Mojave-sivatag, a Chile parti sivatagai, a Halál-völgy és Grönland merev sivatagai.
Erdei biomák Ide tartoznak a trópusi esőerdők, a mérsékelt erdők, a chaparral (cserjék) és a taiga (boreális erdők).
Füves biomák ide tartoznak a szavannák, a sztyeppék, a préri és a dél-amerikai pampák.
Az ökoszisztémák felépítése
Az élő szervezeteknek energiával és tápanyagokkal kell rendelkezniük a növekedéshez, a reakcióhoz és a szaporodáshoz. A szervezetek egymástól függenek és egymással kapcsolódnak az élet körében. Az energia átkerül az élelmiszer-piramis egyik szintjéről a másikra. Például a halak algákat és tintahal halakat esznek.
Algák, halak, tintahal és ragadozó cápák példái a tápláléklánc. A élelmiszer háló sok átfedő élelmiszerláncból készül. Az energiapiramis a piramis alján a termelőkkel kezdődik, majd a felső szintű fogyasztók és ragadozók követik. Az energia elveszik az organizmusok közötti minden egyes átadáskor, tehát a piramis függőleges és nem fordított.
A növények és a fitoplankton olyan termelők, amelyek fotoszintetikus pigmenteket tartalmaznak, amelyek napenergiát és szén-dioxidot használnak a cukor előállításához. Az elsődleges fogyasztók növényeket, a másodlagos fogyasztók pedig az elsődleges fogyasztókat eszik. A csúcsragadozó természetes ellenségek nélkül tartja a legfontosabb helyet az élelmiszer-piramison.
A tápanyagciklus funkciói
biomassza az ökoszisztémában megőrizve és újrahasznosítva. Amikor az organizmusok meghalnak, bontók bontja a szerves anyagot energiává és tápanyagokká, amelyek visszajutnak az ökoszisztémába. A bomló állatok felszabadítják a szénhidrátokat, zsírokat, fehérjéket és gázokat, ha mikrobák, legyek és férgek reagálnak rá.
A baktériumok és a mikrobák a bomló növényi anyagokat olyan tápanyagokra bontják, mint kalcium, nitrogén, kálium és foszfor, amelyek gazdagítják a talajt.
Energia és tápanyagok is áramlás az ökoszisztémák között. Például a folyó sziklái lebontódnak, és ásványokat vezetnek a vízbe, amelyek a folyó folyamán áramlanak a tavakba és a mezőkbe. A hatás káros is lehet. A mezőgazdasági területek nitrogén- és foszforfolyása szennyezheti a vízi útokat.
Az újrahasznosítandó anyagtól eltérően az energia egy irányba áramlik. A növények energiagazdag glükózmolekulákat termelnek elfogott napfényből, vízből és szén-dioxidból. A kémiai energiát a sejtek anyagcseréjére továbbítják a fogyasztók, és hőként adódik hozzá az extra energia.
Stabilitás az ökoszisztéma működésében
Az ökoszisztémák dinamikusak, állandó hullámhosszúságú energiával és anyaggal. A tápanyagszintek, a fajpopulációk, az időjárási viszonyok, a hőmérséklet, az évszakok ingadoznak és változnak. Az ökoszisztéma sokfélesége hozzájárul a stabilitáshoz.
Az ökoszisztéma ökológia folyamatos és dinamikus jellege ellenére összességében egyensúlyi állapot állandó marad. Az ökoszisztémák stabil állapotot tartanak fenn, meglehetősen konzisztens összetétel mellett. Általában az ingadozó biotikus és abiotikus tulajdonságok nem veszélyeztetik a stabil rendszert. Más szavakkal: az esőerdő továbbra is esőerdő, még akkor is, ha a majmok populációja csökken.
Az ökoszisztéma működésének zavara
A természetes zavarok megzavarhatják az ökoszisztéma működését. Például a hurrikánok, vad tüzek, áradások és vulkánok felborítják az ökoszisztéma-szolgáltatásokat. Az árvíz szennyezi a vízforrásokat. Az élőhely elveszik, és a fajok elmozdulhatnak. A ragadozók és a zsákmányok egyensúlya kieshet, és dominóhatást okozhat más fajokra.
Invazív fajok potenciálisan veszélyeztethetik más fajok jólétét és létét. Az invazív fajok közé tartoznak a növények és állatok, amelyeket szándékosan vagy véletlenül bevezettek egy területre. Az invazív fajokat időnként szándékosan hozzák be, hogy megállítsák az átvevő ragadozót. A természetvédelmi képviselõk például lazacot engedtek a Nagy-tavakba egy kevésbé kívánatos inváziós faj ellen.
Az emberi tevékenység a veszélyes ökoszisztéma másik fő oka. Vadászat, túlhalászás, megújulhatatlan erőforrások kiaknázása, mérgező hulladékok és szennyezés veszélyeztetik az ökoszisztémákat és biómájukat. Szélsőséges esetekben, például az atomerőműből származó szivárgás esetén, az érintett ökoszisztémák radioaktív és karcinogenikusak lehetnek az elkövetkező években.
Tengeri ökoszisztéma-példa
A Nagy-korallzátony Ausztrália partjainál hihetetlenül nagy és változatos tengeri ökoszisztéma ez évek óta létezik. Az algák táplálékot nyújtanak a korallok növekedéséhez, amelyek a zátonyon a halott korallokhoz kapcsolódnak.
A vízben úszó fiatal korallokat halak és állatok eszik az óceánban. A csontvázolt korallokat továbbra is férgek, férgek, csigák és zavaros csillagok fogyaszthatják.
Néhány korall kölcsönösen előnyös kapcsolatban áll a garnélarákkal és a rákokkal, amelyek korall kolóniákban élnek, és szorítóikkal harcolnak a kölcsönös ellenségek ellen. Az abotikus tényezők, amelyek jelentősen befolyásolják a korallokat, a növekvő vízhőmérséklet, az óceán savasodása és a szén-dioxid szintje.
A Smithsonian Természettudományi Múzeum szerint a savas tengervíz már most kezd feloldani a korallzátonyok csontvázszerkezetét olyan helyeken, mint Hawaii.
Vízi ökoszisztéma-példa
A Lake of the Woods vízi ökoszisztéma Kanada és az Egyesült Államok határán található. Ez az édesvízi test marad fenn az egykor hatalmas jeges Agassiz-tóból.
Ebben az édesvízi vízi ökoszisztémában a fitoplankton, az zooplankton, az algák és a baktériumok optimális táplálékot, élőhelyet és oxigént biztosítanak az ízletes halak számára. Az erdő-tót gyakran nevezik a világ Walleye fővárosának _._
A gerinctelenek, mint például a lepkék és a sziklák szintén fontos szerepet játszanak az édesvízi tavakban. Mikroorganizmusokat esznek, amelyek bomló növényi és állati anyagból táplálkoznak. A gerinctelenek kiváló élelemforrást jelentenek a kis halak számára, amelyeket nagy halak fogyaszthatnak el, amelyeket pelikánok, gémök, medve és emberek foghatnak meg.
A vízi ökoszisztéma állapotát befolyásoló abiotikus tényezők, például a Woods-tó többek között a levegő és a víz hőmérséklete, a szén-dioxid szintje és a mérgező vízfolyás.
Földi ökoszisztéma-példa
Az Amazonas esőerdők ökoszisztéma egy fajban gazdag földi környezet Dél-Amerikában. A napfényt buja széles levelű növények és magas fák képesek elnyelni, amelyek táplálékot és menedéket biztosítanak a trópusokon elképesztő számú madár, emlős, rovar, gyík és kígyó számára. E lények közül sokat olyan ragadozók esznek, mint a jaguár.
Amikor az organizmusok meghalnak az esőerdőkben, energiájukat és tápanyagaikat gyorsan lebontják a bomlók, mint a rákok és a mikrobák. A tápanyagok visszatérnek a talajba és segítenek a növények növekedésében. Az esőerdők abiotikus tényezői között szerepel a nagy mennyiségű csapadék, a hő és a trópusi éghajlat, amely táplálja a fajok biológiai sokféleségét az erdő talajától a vastag függő lombkoronákig.
Ökoszisztéma és közösségi ökológia
Kutatási érdeklődésüktől függően az ökológusok összpontosíthatnak a közösségi ökológia, az ökoszisztéma ökológia vagy mindkettő területére. A közösségi ökológia kifejezetten megvizsgálja a különféle fajok közötti kölcsönhatásokat és ennek kölcsönhatásait. Az ökoszisztéma ökológiája sokkal tágabban vizsgálja azokat az élő és nem élő tényezőket, amelyek befolyásolják az ökológiai közösséget és kiváltják az ökoszisztéma változását.
Például egy ökológus, aki meg akarja tudni, hogy az óriás ponty miért veszi át az egykor pisztrángokkal teli tavat, közösségi halászati ökológiai tanulmányt készíthet a halállományról, valamint a vízminőség romlásáról szóló ökoszisztéma-tanulmányt, amely a vízi élővilág összes faját érinti . Az ökológusok tanulmányokat végeznek, amelyek segítenek megtakaríthatja a természeti erőforrásokat a jövő nemzedékek számára.
Az ökoszisztéma szerkezetek védelme
Az ökoszisztéma menedzsment védelmi gyakorlatokat alkalmaz az ökoszisztéma működésének és struktúráinak integritásának megőrzése érdekében. Az ökoszisztéma szerkezete integritással bír, ha kiegyensúlyozott, stabil és jellemző az adott természetes régió ökológiai közösségeire.
Mind az abiotikus, mind a biotikus tényezők általában kiszámíthatók. A népesség dinamikájának is önfenntartónak kell lennie, anélkül, hogy emberi beavatkozásra lenne szükség helyreállítani az egyensúlyt.
A helyes ökoszisztéma-gazdálkodás fontos szerepet játszik az állami parkok, a nemzeti parkok és más vadon élő állatok területeinek megőrzésében. Az ökoszisztéma történetének, valamint a normál változási vagy utódlódási sebesség megértése segít a strukturális problémák korai felismerésében. A cél a biodiverzitás fenntartása és az őshonos fajok életképességének biztosítása. New York-tól Kaliforniáig a környezetvédők szorosan nyomon követik az éghajlati mintákat.
Katasztrófikus ökoszisztéma-megsemmisítés
A természeti katasztrófákat, például a hurrikánt, a terület szabályos utódja és a terület természetes újjáépítése követi. Az emberi tevékenység azonban ideiglenesen vagy véglegesen megsemmisítheti az ökoszisztéma ökológiáját. Ökoszisztéma katasztrófák történt az Egyesült Államokban és a világ minden tájáról.
A Mexikói-öböl ökoszisztémáját súlyosan megrontották a Mississippi folyótól az Öbölbe szállított szennyező anyagok. A mezőkből, az alapanyagokból és a szennyvízből származó nitrogén és foszfor sok államból vezet a folyóba.
A túl sok tápanyag serkenti a toxikus algavirágzást, megváltoztatja az ételváltást és kimeríti az oxigént a vízben, ami halott zónát eredményez, és hatalmas halak ölnek meg. A területet olyan abiotikus tényezők is befolyásolják, mint például a hurrikánok és az áradások.
1986-ban az ukrán csernobili atomerőműben bekövetkezett baleset halálos radioaktív anyagokat bocsátott ki a légkörbe. Emberek milliói vannak kitéve sugárzásnak. Gyerekek ezreitől, akik a szennyezett területen legelésző tehenekből tejet ittak, pajzsmirigyrák kialakult. Manapság a Csernobilt körülvevő radioaktív terület korlátozott az emberek számára, de farkasok, vadlovak és más állatok jelentős számban vannak jelen.