Obsah
- Definícia ekosystému v biológii
- Pôvod ekológie
- Druhy ekologických systémov
- Kľúčové ekosystémové biomy
- Štruktúra ekosystémov
- Funkcie cyklu výživy
- Stabilita vo fungovaní ekosystému
- Poruchy fungovania ekosystémov
- Príklad morského ekosystému
- Príklad vodného ekosystému
- Príklad suchozemského ekosystému
- Ekosystém verzus ekológia Spoločenstva
- Ochrana štruktúr ekosystémov
- Katastrofické ničenie ekosystémov
Prírodný svet je tvorený nesmierne odlišnými typmi fyzického prostredia a organizmov jedinečne prispôsobených na život v ňom. Ďalšie slovo pre tento koncept v biológii je ekosystém.
Tento článok vám poskytne jasné vysvetlenia ekosystémov a ponúkne zaujímavé príklady.
Definícia ekosystému v biológii
Biológovia definujú ekosystém ako spoločenstvo živých organizmov a ich fyzické prostredie, ktoré zahŕňa oboje biotické a abiotické faktory.
Biotické faktory sú živé veci v vzájomne závislom ekologickom systéme, ako sú rastliny, zvieratá, mikróby a huby.
Abiotické faktory sú neživé veci ako voda, slnečné svetlo, prístrešok, skaly, minerály, pôda a podnebie.
Pôvod ekológie
Vedecké štúdie a klasifikácia rastlín a zvierat siahajú až do Aristotela v starovekom Grécku. Na začiatku 18. storočia opísal Darwin hospodársku súťaž medzi druhmi a evolúciu prostredníctvom prirodzeného výberu. Slovo Ernst Haeckel vytvoril ekológia okolo toho istého času.
Koncom 18. storočia Eugenius Warming navrhol, že abiotické faktory, ako sú sucho, oheň a chladné počasie, tiež ovplyvnili správanie druhov a stratégie adaptácie. Otepľovanie značne cestoval vo svojej práci a vyvinul univerzitný kurz o ekológii rastlín. Keď jeho britskí a severoamerickí vedci čítali jeho klasickú knihu, Ekológia rastlín.
Termín ekosystém bol vytvorený v roku 1936 Arthurom Tansleym.
Druhy ekologických systémov
Existujú tri široké kategórie biologických ekosystémov. Každý z nich má odlišné druhové zloženie a štruktúru. Najväčším ekosystémom je morský ekosystém. Globálne podnebie a ľudské činnosti ovplyvňujú všetky ekosystémy, ako sú znečistenie, zavlažovanie, urbanizácia, ťažba a odlesňovanie.
Morský ekosystém obaly 70 percent zemského povrchu. Medzi morské ekosystémy patrí okrem oceánov piesočné pobrežie, ústia riek, bahenné byty, vody Antarktídy, slané močiare a živé korálové útesy, ktoré sa hemží životom. Klíma morských ekosystémov na celom svete siaha od tropického tepla po polárne vírusy.
Vodné ekosystémy zahŕňajú jazerá, rieky, rybníky a mokrade. Sladkovodné druhy vyhynú oveľa rýchlejšie ako morské alebo suchozemské druhy National Geographic, Zmena podnebia a znečistenie sú hlavnými hrozbami pre vodné ekosystémy.
Suchozemské ekosystémy sú pozemné ekologické spoločenstvá v miestach, ako je arktická tundra, púšť, lesy a trávne porasty. Zvieratá v polárnom podnebí majú spoločné vyvinuté podobné prispôsobivé vlastnosti, ako je hustá kožušina a izolačná vrstva tuku.
Kľúčové ekosystémové biomy
Biomy sú o niečo širší pojem ako ekosystémy, hoci sú si veľmi podobné. Biomy sú charakteristické ekologické spoločenstvá, ktoré samy osebe môžu obsahovať mnoho ekosystémov. Sú užitočné na kategorizáciu charakteristík určitých oblastí, ktoré môžu priamo ovplyvniť typ alebo typy ekosystémov, ktoré v nich vznikajú.
Medzi charakteristické vlastnosti týchto biomérov / ekologických systémov patrí ich konkrétne podnebie, zóna, nadmorská výška, typ pôdy, množstvo zrážok a zloženie druhov.
Vodné biomy patria koralové útesy, ústia riek, morské, mokrade a sladká voda.
Púštne biomy patrí púšť Mojave, pobrežné púšte v Čile, Údolie smrti a chladné púšte Grónska.
Lesné biomy patrí tropický dažďový prales, mierny les, chaparral (kríky) a tajga (boreal forest).
Travné biomy zahŕňajú savany, stepi, prérie a juhoamerické pampy.
Štruktúra ekosystémov
Živé organizmy musia mať energiu a živiny, aby mohli rásť, reagovať a reprodukovať sa. Organizmy sú vzájomne prepojené a sú navzájom prepojené v kruhu života. Energia sa prenáša z jednej úrovne potravinovej pyramídy na ďalšiu. Napríklad ryby jedia riasy a chobotnice jedia ryby.
Príkladom sú riasy, ryby, chobotnice a dravé žraloky potravinový reťazec, stránka o jedle je vyrobený z mnohých prekrývajúcich sa potravinových reťazcov. Energetická pyramída začína výrobcami na spodnej časti pyramídy, po ktorých nasledujú spotrebitelia a predátori na vyšších úrovniach. Energia sa stráca pri každom prenose medzi organizmami, takže pyramída je zvislá a nie je prevrátená.
Rastliny a fytoplanktón sú výrobcovia, ktorí obsahujú fotosyntetické pigmenty, ktoré na výrobu cukru využívajú slnečnú energiu a oxid uhličitý. Primárni spotrebitelia jedia rastliny a druhí spotrebitelia jedia primárnych spotrebiteľov. Špičkový dravec bez prirodzených nepriateľov drží najvyššie miesto na potravinovej pyramíde.
Funkcie cyklu výživy
biomasa je konzervovaný a recyklovaný v ekosystéme. Keď organizmy uhynú, rozkladacích rozloží organickú hmotu na energiu a živiny, ktoré prúdia späť do ekosystému. Rozkladajúce sa zvieratá uvoľňujú uhľohydráty, tuky, bielkoviny a plyny, ak na ne pôsobia mikróby, muchy a červy.
Baktérie a mikróby rozkladajú rozpadajúce sa rastlinné látky na živiny ako vápnik, dusík, draslík a fosfor, ktoré obohacujú pôdu.
Energia a živiny tiež tok medzi ekosystémami, Napríklad horniny v rieke erodujú a vkladajú minerály do vody, ktorá prúdi po prúde do jazier a polí. Účinok môže byť tiež škodlivý. Odtok dusíka a fosforu z poľnohospodárskej pôdy môže znečistiť vodné cesty.
Na rozdiel od látky, ktorá sa recykluje, energia prúdi jedným smerom. Rastliny produkujú energeticky bohaté molekuly glukózy zo zachyteného slnečného svetla, vody a oxidu uhličitého. Chemická energia sa prenáša na spotrebiteľov na metabolizmus buniek a ďalšia energia sa vydáva ako teplo.
Stabilita vo fungovaní ekosystému
Ekosystémy sú dynamické s konštantným odlivom a tokom energie a hmoty. Úroveň živín, populácie druhov, poveternostné vzorce, teplota, ročné obdobia kolísajú a menia sa. Diverzita v ekosystéme prispieva k stabilite.
Napriek toku a dynamickej povahe ekosystémovej ekológie, celkovo rovnovážny stav zostáva stabilný. Ekosystémy udržiavajú stabilný stav s pomerne konzistentným zložením. Kolísavé biotické a abiotické vlastnosti zvyčajne neohrozujú stabilný systém. Inými slovami, dažďový prales je stále dažďový prales, aj keď sa počet opíc znižuje.
Poruchy fungovania ekosystémov
Prirodzené poruchy môžu narušiť fungovanie ekosystému. Napríklad hurikány, divoké požiare, záplavy a sopky narušujú ekosystémové služby. Záplavy môžu kontaminovať vodné zdroje. Habitat je stratený a druhy môžu byť vysídlené. Rovnováha predátorských koristi môže byť vypnutá, čo má dominový efekt na iné druhy.
Invazívne druhy môže potenciálne ohroziť pohodu a samotnú existenciu iných druhov. Medzi invázne druhy patria rastliny a zvieratá, ktoré boli do oblasti privedené úmyselne alebo náhodne. Niekedy sú invázne druhy zámerne privádzané, aby zastavili dravca, ktorý ho preberá. Napríklad ochranári prídu losos do Veľkých jazier, aby kontrolovali menej žiaduce invázne druhy.
Ľudská činnosť je ďalšou hlavnou príčinou nebezpečnej zmeny ekosystému. Lov, nadmerný rybolov, využívanie neobnoviteľných zdrojov, toxický odpad a znečistenie ohrozujú ekosystémy a ich biomy. V extrémnych prípadoch, napríklad pri úniku z jadrovej elektrárne, by mohli byť ekosystémy, ktoré budú zasiahnuté, v budúcich rokoch rádioaktívne a karcinogénne.
Príklad morského ekosystému
Veľký bariérový útes pri pobreží Austrálie je neuveriteľne veľká a rozmanitá morský ekosystém to existuje už milióny rokov. Riasy poskytujú jedlo pre rastúce koraly, ktoré sa viažu na mŕtve koraly v útesoch.
Mladé koraly plávajúce vo vode sa živia rybami a zvieratami plávajúcimi v oceáne. Skeletonizované koraly môžu ešte konzumovať červy, slimáky a nenáročné hviezdice.
Niektoré koraly majú vzájomne prospešné vzťahy s krevetami a krabmi, ktoré žijú v koralových kolóniách a pomocou svojich pinčov zaháňajú vzájomných nepriateľov. Abiotické faktory, ktoré významne ovplyvňujú koraly, sú stúpajúca teplota vody, okyslenie oceánov a hladiny oxidu uhličitého.
Podľa Smithsonovského prírodovedného múzea kyslá morská voda už začína rozpúšťať kostrovú štruktúru koralových útesov na miestach ako Havaj.
Príklad vodného ekosystému
Vodný ekosystém Lake of the Woods sa nachádza na hranici Kanady a Spojených štátov. Toto sladkovodné teleso je pozostatkom kedysi mohutného ľadovcového jazera Agassiz.
V tomto sladkovodnom vodnom ekosystéme poskytujú fytoplanktón, zooplanktón, riasy a baktérie optimálnu hladinu potravy, biotopov a kyslíka pre chutné ryby. Lake of the Woods sa často nazýva hlavné mesto sveta Walleye _._
V sladkovodných jazerách zohrávajú dôležitú úlohu aj bezstavovce, ako sú podenieky a stredy. Jedia mikroorganizmy, ktoré sa živia rozpadajúcimi sa rastlinnými a živočíšnymi látkami. Bezstavovce sú vynikajúcim zdrojom potravy pre malé ryby, ktoré môžu jesť veľké ryby, ktoré môžu chytiť pelikány, volavky, medvede a ľudia.
Abiotické faktory ovplyvňujúce stav vodného ekosystému, ako je Lake of the Woods, zahŕňajú teplotu vzduchu a vody, hladiny oxidu uhličitého a toxický odtok.
Príklad suchozemského ekosystému
Ekosystém dažďových pralesov Amazonky je suchozemským prostredím bohatým na druhy v Južnej Amerike. Slnečné svetlo je absorbované sviežimi listnatými rastlinami a vysokými stromami, ktoré poskytujú potravu a prístrešok pre ohromujúci počet vtákov, cicavcov, hmyzu, jašteríc a hadov v trópoch. Mnoho z týchto tvorov je konzumovaných dravcami, ako je jaguár.
Keď organizmy odumrú v dažďovom pralese, ich energia a živiny sa rýchlo rozkladajú rozkladačmi, ako sú červy a mikróby. Živiny sa vracajú späť do pôdy a pomáhajú rastlinám rásť. Abiotické faktory dažďového pralesa zahŕňajú veľké množstvo zrážok, horúčavy a tropické podnebie, ktoré vyživuje druhovú biodiverzitu od lesného dna po silné visiace baldachýny.
Ekosystém verzus ekológia Spoločenstva
V závislosti od ich výskumných záujmov sa ekológovia môžu zamerať na oblasť komunitnej ekológie, ekosystémovej ekológie alebo na oboje. Ekológia spoločenstva konkrétne skúma interakcie medzi rôznymi druhmi a výsledok tejto interakcie. Ekológia ekosystému má oveľa širší pohľad na živé a neživé faktory, ktoré ovplyvňujú ekologické spoločenstvo a spúšťajú zmeny ekosystému.
Napríklad ekológ, ktorý chce zistiť, prečo obrovský kapor preberá jazero, ktoré bolo kedysi plné pstruhov, by mohol vykonať štúdiu ekológie rybích populácií spolu s ekosystémovou štúdiou znižovania kvality vody, ktorá ovplyvňuje všetky druhy vodného života. , Ekológovia vykonávajú štúdie, ktoré pomáhajú šetriť prírodné zdroje pre budúce generácie.
Ochrana štruktúr ekosystémov
Manažment ekosystémov využíva postupy na zachovanie integrity fungovania a štruktúr ekosystému. Uvádza sa, že ekosystémové štruktúry majú integritu, ak sú vyvážené, stabilné a charakteristické pre ekologické spoločenstvá v tomto prírodnom regióne.
Abiotické aj biotické faktory sú všeobecne predvídateľné. Dynamika populácie by tiež mala byť sebestačná bez potreby ľudského zásahu obnoviť rovnováhu.
Správne riadenie ekosystémov zohráva dôležitú úlohu pri ochrane štátnych parkov, národných parkov a ďalších oblastí s voľne žijúcimi živočíchmi. Porozumenie histórii ekosystému a normálnej rýchlosti zmien alebo sukcesie pomáha pri včasnom odhalení štrukturálnych problémov. Cieľom je zachovať biodiverzitu a zabezpečiť životaschopnosť pôvodných druhov. Z New Yorku do Kalifornie environmentalisti pozorne sledujú klimatické vzorce.
Katastrofické ničenie ekosystémov
Po prírodných katastrofách, ako je hurikán, nasleduje riadna sukcesia a prirodzená obnova oblasti do pôvodného stavu. Ľudská činnosť však môže dočasne alebo trvalo zničiť ekológiu ekosystému. V Spojených štátoch a na celom svete sa vyskytli ekosystémové katastrofy.
Ekosystém Mexického zálivu bol vážne narušený znečisťujúcimi látkami prenášanými do zálivu z rieky Mississippi. Dusík a fosfor z polí, krmív a splaškov odtekajú do rieky z mnohých štátov.
Nadmerná hladina živín stimuluje toxické kvitnutia rias, mení zmenu potravy a vyčerpáva kyslík vo vode, čo vedie k mŕtvemu pásmu a veľkému zabíjaniu rýb. Táto oblasť je ovplyvnená abiotickými faktormi, ako sú hurikány a záplavy.
V roku 1986 pri havárii v jadrovej elektrárni v Černobyle na Ukrajine vypustil do atmosféry smrtiaci rádioaktívny materiál. Ožarovanie bolo vystavené miliónom ľudí. U tisícok detí, ktoré pili mlieko od kráv pasúcich sa v kontaminovanej oblasti, sa vyvinula rakovina štítnej žľazy. V súčasnosti je rádioaktívna oblasť v okolí Černobylu mimo ľudí, ale vo významnom počte sa vyskytujú vlci, divé kone a iné zvieratá.