Ekosystém: definice, typy, struktura a příklady

Svět přírody se skládá z nesmírně odlišných typů fyzického prostředí a organismů, které jsou jedinečně přizpůsobeny pro život v něm. Další slovo pro tento koncept v biologii je ekosystém.

Tento článek vám poskytne jasné vysvětlení ekosystémů a nabídne zajímavé příklady.

Biologové definují ekosystém jako společenství živých organismů a jejich fyzického prostředí, které zahrnuje obojí biotický a abiotický faktory.

Biotické faktory jsou živé věci ve vzájemně závislém ekologickém systému, jako jsou rostliny, zvířata, mikroby a houby.

Abiotické faktory jsou neživé věci jako voda, sluneční světlo, úkryt, kameny, minerály, půda a podnebí.

Vědecká studie a klasifikace rostlin a živočichů sahá až do Aristotela ve starověkém Řecku. Na počátku 19. století Darwin popsal konkurenci mezi druhy a evolucí prostřednictvím přirozeného výběru. Slovo vytvořil Ernst Haeckel ekologie přibližně ve stejnou dobu.

Na konci 19. století Eugenius Warming naznačil, že chování druhů a adaptační strategie ovlivňují také abiotické faktory, jako je sucho, oheň a chladné počasí. Warming ve své práci hodně cestoval a vyvinul univerzitní kurz ekologie rostlin. Jeho myšlenky se uchytily, když britští a severoameričtí vědci přečetli jeho klasickou knihu,

Termín ekosystém byl vytvořen Arthurem Tansleyem v roce 1936.

Existují tři široké kategorie biologické ekosystémy. Každý z nich má odlišné druhové složení a strukturu. Největším ekosystémem je mořský ekosystém. Všechny ekosystémy jsou ovlivněny globálním klimatem a lidskou činností, jako je znečištění, zavlažování, urbanizace, těžba a odlesňování.

Mořský ekosystém kryty o 70 procent zemského povrchu. Spolu s oceány patří k mořským ekosystémům také písečné pobřeží, ústí řek, bahno, vody Antarktidy, slané bažiny a živé korálové útesy, vše plné života. Klima mořských ekosystémů po celém světě sahá od tropického vedra po polární víry.

Vodní ekosystémy zahrnují jezera, řeky, rybníky a mokřady. Sladkovodní druhy vyhynou mnohem rychleji než mořské nebo suchozemské druhy národní geografie. Změna klimatu a znečištění jsou hlavními hrozbami pro vodní ekosystémy.

Pozemské ekosystémy jsou pozemská ekologická společenství na místech, jako je arktická tundra, poušť, lesy a pastviny. Zvířata v polárním podnebí společně vyvinuly podobné adaptivní vlastnosti, jako je hustá srst a izolační tuková vrstva.

Biomy jsou mírně širší pojem než ekosystémy, i když jsou si docela podobné. Biomy jsou výrazná ekologická společenství, která sama o sobě mohou obsahovat mnoho ekosystémů. Jsou užitečné pro kategorizaci charakteristik určitých oblastí, které mohou přímo ovlivnit typ nebo typy ekosystémů, které tam vznikají.

Mezi charakteristické vlastnosti těchto biomů / ekologických systémů patří jejich zvláštní klima, pásmo, nadmořská výška, typ půdy, množství srážek a druhové složení.

Vodní biomy patří korálové útesy, ústí řek, mořské oblasti, mokřady a sladkovodní.

Pouštní biomy patří poušť Mojave, chilské pobřežní pouště, údolí smrti a chladné pouště Grónska.

Lesní biomy patří tropický deštný prales, mírný les, chaparral (keře) a tajga (boreální les).

Travní biomy patří savany, stepi, prérie a jihoamerické pampy.

Živé organismy musí mít energii a živiny pro růst, reakci a reprodukci. Organismy jsou vzájemně závislé a navzájem propojené v kruhu života. Energie se přenáší z jedné úrovně potravinové pyramidy na další. Například ryby jedí řasy a chobotnice ryby.

Řasy, ryby, chobotnice a dravé žraloky jsou příkladem a potravní řetězec. The web s potravinami je vyroben z mnoha překrývajících se potravinových řetězců. Energetická pyramida začíná u výrobců na základně pyramidy, následovaných spotřebiteli a predátory na vyšších úrovních. Při každém přenosu mezi organismy se ztrácí energie, takže pyramida je ve vzpřímené poloze a není obrácena.

Rostliny a fytoplankton jsou výrobci které obsahují fotosyntetické pigmenty, které k výrobě cukru využívají sluneční energii a oxid uhličitý. Primární spotřebitelé jedí rostliny a sekundární spotřebitelé jedí primární spotřebitele. Vrchol na potravní pyramidě drží vrcholový dravec bez přirozených nepřátel.

Biomasa je konzervován a recyklován v ekosystému. Když organismy umírají, rozkladače rozkládají organickou hmotu na energii a živiny, které proudí zpět do ekosystému. Rozkládající se zvířata uvolňují sacharidy, tuky, bílkoviny a plyny, když na ně působí mikroby, mouchy a červi.

Bakterie a mikroby rozkládají rozpadající se rostlinnou hmotu na živiny jako vápník, dusík, draslík a fosfor, které obohacují půdu.

Energie a živiny také tok mezi ekosystémy. Například kameny v řece erodují a dávají minerály do vody, která proudí po proudu do jezer a polí. Účinek může být také škodlivý. Dusíkatý a fosforový odtok z zemědělské půdy může znečistit vodní toky.

Na rozdíl od hmoty, která se recykluje, energie proudí jedním směrem. Rostliny produkují energeticky bohaté molekuly glukózy ze zachyceného slunečního světla, vody a oxidu uhličitého. Chemická energie se přenáší na spotřebitele pro metabolismus buněk a další energie se vydává jako teplo.

Ekosystémy jsou dynamické s neustálým přílivem a odlivem tok energie a záleží na tom. Úrovně živin, populace druhů, povětrnostní vzorce, teplota, roční období kolísají a mění se. Rozmanitost v ekosystému přispívá ke stabilitě.

Přes tok a dynamickou povahu ekologie ekosystému, celkově stav rovnováhy zůstává stabilní. Ekosystémy udržují ustálený stav s poměrně konzistentním složením. Kolísající biotické a abiotické vlastnosti obvykle stabilní systém neohrožují. Jinými slovy, deštný prales je stále deštným pralesem, i když populace opic klesá.

Přirozené poruchy mohou narušit fungování ekosystému. Například hurikány, divoké požáry, záplavy a sopky narušily ekosystémové služby. Záplavy mohou kontaminovat vodní zdroje. Stanoviště je ztraceno a druhy mohou být přemístěny. Rovnováha predátorů a kořistí může být vypnutá a způsobit dominový efekt u jiných druhů.

Invazivní druhy může potenciálně ohrozit blahobyt a samotnou existenci jiných druhů. Mezi invazivní druhy patří rostliny a zvířata zavlečená do oblasti úmyslně nebo náhodně. Někdy jsou invazivní druhy záměrně přivedeny, aby zastavily dravce, který se zmocňuje. Ochranáři například vypustili lososa do oblasti Velkých jezer, aby potlačili méně žádoucí invazivní druhy.

Lidská činnost je další hlavní příčinou nebezpečné změny ekosystému. Lov, nadměrný rybolov, využívání neobnovitelných zdrojů, toxický odpad a znečištění ohrožují ekosystémy a jejich biomy. V extrémních případech, jako je únik z jaderné elektrárny, mohou být postižené ekosystémy radioaktivní a karcinogenní pro nadcházející roky.

The Velký bariérový útes u pobřeží Austrálie je neuvěřitelně velká a rozmanitá mořský ekosystém která existuje miliony let. Řasy poskytují potravu pro pěstování korálů, které se připevňují k mrtvým korálům v útesu.

Mladé korály plovoucí ve vodě sežerou ryby a zvířata koupající se v oceánu. Skeletonizované korály mohou stále konzumovat červi, hlemýždi a nenasytní hvězdice.

Některé korály mají vzájemně výhodné vztahy s krevetami a kraby, kteří žijí v korálových koloniích a pomocí svých štípačů bojují proti vzájemným nepřátelům. Abiotické faktory, které významně ovlivňují korály, jsou stoupající teploty vody, okyselování oceánů a hladiny oxidu uhličitého.

Podle Smithsonian Museum of Natural History, kyselá mořská voda již začíná rozpouštět strukturu kostry korálových útesů na místech, jako je Havaj.

Vodní ekosystém lesního jezera se nachází na hranici Kanady a Spojených států. Toto sladkovodní tělo je to, co zbylo z kdysi mohutného ledovcového jezera Agassiz.

V této sladké vodě vodní ekosystém, fytoplankton, zooplankton, řasy a bakterie poskytují optimální hladinu potravy, stanoviště a kyslíku pro chutné ryby. Lesní jezero je často nazýváno Walleye hlavním městem světa _._

Bezobratlí jako jepice a pakomárové hrají ve sladkovodních jezerech také důležitou roli. Jedí mikroorganismy, které se živí rozpadající se rostlinnou a živočišnou hmotou. Bezobratlí jsou vynikajícím zdrojem potravy pro malé ryby, které mohou konzumovat velké ryby, které mohou ulovit pelikáni, volavky, medvědi a lidé.

Abiotické faktory ovlivňující stav vodního ekosystému, jako je lesní jezero, zahrnují teplotu vzduchu a vody, hladinu oxidu uhličitého a toxický odtok.

Amazonka ekosystém deštného pralesa je suchozemské prostředí bohaté na druhy v Jižní Americe. Sluneční světlo je absorbováno bujnými širokolistými rostlinami a vysokými stromy, které poskytují potravu a útočiště pro ohromující množství ptáků, savců, hmyzu, ještěrek a hadů v tropech. Mnoho z těchto tvorů sežere dravce, jako je jaguar.

Když organismy umírají v deštném pralese, jejich energie a živiny se rychle rozkládají pomocí rozkladačů, jako jsou červi a mikroby. Živiny se vracejí zpět do půdy a pomáhají rostlinám růst. Mezi abiotické faktory deštného pralesa patří velké množství srážek, vedro a tropické klima, které vyživuje biologickou rozmanitost druhů od lesů až po husté visící baldachýny.

V závislosti na zájmech výzkumu se ekologové mohou zaměřit na oblast komunitní ekologie, ekologie ekosystémů nebo obojí. Ekologie společenství konkrétně zkoumá interakce mezi různými druhy a výsledek této interakce. Ekologie ekosystému bere mnohem širší pohled na živé a neživé faktory, které ovlivňují ekologickou komunitu a vyvolávají změnu ekosystému.

Například ekolog, který chce zjistit, proč obří kapři ovládají jezero, které bylo kdysi plné pstruhů, by mohl podniknout společenská ekologická studie populace ryb spolu s ekosystémovou studií snižující se kvality vody, která ovlivňuje všechny druhy vodní život. Ekologové provádějí studie, které pomáhají šetřit přírodní zdroje pro budoucí generace.

Správa ekosystémů využívá ochranářské postupy k udržení integrity fungování a struktur ekosystému. O strukturách ekosystémů se říká, že mají integritu, když jsou vyvážené, stabilní a charakteristické pro ekologická společenství v dané přírodní oblasti.

Abiotické i biotické faktory jsou obecně předvídatelné. Populační dynamika by také měly být soběstačné bez nutnosti lidského zásahu obnovit rovnováhu.

Dobrá správa ekosystémů hraje důležitou roli při ochraně státních parků, národních parků a dalších oblastí divoké zvěře. Pochopení historie ekosystému a normální rychlosti změn nebo nástupnictví pomáhá při včasném odhalení strukturálních problémů. Cílem je zachovat biologickou rozmanitost a zajistit životaschopnost původních druhů. Od New Yorku po Kalifornii ekologové pečlivě sledují klimatické vzorce.

Po přírodních katastrofách, jako je hurikán, následuje řádné sukcese a přirozená obnova oblasti do předchozího stavu. Lidská činnost však může dočasně nebo trvale zničit ekologii ekosystému. Ekosystémové katastrofy se staly ve Spojených státech a na celém světě.

Ekosystém Mexického zálivu byl vážně narušen znečišťujícími látkami přenášenými do zálivu z řeky Mississippi. Dusík a fosfor z polí, výtokových kanálů a splaškových vod odvádějí do řeky z mnoha států.

Nadměrné množství živin stimuluje toxické látky květy řas, změňte výměnu potravy a vyčerpejte kyslík ve vodě, což má za následek mrtvou zónu a masivní zabíjení ryb. Oblast je také ovlivněna abiotickými faktory, jako jsou hurikány a záplavy.

V roce 1986 došlo při nehodě v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině k úniku smrtícího radioaktivního materiálu do atmosféry. Miliony lidí byly vystaveny záření. Tisíce dětí, které pily mléko krav pasoucích se v kontaminované oblasti, dostaly rakovinu štítné žlázy. Dnes je radioaktivní oblast kolem Černobylu pro lidi omezena, ale vlci, divokí koně a další zvířata jsou přítomni ve značném počtu.