Fünf Ebenen der Biosphäre

Die Biosphäre besteht aus allen lebenden Organismen auf der Erde, einschließlich Menschen und anderen Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen, zusammen mit der von ihnen produzierten organischen Substanz. Der Begriff "Biosphäre" wurde 1875 von Eduard Suess geprägt, aber in den 1920er Jahren von Vladimir Vernadsky weiter verfeinert, um seinen aktuellen wissenschaftlichen Gebrauch zu kennzeichnen. Die Biosphäre hat fünf Organisationsebenen.

Die Biosphäre ist in Regionen unterteilt, die Biome genannt werden. Biome sind die größte der fünf Organisationsebenen. Wissenschaftler klassifizieren Biome in fünf Haupttypen – Wasser, Wüste, Wald, Grasland und Tundra. Der Hauptgrund für die Klassifizierung der Biosphäre in Biome besteht darin, die Bedeutung der physischen Geographie für Gemeinschaften lebender Organismen hervorzuheben. Ein Biom kann mehrere Ökosysteme enthalten und wird durch die Geographie, das Klima und die in der Region heimischen Arten definiert. Zu den Faktoren zur Bestimmung des Klimas gehören die Durchschnittstemperatur, die Niederschlagsmenge und die Luftfeuchtigkeit. Bei der Klassifizierung von Arten konzentrieren sich Wissenschaftler traditionell auf die Vegetationsarten, die in einer bestimmten Region heimisch sind.

Ökosysteme sind die zweite organisatorische Klassifizierung bei der Untersuchung der fünf Ebenen der Biosphäre. Ein Ökosystem enthält biotische Faktoren wie Tiere und Pflanzen und abiotische Faktoren wie Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff. Ökosysteme werden nach der Wechselwirkung und der Übertragung von Energie unterteilt. Innerhalb jedes Ökosystems wird Energie verbraucht und Materie wird in Form von Chemikalien und Nährstoffen zwischen verschiedenen Organismengruppen und ihrer Umgebung zirkuliert. Ein grundlegendes Beispiel ist das Primärproduzenten, wie Pflanzen, gewinnen durch Photosynthese Energie aus der Sonne. Verbraucher wie Tiere essen die Pflanzen, um Energie zu gewinnen. Wenn die Tiere sterben, fressen Zersetzer die Körper und setzen Chemikalien frei, die den Boden anreichern und Pflanzen wachsen lassen.

Eine Gemeinschaft ist die dritte Organisationsebene in der Biosphäre. Mehrere Populationen von Arten bilden eine Gemeinschaft. Gemeinschaften teilen sich einen bestimmten Lebensraum oder eine Umgebung. Die Gemeinschaften an einem bestimmten Standort sind auf Arten beschränkt, die aufgrund der abiotischen Faktoren der Region wie Temperatur, pH-Wert und Nährstoffe in Luft und Boden überleben können. Die Artengemeinschaften werden auch durch biotische Faktoren wie Räuber und verfügbare Nahrungsquellen begrenzt.

Eine Population, die vierte Ebene der Biosphäre, umfasst alle Mitglieder einer einzigen Art, die in einem bestimmten Lebensraum leben. Eine Population kann Tausende von Mitgliedern oder nur einige Hundert Mitglieder umfassen. Das Hinzufügen oder Entfernen einer Population kann sich auf ein ganzes Ökosystem auswirken. Indikatorarten sind wichtige Gruppen, die Wissenschaftler verwenden, um die Gesundheit eines Ökosystems zu bestimmen, während das Vorhandensein von Schlüsselarten tiefgreifende Auswirkungen auf das Ökosystem als Ganzes haben kann.

Organismen, die letzte Ebene der Biosphäre, werden als Lebewesen definiert, die DNA zur Replikation verwenden. Einzelne Organismen werden als Individuen bezeichnet, während Gruppen von Organismen als Spezies betrachtet werden. Organismen werden normalerweise auf eine von zwei Arten eingeteilt: nach ihrer Zellstruktur oder nach der Art und Weise, wie sie Energie gewinnen. Die Zellstruktur unterteilt Organismen in Prokaryoten mit frei schwebender DNA in Zellen ohne Kerne und Eukaryoten, deren DNA im Zellkern enthalten ist. Organismen werden entweder als autotrophe Organismen, wie Pflanzen, die Energie gewinnen, indem sie sich selbst ernähren, und als heterotrophe Organismen, wie Tiere, die andere Organismen verbrauchen müssen, um Energie zu gewinnen, betrachtet.