Ein biologisch lebendiges Ökosystem zeigt auf elegante Weise, wie sich eine Gruppe von Organismen an ihre Umwelt anpassen kann. Kein Ort auf der Erde bietet eine perfekte Umgebung ohne Umweltbelastungen und Ressourcenbeschränkungen; Daher versucht die ökologische Forschung zu verstehen, wie lebende Organismen aushalten und gedeihen inmitten der nicht lebenden Eigenschaften – sowohl wünschenswert als auch unerwünscht – ihrer besonderen Ökosystem. Zwei bekannte Beispiele für unbelebte ökologische Komponenten sind die Niederschlagsmuster in den amerikanischen Great Plains und die chemische Zusammensetzung eines gewöhnlichen Teichs.
Anpassung an die Umgebung
Die Aspekte eines Ökosystems können in zwei große Kategorien eingeteilt werden: biotische Komponenten und abiotische Komponenten. Biotische Komponenten umfassen alle lebenden Organismen und werden weiter nach ihrer Funktion klassifiziert: Produzenten wie:
- Bakterien
- Pilze
Abiotische Komponenten, auch als abiotische Faktoren bezeichnet, umfassen die verschiedenen nicht lebenden Eigenschaften, die Einfluss auf das Leben der biotischen Komponenten – zum Beispiel was sie essen, wo sie Wasser finden und wie sie hartes Leben überstehen Wetter.
Abiotische Übersicht
Abiotische Komponenten decken ein breites Spektrum physikalischer, chemischer und klimatischer Bedingungen ab. Die dominanten abiotischen Komponenten in vielen Ökosystemen sind Wettermuster oder werden von Wettermustern beeinflusst – Organismen in natürlichen Umgebungen müssen das Wetter jeden Tag des Jahres ertragen; die meisten haben kaum die Fähigkeit, ein günstiges Mikroklima für sich selbst zu schaffen. Beispiele beinhalten:
- Umgebungstemperaturen
- saisonale Schwankungen
- Niederschlag
- Sonnenlicht
- Wind
- relative Luftfeuchtigkeit
Bodeneigenschaften – wie Textur, Gehalt an organischer Substanz und Mineralzusammensetzung – sind in vielen terrestrischen Ökosystemen ebenfalls kritische abiotische Faktoren. In aquatischen Ökosystemen spielen abiotische Faktoren wie die chemische Zusammensetzung und der Nährstoffgehalt des Wassers eine ähnliche Rolle.
Der Einfluss geringer Niederschläge
Die Niederschlagsmuster der amerikanischen Ebenen waren wichtige abiotische Komponenten der einheimischen Prärie-Ökosysteme in diesen Regionen. Die Great Plains, die aus Gebieten wie dem Westen von Kansas und dem größten Teil von Nebraksa bestehen, haben einen relativ geringen durchschnittlichen Niederschlag, oft weniger als 16 Zoll pro Jahr. Diese geringen Niederschläge – in Verbindung mit anderen abiotischen Merkmalen wie ungewöhnlich fruchtbaren Böden und windigen Wintern – führten zu interessanten biotischen Merkmalen. Bäume hatten beispielsweise in Sommern mit langen Dürreperioden Schwierigkeiten, sich auf natürliche Weise zu etablieren. Folglich wuchsen Bäume hauptsächlich in der Nähe von Gewässern und der Rest des Landes entwickelte sich zu einer riesigen Fläche von trockenheitstoleranten mehrjährigen Gräsern.
Wasser und seine Nährstoffe
Die in einem Gewässer vorhandenen Chemikalien beeinflussen direkt, welche Wasserorganismen am zahlreichsten sind. Stickstoff ist beispielsweise ein essentieller Mineralstoff für Wasserpflanzen und Bestandteil des Proteins, das Verbraucher wie Fische benötigen. Cyanobakterien gedeihen oft in stickstoffarmen Teichen, weil sie Stickstoff aus dem praktisch unbegrenzten Vorrat der Atmosphäre aufnehmen können. Auch Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff, und der natürlich niedrige Phosphorgehalt vieler Gewässer trägt dazu bei, das Algenwachstum zu begrenzen. Wenn starke Regenfälle phosphorreichen Abfluss in einen Teich bringen, können Algen auf Kosten anderer Wasserpflanzen gedeihen.