Ökosystem: Definition, Typen, Struktur & Beispiele

Die natürliche Welt besteht aus sehr unterschiedlichen Arten von physischen Umgebungen und Organismen, die einzigartig an das Leben dort angepasst sind. Ein anderes Wort für dieses Konzept in der Biologie ist ein Ökosystem.

In diesem Artikel werden Ökosysteme anschaulich erklärt und interessante Beispiele angeboten.

Biologen definieren ein Ökosystem als eine Gemeinschaft lebender Organismen und ihrer physischen Umgebung, die beides umfasst biotisch und abiotisch Faktoren.

Biotische Faktoren sind Lebewesen in einem interdependenten Ökosystem wie Pflanzen, Tiere, Mikroben und Pilze.

Abiotischen Faktoren sind unbelebte Dinge wie Wasser, Sonnenlicht, Schutz, Gesteine, Mineralien, Boden und Klima.

Die wissenschaftliche Erforschung und Klassifizierung von Pflanzen und Tieren geht auf Aristoteles im antiken Griechenland zurück. Anfang des 19. Jahrhunderts beschrieb Darwin den Wettbewerb zwischen Arten und Evolution durch natürliche Selektion. Ernst Haeckel hat das Wort geprägt Ökologie um dieselbe Zeit.

In den späten 1800er Jahren schlug Eugenius Warming vor, dass abiotische Faktoren wie Dürre, Feuer und kaltes Wetter auch das Verhalten und die Anpassungsstrategien der Arten beeinflussten. Warming reiste in seiner Arbeit viel und entwickelte einen Universitätskurs über Pflanzenökologie. Seine Ideen fanden Anklang, als britische und nordamerikanische Wissenschaftler sein klassisches Buch lasen. Ökologie der Pflanzen.

Der Begriff Ökosystem wurde 1936 von Arthur Tansley geprägt.

Es gibt drei große Kategorien von biologische Ökosysteme. Jeder hat eine unterschiedliche Artenzusammensetzung und Struktur. Das größte Ökosystem ist das Meeresökosystem. Alle Ökosysteme werden durch das globale Klima und menschliche Aktivitäten wie Umweltverschmutzung, Bewässerung, Urbanisierung, Bergbau und Entwaldung beeinflusst.

Meeresökosystem deckt ungefähr 70 Prozent der Erdoberfläche. Neben den Ozeanen umfassen die Meeresökosysteme Sandstrände, Flussmündungen, Wattenmeer, antarktische Gewässer, Salzwiesen und lebendige Korallenriffe, die alle voller Leben sind. Das Klima mariner Ökosysteme auf der ganzen Welt reicht von tropischer Hitze bis zu Polarwirbeln.

Aquatische Ökosysteme Dazu gehören Seen, Flüsse, Teiche und Feuchtgebiete. Süßwasserarten sterben laut viel schneller aus als Meeres- oder Landarten National Geographic. Klimawandel und Umweltverschmutzung sind große Bedrohungen für aquatische Ökosysteme.

Terrestrische Ökosysteme sind landbasierte ökologische Gemeinschaften an Orten wie der arktischen Tundra, Wüste, Wäldern und Grasland. Tiere in polaren Klimazonen haben ähnliche adaptive Merkmale wie dickes Fell und eine isolierende Fettschicht mitentwickelt.

Biome sind ein etwas breiterer Begriff als Ökosysteme, obwohl sie ziemlich ähnlich sind. Biome sind charakteristische ökologische Gemeinschaften, die selbst viele Ökosysteme enthalten können. Sie sind nützlich, um die Eigenschaften bestimmter Gebiete zu kategorisieren, die sich direkt auf den oder die dort entstehenden Ökosysteme auswirken können.

Unterscheidungsmerkmale dieser Biome/ökologischen Systeme sind ihr besonderes Klima, Zone, Höhe, Bodenart, Niederschlagsmenge und Artenzusammensetzung.

Aquatische Biome gehören Korallenriffe, Flussmündungen, Meere, Feuchtgebiete und Süßwasser.

Wüstenbiome Dazu gehören die Mojave-Wüste, Chiles Küstenwüsten, das Death Valley und die eisigen Wüsten Grönlands.

Waldbiome gehören tropischer Regenwald, gemäßigter Wald, Chaparral (Sträucher) und Taiga (Borealer Wald).

Grünlandbiome Dazu gehören Savannen, Steppen, Prärien und südamerikanische Pampas.

Lebende Organismen benötigen Energie und Nährstoffe, um zu wachsen, zu reagieren und sich fortzupflanzen. Organismen sind im Kreislauf des Lebens voneinander abhängig und miteinander verbunden. Energie wird von einer Ebene der Ernährungspyramide zur nächsten übertragen. Zum Beispiel fressen Fische Algen und Tintenfische fressen Fisch.

Algen, Fische, Tintenfische und Raubhaie sind ein Beispiel für a Nahrungskette. Das Nahrungsnetz besteht aus vielen überlappenden Nahrungsketten. Die Energiepyramide beginnt mit Erzeugern an der Basis der Pyramide, gefolgt von Verbrauchern und Raubtieren auf den oberen Ebenen. Bei jedem Transfer zwischen Organismen geht Energie verloren, so dass die Pyramide aufrecht und nicht umgedreht ist.

Pflanzen und Phytoplankton sind Hersteller die photosynthetische Pigmente enthalten, die Sonnenenergie und Kohlendioxid verwenden, um Zucker herzustellen. Primärkonsumenten essen Pflanzen und Sekundärkonsumenten essen Primärkonsumenten. Ein Spitzenprädator ohne natürliche Feinde steht an der Spitze der Nahrungspyramide.

Biomasse wird in einem Ökosystem konserviert und recycelt. Wenn Organismen sterben, Zersetzer zersetzen die organische Substanz in Energie und Nährstoffe, die in das Ökosystem zurückfließen. Zersetzende Tiere setzen bei Einwirkung von Mikroben, Fliegen und Würmern Kohlenhydrate, Fette, Proteine ​​und Gase frei.

Bakterien und Mikroben zersetzen verrottendes Pflanzenmaterial in Nährstoffe wie Kalzium, Stickstoff, Kalium und Phosphor, die den Boden anreichern.

Energie und Nährstoffe auch Fluss zwischen Ökosystemen. Zum Beispiel erodieren Gesteine ​​in einem Fluss und geben Mineralien in das Wasser, das flussabwärts in Seen und Felder fließt. Die Wirkung kann auch schädlich sein. Stickstoff- und Phosphorabflüsse aus Ackerland können die Wasserwege verschmutzen.

Im Gegensatz zu Stoffen, die recycelt werden, fließt Energie in eine Richtung. Pflanzen produzieren energiereiche Glukosemoleküle aus eingefangenem Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid. Chemische Energie wird für den Zellstoffwechsel an Verbraucher abgegeben und zusätzliche Energie wird in Form von Wärme abgegeben.

Ökosysteme sind dynamisch mit konstanter Ebbe und Energiefluss und Materie. Nährstoffgehalt, Artenpopulationen, Wettermuster, Temperatur, Jahreszeiten schwanken und ändern sich. Vielfalt in einem Ökosystem trägt zur Stabilität bei.

Trotz des Wandels und der Dynamik der Ökosystemökologie ist ein insgesamt Gleichgewichtszustand bleibt stabil. Ökosysteme behalten einen stabilen Zustand mit einer ziemlich konsistenten Zusammensetzung bei. Normalerweise bedrohen schwankende biotische und abiotische Merkmale ein stabiles System nicht. Mit anderen Worten, ein Regenwald ist immer noch ein Regenwald, auch wenn die Affenpopulation abnimmt.

Natürliche Störungen können die Funktion des Ökosystems stören. Hurrikane, Waldbrände, Überschwemmungen und Vulkane stören beispielsweise die Ökosystemleistungen. Überschwemmungen können Wasserquellen verunreinigen. Lebensraum geht verloren und Arten können verdrängt werden. Das Raubtier-Beute-Gleichgewicht kann gestört sein und einen Dominoeffekt auf andere Arten verursachen.

Invasive Arten kann das Wohlergehen und die Existenz anderer Arten potenziell bedrohen. Zu den invasiven Arten gehören Pflanzen und Tiere, die absichtlich oder versehentlich in ein Gebiet eingeführt wurden. Manchmal werden invasive Arten absichtlich eingeführt, um ein Raubtier zu stoppen, das die Macht übernimmt. Zum Beispiel ließen Naturschützer Lachse in die Großen Seen frei, um eine weniger wünschenswerte invasive Art zu kontrollieren.

Menschliche Aktivitäten sind eine weitere Hauptursache für gefährliche Ökosystemveränderungen. Jagd, Überfischung, Ausbeutung nicht erneuerbarer Ressourcen, Giftmüll und Umweltverschmutzung bedrohen die Ökosysteme und ihre Biome. Im Extremfall, etwa bei einem Leck aus einem Kernkraftwerk, könnten die betroffenen Ökosysteme über Jahre hinweg radioaktiv und krebserregend sein.

Das Great Barrier Reef vor der Küste Australiens ist ein unglaublich großes und vielfältiges Meeresökosystem das gibt es schon seit Millionen von Jahren. Algen bieten Nahrung für wachsende Korallen, die sich an toten Korallen im Riff festsetzen.

Junge Korallen, die im Wasser schwimmen, werden von Fischen und Tieren gefressen, die im Meer schwimmen. Skelettierte Korallen können immer noch von Würmern, Schnecken und gefräßigen Seesternen verzehrt werden.

Einige Korallen haben eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung zu Garnelen und Krabben, die in Korallenkolonien leben und gegenseitige Feinde mit ihren Zangen bekämpfen. Abiotische Faktoren, die Korallen maßgeblich beeinflussen, sind steigende Wassertemperaturen, die Versauerung der Ozeane und der Kohlendioxidgehalt.

Laut dem Smithsonian Museum of Natural History beginnt saures Meerwasser an Orten wie Hawaii bereits, die Skelettstruktur von Korallenriffen aufzulösen.

Das aquatische Ökosystem Lake of the Woods liegt an der Grenze zwischen Kanada und den Vereinigten Staaten. Dieser Süßwasserkörper ist das, was vom einst massiven Gletschersee Agassiz übrig geblieben ist.

In diesem Süßwasser aquatisches Ökosystem, Phytoplankton, Zooplankton, Algen und Bakterien bieten optimale Nahrungs-, Lebensraum- und Sauerstoffwerte für schmackhafte Fische. Lake of the Woods wird oft als die Walleye-Hauptstadt der Welt bezeichnet_._

Auch Wirbellose wie Eintagsfliegen und Mücken spielen in Süßwasserseen eine wichtige Rolle. Sie ernähren sich von Mikroorganismen, die sich von verrottenden Pflanzen- und Tierstoffen ernähren. Wirbellose bieten eine ausgezeichnete Nahrungsquelle für kleine Fische, die von großen Fischen gefressen werden können, die von Pelikanen, Reihern, Bären und Menschen gefangen werden können.

Zu den abiotischen Faktoren, die den Zustand eines aquatischen Ökosystems wie Lake of the Woods beeinflussen, gehören Luft- und Wassertemperatur, Kohlendioxidgehalt und giftiger Abfluss.

Die Amazone Regenwald-Ökosystem ist eine artenreiche terrestrische Umgebung in Südamerika. Das Sonnenlicht wird von üppigen breitblättrigen Pflanzen und hohen Bäumen absorbiert, die einer erstaunlichen Anzahl von Vögeln, Säugetieren, Insekten, Eidechsen und Schlangen in den Tropen Nahrung und Unterschlupf bieten. Viele dieser Kreaturen werden von Raubtieren wie dem Jaguar gefressen.

Wenn Organismen im Regenwald sterben, werden ihre Energie und Nährstoffe schnell von Zersetzern wie Maden und Mikroben abgebaut. Nährstoffe gehen zurück in den Boden und helfen den Pflanzen zu wachsen. Zu den abiotischen Faktoren des Regenwaldes zählen große Niederschlagsmengen, Hitze und ein tropisches Klima, das die Artenvielfalt vom Waldboden bis zu den dicken hängenden Baumkronen nährt.

Abhängig von ihren Forschungsinteressen können sich Ökologen auf das Gebiet der Gemeinschaftsökologie, der Ökosystemökologie oder beides konzentrieren. Gemeinschaftsökologie untersucht speziell die Interaktionen zwischen verschiedenen Arten und das Ergebnis dieser Interaktion. Die Ökosystemökologie betrachtet lebende und nicht lebende Faktoren, die eine ökologische Gemeinschaft beeinflussen und Ökosystemveränderungen auslösen, viel breiter.

Ein Ökologe, der zum Beispiel herausfinden möchte, warum Riesenkarpfen einen See erobern, der einst voller Forellen war, könnte eine Gemeinschaftsökologische Studie der Fischpopulation zusammen mit einer Ökosystemstudie zur abnehmenden Wasserqualität, die alle Arten von affects betrifft Wasserleben. Ökologen führen Studien durch, die helfen natürliche Ressourcen für künftige Generationen zu retten.

Das Ökosystemmanagement wendet Naturschutzpraktiken an, um die Integrität der Ökosystemfunktionen und -strukturen zu erhalten. Ökosystemstrukturen werden als Integrität bezeichnet, wenn sie ausgewogen, stabil und charakteristisch für ökologische Gemeinschaften in dieser natürlichen Region sind.

Sowohl abiotische als auch biotische Faktoren sind im Allgemeinen vorhersehbar. Populationsdynamik sollte auch selbsttragend sein, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist, um Gleichgewicht wiederherstellen.

Ein gutes Ökosystemmanagement spielt eine wichtige Rolle bei der Erhaltung von State Parks, Nationalparks und anderen Wildschutzgebieten. Das Verständnis der Geschichte des Ökosystems und der normalen Änderungs- oder Sukzessionsraten hilft bei der Früherkennung struktureller Probleme. Ziel ist es, die Biodiversität zu erhalten und die Lebensfähigkeit einheimischer Arten zu sichern. Von New York bis Kalifornien beobachten Umweltschützer die Klimamuster genau.

Auf Naturkatastrophen wie ein Hurrikan folgt eine geordnete Abfolge und ein natürlicher Wiederaufbau des Gebiets in seinen früheren Zustand. Menschliche Aktivitäten können jedoch eine Ökosystemökologie vorübergehend oder dauerhaft zerstören. In den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt haben sich Ökosystemkatastrophen ereignet.

Das Ökosystem des Golfs von Mexiko wurde durch Schadstoffe, die vom Mississippi in den Golf transportiert wurden, stark beeinträchtigt. Stickstoff und Phosphor aus Feldern, Feedlots und Abwasser fließen aus vielen Staaten in den Fluss.

Ein zu hoher Nährstoffgehalt stimuliert toxische Algenblüte, ändern die Nahrungsänderung und verbrauchen Sauerstoff im Wasser, was zu einer toten Zone und zu massiven Fischtötungen führt. Das Gebiet ist auch von abiotischen Faktoren wie Hurrikans und Überschwemmungen betroffen.

1986 wurde bei einem Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl in der Ukraine tödliches radioaktives Material in die Atmosphäre freigesetzt. Millionen Menschen waren der Strahlung ausgesetzt. Tausende von Kindern, die Milch von Kühen tranken, die in dem verseuchten Gebiet grasen, erkrankten an Schilddrüsenkrebs. Heute ist das radioaktive Gebiet um Tschernobyl für Menschen gesperrt, aber Wölfe, Wildpferde und andere Tiere sind in beträchtlicher Zahl vorhanden.