Οικοσύστημα: Ορισμός, Τύποι, Δομή & Παραδείγματα

Ο φυσικός κόσμος αποτελείται από πολύ διαφορετικούς τύπους φυσικών περιβαλλόντων και οργανισμών που είναι μοναδικά προσαρμοσμένοι στο να ζουν εκεί. Μια άλλη λέξη για αυτήν την έννοια στη βιολογία είναι μια οικοσύστημα.

Αυτό το άρθρο θα σας δώσει σαφείς εξηγήσεις για τα οικοσυστήματα και θα σας προσφέρει ενδιαφέροντα παραδείγματα.

Οι βιολόγοι ορίζουν ένα οικοσύστημα ως μια κοινότητα ζωντανών οργανισμών και το φυσικό τους περιβάλλον, το οποίο περιλαμβάνει και τα δύο βιοτικός και αβιοτικός παράγοντες.

Βιοτικοί παράγοντες ζουν πράγματα σε ένα αλληλεξαρτώμενο οικολογικό σύστημα όπως φυτά, ζώα, μικρόβια και μύκητες.

Αβιοτικοί παράγοντες είναι μη ζωντανά πράγματα όπως νερό, ηλιακό φως, καταφύγιο, βράχοι, μέταλλα, χώμα και κλίμα.

Η επιστημονική μελέτη και ταξινόμηση των φυτών και των ζώων χρονολογείται από τον Αριστοτέλη στην αρχαία Ελλάδα. Στις αρχές του 1800, ο Δαρβίνος περιέγραψε τον ανταγωνισμό μεταξύ ειδών και εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής. Ο Ernst Haeckel επινόησε τη λέξη οικολογία περίπου την ίδια ώρα.

Στα τέλη του 1800, ο Eugenius Warming πρότεινε ότι οι αβιοτικοί παράγοντες, όπως η ξηρασία, η φωτιά και ο κρύος καιρός επηρέασαν επίσης τη συμπεριφορά των ειδών και τις στρατηγικές προσαρμογής. Ο Warming ταξίδεψε εκτενώς στη δουλειά του και ανέπτυξε ένα πανεπιστημιακό μάθημα για την οικολογία των φυτών. Οι ιδέες του συνελήφθησαν όταν Βρετανοί και Βορειοαμερικανοί επιστήμονες διάβαζαν το κλασικό βιβλίο του, Οικολογία φυτών.

Ο όρος οικοσύστημα επινοήθηκε από τον Arthur Tansley το 1936.

Υπάρχουν τρεις ευρείες κατηγορίες βιολογικά οικοσυστήματα. Κάθε ένα έχει μια ξεχωριστή σύνθεση και δομή ειδών. Το μεγαλύτερο οικοσύστημα είναι το θαλάσσιο οικοσύστημα. Όλα τα οικοσυστήματα επηρεάζονται από το παγκόσμιο κλίμα και την ανθρώπινη δραστηριότητα, όπως ρύπανση, άρδευση, αστικοποίηση, εξόρυξη και αποψίλωση.

Θαλάσσιο οικοσύστημα καλύπτει περίπου 70 τοις εκατό της επιφάνειας της Γης. Μαζί με τους ωκεανούς, τα θαλάσσια οικοσυστήματα περιλαμβάνουν αμμώδεις ακτές, εκβολές ποταμών, διαμερίσματα με λάσπη, νερά της Ανταρκτικής, αλμυρούς βάλτους και ζωηρούς κοραλλιογενείς υφάλους, όλα γεμάτα ζωή. Το κλίμα των θαλάσσιων οικοσυστημάτων σε όλο τον κόσμο κυμαίνεται από τροπική θερμότητα έως πολικές δίνη.

Υδρόβια οικοσυστήματα περιλαμβάνουν λίμνες, ποτάμια, λίμνες και υγρότοπους. Τα είδη γλυκού νερού εξαφανίζονται με πολύ ταχύτερο ρυθμό από τα θαλάσσια ή χερσαία είδη, σύμφωνα με National Geographic. Η κλιματική αλλαγή και η ρύπανση αποτελούν μείζονες απειλές για τα υδρόβια οικοσυστήματα.

Χερσαία οικοσυστήματα είναι χερσαίες οικολογικές κοινότητες σε μέρη όπως η Αρκτική τούνδρα, η έρημος, τα δάση και τα λιβάδια. Τα ζώα σε πολικά κλίματα έχουν συν-εξελιχθεί παρόμοια προσαρμοστικά χαρακτηριστικά όπως η παχιά γούνα και ένα μονωτικό στρώμα λίπους.

Οι βιομάδες είναι ένας ελαφρώς ευρύτερος όρος από τα οικοσυστήματα, αν και είναι αρκετά παρόμοιοι. Βιομάδες είναι διακριτικές οικολογικές κοινότητες που οι ίδιες μπορούν να περιέχουν πολλά οικοσυστήματα μέσα σε αυτό. Είναι χρήσιμα για την κατηγοριοποίηση των χαρακτηριστικών ορισμένων περιοχών που μπορούν να επηρεάσουν άμεσα τον τύπο ή τους τύπους των οικοσυστημάτων που προκύπτουν εκεί.

Τα διακριτικά χαρακτηριστικά αυτών των βιομάζων / οικολογικών συστημάτων περιλαμβάνουν το ιδιαίτερο κλίμα, τη ζώνη, την ανύψωση, τον τύπο του εδάφους, την ποσότητα υετού και τη σύνθεση των ειδών.

Υδρόβια βιομάζα περιλαμβάνουν κοραλλιογενείς υφάλους, εκβολές, θαλάσσια, υγρότοπους και γλυκό νερό.

Βιομερή έρημο περιλαμβάνουν την έρημο Mojave, τις παράκτιες ερήμους της Χιλής, το Death Valley και τις ψυχρές ερήμους της Γροιλανδίας.

Δασικές βιολογίες περιλαμβάνουν τροπικό τροπικό δάσος, εύκρατο δάσος, chaparral (θάμνοι) και taiga (βόρειο δάσος).

Βιομάδες λιβαδιών περιλαμβάνουν σαβάνες, στέπες, λιβάδια και pampas της Νότιας Αμερικής.

Οι ζώντες οργανισμοί πρέπει να έχουν ενέργεια και θρεπτικά συστατικά για να αναπτυχθούν, να αντιδράσουν και να αναπαραχθούν. Οι οργανισμοί αλληλεξαρτώνται και συνδέονται μεταξύ τους στον κύκλο της ζωής. Η ενέργεια μεταφέρεται από το ένα επίπεδο της τροφικής πυραμίδας στο επόμενο. Για παράδειγμα, τα ψάρια τρώνε φύκια και τα καλαμάρια τρώνε ψάρια.

Τα φύκια, τα ψάρια, τα καλαμάρια και οι αρπακτικοί καρχαρίες είναι ένα παράδειγμα α τροφική αλυσίδα. ο δίκτυο τροφίμων είναι κατασκευασμένο από πολλές αλληλεπικαλυπτόμενες τροφικές αλυσίδες. Η ενεργειακή πυραμίδα ξεκινά με παραγωγούς στη βάση της πυραμίδας ακολουθούμενη από καταναλωτές και αρπακτικά σε ανώτερα επίπεδα. Η ενέργεια χάνεται με κάθε μεταφορά μεταξύ οργανισμών, επομένως η πυραμίδα είναι όρθια και όχι ανεστραμμένη.

Τα φυτά και το φυτοπλαγκτόν είναι παραγωγοί που περιέχουν φωτοσυνθετικές χρωστικές που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια και διοξείδιο του άνθρακα για την παραγωγή ζάχαρης. Οι πρωτογενείς καταναλωτές τρώνε φυτά και οι δευτερογενείς καταναλωτές τρώνε πρωτογενείς καταναλωτές. Ένας κορυφαίος θηρευτής χωρίς φυσικούς εχθρούς κατέχει την πρώτη θέση στην τροφική πυραμίδα.

Βιομάζα διατηρείται και ανακυκλώνεται σε ένα οικοσύστημα. Όταν οι οργανισμοί πεθαίνουν, αποσυνθέτες διασπά την οργανική ύλη σε ενέργεια και θρεπτικά συστατικά που ρέουν πίσω στο οικοσύστημα. Τα αποσυνθέτοντα ζώα απελευθερώνουν υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες και αέρια όταν δρουν από μικρόβια, μύγες και σκουλήκια.

Τα βακτήρια και τα μικρόβια διαλύουν την αποσυντιθέμενη φυτική ύλη σε θρεπτικά συστατικά όπως ασβέστιο, άζωτο, κάλιο και φώσφορο που εμπλουτίζουν το έδαφος.

Ενέργεια και θρεπτικά συστατικά επίσης ροή μεταξύ οικοσυστημάτων. Για παράδειγμα, βράχοι σε ένα ποτάμι διαβρώνουν και βάζουν μεταλλεύματα στο νερό που ρέει προς τα κάτω σε λίμνες και χωράφια. Το αποτέλεσμα μπορεί επίσης να είναι επιβλαβές. Η απορροή αζώτου και φωσφόρου από τις καλλιεργήσιμες εκτάσεις μπορεί να μολύνει τις υδάτινες οδούς.

Σε αντίθεση με την ύλη που ανακυκλώνεται, η ενέργεια ρέει προς μία κατεύθυνση. Τα φυτά παράγουν πλούσια σε ενέργεια μόρια γλυκόζης από το ηλιακό φως, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα. Η χημική ενέργεια μεταφέρεται στους καταναλωτές για μεταβολισμό των κυττάρων και η επιπλέον ενέργεια εκπέμπεται ως θερμότητα.

Τα οικοσυστήματα είναι δυναμικά με μια σταθερή πτώση και ροή ενέργειας και ύλη. Τα επίπεδα των θρεπτικών συστατικών, οι πληθυσμοί των ειδών, οι καιρικές συνθήκες, η θερμοκρασία, οι εποχές του έτους κυμαίνονται και αλλάζουν. Η ποικιλομορφία σε ένα οικοσύστημα συμβάλλει στη σταθερότητα.

Παρά τη ροή και τη δυναμική φύση της οικολογίας του οικοσυστήματος, συνολικά κατάσταση ισορροπίας παραμένει σταθερή. Τα οικοσυστήματα διατηρούν μια σταθερή κατάσταση με μια αρκετά συνεπή σύνθεση. Κανονικά, τα κυμαινόμενα βιοτικά και αβιοτικά χαρακτηριστικά δεν απειλούν ένα σταθερό σύστημα. Με άλλα λόγια, ένα τροπικό δάσος εξακολουθεί να είναι τροπικό δάσος ακόμη και αν ο πληθυσμός των πιθήκων μειώνεται.

Οι φυσικές διαταραχές μπορούν να διαταράξουν τη λειτουργία του οικοσυστήματος. Για παράδειγμα, οι τυφώνες, οι άγριες πυρκαγιές, οι πλημμύρες και τα ηφαίστεια αναστατώνουν τις υπηρεσίες του οικοσυστήματος. Οι πλημμύρες μπορούν να μολύνουν τις πηγές νερού. Ο βιότοπος χάνεται και τα είδη μπορεί να εκτοπιστούν. Η ισορροπία αρπακτικών θηραμάτων μπορεί να είναι εκτός προκαλώντας επίδραση ντόμινο σε άλλα είδη.

Επεμβατικά είδη μπορεί δυνητικά να απειλήσει την ευημερία και την ίδια την ύπαρξη άλλων ειδών. Τα χωροκατακτητικά είδη περιλαμβάνουν φυτά και ζώα που εισάγονται σε μια περιοχή σκόπιμα ή κατά λάθος. Μερικές φορές τα χωροκατακτητικά είδη εισέρχονται σκόπιμα για να σταματήσουν έναν αρπακτικό που αναλαμβάνει. Για παράδειγμα, οι συντηρητές απελευθέρωσαν σολομό στις Μεγάλες Λίμνες για να ελέγξουν ένα λιγότερο επιθυμητό διεισδυτικό είδος.

Η ανθρώπινη δραστηριότητα είναι μια άλλη σημαντική αιτία επικίνδυνων αλλαγών του οικοσυστήματος. Το κυνήγι, η υπεραλίευση, η εκμετάλλευση μη ανανεώσιμων πόρων, τα τοξικά απόβλητα και η ρύπανση απειλούν τα οικοσυστήματα και τις βιομάδες τους. Σε ακραίες περιπτώσεις, όπως διαρροή από πυρηνικό εργοστάσιο, τα επηρεαζόμενα οικοσυστήματα θα μπορούσαν να είναι ραδιενεργά και καρκινογόνα για τα επόμενα χρόνια.

ο Great Barrier Reef στα ανοικτά των ακτών της Αυστραλίας είναι ένα απίστευτα μεγάλο και ποικίλο θαλάσσιο οικοσύστημα που υπάρχει εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Φύκια Παρέχετε τροφή για την ανάπτυξη κοραλλιών που συνδέονται με νεκρά κοράλλια στον ύφαλο.

Τα νεαρά κοράλλια που επιπλέουν στο νερό τρώγονται από ψάρια και ζώα που κολυμπούν στον ωκεανό. Τα σκελετοποιημένα κοράλλια μπορούν ακόμη να καταναλωθούν από σκουλήκια, σαλιγκάρια και αχλάδι αστερίας.

Μερικά κοράλλια έχουν αμοιβαία επωφελείς σχέσεις με γαρίδες και καβούρια που ζουν σε κοραλλιογενείς αποικίες και καταπολεμούν τους αμοιβαίους εχθρούς χρησιμοποιώντας τα τσιμπήματα τους. Οι αβιοτικοί παράγοντες που επηρεάζουν σημαντικά τα κοράλλια είναι οι αυξανόμενες θερμοκρασίες νερού, η οξίνιση των ωκεανών και τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα.

Σύμφωνα με το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Smithsonian, το όξινο θαλασσινό νερό έχει ήδη αρχίσει να διαλύει τη σκελετική δομή των κοραλλιογενών υφάλων σε μέρη όπως η Χαβάη.

Το υδάτινο οικοσύστημα Lake of the Woods βρίσκεται στα σύνορα του Καναδά και των Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτό το σώμα γλυκού νερού είναι ό, τι απομένει από την κάποτε τεράστια παγετώδη λίμνη Agassiz.

Σε αυτό το γλυκό νερό υδρόβιο οικοσύστημα, το φυτοπλαγκτόν, το ζωοπλαγκτόν, τα φύκια και τα βακτήρια παρέχουν βέλτιστα επίπεδα τροφής, ενδιαιτημάτων και οξυγόνου για νόστιμα ψάρια. Η λίμνη του Woods ονομάζεται συχνά η πρωτεύουσα Walleye του κόσμου _._

Τα ασπόνδυλα, όπως οι μύγες και τα μύδια, παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στις λίμνες γλυκού νερού. Τρώνε μικροοργανισμούς που τρέφονται με την αποσύνθεση φυτικών και ζωικών υλών. Τα ασπόνδυλα παρέχουν μια εξαιρετική πηγή τροφής για μικρά ψάρια που μπορούν να καταναλωθούν από μεγάλα ψάρια, τα οποία μπορεί να αλιευθούν από πελεκάνους, ερωδιούς, αρκούδες και ανθρώπους.

Οι αβιοτικοί παράγοντες που επηρεάζουν την κατάσταση ενός υδάτινου οικοσυστήματος όπως η λίμνη του δάσους περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα και του νερού, τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα και την τοξική απορροή.

Ο Αμαζόνιος οικοσύστημα τροπικών δασών είναι ένα χερσαίο περιβάλλον πλούσιο σε είδη στη Νότια Αμερική. Το φως του ήλιου απορροφάται από πλούσια πλατάνια και ψηλά δέντρα που παρέχουν τροφή και καταφύγιο σε έναν εκπληκτικό αριθμό πουλιών, θηλαστικών, εντόμων, σαυρών και φιδιών στις τροπικές περιοχές. Πολλά από αυτά τα πλάσματα τρώγονται από αρπακτικά όπως ο ιαγουάρ.

Όταν οι οργανισμοί πεθαίνουν στο τροπικό δάσος, η ενέργεια και τα θρεπτικά συστατικά τους διασπώνται γρήγορα από τους αποσυνθέτες όπως τα σκουλήκια και τα μικρόβια. Τα θρεπτικά συστατικά επιστρέφουν στο έδαφος και βοηθούν τα φυτά να αναπτυχθούν. Οι αβιοτικοί παράγοντες του τροπικού δάσους περιλαμβάνουν μεγάλες ποσότητες βροχοπτώσεων, θερμότητας και τροπικού κλίματος που τρέφει τη βιοποικιλότητα των ειδών από το δάπεδο του δάσους έως τους πυκνούς κρεμαστούς θόλους.

Ανάλογα με τα ερευνητικά τους ενδιαφέροντα, οι οικολόγοι μπορεί να επικεντρωθούν στον τομέα της κοινοτικής οικολογίας, της οικολογίας του οικοσυστήματος ή και των δύο. Κοινοτική οικολογία εξετάζει συγκεκριμένα τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών ειδών και το αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης. Η οικολογία του οικοσυστήματος εξετάζει πολύ ευρύτερα τους ζωντανούς και τους μη ζωντανούς παράγοντες που επηρεάζουν μια οικολογική κοινότητα και προκαλούν την αλλαγή του οικοσυστήματος.

Για παράδειγμα, ένας οικολόγος που θέλει να μάθει γιατί ο γιγαντιαίος κυπρίνος καταλαμβάνει μια λίμνη που κάποτε ήταν γεμάτη πέστροφα μπορεί να αναλάβει κοινοτική οικολογική μελέτη του πληθυσμού των ψαριών μαζί με μια μελέτη οικοσυστημάτων για τη μείωση της ποιότητας του νερού που επηρεάζει όλα τα είδη υδρόβια ζωή. Οι οικολόγοι διεξάγουν μελέτες που βοηθούν εξοικονομήστε φυσικούς πόρους για τις μελλοντικές γενιές.

Η διαχείριση του οικοσυστήματος χρησιμοποιεί πρακτικές διατήρησης για τη διατήρηση της ακεραιότητας της λειτουργίας και των δομών του οικοσυστήματος. Οι οικοδομικές δομές λέγεται ότι έχουν ακεραιότητα όταν είναι ισορροπημένες, σταθερές και χαρακτηριστικές των οικολογικών κοινοτήτων σε αυτήν τη φυσική περιοχή.

Και οι δύο αβιοτικοί και βιοτικοί παράγοντες είναι γενικά προβλέψιμοι. Δυναμική πληθυσμού θα πρέπει επίσης να είναι αυτοσυντηρούμενη χωρίς να χρειάζεται ανθρώπινη παρέμβαση αποκαταστήστε την ισορροπία.

Η καλή διαχείριση των οικοσυστημάτων παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση των κρατικών πάρκων, των εθνικών πάρκων και άλλων περιοχών άγριας ζωής. Η κατανόηση της ιστορίας του οικοσυστήματος και οι φυσιολογικοί ρυθμοί αλλαγής ή διαδοχής βοηθούν στην έγκαιρη ανίχνευση διαρθρωτικών προβλημάτων. Ο στόχος είναι να διατηρηθεί η βιοποικιλότητα και να διασφαλιστεί η βιωσιμότητα των εγγενών ειδών. Από τη Νέα Υόρκη έως την Καλιφόρνια, οι περιβαλλοντολόγοι παρακολουθούν στενά τα κλιματικά πρότυπα.

Οι φυσικές καταστροφές, όπως ένας τυφώνας, ακολουθούνται από την ομαλή διαδοχή και τη φυσική ανοικοδόμηση της περιοχής στην προηγούμενη κατάσταση. Ωστόσο, η ανθρώπινη δραστηριότητα μπορεί προσωρινά ή μόνιμα να καταστρέψει μια οικολογία οικοσυστήματος. Οι καταστροφές του οικοσυστήματος έχουν συμβεί στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε όλο τον κόσμο.

Το οικοσύστημα του Κόλπου του Μεξικού έχει διαταραχθεί σοβαρά από ρύπους που μεταφέρονται στον Κόλπο από τον ποταμό Μισισιπή. Άζωτο και φώσφορος από χωράφια, χώρους τροφοδοσίας και αποχέτευση αποχέτευσης στον ποταμό από πολλές πολιτείες.

Τα υπερβολικά επίπεδα θρεπτικών ουσιών διεγείρουν τοξικά τα φύκια ανθίζουν, αλλάξτε την αλλαγή τροφής και αδειάστε το οξυγόνο στο νερό με αποτέλεσμα μια νεκρή ζώνη και μαζικά ψάρια σκοτώνουν. Η περιοχή επηρεάζεται επίσης από αβιοτικούς παράγοντες, όπως τυφώνες και πλημμύρες.

Το 1986, ένα ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ στην Ουκρανία έριξε θανάσιμο ραδιενεργό υλικό στην ατμόσφαιρα. Εκατομμύρια άνθρωποι εκτέθηκαν σε ακτινοβολία. Χιλιάδες παιδιά που έπιναν γάλα από αγελάδες που βόσκουν στη μολυσμένη περιοχή εμφάνισαν καρκίνο του θυρεοειδούς. Σήμερα, η ραδιενεργή περιοχή που περιβάλλει το Τσερνομπίλ είναι εκτός ορίων για τους ανθρώπους, αλλά οι λύκοι, τα άγρια ​​άλογα και άλλα ζώα υπάρχουν σε σημαντικό αριθμό.