Zajednica (ekologija): definicija, struktura, teorija i primjeri

Ekologija zajednice je proučavanje i teorija o tome kako populacije organizmi međusobno komuniciraju i reagiraju na svoju neživu okolinu. Kao podskup općeg studija ekologije, ovo područje specijalizacije istražuje organizaciju i funkcioniranje bioloških zajednica.

Ekolozi iz zajednice štite okoliš i spašavaju vrste od izumiranja procjenom i praćenjem okolišnih uvjeta poput globalnog zagrijavanja.

Profesor Cornell predložio je jednu od najranijih formalnih definicija ekologije zajednice Robert Whittaker 1975. godine. Whittaker je ekologiju zajednice okarakterizirao kao skup živih organizama koji međusobno djeluju i čine zajednicu jedinstvene strukture i sastava vrsta. Znanje kako funkcionira zajednica od vitalne je važnosti za promicanje i očuvanje bioraznolikost.

Ekologija zajednice ispituje kako koegzistirajući organizmi međusobno djeluju i natječu se u određenoj niši ili zemljopisnom položaju, poput šume, prerije ili jezera. Ekologija zajednice obuhvaća sve populacije svih vrsta koje žive zajedno na istom području.

Ekolozi iz zajednice proučavaju ekološke interakcije i razmišljaju o tome kako intervenirati kada rastuća populacija jelena uništava podzemni sloj šuma.

Ekologija zajednice obuhvaća mnoge vrste ekoloških interakcija koje se vremenom i dalje mijenjaju. A šumska zajednica uključuje biljnu zajednicu, svo drveće, ptice, vjeverice, jelene, lisice, gljive, ribe u šumskom potoku, insekte i sve ostale vrste koje tamo žive ili sezonski migriraju.

Slično tome, a koraljni greben zajednica uključuje velik broj različitih vrsta koralja, riba i algi. Obilje i distribucija su jake sile koje oblikuju biološku zajednicu.

Ekologija zajednice usredotočuje se na to kako interakcije između različitih vrsta utječu na zdravlje, rast, raspršenost i obilje ekološkog sustava. Na razini zajednice, vrste su često međusobno ovisne. Nekoliko kratkih prehrambenih lanaca uobičajeno je u većini bioloških zajednica. Hranidbeni lanci često se preklapaju i oblikuju prehrambene mreže proizvođača i potrošača.

Američki, europski i britanski znanstvenici već dugo drže mnoge različite teorije o definiciji ekologije zajednice, koja se prvo nazvala biljna sociologija. U 20. stoljeću mišljenja su se razišla da li su ekološke niše samoorganizirane organizamske zajednice ili slučajni skupovi vrsta koje su uspijevale zbog svojih osobina.

Do 21. stoljeća teorije su se proširile i uključuju ideje poput teorija metazajedništva koji se usredotočuje na strukture zajednice i evolucijska teorija koji uključuje principe evolucijska biologija u ekologiju zajednice.

Trenutno održana teorija ekologije zajednice temelji se na pretpostavci da su ekološke zajednice rezultat različitih vrsta postupci montaže. Procesi sastavljanja uključuju prilagodbu, specijaciju u evolucijskoj biologiji, natjecanje, kolonizaciju, nadmorsku visinu, klimu, poremećaje staništa i ekološki zanos.

Teorija ekologije zajednice proširuje se teorija niša, što ima veze s organizmom koji ima određeno mjesto i ulogu u ekosustavu.

Bogatstvo vrsta odnosi se na bogatstvo ili broj pronađenih vrsta. Na primjer, godišnji broj ptica može dati bogatstvo vrsta od 63 različite vrste ptica uočenih u središtu prirode. Jedan nagomilani djetlić broji se jednako kao i 50 pilića u određivanju bogatstva vrsta ovog područja.

Bogatstvo vrsta ne utječe na ukupan broj jedinki pronađenih unutar svake vrste. Broj i vrsta vrsta prisutnih u zajednici postupno se povećava prema ekvatoru. Bogatstvo vrsta smanjuje se prema polarnom području. Manje biljnih i životinjskih vrsta prilagođeno je hladnim biomima.

Raznolikost vrsta gleda na ukupnu biološku raznolikost. Raznolikost vrsta mjeri bogatstvo vrsta kao i relativni broj prisutnih vrsta. Velika raznolikost vrsta karakterizira stabilne ekološke zajednice. Iznenadne ili značajne promjene u zajednici kao što je priljev grabežljivaca mogu poremetiti ekološku ravnotežu grabežljivca i plijena i smanjiti raznolikost vrsta.

Ekolozi iz zajednice proučavaju interakciju između strukture i organizama. Struktura opisuje karakteristike ekoloških niša, bogatstvo vrsta i sastav vrsta. Vrste međusobno komuniciraju i sa svojim okruženjem na mnogo različitih načina, poput nadmetanja za ograničene resurse ili zajedničkog rada na zarobljavanju divljači. Dinamika stanovništva igra ključnu ulogu u zajednicama.

The energetska piramida pokazuje kako energiju stvaraju i prenose organizmi koji čine prehrambeni lanac. Heterotrofni proizvođači korisne prehrambene energije sa sunca čine široku bazu piramide.

Primarni potrošači, kao što su biljojedi, ne mogu stvoriti hranu za napajanje svojih stanica i moraju jesti proizvođače da bi živjeli. Sekundarni potrošači su mesojedi koji jedu primarne potrošače. Tercijarni potrošači proždiru sekundarne potrošače, ali vršni grabežljivac na vrhu piramide nema prirodnih neprijatelja.

A hranidbeni lanac predstavlja protok prehrambene energije u zajednici. Na primjer, fitoplanktone jedu ribe koje čovjek može uloviti i skuhati. Samo 10 posto potrošene energije prenosi se na svakoj trofičkoj razini, zbog čega energetska piramida nije obrnuta. Razlagači imaju ulogu razgrađujući mrtve organizme kako bi se hranjive tvari vratile u okoliš.

U biologiji se interspecifične interakcije odnose na načine interakcije vrsta u svojoj zajednici. Učinak takvih interakcija na različite vrste može biti pozitivan, negativan ili neutralan za jednu ili obje. Mnoge vrste interakcija javljaju se u ekološkoj zajednici i utječu na populacijsku dinamiku.

Evo nekoliko primjera takvih vrsta interakcija:

• Mutualizam: obje vrste imaju koristi od interakcije, poput bakterija u crijevima koje ubrzavaju probavu (+ / +).

• Komenzalizam: jedna vrsta koristi bez utjecaja na drugu, kao što je pauk koji vrti mrežu na biljci (+ / 0).

• Parazitizam: jedna vrsta ima koristi, ali druga je oštećena, poput patogenih mikroba (+/-).

• Grabežljivost: jedna vrsta plijeni drugu za preživljavanje (+/-).

• Natjecanje: dvije se vrste bore zbog ograničenih resursa (- / -).

Čak i male promjene u prirodi mogu imati velike učinke na ekologiju zajednice. Na primjer, na strukturu utječu čimbenici kao što su male promjene temperature, poremećaji staništa, zagađenje, vremenski događaji i interakcija vrsta.

Relativna obilje hrane stabilizira čimbenik u zajednicama. Uobičajeno postoji sustav uravnoteženja hrane i konzumacije.

Temeljne vrste, poput koralja u zajednici koraljnih grebena, igraju ključnu ulogu u ekologiji zajednice i oblikovanju strukture. Koraljni grebeni obično se nazivaju „kišnim šumama mora“ jer pružaju hranu, sklonište, uzgajališta i zaštitu do 25 posto cjelokupnog morskog života, prema Prirodoslovnom muzeju Smithsonian. Prijetnje koraljnim grebenima uključuju klimatske promjene, zagađenje, prekomjerni ribolov i invazivne vrste.

Keystone vrste Kao vukovi duboko utječu na strukturu zajednice u odnosu na brojnost ostalih vrsta. Ako se uklone, gubitak ključnih grabežljivaca dramatično mijenja cijelu zajednicu. Predatori kontroliraju druge populacije koje bi inače prekomjerno pasle i ugrozile biljne vrste što bi rezultiralo gubitkom hrane i staništa. Prenaseljenost također može dovesti do gladi i bolesti.

Invazivne vrste su napadači koji nisu porijeklom iz staništa i ometaju zajednicu. Mnoge vrste invazivnih vrsta poput zebre dagnje uništavaju autohtone vrste. Invazivne vrste brzo rastu i smanjuju biološku raznolikost, što slabi ukupnu životinjsku i biljnu zajednicu unutar te niše.

Ekološka sukcesija je niz promjena u strukturi zajednice tijekom vremena koje utječu na dinamiku zajednice i potiču sklop biljaka i životinja. Primarna sukcesija započinje unošenjem organizama i vrsta, obično na novootkrivenu stijenu. Pionirske vrste poput lišajeva na stijeni su na prvom mjestu.

Sekundarno nasljeđivanje događa se kada se dogodi uredna rekolonizacija na području koje je prethodno bilo naseljeno prije poremećaja. Na primjer, nakon što požar desetkuje područje, bakterije modificiraju tlo, biljke niču iz korijenja i sjemena, uspostavljaju se grmlje i grmlje, a zatim sadnice drveća. Vegetacija pruža vertikalnu i vodoravnu strukturu koja privlači ptice i životinje u biološku zajednicu.