ეკოსისტემა: განმარტება, ტიპები, სტრუქტურა და მაგალითები

ბუნებრივი სამყარო შედგება უამრავ სხვადასხვა სახის ფიზიკური გარემოსა და იქ მცხოვრებთათვის უნიკალურად ადაპტირებული ორგანიზმებისგან. ბიოლოგიაში ამ კონცეფციის კიდევ ერთი სიტყვაა ეკოსისტემა.

ეს სტატია ნათლად მოგაწვდით ეკოსისტემების განმარტებებს და შემოგთავაზებთ საინტერესო მაგალითებს.

ბიოლოგები განსაზღვრავენ ეკოსისტემას, როგორც ცოცხალი ორგანიზმების საზოგადოებას და მათ ფიზიკურ გარემოს, რომელიც მოიცავს ორივემ ბიოტიკური და აბიოტიკური ფაქტორები

ბიოტიკური ფაქტორები არიან ცოცხალი არსებები ურთიერთდამოკიდებულ ეკოლოგიურ სისტემაში, როგორიცაა მცენარეები, ცხოველები, მიკრობები და სოკოები.

აბიოტიკური ფაქტორები არაცოცხალი არსებებია, როგორიცაა წყალი, მზის შუქი, თავშესაფარი, კლდეები, მინერალები, ნიადაგი და კლიმატი.

მცენარეთა და ცხოველთა სამეცნიერო შესწავლა და კლასიფიკაცია ჯერ კიდევ არისტოტელეს ძველ საბერძნეთში იწყება. 1800-იანი წლების დასაწყისში დარვინმა აღწერა აღწერა კონკურენცია სახეობებსა და ევოლუციას შორის ბუნებრივი გადარჩევის გზით. ერნსტ ჰეკელმა შექმნა ეს სიტყვა ეკოლოგია დაახლოებით ამავდროულად.

1800-იანი წლების ბოლოს, ევგენიუს ვარმინგმა თქვა, რომ აბიოტიკური ფაქტორები, როგორიცაა გვალვა, ხანძარი და ცივი ამინდი, ასევე ახდენდა გავლენას სახეობის ქცევასა და ადაპტაციის სტრატეგიებზე. დათბობა ბევრს მოგზაურობდა თავის საქმიანობაში და შეიმუშავა უნივერსიტეტის კურსი მცენარეთა ეკოლოგიის შესახებ. მისი იდეები გაჩნდა, როდესაც ბრიტანელმა და ჩრდილოეთ ამერიკელმა მეცნიერებმა წაიკითხეს მისი კლასიკური წიგნი, მცენარეთა ოკოლოგია.

Ტერმინი ეკოსისტემა შეიქმნა არტურ ტანზლიმ 1936 წელს.

არსებობს სამი ფართო კატეგორია ბიოლოგიური ეკოსისტემები. თითოეულს აქვს მკაფიო სახეობის შემადგენლობა და სტრუქტურა. ყველაზე დიდი ეკოსისტემა არის ზღვის ეკოსისტემა. ყველა ეკოსისტემა გავლენას ახდენს გლობალური კლიმატი და ადამიანის საქმიანობა, როგორიცაა დაბინძურება, მორწყვა, ურბანიზაცია, მაინინგი და ტყეების გაჩეხვა.

საზღვაო ეკოსისტემა მოიცავს დაახლოებით 70 პროცენტი დედამიწის ზედაპირის. ოკეანეებთან ერთად, ზღვის ეკოსისტემები მოიცავს ქვიშიან სანაპიროებს, ესტუარებს, ტალახის სიბრტყეებს, ანტარქტიდის წყლებს, მარილიან ჭაობებსა და მარჯნის რიფებს, რომლებიც სიცოცხლით სავსეა. მთელს მსოფლიოში ზღვის ეკოსისტემების კლიმატი მერყეობს ტროპიკული სიცხიდან დამთავრებული პოლარული მორევებით.

წყლის ეკოსისტემები მოიცავს ტბებს, მდინარეებს, აუზებსა და ჭარბტენიან ტერიტორიებს. მტკნარი წყლის სახეობები ბევრად უფრო სწრაფად ვითარდება, ვიდრე ზღვის ან ხმელეთის სახეობები National Geographic. კლიმატის ცვლილება და დაბინძურება წყლის ეკოსისტემების მთავარი საფრთხეა.

ხმელეთის ეკოსისტემები არის მიწის ეკოლოგიური თემები ისეთ ადგილებში, როგორიცაა არქტიკული ტუნდრა, უდაბნო, ტყეები და სათიბები. პოლარული კლიმატის ცხოველებთან ერთად ვითარდება მსგავსი ადაპტაციური თვისებები, როგორიცაა სქელი ბეწვი და საიზოლაციო ცხიმოვანი შრე.

ბიომები ეკოსისტემებზე ოდნავ უფრო ფართო ტერმინია, თუმცა ისინი საკმაოდ ჰგავს ერთმანეთს. ბიომები არის გამორჩეული ეკოლოგიური საზოგადოებები, რომლებსაც შეუძლიათ შეიცავდნენ მასში არსებულ მრავალ ეკოსისტემას. ისინი სასარგებლოა გარკვეული უბნების მახასიათებლების კატეგორიზაციისთვის, რამაც შეიძლება პირდაპირ გავლენა იქონიოს ეკოსისტემების ტიპზე ან ტიპებზე.

ამ ბიომების / ეკოლოგიური სისტემების განმასხვავებელი მახასიათებლებია მათი განსაკუთრებული კლიმატი, ზონა, სიმაღლე, ნიადაგის ტიპი, ნალექების რაოდენობა და სახეობების შემადგენლობა.

წყლის ბიომები მოიცავს მარჯნის რიფებს, ესტუარებს, საზღვაოებს, ჭაობებს და მტკნარ წყალს.

უდაბნოს ბიომები მოიცავს მოჯავეს უდაბნოს, ჩილეს სანაპირო უდაბნოებს, სიკვდილის ველსა და გრენლანდიის ფრიგიდულ უდაბნოებს.

ტყის ბიომები მოიცავს ტროპიკულ ტროპიკულ ტყეებს, ზომიერ ტყეს, კაპრალს (ბუჩქები) და ტაიგას (ბორეალური ტყე).

ბალახის ბიომები მოიცავს სავანებს, სტეპებს, პრერიებსა და სამხრეთ ამერიკის პამპასებს.

ცოცხალ ორგანიზმებს უნდა ჰქონდეთ ენერგია და საკვები ნივთიერებები ზრდის, რეაგირებისა და გამრავლებისთვის. ორგანიზმები ურთიერთდამოკიდებულნი არიან და ერთმანეთთან არიან დაკავშირებული ცხოვრების წრეში. ენერგია გადადის კვების პირამიდის ერთი დონიდან მეორეზე. მაგალითად, თევზი ჭამს წყალმცენარეებს, ხოლო კალმარები - თევზს.

წყალმცენარეები, თევზები, კალმარები და მტაცებლური ზვიგენები მაგალითია ა კვების ჯაჭვი. კვების ქსელი დამზადებულია მრავალი გადახურული კვების ჯაჭვისგან. ენერგეტიკული პირამიდა იწყება მწარმოებლებით პირამიდის ძირში, შემდეგ მოდიან მომხმარებლები და მტაცებლები ზედა დონეზე. ენერგია იკარგება ორგანიზმებს შორის ყოველი გადატანისას, ამიტომ პირამიდა ვერტიკალურია და არა ინვერსიული.

მცენარეები და ფიტოპლანქტონი არის მწარმოებლები რომლებიც შეიცავს ფოტოსინთეზულ პიგმენტებს, რომლებიც იყენებენ მზის ენერგიას და ნახშირორჟანგს შაქრის დასამზადებლად. პირველადი მომხმარებლები ჭამენ მცენარეებს, ხოლო საშუალო მომხმარებლები პირველადი მომხმარებლები. მწვერვალის მტაცებელი, რომელსაც არ გააჩნია ბუნებრივი მტრები, პირველ ადგილს იკავებს კვების პირამიდაზე.

ბიომასა დაცულია და გადამუშავებულია ეკოსისტემაში. როდესაც ორგანიზმები იღუპებიან, დამშლელები დაანგრიონ ორგანული ნივთიერებები ენერგიად და ნუტრიენტებად, რომლებიც ბრუნდებიან ეკოსისტემაში. დაშლილი ცხოველები გამოყოფენ ნახშირწყლებს, ცხიმებს, ცილებს და გაზებს, როდესაც მათ მოქმედებენ მიკრობები, ბუზები და ჭიები.

ბაქტერიები და მიკრობები მცენარეულ ნივთიერებებს იშლება დაყოფს საკვებ ნივთიერებებად, როგორიცაა კალციუმი, აზოტი, კალიუმი და ფოსფორი, რომლებიც ამდიდრებენ ნიადაგს.

ენერგია და საკვები ნივთიერებებიც ნაკადი ეკოსისტემებს შორის. მაგალითად, მდინარის ქანები ცვივდება და წყალში მინერალებს ათავსებს, რომლებიც ტბებსა და მინდვრებში მოედინება. ეფექტი ასევე შეიძლება იყოს მავნე. აზოტისა და ფოსფორის ჩამონადენი სამეურნეო სავარგულებიდან შეიძლება დაბინძურდეს წყლის გზებზე.

მატერიისგან განსხვავებით, რომელიც გადამუშავდება, ენერგია ერთი მიმართულებით მიედინება. მცენარეები აწარმოებენ ენერგიით მდიდარ გლუკოზას მოლეკულას მზის სხივების, წყლისა და ნახშირორჟანგისგან. ქიმიური ენერგია მომხმარებლებს უჯრედების მეტაბოლიზმისთვის გადაეცემათ, ხოლო დამატებითი ენერგია სითბოს სახით მიიღება.

ეკოსისტემები დინამიურია მუდმივი ხნით და ენერგიის დინება და მატერია. მკვებავთა დონეები, სახეობების პოპულაციები, ამინდის წესები, ტემპერატურა, წლის სეზონები იცვლება და იცვლება. ეკოსისტემის მრავალფეროვნება ხელს უწყობს სტაბილურობას.

ეკოსისტემის ეკოლოგიის ნაკადის და დინამიური ხასიათის მიუხედავად, საერთო ჯამში წონასწორობის მდგომარეობა რჩება სტაბილური. ეკოსისტემები ინარჩუნებენ სტაბილურ მდგომარეობას საკმაოდ თანმიმდევრული შემადგენლობით. ჩვეულებრივ, ბიოტიკური და აბიოტიკური თვისებები არ ემუქრება სტაბილურ სისტემას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ტროპიკული ტყე კვლავ ტროპიკული ტყეა მაშინაც კი, თუ მაიმუნების პოპულაცია შემცირდება.

ბუნებრივმა დარღვევებმა შეიძლება ხელი შეუშალოს ეკოსისტემის მუშაობას. მაგალითად, ქარიშხლები, ხანძარი, წყალდიდობა და ვულკანები არღვევს ეკოსისტემის მომსახურებას. წყალდიდობამ შეიძლება დააბინძუროს წყლის წყაროები. ჰაბიტატი დაიკარგა და შესაძლებელია სახეობების გადაადგილება. მტაცებლისა და მტაცებლის ბალანსი შეიძლება გაუქმდეს და სხვა სახეობებზე დომინოს გავლენა გამოიწვიოს.

ინვაზიური სახეობები შეიძლება საფრთხე შეუქმნას სხვა სახეობის კეთილდღეობასა და არსებობას. ინვაზიურ სახეობებს მიეკუთვნება მცენარეები და ცხოველები, რომლებიც შეგნებულად ან შემთხვევით შემოდიან ტერიტორიაზე. ზოგჯერ შეგნებულად შემოაქვთ ინვაზიური სახეობები, რომ შეაჩერონ მტაცებელი, რომელიც იპყრობს მას. მაგალითად, კონსერვაციონისტებმა დიდი ტბები გამოუშვეს ორაგული ნაკლებად სასურველი ინვაზიური სახეობების გასაკონტროლებლად.

ადამიანის საქმიანობა ეკოსისტემის საშიში ცვლილების კიდევ ერთი მთავარი მიზეზია. ნადირობა, თევზაობა, განახლებადი რესურსების გამოყენება, ტოქსიკური ნარჩენები და დაბინძურება საფრთხეს უქმნის ეკოსისტემებს და მათ ბიომებს. ექსტრემალურ შემთხვევებში, როგორიცაა ბირთვული ელექტროსადგურიდან გაჟონვა, დაზარალებული ეკოსისტემები შეიძლება რადიოაქტიური და კანცეროგენული იყოს მომდევნო წლების განმავლობაში.

Დიდი ბარიერული რიფი ავსტრალიის სანაპიროებთან ძალიან დიდი და მრავალფეროვანია ზღვის ეკოსისტემა რაც მილიონობით წლის განმავლობაში არსებობს. წყალმცენარეები უზრუნველყოს საკვები მზარდი მარჯნისთვის, რომელიც რიფში მკვდარ მარჯანს ემატება.

წყალში მცურავ ახალგაზრდა მარჯნებს თევზები და ცხოველები ჭამენ ოკეანეში. ჩონჩხიანი მარჯნები კვლავ შეიძლება მოიხმარონ მატლებმა, ლოკოკინებმა და მოზღვავებულ ვარსკვლავებმა.

ზოგიერთ მარჯანს ურთიერთსასარგებლო ურთიერთობა აქვს კრევეტებსა და კიბორჩხალებთან, რომლებიც მარჯნის კოლონიებში ცხოვრობენ და ერთმანეთთან მებრძოლ მტრებს ებრძვიან. აბიოტიკური ფაქტორები, რომლებიც მნიშვნელოვნად მოქმედებს მარჯნებზე, არის წყლის ტემპერატურის მომატება, ოკეანეების მჟავიანობა და ნახშირორჟანგის დონე.

სმიტსონიანის ბუნებრივი ისტორიის მუზეუმის თანახმად, მჟავე ზღვის წყალი უკვე იწყებს მარჯნის რიფების ჩონჩხის სტრუქტურის დაშლას ჰავაის მსგავს ადგილებში.

ვუდების ტბის წყლის ეკოსისტემა მდებარეობს კანადის და შეერთებული შტატების საზღვარზე. ეს მტკნარი წყლის სხეულია ის, რაც რჩება ოდესღაც მასიური მყინვარული აგასიზის ტბაზე.

ამ მტკნარ წყალში წყლის ეკოსისტემა, ფიტოპლანქტონი, ზოოპლანქტონი, წყალმცენარეები და ბაქტერიები უზრუნველყოფს გემრიელი თევზის საკვების, ჰაბიტატისა და ჟანგბადის ოპტიმალურ დონეს. ტყეების ტბას ხშირად უწოდებენ მსოფლიოს უოლის დედაქალაქს _._

უხერხემლოები, როგორიცაა mayflies და midges, ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მტკნარ ტბებში. ისინი მიირთმევენ მიკროორგანიზმებს, რომლებიც იკვებებიან მცენარეების და ცხოველების გახრწნით. უხერხემლო ცხოველები უზრუნველყოფენ საჭმლის შესანიშნავ წყაროს პატარა თევზებისთვის, რომელსაც შეიძლება დიდი თევზი ჭამდეს, რომელსაც შესაძლოა პელიკანები, ყანჩები, დათვი და ადამიანები იჭერენ.

აბიოტიკური ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ წყლის ეკოსისტემის მდგომარეობაზე, როგორიცაა Woods Lake, მოიცავს ჰაერისა და წყლის ტემპერატურას, ნახშირორჟანგის დონეს და ტოქსიკურ ჩამონადენებს.

Ამაზონი წვიმის ტყის ეკოსისტემა სამხრეთ ამერიკაში სახეობებით მდიდარი ხმელეთის გარემოა. მზის შთანთქა აყვავებულ ფართო ფოთლოვან მცენარეებსა და მაღალ ხეებს, რომლებიც საკვებს და თავშესაფარს იძლევიან გასაოცარი რაოდენობის ფრინველების, ძუძუმწოვრების, მწერების, ხვლიკების და გველების ტროპიკებში. ბევრ არსებას ჭამენ მტაცებლები, როგორიცაა იაგუარი.

როდესაც ორგანიზმები იღუპებიან ტროპიკულ ტყეში, მათი ენერგია და საკვები ნივთიერებები სწრაფად იშლება დაშლილების შედეგად, მაგები და მიკრობები. საკვები ნივთიერებები ბრუნდება ნიადაგში და ხელს უწყობს მცენარეების ზრდას. ტროპიკული ტყეების აბიოტურ ფაქტორებს შორის არის დიდი რაოდენობით ნალექი, სიცხე და ტროპიკული კლიმატი, რომელიც საზრდოობს სახეობების ბიომრავალფეროვნებას ტყის ფსკერიდან სქელ დაკიდებულ სახურავამდე.

მათი კვლევითი ინტერესებიდან გამომდინარე, ეკოლოგებმა შეიძლება ყურადღება გაამახვილონ საზოგადოების ეკოლოგიის, ეკოსისტემის ეკოლოგიის ან ორივე სფეროზე. საზოგადოების ეკოლოგია კონკრეტულად იკვლევს განსხვავებულ სახეობებს შორის ურთიერთქმედებას და ამ ურთიერთქმედების შედეგს. ეკოსისტემის ეკოლოგია გაცილებით უფრო ფართო მიმოხილვას უყურებს ცოცხალ და არაცოცხალ ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ეკოლოგიურ საზოგადოებაზე და იწვევს ეკოსისტემის ცვლილებას.

მაგალითად, ეკოლოგს, რომელსაც სურს გაარკვიოს, რატომ იპყრობენ გიგანტური კობრი, ტბა, რომელიც ოდესღაც კალმახით იყო სავსე, შეიძლება სათემო ეკოლოგიური კვლევა თევზების პოპულაციასთან ერთად, წყლის ხარისხის შემცირების ეკოსისტემის შესწავლა, რომელიც გავლენას ახდენს ყველა სახეობის ჯიშზე წყლის სიცოცხლე. ეკოლოგები ატარებენ კვლევებს, რომლებიც ეხმარება დაზოგე ბუნებრივი რესურსები მომავალი თაობებისთვის.

ეკოსისტემის მენეჯმენტი იყენებს კონსერვაციის პრაქტიკას ეკოსისტემის ფუნქციონირებისა და სტრუქტურების მთლიანობის შესანარჩუნებლად. ნათქვამია, რომ ეკოსისტემის სტრუქტურებს აქვთ მთლიანობა, როდესაც ისინი დაბალანსებული, სტაბილური და დამახასიათებელია ამ ბუნებრივი რეგიონის ეკოლოგიური თემებისთვის.

ზოგადად პროგნოზირებადია როგორც აბიოტური, ასევე ბიოტიკური ფაქტორები. მოსახლეობის დინამიკა უნდა იყოს თვითგამორკვევის გარეშე ადამიანის ჩარევა წონასწორობის აღდგენა.

ეკოსისტემის კარგი მენეჯმენტი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სახელმწიფო პარკების, ეროვნული პარკებისა და ველური ბუნების სხვა ტერიტორიების შენარჩუნებაში. ეკოსისტემის ისტორიის გაგება და ცვლილებების ან მემკვიდრეობის ნორმალური მაჩვენებლები ხელს უწყობს სტრუქტურული პრობლემების ადრეულ გამოვლენას. მიზანი არის ბიომრავალფეროვნების შენარჩუნება და ადგილობრივი სახეობების სიცოცხლისუნარიანობის უზრუნველყოფა. ნიუ იორკიდან კალიფორნიამდე, გარემოსდამცველები ყურადღებით აკვირდებიან კლიმატის წესებს.

ბუნებრივი კატასტროფები, როგორიცაა ქარიშხალი, მოჰყვება მოწესრიგებული მემკვიდრეობით და ტერიტორიის ბუნებრივი მდგომარეობის აღდგენით ადრე არსებულ მდგომარეობამდე. ამასთან, ადამიანის საქმიანობამ შეიძლება დროებით ან სამუდამოდ გაანადგუროს ეკოსისტემის ეკოლოგია. ეკოსისტემის კატასტროფები მოხდა შეერთებულ შტატებში და მთელს მსოფლიოში.

მექსიკის ყურის ეკოსისტემა მკვეთრად დაირღვა მდინარე მისისიპიდან ყურეში გადატანილი დამაბინძურებლების მიერ. აზოტი და ფოსფორი მინდვრებიდან, ნაკადები და კანალიზაცია მდინარეში მრავალი შტამიდან გაედინება.

საკვები ნივთიერებების გადაჭარბებული დონე ასტიმულირებს ტოქსიკურს წყალმცენარეები ყვავის, შეცვლის საკვების ცვლილებას და წყალში ჟანგბადის გამოფიტვას, რის შედეგადაც მკვდარი ზონა ხდება და მასიური თევზი კლავს. ტერიტორიაზე ასევე მოქმედებს აბიოტიკური ფაქტორები, როგორიცაა ქარიშხლები და წყალდიდობა.

1986 წელს, უკრაინაში ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურში მომხდარმა ავარიამ სასიკვდილო რადიოაქტიური მასალა ატმოსფეროში გაათავისუფლა. მილიონობით ადამიანი დაექვემდებარა რადიაციას. ათასობით ბავშვმა, რომლებმაც დალიეს რძე დაბინძურებულ ადგილზე ძოვებისგან, განუვითარდათ ფარისებრი ჯირკვლის კიბო. დღეს ჩერნობილის მიმდებარე რადიოაქტიური ტერიტორია შეზღუდულია ხალხისთვის, მაგრამ მგლები, გარეული ცხენები და სხვა ცხოველები მნიშვნელოვანი რაოდენობით არიან.