Ekosystem: definicja, typy, struktura i przykłady

Świat przyrody składa się z bardzo różnych typów środowisk fizycznych i organizmów wyjątkowo przystosowanych do życia w nim. Innym słowem na określenie tego pojęcia w biologii jest an ekosystem.

W tym artykule znajdziesz jasne wyjaśnienia ekosystemów i ciekawe przykłady.

Biolodzy definiują ekosystem jako zbiorowisko organizmów żywych i ich fizyczne środowisko, które obejmuje oba: biotyczny i abiotyczny czynniki.

Czynniki biotyczne są żywymi istotami we współzależnym systemie ekologicznym, takimi jak rośliny, zwierzęta, drobnoustroje i grzyby.

Czynniki abiotyczne są nieożywionymi rzeczami, takimi jak woda, światło słoneczne, schronienie, skały, minerały, gleba i klimat.

Badania naukowe i klasyfikacja roślin i zwierząt sięgają czasów Arystotelesa w starożytnej Grecji. Na początku XIX wieku Darwin opisał rywalizację między gatunkami i ewolucję poprzez dobór naturalny. Ernst Haeckel ukuł słowo ekologia mniej więcej w tym samym czasie.

Pod koniec XIX wieku Eugenius Warming zasugerował, że czynniki abiotyczne, takie jak susza, ogień i zimno, również wpływają na zachowanie gatunków i strategie adaptacyjne. Warming dużo podróżował w swojej pracy i opracował uniwersytecki kurs ekologii roślin. Jego pomysły przyjęły się, gdy brytyjscy i północnoamerykańscy naukowcy przeczytali jego klasyczną książkę,

Termin ekosystem został ukuty przez Arthura Tansleya w 1936 roku.

Istnieją trzy szerokie kategorie ekosystemy biologiczne. Każdy ma odrębny skład gatunkowy i strukturę. Największym ekosystemem jest ekosystem morski. Wszystkie ekosystemy są dotknięte globalnym klimatem i działalnością człowieka, taką jak zanieczyszczenia, nawadnianie, urbanizacja, górnictwo i wylesianie.

Ekosystem morski obejmuje informacje 70 procent powierzchni Ziemi. Wraz z oceanami ekosystemy morskie obejmują piaszczyste wybrzeża, ujścia rzek, równiny błotne, wody Antarktydy, słone bagna i tętniące życiem rafy koralowe. Klimat ekosystemów morskich na całym świecie waha się od tropikalnego upału po polarne wiry.

Ekosystemy wodne obejmują jeziora, rzeki, stawy i tereny podmokłe. Według badań gatunki słodkowodne wymierają znacznie szybciej niż gatunki morskie lub lądowe National Geographic. Zmiana klimatu i zanieczyszczenie to główne zagrożenia dla ekosystemów wodnych.

Ekosystemy lądowe są lądowymi społecznościami ekologicznymi w miejscach takich jak arktyczna tundra, pustynia, lasy i łąki. Zwierzęta w klimacie polarnym współewoluowały z podobnymi cechami adaptacyjnymi, takimi jak grube futro i izolująca warstwa tłuszczu.

Biomy to pojęcie nieco szersze niż ekosystemy, chociaż są dość podobne. Biomy są wyróżniającymi się społecznościami ekologicznymi, które same mogą zawierać w sobie wiele ekosystemów. Przydają się do kategoryzowania cech niektórych obszarów, które mogą bezpośrednio wpływać na typ lub typy ekosystemów, które tam powstają.

Charakterystyczne cechy tych biomów/systemów ekologicznych obejmują ich szczególny klimat, strefę, wysokość, typ gleby, ilość opadów i skład gatunkowy.

Biomy wodne obejmują rafy koralowe, ujścia rzek, obszary morskie, podmokłe i słodkowodne.

Biomy pustynne obejmują pustynię Mojave, przybrzeżne pustynie Chile, Dolinę Śmierci i mroźne pustynie Grenlandii.

Biomy leśne obejmują tropikalny las deszczowy, las umiarkowany, chaparral (krzewy) i tajgę (las borealny).

Biomy użytków zielonych obejmują sawanny, stepy, prerie i pampasy z Ameryki Południowej.

Żywe organizmy muszą mieć energię i składniki odżywcze, aby rosnąć, reagować i rozmnażać się. Organizmy są współzależne i połączone ze sobą w kręgu życia. Energia jest przekazywana z jednego poziomu piramidy żywieniowej na następny. Na przykład ryby jedzą glony, a kalmary jedzą ryby.

Algi, ryby, kałamarnice i drapieżne rekiny są przykładem a łańcuch pokarmowy. sieć żywności składa się z wielu nakładających się łańcuchów pokarmowych. Piramida energetyczna zaczyna się od producentów u podstawy piramidy, a następnie konsumentów i drapieżników na wyższych poziomach. Energia jest tracona przy każdym transferze między organizmami, więc piramida jest pionowa, a nie odwrócona.

Rośliny i fitoplankton są producenci które zawierają fotosyntetyczne pigmenty, które wykorzystują energię słoneczną i dwutlenek węgla do produkcji cukru. Konsumenci pierwotni jedzą rośliny, a konsumenci wtórni konsumenci pierwotni. Szczytowy drapieżnik bez naturalnych wrogów zajmuje najwyższe miejsce w piramidzie żywieniowej.

Biomasa jest konserwowany i poddawany recyklingowi w ekosystemie. Kiedy organizmy umierają, rozkładający się rozkładają materię organiczną na energię i składniki odżywcze, które wracają do ekosystemu. Zwierzęta rozkładające się uwalniają węglowodany, tłuszcze, białka i gazy pod wpływem drobnoustrojów, much i robaków.

Bakterie i drobnoustroje rozkładają gnijącą materię roślinną na składniki odżywcze, takie jak wapń, azot, potas i fosfor, które wzbogacają glebę.

Energia i składniki odżywcze również przepływ między ekosystemami. Na przykład skały w rzece erodują i umieszczają minerały w wodzie, która spływa z prądem do jezior i pól. Efekt może być również szkodliwy. Odpływ azotu i fosforu z pól uprawnych może zanieczyszczać drogi wodne.

W przeciwieństwie do materii, która podlega recyklingowi, energia płynie w jednym kierunku. Rośliny wytwarzają bogate w energię cząsteczki glukozy z wychwyconego światła słonecznego, wody i dwutlenku węgla. Energia chemiczna jest przekazywana konsumentom w celu metabolizmu komórkowego, a dodatkowa energia jest oddawana w postaci ciepła.

Ekosystemy są dynamiczne ze stałym odpływem i przepływ energii i materia. Poziomy składników odżywczych, populacje gatunków, wzorce pogodowe, temperatura, pory roku ulegają wahaniom i zmianom. Różnorodność w ekosystemie przyczynia się do stabilności.

Pomimo zmienności i dynamicznego charakteru ekologii ekosystemu, ogólnie stan równowagi pozostaje stabilny. Ekosystemy utrzymują stały stan o dość spójnym składzie. Normalnie zmienne cechy biotyczne i abiotyczne nie zagrażają stabilnemu systemowi. Innymi słowy, las deszczowy nadal jest lasem deszczowym, nawet jeśli populacja małp maleje.

Naturalne zakłócenia mogą zakłócić funkcjonowanie ekosystemu. Na przykład huragany, dzikie pożary, powodzie i wulkany zakłócają usługi ekosystemowe. Powódź może zanieczyścić źródła wody. Siedlisko zostaje utracone, a gatunki mogą zostać przemieszczone. Równowaga drapieżnik-ofiara może być zaburzona, powodując efekt domina na inne gatunki.

Gatunki inwazyjne może potencjalnie zagrozić dobremu samopoczuciu i istnieniu innych gatunków. Gatunki inwazyjne to rośliny i zwierzęta wprowadzone na dany obszar celowo lub przypadkowo. Czasami celowo sprowadza się gatunki inwazyjne, aby powstrzymać drapieżnika, który przejmuje władzę. Na przykład ekolodzy wypuszczali łososia do Wielkich Jezior, aby kontrolować mniej pożądany gatunek inwazyjny.

Działalność człowieka to kolejna główna przyczyna niebezpiecznej zmiany ekosystemu. Polowanie, przełowienie, eksploatacja nieodnawialnych zasobów, toksyczne odpady i zanieczyszczenia zagrażają ekosystemom i ich biomom. W skrajnych przypadkach, takich jak wyciek z elektrowni jądrowej, dotknięte ekosystemy mogą być radioaktywne i rakotwórcze przez wiele lat.

Wielka Rafa Koralowa u wybrzeży Australii jest niesamowicie duża i różnorodna ekosystem morski który istnieje od milionów lat. Glony zapewniają pożywienie dla rosnących koralowców, które przyczepiają się do martwych koralowców na rafie.

Młode koralowce unoszące się w wodzie są zjadane przez ryby i zwierzęta pływające w oceanie. Szkieletowane koralowce nadal mogą być spożywane przez robaki, ślimaki i żarłoczne rozgwiazdy.

Niektóre koralowce mają wzajemnie korzystne relacje z krewetkami i krabami, które żyją w koloniach koralowców i walczą ze wspólnymi wrogami za pomocą szczypiec. Czynniki abiotyczne, które znacząco wpływają na koralowce, to wzrost temperatury wody, zakwaszenie oceanów i poziom dwutlenku węgla.

Według Smithsonian Museum of Natural History, kwaśna woda morska już zaczyna rozpuszczać szkieletową strukturę raf koralowych w miejscach takich jak Hawaje.

Ekosystem wodny Lake of the Woods znajduje się na granicy Kanady i Stanów Zjednoczonych. Ten słodkowodny zbiornik jest pozostałością niegdyś masywnego jeziora polodowcowego Agassiz.

W tej słodkiej wodzie ekosystem wodny, fitoplankton, zooplankton, glony i bakterie zapewniają optymalny poziom pożywienia, siedliska i tlenu dla smacznych ryb. Lake of the Woods jest często nazywany stolicą Walleye na świecie_._

Bezkręgowce, takie jak jętki i muszki, również odgrywają ważną rolę w jeziorach słodkowodnych. Zjadają mikroorganizmy żywiące się rozkładającą się materią roślinną i zwierzęcą. Bezkręgowce stanowią doskonałe źródło pożywienia dla małych ryb, które mogą być zjadane przez duże ryby, które mogą łowić pelikany, czaple, niedźwiedzie i ludzie.

Czynniki abiotyczne wpływające na stan ekosystemu wodnego, takiego jak Lake of the Woods, obejmują temperaturę powietrza i wody, poziom dwutlenku węgla i spływ substancji toksycznych.

Amazonka ekosystem lasów deszczowych to bogate w gatunki środowisko lądowe w Ameryce Południowej. Światło słoneczne jest pochłaniane przez bujne, szerokolistne rośliny i wysokie drzewa, które zapewniają pożywienie i schronienie zdumiewającej liczbie ptaków, ssaków, owadów, jaszczurek i węży w tropikach. Wiele z tych stworzeń jest zjadanych przez drapieżniki, takie jak jaguar.

Kiedy organizmy giną w lesie deszczowym, ich energia i składniki odżywcze są szybko rozkładane przez organizmy rozkładające, takie jak czerwie i drobnoustroje. Substancje odżywcze wracają do gleby i pomagają roślinom rosnąć. Czynniki abiotyczne lasów deszczowych obejmują duże opady deszczu, upał i klimat tropikalny, który odżywia różnorodność biologiczną gatunków od dna lasu po gęste wiszące baldachimy.

W zależności od zainteresowań badawczych ekolodzy mogą koncentrować się na dziedzinie ekologii społeczności, ekologii ekosystemu lub obu. Ekologia społeczności w szczególności bada interakcje między różnymi gatunkami i wynik tej interakcji. Ekologia ekosystemu przygląda się znacznie szerzej żywym i nieożywionym czynnikom, które wpływają na społeczność ekologiczną i wywołują zmiany w ekosystemie.

Na przykład ekolog, który chce dowiedzieć się, dlaczego gigantyczne karpie przejmują jezioro, które kiedyś było pełne pstrągów, może podjąć się badanie ekologii społeczności populacji ryb wraz z badaniem ekosystemu pod kątem pogarszającej się jakości wody, która wpływa na wszystkie gatunki Morskie życie. Ekolodzy prowadzą badania, które pomagają oszczędzać zasoby naturalne dla przyszłych pokoleń.

Zarządzanie ekosystemami wykorzystuje praktyki ochronne w celu utrzymania integralności funkcjonowania i struktur ekosystemów. Mówi się, że struktury ekosystemów są integralne, gdy są zrównoważone, stabilne i charakterystyczne dla społeczności ekologicznych w tym naturalnym regionie.

Zarówno czynniki abiotyczne, jak i biotyczne są ogólnie przewidywalne. Dynamika populacji powinien być również samowystarczalny bez konieczności interwencji człowieka, aby przywrócić równowagę.

Dobre zarządzanie ekosystemem odgrywa ważną rolę w ochronie parków stanowych, parków narodowych i innych obszarów dzikiej przyrody. Zrozumienie historii ekosystemu i normalnych tempa zmian lub sukcesji pomaga we wczesnym wykrywaniu problemów strukturalnych. Celem jest zachowanie bioróżnorodności i zapewnienie żywotności rodzimych gatunków. Od Nowego Jorku po Kalifornię ekolodzy ściśle monitorują wzorce klimatyczne.

Po klęskach żywiołowych, takich jak huragan, następuje uporządkowana sukcesja i naturalna odbudowa obszaru do poprzedniego stanu. Jednak działalność człowieka może czasowo lub trwale zniszczyć ekologię ekosystemu. Katastrofy ekosystemowe miały miejsce w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie.

Ekosystem Zatoki Meksykańskiej został poważnie zakłócony przez zanieczyszczenia przeniesione do Zatoki z rzeki Missisipi. Azot i fosfor z pól, pastwisk i ścieków spływają do rzeki z wielu stanów.

Nadmierne poziomy składników odżywczych stymulują toksyczne zakwity glonów, zmienić zmianę pokarmu i zubożyć tlen w wodzie, powodując martwą strefę i masowe śmiertelne ryby. Na obszar wpływają również czynniki abiotyczne, takie jak huragany i powodzie.

W 1986 r. wypadek w elektrowni jądrowej w Czarnobylu na Ukrainie spowodował wyrzucenie do atmosfery śmiertelnego materiału radioaktywnego. Miliony ludzi były narażone na promieniowanie. Tysiące dzieci, które piły mleko od krów wypasanych na skażonym terenie, zachorowały na raka tarczycy. Dzisiaj radioaktywny obszar wokół Czarnobyla jest niedostępny dla ludzi, ale wilki, dzikie konie i inne zwierzęta są obecne w znacznej liczbie.