O mundo natural é feito de tipos muito diferentes de ambientes físicos e organismos adaptados de forma única para viver lá. Outra palavra para este conceito em biologia é um ecossistema.
Este artigo fornecerá explicações claras sobre os ecossistemas e oferecerá exemplos interessantes.
Definição de ecossistema em biologia
Os biólogos definem um ecossistema como uma comunidade de organismos vivos e seu ambiente físico, que inclui ambos biótico e abiótico fatores.
Fatores bióticos são coisas vivas em um sistema ecológico interdependente como plantas, animais, micróbios e fungos.
Fatores abióticos são coisas não vivas como água, luz solar, abrigo, rochas, minerais, solo e clima.
Origens da Ecologia
O estudo científico e a classificação de plantas e animais datam de Aristóteles, na Grécia antiga. No início do século 19, Darwin descreveu a competição entre as espécies e a evolução por meio da seleção natural. Ernst Haeckel cunhou a palavra ecologia por volta dessa mesma época.
No final de 1800, Eugenius Warming sugeriu que fatores abióticos, como seca, fogo e frio, também influenciavam o comportamento das espécies e as estratégias de adaptação. Warming viajou extensivamente em seu trabalho e desenvolveu um curso universitário sobre ecologia vegetal. Suas ideias pegaram quando cientistas britânicos e norte-americanos leram seu livro clássico,
Oecologia de Plantas.O termo ecossistema foi cunhado por Arthur Tansley em 1936.
Tipos de sistemas ecológicos
Existem três categorias amplas de ecossistemas biológicos. Cada um tem uma composição e estrutura de espécies distintas. O maior ecossistema é o ecossistema marinho. Todos os ecossistemas são afetados pelo clima global e pela atividade humana, como poluição, irrigação, urbanização, mineração e desmatamento.
Ecossistema marinho capas sobre 70 por cento da superfície da Terra. Junto com os oceanos, os ecossistemas marinhos incluem costas arenosas, estuários, planícies de lama, águas da Antártica, pântanos salgados e recifes de coral vibrantes, todos cheios de vida. O clima dos ecossistemas marinhos em todo o mundo varia de calor tropical a vórtices polares.
Ecossistemas aquáticos incluem lagos, rios, lagoas e pântanos. As espécies de água doce estão se extinguindo em um ritmo muito mais rápido do que as espécies marinhas ou terrestres, de acordo com Geografia nacional. As mudanças climáticas e a poluição são as principais ameaças aos ecossistemas aquáticos.
Ecossistemas terrestres são comunidades ecológicas terrestres em lugares como a tundra ártica, o deserto, as florestas e os campos. Animais em climas polares co-evoluíram com características adaptativas semelhantes, como pele grossa e uma camada de gordura isolante.
Principais biomas do ecossistema
Biomas são um termo um pouco mais amplo do que ecossistemas, embora sejam bastante semelhantes. Biomas são comunidades ecológicas distintas que podem conter muitos ecossistemas. Eles são úteis para categorizar as características de certas áreas que podem afetar diretamente o tipo ou tipos de ecossistemas que surgem ali.
As características distintivas desses biomas / sistemas ecológicos incluem seu clima particular, zona, altitude, tipo de solo, quantidade de precipitação e composição de espécies.
Biomas aquáticos incluem recifes de coral, estuários, marinhos, pântanos e água doce.
Biomas de deserto incluem o deserto de Mojave, os desertos costeiros do Chile, o Vale da Morte e os desertos frígidos da Groenlândia.
Biomas florestais incluem floresta tropical tropical, floresta temperada, chaparral (arbustos) e taiga (floresta boreal).
Biomas de pastagem incluem savanas, estepes, pradarias e pampas sul-americanos.
Estrutura dos Ecossistemas
Os organismos vivos devem ter energia e nutrientes para crescer, reagir e se reproduzir. Os organismos são interdependentes e conectados uns aos outros no círculo da vida. A energia é transferida de um nível da pirâmide alimentar para o próximo. Por exemplo, peixes comem algas e lulas comem peixes.
Algas, peixes, lulas e tubarões predadores são um exemplo de cadeia alimentar. O teia alimentar é feito de muitas cadeias alimentares sobrepostas. A pirâmide energética começa com os produtores na base da pirâmide, seguidos pelos consumidores e predadores nos níveis superiores. Energia é perdida com cada transferência entre organismos, então a pirâmide fica vertical e não invertida.
Plantas e fitoplâncton são produtores que contêm pigmentos fotossintéticos que usam a energia do sol e dióxido de carbono para fazer açúcar. Os consumidores primários comem plantas e os consumidores secundários comem consumidores primários. Um predador de vértice sem inimigos naturais ocupa o primeiro lugar na pirâmide alimentar.
Funções do ciclo de nutrientes
Biomassa é conservado e reciclado em um ecossistema. Quando os organismos morrem, decompositores decompõe a matéria orgânica em energia e nutrientes que fluem de volta para o ecossistema. Animais em decomposição liberam carboidratos, gorduras, proteínas e gases quando atuados por micróbios, moscas e vermes.
Bactérias e micróbios decompõem a matéria vegetal em decomposição em nutrientes como cálcio, nitrogênio, potássio e fósforo que enriquecem o solo.
Energia e nutrientes também fluxo entre ecossistemas. Por exemplo, as rochas de um rio sofrem erosão e colocam minerais na água que fluem rio abaixo para lagos e campos. O efeito também pode ser deletério. O escoamento de nitrogênio e fósforo das fazendas pode poluir os cursos d'água.
Ao contrário da matéria que é reciclada, a energia flui em uma direção. As plantas produzem moléculas de glicose ricas em energia a partir da luz solar, água e dióxido de carbono capturados. A energia química é transferida aos consumidores para o metabolismo celular e a energia extra é emitida como calor.
Estabilidade no funcionamento do ecossistema
Os ecossistemas são dinâmicos com uma constante vazante e fluxo de energia e importa. Os níveis de nutrientes, populações de espécies, padrões climáticos, temperatura, estações do ano flutuam e mudam. A diversidade em um ecossistema contribui para a estabilidade.
Apesar do fluxo e da natureza dinâmica da ecologia do ecossistema, uma visão geral estado de equilíbrio permanece estável. Os ecossistemas mantêm um estado estacionário com uma composição bastante consistente. Normalmente, as características bióticas e abióticas flutuantes não ameaçam um sistema estável. Em outras palavras, uma floresta tropical ainda é uma floresta tropical, mesmo que a população de macacos diminua.
Perturbações no funcionamento do ecossistema
Perturbações naturais podem interromper o funcionamento do ecossistema. Por exemplo, furacões, incêndios florestais, inundações e vulcões afetam os serviços do ecossistema. As inundações podem contaminar as fontes de água. O habitat é perdido e as espécies podem ser deslocadas. O equilíbrio predador-presa pode estar desequilibrado, causando um efeito dominó em outras espécies.
Espécies invasivas pode potencialmente ameaçar o bem-estar e a própria existência de outras espécies. As espécies invasoras incluem plantas e animais introduzidos em uma área intencionalmente ou acidentalmente. Às vezes, espécies invasivas são deliberadamente trazidas para impedir um predador que está assumindo o controle. Por exemplo, conservacionistas liberaram salmão nos Grandes Lagos para controlar uma espécie invasora menos desejável.
A atividade humana é outra causa importante de mudanças perigosas no ecossistema. A caça, a pesca predatória, a exploração de recursos não renováveis, os resíduos tóxicos e a poluição ameaçam os ecossistemas e seus biomas. Em casos extremos, como vazamento de uma usina nuclear, os ecossistemas afetados podem ser radioativos e cancerígenos por muitos anos.
Exemplo de ecossistema marinho
O Grande Barreira de Coral na costa da Austrália é uma área incrivelmente grande e diversificada ecossistema marinho que existe há milhões de anos. Algas fornecer alimento para corais em crescimento que se fixam em corais mortos no recife.
Jovens corais flutuando na água são comidos por peixes e animais nadando no oceano. Os corais esqueletizados ainda podem ser consumidos por vermes, caracóis e estrelas do mar vorazes.
Alguns corais têm relações mutuamente benéficas com camarões e caranguejos que vivem em colônias de corais e lutam contra inimigos mútuos usando suas pinças. Os fatores abióticos que afetam significativamente os corais são o aumento da temperatura da água, a acidificação dos oceanos e os níveis de dióxido de carbono.
De acordo com o Museu Smithsonian de História Natural, a água do mar ácida já está começando a dissolver a estrutura do esqueleto dos recifes de coral em lugares como o Havaí.
Exemplo de ecossistema aquático
O ecossistema aquático Lake of the Woods está localizado na fronteira do Canadá com os Estados Unidos. Este corpo de água doce é o que resta do outrora enorme lago glacial Agassiz.
Nesta água doce ecossistema aquático, fitoplâncton, zooplâncton, algas e bactérias fornecem níveis ideais de alimento, habitat e oxigênio para peixes saborosos. Lake of the Woods é frequentemente chamado de Walleye Capital of the World _._
Invertebrados como efemérides e mosquitos também desempenham um papel importante em lagos de água doce. Eles comem microorganismos que se alimentam de matéria vegetal e animal em decomposição. Os invertebrados são uma excelente fonte de alimento para os peixes pequenos que podem ser comidos por peixes grandes, que podem ser capturados por pelicanos, garças, ursos e humanos.
Os fatores abióticos que afetam o estado de um ecossistema aquático como o Lake of the Woods incluem a temperatura do ar e da água, os níveis de dióxido de carbono e o escoamento tóxico.
Exemplo de ecossistema terrestre
A Amazônia ecossistema de floresta tropical é um ambiente terrestre rico em espécies na América do Sul. A luz solar é absorvida por plantas de folhas largas exuberantes e árvores altas que fornecem alimento e abrigo para um número surpreendente de pássaros, mamíferos, insetos, lagartos e cobras nos trópicos. Muitas dessas criaturas são comidas por predadores como o jaguar.
Quando os organismos morrem na floresta tropical, sua energia e nutrientes são decompostos rapidamente por decompositores como vermes e micróbios. Os nutrientes voltam para o solo e ajudam as plantas a crescer. Os fatores abióticos da floresta tropical incluem grandes quantidades de chuva, calor e um clima tropical que nutre a biodiversidade de espécies desde o solo da floresta até as espessas copas suspensas.
Ecossistema vs. Ecologia Comunitária
Dependendo de seus interesses de pesquisa, os ecologistas podem se concentrar no campo da ecologia de comunidades, ecologia de ecossistemas ou ambos. Ecologia da comunidade examina especificamente as interações entre espécies diferentes e o resultado dessa interação. A ecologia de ecossistemas tem uma visão muito mais ampla dos fatores vivos e não vivos que afetam uma comunidade ecológica e desencadeiam mudanças no ecossistema.
Por exemplo, um ecologista que deseja descobrir por que as carpas gigantes estão tomando conta de um lago que antes estava cheio de trutas pode empreender um estudo de ecologia da comunidade da população de peixes, juntamente com um estudo do ecossistema da diminuição da qualidade da água que afeta todas as espécies de vida aquática. Ecologistas realizam estudos que ajudam economizar recursos naturais para as gerações futuras.
Proteção de estruturas de ecossistemas
A gestão de ecossistemas emprega práticas de conservação para manter a integridade do funcionamento e das estruturas do ecossistema. As estruturas dos ecossistemas são consideradas íntegras quando são equilibradas, estáveis e características das comunidades ecológicas daquela região natural.
Fatores abióticos e bióticos são geralmente previsíveis. Dinâmica populacional também deve ser autossustentável, sem a necessidade de intervenção humana para restaurar o equilíbrio.
A boa gestão do ecossistema desempenha um papel importante na preservação dos parques estaduais, parques nacionais e outras áreas de vida selvagem. Compreender a história do ecossistema e as taxas normais de mudança ou sucessão ajuda na detecção precoce de problemas estruturais. O objetivo é manter a biodiversidade e garantir a viabilidade das espécies nativas. De Nova York à Califórnia, os ambientalistas estão monitorando de perto os padrões climáticos.
Destruição catastrófica do ecossistema
Desastres naturais como um furacão são seguidos por uma sucessão ordenada e reconstrução natural da área ao seu estado anterior. No entanto, a atividade humana pode destruir temporária ou permanentemente a ecologia de um ecossistema. Desastres de ecossistemas aconteceram nos Estados Unidos e em todo o mundo.
O ecossistema do Golfo do México foi severamente afetado por poluentes transportados para o Golfo do Rio Mississippi. Nitrogênio e fósforo de campos, confinamentos e drenagem de esgoto para o rio de muitos estados.
Níveis excessivos de nutrientes estimulam tóxicos florescimento de algas, altere a mudança de comida e esgote o oxigênio da água, resultando em uma zona morta e matança massiva de peixes. A área também é afetada por fatores abióticos, como furacões e inundações.
Em 1986, um acidente na usina nuclear de Chernobyl, na Ucrânia, lançou material radioativo mortal na atmosfera. Milhões de pessoas foram expostas à radiação. Milhares de crianças que beberam leite de vacas que pastam na área contaminada desenvolveram câncer de tireoide. Hoje, a área radioativa ao redor de Chernobyl está fora dos limites para as pessoas, mas lobos, cavalos selvagens e outros animais estão presentes em números significativos.