Ecosistem: definiție, tipuri, structură și exemple

Conţinut

• Definiția ecosistemului în biologie
• Origini ale ecologiei
• Tipuri de sisteme ecologice
• Biomi cheie ai ecosistemului
• Structura ecosistemelor
• Funcțiile ciclului de nutrienți
• Stabilitatea funcționării ecosistemului
• Întreruperi în funcționarea ecosistemului
• Exemplu de ecosistem marin
• Exemplu de ecosistem acvatic
• Exemplu de ecosistem terestru
• Ecosistem vs. ecologie comunitară
• Protecția structurilor ecosistemice
• Distrugerea ecosistemelor catastrofe

Lumea naturală este formată din tipuri mult diferite de medii și organisme fizice, adaptate în mod unic pentru a trăi acolo. Un alt cuvânt pentru acest concept în biologie este un ecosistem.

Acest articol vă va oferi explicații clare despre ecosisteme și va oferi exemple interesante.

Definiția ecosistemului în biologie

Biologii definesc un ecosistem ca o comunitate de organisme vii și mediul lor fizic, care include ambele biotice și abiotice factori.

Factorii biotici sunt lucruri vii într-un sistem ecologic interdependent, precum plante, animale, microbi și ciuperci.

Factorii abiotici sunt lucruri care nu sunt vii, cum ar fi apa, lumina solară, adăpostul, rocile, mineralele, solul și clima.

Origini ale ecologiei

Studiul științific și clasificarea plantelor și animalelor datează din Aristotel în Grecia antică. La începutul anilor 1800, Darwin a descris concurența dintre specii și evoluție prin selecția naturală. Ernst Haeckel a inventat cuvântul ecologie în același timp.

La sfârșitul anilor 1800, Eugenius Warming a sugerat că factorii abiotici, cum ar fi seceta, focul și vremea rece au influențat și comportamentul și strategiile de adaptare ale speciilor. Încălzirea a călătorit intens în activitatea sa și a dezvoltat un curs universitar de ecologie vegetală. Ideile sale s-au prins când oamenii de știință britanici și nord-americani i-au citit cartea clasică, Oecologia plantelor.

Termenul ecosistem a fost inventat de Arthur Tansley în 1936.

Tipuri de sisteme ecologice

Există trei mari categorii de ecosisteme biologice. Fiecare are o compoziție și o structură distinctă a speciilor. Cel mai mare ecosistem este ecosistemul marin. Toate ecosistemele sunt afectate de climatul global și de activitatea umană, cum ar fi poluarea, irigarea, urbanizarea, mineritul și defrișarea.

Ecosistemul marin acoperă aproximativ 70 la sută a suprafeței Pământului. Alături de oceane, ecosistemele marine includ țărmurile nisipoase, estuarele, apartamentele de noroi, apele Antarcticii, mlaștinile sărate și recifurile de corali vibrante, toate îmbinând viața. Clima ecosistemelor marine din întreaga lume variază de la căldură tropicală până la vortexuri polare.

Ecosistemele acvatice includ lacuri, râuri, iazuri și zone umede. Speciile de apă dulce dispar într-un ritm mult mai rapid decât speciile marine sau terestre, potrivit National Geographic. Schimbările climatice și poluarea reprezintă amenințări majore pentru ecosistemele acvatice.

Ecosistemele terestre sunt comunități ecologice terestre în locuri precum tundra arctică, deșert, păduri și pajiști. Animalele din climatele polare au evoluat trăsături adaptive similare, cum ar fi blana groasă și un strat izolant de grăsime.

Biomi cheie ai ecosistemului

Biomii sunt un termen ceva mai larg decât ecosistemele, deși sunt destul de similare. Biomii sunt comunități ecologice distinctive care, în sine, pot conține multe ecosisteme în cadrul său. Sunt utile pentru clasificarea caracteristicilor anumitor zone care pot afecta direct tipul sau tipurile de ecosisteme care apar acolo.

Caracteristicile distincte ale acestor biomi / sisteme ecologice includ climatul lor special, zona, cota, tipul de sol, cantitatea de precipitații și compoziția speciilor.

Biomi acvatici includ recifuri de corali, estuare, marine, zone umede și apă dulce.

Biomi de deșert include deșertul Mojave, deșerturile de coastă din Chile, Valea Morții și deserturile frigide ale Groenlandei.

Biomi de pădure includ pădure tropicală tropicală, pădure temperată, chaparrală (arbuști) și taiga (pădurea boreală).

Biomi de iarbă include savane, stepele, prairile și pampasele din America de Sud.

Structura ecosistemelor

Organismele vii trebuie să aibă energie și nutrienți pentru a crește, reacționa și reproduce. Organismele sunt interdependente și conectate între ele în cercul vieții. Energia este transferată de la un nivel al piramidei alimentare la următorul. De exemplu, peștele mănâncă alge și calmarul mănâncă pește.

Algele, peștii, calamarii și rechinii prădători sunt un exemplu de lant trofic. pânză de mâncare este format din multe lanțuri alimentare suprapuse. Piramida energetică începe cu producătorii de la baza piramidei urmată de consumatori și prădători la nivelurile superioare. Se pierde energie cu fiecare transfer între organisme, deci piramida este verticală și nu se inversează.

Plantele și fitoplanctonul sunt producători care conțin pigmenți fotosintetici care utilizează energia solară și dioxidul de carbon pentru a face zahăr. Consumatorii primari mănâncă plante, iar consumatorii secundari consumă consumatori primari. Un prădător de vârf fără dușmani naturali deține locul de top al piramidei alimentare.

Funcțiile ciclului de nutrienți

biomasa este conservat și reciclat într-un ecosistem. Când organismele mor, decomposers descompun materia organică în energie și nutrienți care revin în ecosistem. Animalele care se descompun eliberează carbohidrați, grăsimi, proteine ​​și gaze atunci când sunt acționate de microbi, muște și viermi.

Bacteriile și microbii descompun substanțele vegetale în descompunere în substanțe nutritive precum calciu, azot, potasiu și fosfor care îmbogățesc solul.

De asemenea, energie și nutrienți curge între ecosisteme. De exemplu, rocile dintr-un râu erodează și introduc minerale în apa care curge în aval în lacuri și câmpuri. Efectul poate fi de asemenea dăunător. Nitrogenul și scurgerile fosforice din terenurile agricole pot polua căile navigabile.

Spre deosebire de materia care este reciclată, energia curge într-o direcție. Plantele produc molecule de glucoză bogate în energie din lumina soarelui, a apei și a dioxidului de carbon capturate. Energia chimică este transferată consumatorilor pentru metabolismul celular, iar energia suplimentară este eliberată sub formă de căldură.

Stabilitatea funcționării ecosistemului

Ecosistemele sunt dinamice cu un debit constant și un flux de energie și materie. Nivelurile de nutrienți, populațiile de specii, modelele meteorologice, temperatura, anotimpurile anului variază și se schimbă. Diversitatea într-un ecosistem contribuie la stabilitate.

În ciuda fluxului și a naturii dinamice a ecologiei ecosistemice, un ansamblu stare de echilibru rămâne constant. Ecosistemele mențin o stare de echilibru cu o compoziție destul de consistentă. În mod normal, caracteristicile biotice și abiotice fluctuante nu amenință un sistem stabil. Cu alte cuvinte, o pădure tropicală este încă o pădure tropicală, chiar dacă populația de maimuțe scade.

Întreruperi în funcționarea ecosistemului

Tulburările naturale pot perturba funcționarea ecosistemului. De exemplu, uraganele, incendiile sălbatice, inundațiile și vulcanii supără serviciile ecosistemice. Inundarea poate contamina sursele de apă. Habitatul este pierdut și speciile pot fi deplasate. Echilibrul prădător-pradă poate fi cauzat de un efect domino asupra altor specii.

Specii invazive poate amenința potențialul de bunăstare și existența altor specii. Speciile invazive includ plante și animale introduse într-o zonă intenționat sau accidental. Uneori, speciile invazive sunt aduse în mod deliberat pentru a opri un prădător care preia controlul. De exemplu, conservatorii au eliberat somon în Marile Lacuri pentru a controla o specie invazivă mai puțin dorită.

Activitatea umană este o altă cauză majoră a schimbării periculoase a ecosistemului. Vânătoarea, pescuitul excesiv, exploatarea resurselor neregenerabile, deșeurile toxice și poluarea amenință ecosistemele și biomii acestora. În cazuri extreme, cum ar fi o scurgere de la centrala nucleară, ecosistemele afectate ar putea fi radioactive și cancerigene pentru anii următori.

Exemplu de ecosistem marin

Marea barieră de corali în largul coastei Australiei este o mare incredibil de mare și diversă ecosistem marin care există de milioane de ani. Algele oferă hrană pentru corali în creștere care se atașează de coralii morți din recif.

Coralii tineri care plutesc în apă sunt mâncați de pești și animale care înoată în ocean. Coralii scheletici pot fi consumati in continuare de viermi, melci si de stele vorace.

Unii corali au o relație benefică reciproc cu creveții și crabii care trăiesc în colonii de corali și pot lupta împotriva inamicilor reciproci folosind ciupercile lor. Factorii abiotici care afectează semnificativ coralii sunt creșterea temperaturilor apei, acidifierea oceanelor și nivelul dioxidului de carbon.

Potrivit muzeului de istorie naturală Smithsonian, apa de mare acidă începe deja să dizolve structura scheletului a recifelor de corali în locuri precum Hawaii.

Exemplu de ecosistem acvatic

Ecosistemul acvatic Lake of the Woods este situat la granița Canadei și a Statelor Unite. Acest corp de apă dulce este ceea ce rămâne din cândva masiv Lacul Agassiz.

În acest ecosistem acvatic cu apă dulce, fitoplanctonul, zooplanctonul, algele și bacteriile oferă niveluri optime de hrană, habitat și oxigen pentru peștele gustos. Lacul Woods este adesea numit Capitala Lumii Walleye _._

Nevertebrate, cum ar fi fluturile și coamele, joacă un rol important și în lacurile de apă dulce. Ei mănâncă microorganisme care se hrănesc cu materii vegetale și animale în descompunere. Nevertebratele oferă o sursă excelentă de hrană pentru peștii mici care pot fi mâncați de pești mari, care pot fi prinși de pelicani, heroni, urs și oameni.

Factorii abiotici care afectează starea unui ecosistem acvatic precum Lake of the Wood includ temperatura aerului și a apei, nivelurile de dioxid de carbon și scurgerile toxice.

Exemplu de ecosistem terestru

Ecosistemul pădurii tropicale Amazon este un mediu terestru bogat în specii din America de Sud. Lumina soarelui este absorbită de plante luxuriante cu frunze largi și copaci înalți, care oferă hrană și adăpost pentru un număr uimitor de păsări, mamifere, insecte, șopârlele și șerpii din tropice. Multe dintre aceste creaturi sunt mâncate de prădători precum jaguarul.

Atunci când organismele mor în pădure, energia și nutrienții lor sunt defalcate rapid de descompunători, cum ar fi maggotii și microbii. Nutrienții se întorc în sol și ajută plantele să crească. Factorii abiotici ai pădurii tropicale includ cantități mari de precipitații, căldură și un climat tropical care hrănește biodiversitatea speciilor de la podeaua pădurii până la copertele groase atârnate.

Ecosistem vs. ecologie comunitară

În funcție de interesele lor de cercetare, ecologii se pot concentra pe domeniul ecologiei comunitare, ecologiei ecosistemului sau ambelor. Ecologia comunitară examinează în mod specific interacțiunile dintre speciile diferite și rezultatul acestei interacțiuni. Ecologia ecosistemului are o privire mult mai amplă asupra factorilor vii și nevii care afectează o comunitate ecologică și declanșează schimbarea ecosistemului.

De exemplu, un ecolog care dorește să afle de ce crapul uriaș preia un lac care a fost cândva plin de păstrăv ar putea întreprinde un studiu comunitar de ecologie a populației de pești, împreună cu un studiu ecosistem al reducerii calității apei care afectează toate speciile de viață acvatică . Ecologiștii efectuează studii care ajută economisiți resurse naturale pentru generațiile viitoare.

Protecția structurilor ecosistemice

Managementul ecosistemului folosește practici de conservare pentru a menține integritatea funcționării și structurilor ecosistemului. Se spune că structurile ecosistemice au integritate atunci când sunt echilibrate, stabile și caracteristice comunităților ecologice din regiunea naturală.

Atât factorii abiotici cât și cei biotici sunt, în general, previzibili. Dinamica populației ar trebui, de asemenea, să se auto-susțină fără a fi necesară intervenția umană restabilirea echilibrului.

O bună gestionare a ecosistemelor joacă un rol important în conservarea parcurilor de stat, a parcurilor naționale și a altor zone cu animale sălbatice. Înțelegerea istoriei ecosistemului și a ratelor normale de schimbare sau succesiune ajută la depistarea timpurie a problemelor structurale. Scopul este menținerea biodiversității și asigurarea viabilității speciilor native. De la New York la California, ecologiștii monitorizează îndeaproape modelele climatice.

Distrugerea ecosistemelor catastrofe

Dezastrele naturale, cum ar fi un uragan, sunt urmate de succesiunea ordonată și reconstrucția naturală a zonei la starea anterioară. Cu toate acestea, activitatea umană poate distruge temporar sau definitiv o ecologie ecosistemică. Dezastrele ecosistemice s-au întâmplat în Statele Unite și în întreaga lume.

Ecosistemul din Golful Mexic a fost puternic perturbat de poluanții transportați în Golf din râul Mississippi. Azotul și fosforul din câmpuri, praguri de alimentare și canalizare scurg în râu din multe state.

Nivelurile excesive de nutrienți stimulează înfloririle toxice de algă, modifică schimbarea alimentelor și epuizează oxigenul în apă, ceea ce duce la o zonă moartă și la uciderea masivă a peștilor. Zona este afectată și de factori abiotici, precum uraganele și inundațiile.

În 1986, un accident la centrala nucleară de la Cernobîl din Ucraina a evacuat material radioactiv mortal în atmosferă. Milioane de oameni au fost expuși radiațiilor. Mii de copii care beau lapte din vacile care pășunau în zona contaminată au dezvoltat cancer tiroidian. Astăzi, zona radioactivă din jurul Cernobilului este în afara limitelor oamenilor, dar lupii, caii sălbatici și alte animale sunt prezente în număr semnificativ.