Съдържание
- Определение на екосистемата в биологията
- Произход на екологията
- Видове екологични системи
- Основни биоми на екосистемата
- Структура на екосистемите
- Функции на цикъла на хранителните вещества
- Стабилност във функционирането на екосистемите
- Прекъсвания във функционирането на екосистемата
- Пример за морска екосистема
- Пример за водна екосистема
- Пример за наземна екосистема
- Екосистема срещу екология на Общността
- Защита на структурите на екосистемите
- Катастрофално унищожаване на екосистемата
Природният свят е съставен от изключително различни видове физически среди и организми, уникално приспособени да живеят там. Друга дума за тази концепция в биологията е ан екосистема.
Тази статия ще ви даде ясни обяснения на екосистемите и ще ви предложи интересни примери.
Определение на екосистемата в биологията
Биолозите определят екосистемата като общност от живи организми и тяхната физическа среда, която включва и двете биотични и абиотични фактори.
Биотични фактори са живи същества в взаимозависима екологична система като растения, животни, микроби и гъби.
Абиотични фактори са неживи неща като вода, слънчева светлина, подслон, скали, минерали, почва и климат.
Произход на екологията
Научното проучване и класификация на растения и животни датира от Аристотел в древна Гърция. В началото на 1800 г. Дарвин описва конкуренцията между видовете и еволюцията чрез естествена селекция. Ернст Хекел изложи думата екология около същото това време.
В края на 1800 г. Евгений Затопляне предполага, че абиотичните фактори като суша, пожар и студено време също влияят върху поведението на видовете и стратегиите за адаптиране. Затоплянето пътува много в работата си и разработи университетски курс по растителна екология. Идеите му се хванаха, когато британски и северноамерикански учени четат класическата му книга, Екология на растенията.
Терминът екосистема е монетиран от Артур Тансли през 1936г.
Видове екологични системи
Има три широки категории биологични екосистеми. Всяка от тях има различен видов състав и структура. Най-голямата екосистема е морската екосистема. Всички екосистеми са засегнати от глобалния климат и човешката дейност, като замърсяване, напояване, урбанизация, добив и обезлесяване.
Морска екосистема обхваща около 70 процента от земната повърхност. Наред с океаните, морските екосистеми включват пясъчни брегове, устия, кални апартаменти, води на Антарктида, солени блата и живи коралови рифове, всичките напоени с живот. Климатът на морските екосистеми по света варира от тропическа топлина до полярни вихри.
Водни екосистеми включват езера, реки, езера и влажни зони. Сладководни видове ще изчезнат с много по-бързи темпове от морските или сухоземните видове, според National Geographic, Климатичните промени и замърсяването са основни заплахи за водните екосистеми.
Наземни екосистеми са сухоземни екологични общности на места като арктическата тундра, пустинята, горите и тревите. Животните в полярния климат съвместно развиват подобни адаптивни черти като дебела козина и изолиращ мастен слой.
Основни биоми на екосистемата
Биомите са малко по-широк термин от екосистемите, въпреки че са доста сходни. Биомите са отличителни екологични общности, които сами по себе си могат да съдържат много екосистеми в него. Те са полезни за категоризиране на характеристиките на определени райони, които могат пряко да засегнат типа или типовете екосистеми, които възникват там.
Отличителните характеристики на тези биоми / екологични системи включват техния специфичен климат, зона, кота, вид на почвата, количество валежи и състав на видовете.
Водни биоми включват коралови рифове, устия, морски, влажни зони и сладководни.
Пустинни биоми включват пустинята Мохаве, крайбрежните пустини на Чили, Долината на смъртта и несериозните пустини на Гренландия.
Горски биоми включват тропическа гора, умерена гора, чапарал (храсти) и тайга (бореална гора).
Тревни биоми включват савани, степи, прерии и пампани от Южна Америка.
Структура на екосистемите
Живите организми трябва да имат енергия и хранителни вещества, за да растат, да реагират и да се възпроизвеждат. Организмите са взаимозависими и свързани помежду си в кръга на живота. Енергията се прехвърля от едно ниво на хранителната пирамида на следващото. Например рибите ядат водорасли, а калмари ядат риба.
Водораслите, рибите, калмарите и хищните акули са пример за а хранителна верига, Най- хранителна мрежа е направена от много припокриващи се хранителни вериги. Енергийната пирамида започва от производителите в основата на пирамидата, последвани от потребители и хищници на горните нива. При всяко прехвърляне между организмите се губи енергия, така че пирамидата е изправена, а не обърната.
Растенията и фитопланктонът са производители, които съдържат фотосинтетични пигменти, които използват слънчева енергия и въглероден диоксид за производството на захар. Първичните потребители ядат растения, а вторичните консумират първичните потребители. Апекс хищник без естествени врагове държи първото място на хранителната пирамида.
Функции на цикъла на хранителните вещества
биомасата се консервира и рециклира в екосистема. Когато организмите умират, разлагащи разграждат органичната материя до енергия и хранителни вещества, които се връщат обратно в екосистемата. Разлагащите се животни отделят въглехидрати, мазнини, протеини и газове, когато действат от микроби, мухи и червеи.
Бактериите и микробите разграждат разлагащата се растителна материя до хранителни вещества като калций, азот, калий и фосфор, които обогатяват почвата.
Енергия и хранителни вещества също поток между екосистемите, Например скалите в река еродират и вкарват минерали във водата, която тече надолу по течението в езера и полета. Ефектът може да бъде и вреден. Азотният и фосфорният отток от земеделските земи могат да замърсят водните пътища.
За разлика от материята, която се рециклира, енергията тече в една посока. Растенията произвеждат богати на енергия молекули глюкоза от уловена слънчева светлина, вода и въглероден диоксид. Химическата енергия се прехвърля на потребителите за клетъчния метаболизъм, а допълнителната енергия се отделя като топлина.
Стабилност във функционирането на екосистемите
Екосистемите са динамични с постоянно изливане и поток от енергия и материя. Нивата на хранителните вещества, популациите на видовете, метеорологичните модели, температурата, сезоните на годината се колебаят и променят. Разнообразието в една екосистема допринася за стабилността.
Въпреки потока и динамичния характер на екосистемата, като цяло състояние на равновесие остава стабилен. Екосистемите поддържат стабилно състояние с доста постоянен състав. Обикновено колебателните биотични и абиотични характеристики не застрашават стабилна система. С други думи, тропическа гора все още е тропическа гора, дори ако популацията на маймуните намалява.
Прекъсвания във функционирането на екосистемата
Естествените смущения могат да нарушат функционирането на екосистемата. Например ураганите, дивите пожари, наводненията и вулканите разстроиха екосистемните услуги. Наводнението може да замърси водните източници. Хабитатът се губи и видовете могат да бъдат изместени. Балансът на хищната плячка може да бъде изключен, което ще доведе до домино ефект върху други видове.
Инвазивни видове може потенциално да застраши благосъстоянието и съществуването на други видове. Инвазивните видове включват растения и животни, въведени в зона умишлено или случайно. Понякога инвазивните видове се въвеждат нарочно, за да спрат хищник, който превзема. Например природозащитниците пуснаха сьомга в Големите езера, за да контролират по-малко желания инвазивен вид.
Човешката дейност е друга основна причина за опасна промяна в екосистемата. Ловът, свръхловът, експлоатацията на невъзобновяеми ресурси, токсични отпадъци и замърсяване застрашават екосистемите и техните биоми. В крайни случаи, като теч от атомна електроцентрала, засегнатите екосистеми могат да бъдат радиоактивни и канцерогенни за години напред.
Пример за морска екосистема
Най- Голям бариерен риф край бреговете на Австралия е невероятно голям и разнообразен морска екосистема което съществува от милиони години. Водораслите осигуряват храна за отглеждане на корали, които се прикрепят към мъртви корали в рифа.
Младите корали, плаващи във водата, се ядат от риби и животни, плуващи в океана. Скелетонизираните корали все още могат да се консумират от червеи, охлюви и ненаситни морски звезди.
Някои корали имат взаимноизгодни отношения със скариди и раци, които живеят в коралови колонии и се борят с взаимните врагове, използвайки щипците си. Абиотичните фактори, които влияят значително на коралите, са повишаване на температурата на водата, подкисляването на океана и нивата на въглеродния диоксид.
Според Природонаучния музей на Смитсонов киселата морска вода вече започва да разтваря скелетната структура на кораловите рифове на места като Хавай.
Пример за водна екосистема
Водната екосистема Езерото на гората е разположена на границата на Канада и САЩ. Това сладководно тяло е това, което остава от някога масивното ледниково езеро Агасис.
В тази сладководна водна екосистема фитопланктонът, зоопланктонът, водораслите и бактериите осигуряват оптимални нива на храна, местообитание и кислород за вкусна риба. Езерото от гората често се нарича столицата на Уоли в света _._
Безгръбначните животни като маймуни и молюски също играят важна роля в сладководни езера. Те се хранят с микроорганизми, които се хранят с гниеща растителна и животинска материя. Безгръбначните животни осигуряват отличен източник на храна за малки риби, които могат да бъдат изядени от големи риби, които могат да бъдат уловени от пеликани, чапли, мечки и хора.
Абиотичните фактори, влияещи върху състоянието на водна екосистема като езерото на гората, включват температурата на въздуха и водата, нивата на въглеродния диоксид и токсичния отток.
Пример за наземна екосистема
Екосистемата на тропическите гори на Амазонка е богата на видове земна среда в Южна Америка. Слънчевата светлина се поглъща от буйни широколистни растения и високи дървета, които осигуряват храна и подслон за поразителен брой птици, бозайници, насекоми, гущери и змии в тропиците. Много от тези същества са изядени от хищници като ягуара.
Когато организмите умират в тропическите гори, тяхната енергия и хранителни вещества се разграждат бързо от разлагачи като личинки и микроби. Хранителните вещества се връщат обратно в почвата и помагат на растежа да расте. Абиотичните фактори на тропическите гори включват големи количества валежи, топлина и тропически климат, който подхранва биологичното разнообразие на видовете от горския под до дебелите висящи балдахини.
Екосистема срещу екология на Общността
В зависимост от своите изследователски интереси, еколозите могат да се съсредоточат върху областта на екологията на общността, екосистемата или и двете. Екологията на Общността специално разглежда взаимодействията между различните видове и резултатите от това взаимодействие. Екологичната екология разглежда много по-широк поглед върху живи и неживи фактори, които влияят върху екологичната общност и предизвикват промяна в екосистемата.
Например, еколог, който иска да разбере защо гигантските шарани превземат езеро, което някога е било пъстърва, може да предприеме екологично проучване на рибната популация заедно с екосистемно проучване за намаляване на качеството на водата, което засяга всички видове воден живот , Еколозите провеждат изследвания, които помагат спестявайте природни ресурси за бъдещите поколения.
Защита на структурите на екосистемите
Управлението на екосистемите използва практики за опазване, за да поддържа целостта на функционирането и структурите на екосистемите. Казват, че структурите на екосистемите имат цялост, когато са балансирани, стабилни и характерни за екологичните общности в този природен регион.
Както абиотичните, така и биотичните фактори като цяло са предвидими. Динамиката на населението също трябва да бъде самоподдържаща се, без да е необходима човешка намеса възстановяване на баланса.
Доброто управление на екосистемите играе важна роля за опазването на държавните паркове, националните паркове и други зони за дивата природа. Разбирането на историята на екосистемата и нормалните темпове на промяна или приемственост помага за ранно откриване на структурни проблеми. Целта е да се поддържа биологичното разнообразие и да се гарантира жизнеспособността на местните видове. От Ню Йорк до Калифорния природозащитниците внимателно наблюдават климатичните модели.
Катастрофално унищожаване на екосистемата
Природните бедствия като ураган са последвани от подредена последователност и естествено възстановяване на района до предишното му състояние. Въпреки това човешката дейност може временно или трайно да унищожи екологията на екосистемата. Екосистемните бедствия са се случили в САЩ и по целия свят.
Екосистемата на Мексиканския залив е силно разрушена от замърсители, пренесени в залива от река Мисисипи. Азот и фосфор от полета, канали и канализация се оттичат в реката от много щати.
Прекомерните нива на хранителни вещества стимулират токсичния цъфтеж на водораслите, променят промяната на храната и изчерпват кислорода във водата, което води до мъртва зона и масово убива риба. Районът се влияе и от абиотични фактори като урагани и наводнения.
През 1986 г. авария в атомната електроцентрала в Чернобил в Украйна изхвърля смъртоносни радиоактивни материали в атмосферата. Милиони хора бяха изложени на радиация. Хиляди деца, които пиеха мляко от крави, пасящи в замърсената зона, развиха рак на щитовидната жлеза. Днес радиоактивната зона около Чернобил е извън границите на хората, но вълци, диви коне и други животни присъстват в значителен брой.