Všetka rozmanitosť organizmov na našej planéte je neoddeliteľne spojená. Neexistuje žiadny taký tvor, ktorý by mohol existovať izolovane od všetkých, prísne individuálne. Avšak nielen organizmy sú v úzkom vzťahu, ale aj faktory vonkajšieho a vnútorného prostredia ovplyvňujú celý bióm. Spolu je celý komplex živej a neživej prírody reprezentovaný štruktúrou ekosystémov a ich vlastnosťami. Čo je to za koncept, akými parametrami sa vyznačuje, skúsme pochopiť článok.
Koncept ekosystémov
Čo je to ekosystém? Z hľadiska ekológie ide o celkovú spoločnú životnú aktivitu všetkých druhov organizmov bez ohľadu na triednu príslušnosť a faktory prostredia, biotické aj abiotické.
Vlastnosti ekosystémov sa vysvetľujú ich charakteristikami. Prvá zmienka o tomto termíne sa objavila v roku 1935. A. Tansley ho navrhol použiť na označenie „komplexu pozostávajúceho nielen z organizmov, ale aj z ich prostredia“. Samotný koncept je pomerne rozsiahly, je to najväčšia jednotka ekológie a tiež dôležitá. Ďalším názvom je biogeocenóza, hoci rozdiely medzi týmito pojmami sú stálemalé jedlo.
Hlavnou vlastnosťou ekosystémov je v nich nepretržitá interakcia organickej a anorganickej hmoty, energie, redistribúcia tepla, migrácia prvkov, komplexný vzájomný vplyv živých bytostí na seba. Celkovo existuje niekoľko hlavných charakteristických znakov, ktoré sa nazývajú vlastnosti.
Základné vlastnosti ekosystémov
Sú tri hlavné:
- samoregulácia;
- udržateľnosť;
- samoreprodukcia;
- zámena jedného za druhého;
- integrita;
- emergentné vlastnosti.
Na otázku, čo je hlavnou vlastnosťou ekosystémov, možno odpovedať rôznymi spôsobmi. Všetky sú dôležité, pretože iba ich spoločná prítomnosť umožňuje existenciu tohto konceptu. Pozrime sa podrobne na každú charakteristiku, aby sme pochopili jej dôležitosť a podstatu.
Samoregulácia ekosystému
Toto je hlavná vlastnosť ekosystému, ktorá znamená nezávislé riadenie života v rámci každej biogeocenózy. To znamená, že skupina organizmov, ktorá je v úzkom vzťahu s inými živými bytosťami, ako aj s faktormi prostredia, má priamy vplyv na celú štruktúru ako celok. Je to ich životne dôležitá činnosť, ktorá môže ovplyvniť stabilitu a samoreguláciu ekosystému.
Ak napríklad hovoríme o predátoroch, jedia bylinožravce rovnakého druhu, až kým sa ich počet nezníži. Ďalej sa zastaví jedenie a predátorprejde na iný zdroj potravy (teda na iný druh bylinožravca). Ukazuje sa teda, že druh nie je úplne zničený, zostáva v pokoji, kým sa neobnoví požadovaný ukazovateľ početnosti.
V rámci ekosystému nemôže dôjsť k prirodzenému vyhynutiu druhu v dôsledku požierania inými jedincami. O tom je samoregulácia. To znamená, že zvieratá, rastliny, huby, mikroorganizmy sa navzájom kontrolujú, napriek tomu, že sú potravou.
Samoregulácia je tiež hlavnou vlastnosťou ekosystémov aj preto, že vďaka nej prebieha riadený proces premeny rôznych druhov energie. Anorganické látky, organické zlúčeniny, prvky – všetky sú v úzkom prepojení a celkovom obehu. Rastliny priamo využívajú slnečnú energiu, živočíchy jedia rastliny, pričom túto energiu premieňajú na chemické väzby, po ich smrti ich mikroorganizmy opäť rozkladajú na anorganickú hmotu. Proces je nepretržitý a cyklický bez vonkajšieho zasahovania, čo sa nazýva samoregulácia.
Udržateľnosť
Ekosystémy majú aj iné vlastnosti. Sebaregulácia úzko súvisí s odolnosťou. Ako dlho ten či onen ekosystém vydrží, ako sa zachová a či dôjde k zmenám v iných, závisí od mnohých dôvodov.
Skutočná stajňa je tá, v ktorej nie je miesto pre ľudský zásah. Má neustále stabilne vysoký počet všetkých druhov organizmov, nedochádza k zmenám pod vplyvom podmienok prostredia respsú bezvýznamné. V zásade môže byť každý ekosystém udržateľný.
Tento stav môže človek narušiť svojím zásahom a zlyhaním nastoleného poriadku (výrub lesov, strieľanie zvierat, likvidácia hmyzu a pod.). Aj samotná príroda môže ovplyvniť udržateľnosť, ak sa klimatické podmienky dramaticky zmenia, bez toho, aby organizmom poskytla čas na prispôsobenie sa. Napríklad prírodné katastrofy, klimatické zmeny, nedostatok vody atď.
Čím väčšia je rozmanitosť druhov organizmov, tým dlhšia je existencia ekosystémov. Vlastnosti ekosystému – stabilita a samoregulácia – sú základom, na ktorom tento koncept vo všeobecnosti spočíva. Existuje pojem, ktorý tieto charakteristiky zhŕňa – homeostáza. Teda zachovanie stálosti vo všetkom – rozmanitosť druhov, ich početnosť, vonkajšie a vnútorné faktory. Napríklad ekosystémy tundry sa menia s väčšou pravdepodobnosťou ako tropické pralesy. Koniec koncov, genetická rozmanitosť živých vecí v nich nie je taká veľká, čo znamená. a miera prežitia prudko klesá.
Samostatná reprodukovateľnosť
Ak sa dobre zamyslíte nad otázkou, čo je hlavnou vlastnosťou ekosystémov, môžete dospieť k záveru, že nemenej dôležitou podmienkou ich existencie je samoreprodukovateľnosť. Skutočne, bez neustálej reprodukcie komponentov, ako sú:
- organizmy;
- zloženie pôdy;
- priehľadnosť vody;
- kyslíková zložka vzduchu atď.
Je ťažké hovoriť o udržateľnosti a samoregulácii. Aby biomasa neustále ožívala a početpodporovaný, je dôležitý dostatok potravy, vody, ako aj priaznivé životné podmienky. Vo vnútri každého ekosystému sa neustále nahrádzajú staré jedince mladými, chorými zdravými, silnými a odolnými. To je normálna podmienka existencie ktorejkoľvek z nich. To je možné len pod podmienkou včasnej vlastnej reprodukovateľnosti.
Prejav vlastností ekosystému tohto druhu je zárukou genetického zachovania alel každého druhu. V opačnom prípade by bez následnej obnovy boli vyhynuté celé rody a typy, triedy a rodiny živých bytostí.
Succession
Dôležitými vlastnosťami ekosystémov sú aj zmeny ekosystémov. Tento proces sa nazýva nástupníctvo. Vzniká pod vplyvom zmeny vonkajších abiotických faktorov a trvá od niekoľkých desiatok rokov až po milióny. Podstatou tohto javu je postupné nahrádzanie jedného ekosystému iným pod vplyvom vnútorných faktorov, ktoré dlhodobo vznikajú medzi živými organizmami a vonkajšími podmienkami neživej prírody.
Významným dôvodom pre nástupníctvo je aj ľudská ekonomická aktivita. Lesy sú teda nahradené lúkami a močiarmi, jazerá sa menia na púšte alebo lužné lúky, polia zarastajú stromami a vzniká les. Výraznými zmenami samozrejme prechádza aj fauna.
Ako dlho bude trvať nástupníctvo? Presne do štádia, kedy sa vytvorí najvhodnejšia a na špecifické podmienky prispôsobená biogeocenóza. Napríklad ďaleké ihličnaté lesyVýchod (tajga) je už zavedená autochtónna biocenóza, ktorá sa už nebude meniť. Vznikol počas tisícok rokov, počas ktorých došlo k viac ako jednej zmene ekosystému.
Núdzové nehnuteľnosti
Tieto vlastnosti ekosystémov sú novovzniknuté, nové a predtým necharakteristické znaky, ktoré sa objavujú v biogeocenóze. Vznikajú ako výsledok komplexnej práce všetkých alebo niekoľkých účastníkov v celkovom systéme.
Typickým príkladom je spoločenstvo koralových útesov, ktoré je výsledkom interakcie medzi coelenterátmi a riasami. Koraly sú hlavným zdrojom obrovského množstva biomasy, prvkov, zlúčenín, ktoré pred nimi v tejto komunite neexistovali.
Funkcie ekosystému
Vlastnosti a funkcie ekosystémov sú úzko prepojené. Napríklad taká vlastnosť, ako je integrita, znamená udržiavanie neustálej interakcie medzi všetkými účastníkmi. Vrátane faktorov neživej prírody. A jednou z funkcií je práve harmonický prechod rôznych druhov energie do seba, čo je možné za podmienky vnútornej cirkulácie prvkov medzi všetkými časťami populácie a samotnými biocenózami medzi sebou.
Vo všeobecnosti je úloha ekosystémov určená typmi interakcií, ktoré v nich existujú. Každá biogeocenóza by mala v dôsledku svojej existencie poskytnúť určitý biologický nárast biomasy. Toto bude jedna z funkcií. Nárast závisí od kombinácie faktorov živej a neživej povahy a môže sa značne líšiť. Biomasa je teda oveľa väčšia v oblastiach s vysokou vlhkosťou a dobrým osvetlením. To znamená, že jeho rast bude oveľa väčší v porovnaní napríklad s púšťou.
Ďalšou funkciou ekosystému je transformačná. Znamená to riadenú zmenu energie, jej premenu na rôzne formy pôsobením živých bytostí.
Štruktúra
Zloženie a vlastnosti ekosystémov určujú ich štruktúru. Aká je štruktúra biogeocenózy? Je zrejmé, že zahŕňa všetky hlavné prepojenia (živé aj abiotické). Dôležité je aj to, že vo všeobecnosti je celá štruktúra uzavretým cyklom, čo opäť potvrdzuje základné vlastnosti ekosystémov.
V každej biogeocenóze existujú dve hlavné prepojenia.
1. Ekotop - súbor faktorov abiotickej povahy. On je zas reprezentovaný:
- klíma (atmosféra, vlhkosť, svetlo);
- edaphotopome (zložka pôdy).
2. Biocenóza - súhrn všetkých druhov živých bytostí v danom ekosystéme. Obsahuje tri hlavné odkazy:
- zoocenóza – všetky živočíšne stvorenia;
- fytocenóza – všetky rastlinné organizmy;
- mikroocenóza – všetci zástupcovia baktérií.
Podľa vyššie uvedenej štruktúry je zrejmé, že všetky prepojenia sú úzko prepojené a tvoria jednu sieť. Toto spojenie sa prejavuje predovšetkým v absorpcii a premene energie. Inými slovami, v potravinových reťazcoch a sieťachv rámci populácií a medzi nimi.
Takúto štruktúru biogeocenózy navrhol V. N. Sukachev v roku 1940 a je relevantná aj dnes.
Vyspelý ekosystém
Vek rôznych biogeocenóz sa môže značne líšiť. Prirodzene, charakteristické črty mladého a vyspelého ekosystému by mali byť odlišné. A je to tak.
Aká vlastnosť zrelého ekosystému ho odlišuje od relatívne nedávno vytvoreného? Je ich niekoľko, zvážte ich všetky:
- Druhy každej populácie sa tvoria, sú stabilné a nie sú nahradené (vytláčané) inými.
- Rozmanitosť jednotlivcov je stála a už sa nemení.
- Celá komunita sa voľne samoreguluje, je tu vysoký stupeň homeostázy.
- Každý organizmus je plne prispôsobený podmienkam prostredia, koexistencia biocenózy a ekotopu je maximálne pohodlná.
Každý ekosystém bude podstupovať postupnosť, kým sa nedosiahne jeho vyvrcholenie – trvalá najproduktívnejšia a najprijateľnejšia druhová diverzita. Vtedy sa biogeocenóza začala postupne premieňať na dospelú komunitu.
Skupiny organizmov v rámci biogeocenózy
Je prirodzené, že všetky živé bytosti v rámci jedného ekosystému sú prepojené do jedného celku. Zároveň majú tiež obrovský vplyv na zloženie pôdy, ovzdušia, vody - na všetky abiotické zložky.
V rámci každej biogeocenózy je zvykom rozlišovať niekoľko skupín organizmov podľa ich schopnosti absorbovať a premieňať energiu.
- To sú výrobcoviaktorý vyrába organickú hmotu z anorganických zložiek. Sú to zelené rastliny a niektoré druhy baktérií. Ich spôsob pohlcovania energie je autotrofný, priamo pohlcujú slnečné žiarenie.
- Konzumenti alebo biofágy – tí, ktorí konzumujú hotovú organickú hmotu jedením živých bytostí. Ide o mäsožravce, hmyz, niektoré rastliny. Patria sem aj bylinožravce.
- Saprotrofy sú organizmy schopné rozkladať organickú hmotu, čím spotrebúvajú živiny. To znamená, že sa živia mŕtvymi zvyškami rastlín a zvierat.
Je zrejmé, že všetci účastníci v systéme sú vo vzájomnej závislosti. Bez rastlín sa bylinožravce nedostanú k potrave a bez nich zahynú predátori. Saprofágy zlúčeniny nespracujú, množstvo potrebných anorganických zlúčenín sa neobnoví. Všetky tieto vzťahy sa nazývajú potravinové reťazce. Vo veľkých komunitách sa reťazce menia na siete, tvoria sa pyramídy. Štúdium problémov súvisiacich s trofickými interakciami je veda o ekológii.
Úloha ľudí pri ovplyvňovaní ekosystémov
Dnes sa o tom veľa hovorí. Nakoniec si človek uvedomil celý rozsah škôd, ktoré za posledných 200 rokov spôsobili ekosystému. Dôsledky takéhoto správania sa stali zrejmými: kyslé dažde, skleníkový efekt, globálne otepľovanie, znižovanie zásob sladkej vody, ochudobňovanie pôdy, zmenšovanie lesných plôch atď. Na problémy môžete upozorňovať nekonečne dlho, pretože ich je obrovské množstvo.
Toto všetko je práve tá úloha, ktorú v ekosystéme zohral a stále hrá človek. Masová urbanizácia, industrializácia, rozvoj technológií, prieskum vesmíru a ďalšie ľudské aktivity vedú nielen ku komplikáciám stavu neživej prírody, ale aj k zániku a úbytku biomasy planéty.
Každý ekosystém potrebuje ľudskú ochranu, najmä dnes. Preto je úlohou každého z nás poskytnúť jej podporu. To si nevyžaduje veľa - na vládnej úrovni sa vyvíjajú metódy ochrany prírody, bežný človek by sa mal držať len zabehnutých pravidiel a snažiť sa udržať ekosystémy nedotknuté, bez toho, aby do ich zloženia vnášali nadmerné množstvo rôznych látok a prvkov.
