Ekosystem. Środowisko, w którym żyją rośliny i zwierzęta
Szacuje się, że jak dotąd opisano około 2 milionów różnych gatunków organizmów żywych. Naukowcy są pewni, że to zaledwie niewielki wycinek wszystkich roślin i zwierząt zamieszkujących naszą planetę. Niezależnie od ich ilości, wszystkie należą do ekosystemów. Czym właściwie jest ekosystem? Czy akwarium może nim być? Czy człowiek może stworzyć ekosystem na innej planecie? Odpowiadamy.
partner merytoryczny
Spis treści:
Co to jest ekosystem?
Ekosystem jest pojęciem o bardzo szerokim znaczeniu, dlatego pojawia się w różnych kontekstach. Pierwszy raz określenie "ekosystem" pojawiło się w artykule Arthura Tansleya w 1935 roku. Nietrudno dopatrzeć się w nim skrótu od słów "system ekologiczny" i w takim właśnie charakterze został użyty przez autora.
Co wchodzi w skład ekosystemów? Aby odpowiedzieć na to pytanie, niezbędne jest poznanie dwóch terminów:
- biocenoza — określenie grupy wszystkich organizmów żywych (roślin, zwierząt, mikroorganizmów), które tworzą wspólny łańcuch pokarmowy (sieć troficzna) i zamieszkują określony teren, tworząc na nim system pozostający w równowadze;
- biotop — to środowisko składające się z materii nieożywionej, zamieszkiwane przez daną biocenozę. Biotop podlega przekształcaniu przez biocenozę.
Ekosystem to wspólne określenie na układ ekologiczny składający się z biocenozy i biotopu.
Ważną cechą każdego ekosystemu jest jego struktura troficzna, czyli elementy łańcucha pokarmowego. Aby można było mówić o systemie ekologicznym, musi zachodzić w nim pełny obieg materii, który zapewnia występowanie na danym terenie (biotopie) 3 poziomów pokarmowych:
- producentów — czyli autotrofów, przede wszystkim rośliny i część bakterii, które do wzrostu nie wykorzystują materii ożywionej. Do rozwoju wystarcza im energia słoneczna i materia nieożywiona, czyli elementy biotopu;
- konsumentów — heterotrofów, głównie zwierząt, które odżywiają się materią organiczną. Konsumentami są organizmy cudzożywne;
- reducentów — bakterii i grzybów, które rozkładają materię organiczną na prostsze związki. W ten sposób domknięty zostaje obieg materii i cały łańcuch pokarmowy.
Znając już podstawowe warunki, które muszą zostać spełnione, aby określić, co jest ekosystemem, możemy przejść do ich podziału i poszczególnych przykładów. W praktyce można je mnożyć niemal w nieskończoność.
Podział i przykłady ekosystemów. Jakie ekosystemy są w Polsce?
Najbardziej popularny i jednocześnie najprostszy podział ekosystemów dzieli je na 4 grupy:
- ekosystemy lądowe;
- ekosystemy wodne;
- ekosystemy sztuczne;
- ekosystemy naturalne.
W rzeczywistości to dwa podziały — jeden ze względu na umiejscowienie, drugi ze względu na sposób powstania danego ekosystemu. Ze względu na opisaną powyżej definicję moglibyśmy w tym miejscu wypisywać tysiące różnych ekosystemów, skupimy się jednak na pokazaniu ich zróżnicowania.
Ekosystemem może być niewielka sadzawka, czy staw o powierzchni liczonej w metrach kwadratowych, ale także ogromne kompleksy leśne rozciągające się na setki hektarów. Możemy od razu zauważyć, że jeden ekosystem może być częścią drugiego, a wyznaczenie konkretnych, sztywnych granic jest fizycznie niemożliwe, szczególnie w przypadku ekosystemów naturalnych.
Inne przykłady, do których możemy odnieść ten termin to np. pola uprawne (agroekosystemy), poszczególne łąki i parki. Oddzielny ekosystem może wytworzyć się nawet na niewielkim skwerze w centrum miasta, bardzo często mówi się zresztą o ekosystemie miejskim — sztandarowym przykładzie podgrupy sztucznej, czyli takiej, w którą ingerował człowiek.
Ekosystemem może być wyspa. Z jednej strony możemy mówić o ekosystemie Madagaskaru, czwartej największej wyspy świata, jak i maleńkiej Wyspy Skalistej, która powstała na skutek spiętrzenia wód Sanu, jakie tworzy dziś Zalew Soliński w Bieszczadach. W takim przypadku (ale też przy wielu łąkach czy zagajnikach) możemy mówić o ekosystemach półnaturalnych.
Jak widać bardzo szerokie spektrum warunków, które pozwalają uznać daną przestrzeń za ekosystem jest ogromna, a prosty podział na 4 kategorie nie pozwala na wyznaczenie klarownych granic. Istnieją jednak zespoły ekologiczne, których nie można określać tym mianem. Należą do nich np. akwarium czy szklarnia.
Takie układy do funkcjonowania potrzebują stałych interwencji z zewnątrz. Są bardzo wrażliwe na zmiany, a ze względu na małą bioróżnorodność nie są w stanie utrzymywać równowagi ekologicznej — pozostawione same sobie obumrą. Takie miejsca mają swoją osobną nazwę — układy biotyczne.
Biosfera - największy ekosystem
Biosfera to określenie na część powłoki ziemskiej, w której można znaleźć życie. Rozciąga się od kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów pod powierzchnią ziemi, aż po ponad 10 tysięcy metrów nad poziomem morza, czyli mniej więcej na wysokość przelotową pasażerskich samolotów odrzutowych.
Niekiedy mówi się, że ekosystemy należą do biosfery i nie sposób nie zgodzić się z tym stwierdzeniem. Równie dobrze, można jednak rozpatrywać biosferę jako jeden wielki, globalny ekosystem. Pojawia się tu jeszcze jedno zagadnienie, widoczne dopiero w większej skali. Obecnie Ziemia jest jedyną znaną planetą, na której wykształciło się życie, nie oznacza to jednak, że nie odkryjemy go w innych miejscach we Wszechświecie.
Do tego człowiek, który może tworzyć ekosystemy sztuczne i udowodnił już, że jest w stanie dolecieć na inne ciało niebieskie. Nic nie stoi też na przeszkodzie, żeby transportować w przestrzeń kosmiczną inne organizmy niż ludzkie. Podczas lądowania na Księżycu, amerykańscy astronauci (i bakterie w lądowniku) tworzyli układ biotyczny, nie było mowy o zamkniętym obiegu materii.
Inaczej funkcjonować mają bazy marsjańskie, które na początku będą wymagały regularnych dostaw z Ziemi, jednak w miarę upływu czasu i rozwoju infrastruktury mają stać się samowystarczalne. Na ten moment takie koncepcje wydają się jeszcze śpiewem dalekiej przyszłości, ale są już czynione konkretne kroki w realizacji tych ambitnych planów.
Jednym z nich jest np. projekt Biosfera 2, kompleks budynków, który powstał pod koniec lat 80. w Arizonie, gdzie naukowcy badają możliwości tworzenia alternatywnego zamkniętego układu ekologicznego i wpływ takiego miejsca na człowieka. Wiele z tych eksperymentów jest prowadzonych w ramach projektów dotyczących kolonizacji kosmosu.
Analogiczny pomysł powstał jeszcze wcześniej w Związku Radzieckim, jednak próba stworzenia oddzielnej biosfery zakończyła się w 1969 roku po niecałych dwóch latach.
Czytaj także:
Zobacz też:
