Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Ecosistemul

in Biologie/Enciclopedie

Ecosistemul este o noţiune definită pentru prima dată de Tansley în 1935, şi reprezintă unitatea fundamentală a naturii, ce integrează biocenoza cu biotopul ei. Ecosistemul constituie integrarea vieţii cu mediul său de trai.

Structura trofică a ecosistemului este alcătuită din:

– producători primari, care sunt producătorii de substanţă organică; in ecosistemele terestre, producătorii primari sunt plantele verzi (briofite, pteridofite, fanerogame), în cele marine algele, iar în apele dulci algele şi fanerogamele;

– cosumatorii de ordinul I sunt animalele fitofage şi paraziţii vegetali, de ordinul II sunt carnivorele ce consumă erbivore, iar de ordinul III sunt carnivorele ce consumă alte carnivore; consumatorii de ordinul II şi III sunt prădători sau paraziţi; dintre consumatori fac parte şi organismele detritivore ce se hrănesc cu detritus (organisme în descompunere) sau necrofage, ce se hrănesc cu cadavre şi asigură fragmentarea materialului vegetal;

– descompunătorii transformă materia organică din cadavrele plantelor şi animalelor în substanţe minerale şi sunt reprezentaţi de bacteriile şi ciupercile din sol.

Lanţul trofic reprezintă succesiunea în care se înşiruie organismele unui ecosistem pentru realizarea structurii sale trofice.

Dajoz (1971) defineşte lanţul trofic ca o suită de fiinţe vii, în care unele le mănâncă pe cele care le preced, înainte de a fi mâncate de cele ce urmează.

Puia şi Soran (1978) definesc lanţul trofic ca o modalitate de transfer a energiei chimice potenţiale inclusă în substanţa organică de către plantele verzi, grupelor de organisme heterotrofe, prin consumări succesive.

Lanţurile trofice pot fi scurte, din trei verigi (seminţe-şoarece-pisică) sau lungi, din 5-6 verigi (pin-afide-coccinelide-păianjeni-păsări insectivore-păsări răpitoare).

Nivelul trofic reprezintă grupări de specii despărţite de producătorii primari prin acelaşi număr de trepte şi îndeplinind aceeaşi funcţie trofică.

Primul nivel trofic sunt plantele verzi; al doilea nivel trofic sunt consumatorii de ordinul I; al treilea nivel trofic sunt consumatorii de ordinul II etc. Omnivorele aparţin la mai multe nivele trofice.
Piramida ecologică reprezintă exprimarea grafică a structurii trofice a unui ecosistem sau a unui lanţ trofic. Numărul de indivizi se reduce de la nivelul producătorilor spre cel al consumatorilor, pe când talia şi longevitatea acestora creşte.

Dacă se reprezintă nivelele trofice prin dreptunghiuri orizontale, de lungimi proporţionale cu numărul de indivizi, se obţine piramida numerelor, noţiune introdusă de Elton (1927), sub numele de piramida eltoniană.

Dacă se reprezintă biomasa, rezultă piramida biomaselor, care exprimă cantitatea de substanţă existentă.
Piramida energiilor este cea mai corectă reprezentare a biocenozelor deoarece exprimă cantitatea de energie acumulată de organism în unitatea de timp, pe unitatea de supravaţă.

Funcţiile ecosistemului

Funcţionarea ecosistemului rezultă din interacţiunea dintre populaţiile sale şi din interacţiunea acestora cu biotopul.

Principalele funcţii ale ecosistemului sunt: funcţia de circulaţie a materiei, funcţia energetică şi funcţia de autoreglare.

Funcţia de circulaţie a materiei.

Circulaţia materiei poate fi:

– geochimică, realizată de compuşii minerali şi organici ce alcătuiesc scoarţa pământului, în afara organismelor;
– biochimică sau biogeochimică, realizată prin pătrunderea elementelor minerale sau organice din scoarţa pământului în organismele vii, în scopul sintezei de substanţe proprii.

La nivelul ecosistemului se realizează o permanentă circulaţie sau migraţie a elementelor între biocenoză şi biotop. Căile de intrare sunt reprezentate la nivelul biotopului de soluţiile apoase şi gaze, iar la nivelul biocenozei de lanţurile trofice.

Plantele extrag elementele chimice din biotop sub forma unor soluţii apoase. Proporţia şi viteza cu care sunt absorbite substanţele este caracteristică tipului de ecosistem. Astfel, absorbţia cea mai ridicată o înregistrează pădurea tropicală, iar cea mai scăzută stepa pe soluri saline şi tundra.

Substanţele absorbite sunt introduse prin procesul de fotosinteză şi alte biosinteze în molecule organice şi sunt consumate odată cu plantele de către organismele erbivore, fiind înglobate în substanţa organică animală. Astfel, elementele migrează de la un nivel trofic la altul şi în diferite nivele ale consumatorilor.

Descompunătorii realizează descompunerea moleculelor organice din cadavrele plantelor şi animalelor în substanţe mai simple, transferând elementele chimice din biocenoză în biotop. Deci între biocenoză şi biotop există un permanent import-export de elemente chimice, între care se găseşte în permanent echilibru.

Circulaţia materiei în ecosistem are loc astfel:
– substanţe organice- producători- consumatori (fitofagi, zoofagi, carnivori) – descompunători – substanţe anorganice.

În acest mod, transferul materiei în ecosistem se realizează în mod ciclic.
În ecosistemele naturale, în cursul evoluţiei lor spre starea de climax se stabileşte un echilibru între elementele intrate în biocenoză şi cele eliberate de biotop.

În ecosistemele terestre, pierderile de elementele chimice produse prin levigare, migrarea consumatorilor etc. sunt compensate prin aportul datorat ploilor, curenţilor de aer sau degradării rocii mame a solului. În ecosistemele marine, pierderile sunt compensate de aportul apelor curgătoare.

Circuitele biogeochimice ale tuturor ecosistemelor se corelează la nivelul biosferei, constituind cicluri biogeochimice totale.

Funcţia energetică.

Migraţia materiei în ecosisteme este însoţită de migraţia energiei. Energia este forma de manifestare a materiei care are capacitatea de a efectua lucru mecanic. Ecosistemele sunt adevărate centrale energetice ce efectuează lucru mecanic pe baza schimburilor de energie cu mediul.

Transformările energetice din ecosistem se desfăşoară pe baza principiilor termodinamicii.
Primul principiu al termodinamicii (principiul transformării şi conservării energiei) arată că energia nu se crează, nu dispare ci se transformă. Energia radiantă solară se transformă în fotosinteză în energie chimică potenţială, înmagazinată în substanţă organică.

În corpul plantelor şi animalelor consumatoare, această energie este eliberată în procesul de respiraţie şi utilizată în procesele vitale. După moartea organismelor, prin activitatea descompunătorilor, această energie este transformată în energie calorică.

Conform primului principiu al termodinamicii, intrările energetice sunt egale cu ieşirile. În organisme:

– energia intrată ca hrană = energia consumată pentru creştere + energia utilizată în activitatea metabolică + energia pierdută sub formă de căldură + energia deşeurilor sau Eh = Ecreşt. + Emet. + Ec + Ed.

Ecosistemul este un sistem termodinamic care nu produce energie, ci transformă energia captată în lucru mecanic şi căldură. Prin ecosistem se realizează un flux de energie, care prezintă următoarele etape:

– import de energie radiantă;
– transformarea energiei radiante în energie chimică şi stocarea acesteia în molecule organice;
– distribuţia energiei în ecosistem prin lanţurile trofice;
– depozitarea energiei neconsumate în metabolism şi menţinerea ei constantă;
– exportul de energie, sub formă de căldură pierdută în mediu, migraţia organismelor etc.

Al doilea principiu al termodinamicii arată că orice formă de energie tinde să se transforme în căldură. Căldura produsă este recuperată numai parţial, o parte este cedată mediului, eficienţa transformării energetice fiind sub 100%.

Din punct de vedere energetic, organismele vii se clasifică astfel:

– producători primari, care sunt organisme fixatoare de energie;
– consumatori, care sunt acumulatori de energie;
– descompunători, care transformă energia potenţială în căldură;

Scurgerea energiei în ecosistem se face cu însemnate pierderi de căldură. Energia radiantă este redată mediului sub formă de căldură. Funcţionarea ecosistemului este condiţionată de pătrunderea continuă a noi cantităţi de energie.

Spre deosebire de circulaţia materiei în ecosistem, care se realizează în mod ciclic, transferul energiei este linear, realizându-se în mod aciclic.

Sursele de energie în ecosistem sunt:
– radiaţia solară: vegetaţia absoarbe 1300 kcal/m2/zi, din care 1-5% este utilizată în fotosinteză, iar restul se pierde prin transpiraţie şi sub formă de căldură;
– energia chimică produsă de bacteriile chimiosintetizante, rezultată din oxidarea diferitelor substanţe.

Bilanţul energetic este raportul dintre energia asimilată în substanţa organică şi cea consumată în respiraţie la nivelul fiecărui nivel trofic.

Balanţa energetică este raportul dintre energia acceptată şi energia cedată la nivelul tuturor nivelelor trofice ale sistemului.

Energia asimilată de plante sub formă de substanţă organică se numeşte producţie primară brută (PB). Din aceasta, o parte se pierde în respiraţie (R), iar restul este producţia primară netă (PN). Fluxul energetic este exprimat de formula PB = PN + R.

O parte din PN este utilizată ca hrană pentru erbivore I1, iar altă parte rămâne în biomasa vegetală, neutilizată EN1. Din energia ingerată de erbivore o parte este neasimilată NA1, altă parte este asimilată A1. Din aceasta, o parte R1 se pierde prin respiraţie, iar restul este inclusă în producţia secundară PS1 (PN1). Fluxul energetic la nivelul trofic al erbivorelor este exprimat de formula A1 = PS1 (PN1 + R1).

În acelaşi mod se realizează transmiterea fluxului energetic la nivelul consumatorilor de ordinul II, III etc.

Eficienţa transferului de energie (eficienţa ecologică) reprezintă raportul dintre asimilarea energiei unui nivel trofic n şi a energiei unui nivel anterior n-1, exprimat în procente. A1/PN x 100, A2/A1 x 100.

Stocul de energie în ecosistem scade progresiv de la o verigă la alta a lanţurilor trofice datorită pierderilor prin respiraţie. Cea mai mare pierdere are loc la nivelul producătorilor. Plantele utilizează în fotosinteză numai 1-5 % din energia solară, iar eficienţa fotosintetică este de 0,1-0,5%. Erbivorele utilizează 1 % din energia plantelor consumate, dar au o eficienţă energetică de 10 %. Consumatorii secundari au o eficienţă energetică de 15-20 %.

Legea celor 10 procente arată că numai 10 % din energia unui nivel poate fi captată de nivelul trofic următor:
1000 kcal/zi/m2 10 kcal 1 kcal 0,1 kcal
plante erbivore consumatori consumatori
secundari terţiari

În ecosistemele tinere, bilanţul energetic este pozitiv, fixarea energiei depăşeşte degradarea, ceea ce duce la creşterea stocului de energie. În ecosistemele climax, între fixarea şi degradarea energiei există un echilibru, din care rezultă un stoc energetic constant.

Funcţia de autoreglare

Stabilitatea ecosistemului reprezintă capacitatea sa de a-şi menţine relativ constante structura şi funcţiile. Menţinerea stabilităţii în ecosistem se realizează prin funcţia de autoreglare. Autoreglarea este funcţia de a păstra o stare de echilibru între populaţiile componente, determinând o stabilitate în structura şi funcţionarea ecosistemului.

Necesitatea autoreglării rezultă din faptul că energia şi hrana sunt limitate, fiind epuizate rapid în condiţiile înmulţirii nelimitate a unei populaţii; se impune reciclarea resurselor de materie şi energie şi limitarea înmulţirii populaţiilor în jurul densităţii optime. Aceasta se realizează prin sistemul cibernetic de tip feed-back (retroalimentare).

Mecanismele autoreglării pot fi: biodemografic şi biogeochimic.

Reglarea biodemografică controlează numărul şi biomasa indiviziilor şi speciilor. Ea se realizează prin mecanisme de ordin trofic, de tip pradă-prădător. Creşterea numărului indiviziilor din specia pradă determină înmulţirea indivizilor din specia prădător. Acestea consumă prada, îşi împuţinează resursele de hrană, apoi numărul indivizilor scade, iar prada îşi reface efectivul. Se instituie un ciclu periodic al diamicii celor două populaţii.

Stabilitatea ecosistemului este cu atât mai mare cu cât reţeaua trofică este mai complexă. Astfel, în ecosistemele pădurilor ecuatoriale nu se cunosc explozii ale dăunătorilor. În acest caz stabilitatea este asigurată de diversitate.

Un rol deosebit în realizarea stabilităţii au organismele polifage care asigură contactul dintre lanţurile trofice, integrându-le într-o reţea trofică unitară. În anumite condiţii, stabilitatea este asigurată şi în cadrul unei diversităţi reduse de marea stabilitate a condiţiilor biotopului şi a competiţiei intraspecifice care controlează densitatea efectivului.

În general competiţia interspecifică şi intraspecifică sunt elementele ce reglează efectivul şi densitatea populaţiilor, realizând autocontrolul şi menţinerea stabilităţii ecosistemului.
Reglarea biogeochimică. Controlează concentraţiile substanţelor chimice în organismele vii şi mediu. Ea se realizează prin acţiunea exercitată de organism asupra mediului de viaţă, în cadrul conexiunii inverse.

Feed-back-ul pozitiv operează în sensul menţinerii şi intensificării schimbului de substanţă, energie şi informaţie dintre biocenoză şi biotop; feed-back-ul negativ acţionează în sensul limitării acestora şi menţinerii biocenozei între anumite limite. Mecanismul se realizează prin compuşii chimici eliberaţi de organismele vii în mediu şi evită situaţiile trofice extreme care epuizează resursele alimentare pentru o populaţie şi determină dispariţuia acesteia în ecosistem.

Passtell 1973 a numit substanţele cu rol în interacţiunile organice ecomone. Acestea pot fi feromone, când acţionează asupra indivizilor şi populaţiilor aceleiaşi specii şi alomone când acţionează asupra indivizilor şi populaţiilor unor specii diferite. Ansamblu mesajelor chimice care reglează structura şi funcţiile ecosistemului sub acţiunea alomonilor stă la baza fenomenului de alelopatie.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem.

Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web