Ekologia: ekosystem, zależności pokarmowe, energia - Puls życia 8

1.Ekosystem

Zbiór elementów ożywionych (biocenoza) i nieożywionych (biotop), które wzajemnie na siebie wpływają. Może mieć bardzo różną wielkość - ekosystemem jest np. niewielki staw czy łąka, ale też ogromny las tropikalny.

2.Biocenoza

Ożywiona część ekosystemu: wszystkie populacje występujące na danym obszarze w określonym czasie, powiązane siecią wzajemnych zależności - oddziaływań antagonistycznych i nieantagonistycznych.

3.Biotop

Nieożywiona część ekosystemu, czyli nieożywione środowisko, w którym żyją populacje danej biocenozy. Tworzą go m.in. woda, gleba ze składnikami mineralnymi, powietrze, skały i warunki klimatyczne.

4.Składniki ekosystemu

Elementy ożywione (biocenoza): rośliny, zwierzęta, grzyby, protisty i bakterie. Elementy nieożywione (biotop): m.in. woda, gleba, powietrze, skały, klimat i energia słoneczna. Oba składniki wzajemnie na siebie wpływają.

5.Ekosystemy naturalne i sztuczne

Ekosystemy naturalne powstały bez udziału człowieka, a jego wpływ na nie jest ograniczony, np. lasy, jeziora, morza, rafy koralowe. Ekosystemy sztuczne powstały w wyniku działalności człowieka i są przez niego stale przekształcane, np. pola uprawne, sady, parki miejskie, stawy rybne.

6.Pozyskiwanie żywności i surowców z ekosystemów

Ekosystemy dostarczają żywności: morza dają ryby i skorupiaki, a pola uprawne tworzy się po to, by zbierać z nich m.in. zboże. Są też źródłem surowców: lasy dają drewno (np. na meble i papier), a niektóre ekosystemy przekształca się, by pozyskać żwir, piasek lub węgiel.

7.Niematerialne użytkowanie ekosystemów

Korzystanie z ekosystemów bez pozyskiwania z nich żywności i surowców. Lasy oczyszczają powietrze z dwutlenku węgla i chronią pobliskie tereny przed powodziami, a tereny zielone w miastach dobrze wpływają na ludzi - kontakt z przyrodą obniża poziom stresu.

8.Sukcesja

Proces stopniowych zmian ekosystemu, który prowadzi do powstania ekosystemu o większej liczbie gatunków. Zachodzi, ponieważ każdy ekosystem nieustannie się zmienia - np. nieuprawiane pole stopniowo zarasta.

9.Sukcesja pierwotna

Rozwój biocenozy w miejscu, w którym wcześniej nie było żadnych organizmów, np. na nagich skałach lub wydmach. Trwa setki, a nawet tysiące lat. Kolejne stadia: porosty i mchy, cienka gleba z trawami, krzewinki (np. wrzos) i nieliczne drzewa (np. brzoza), las.

10.Organizmy pionierskie

Organizmy, które jako pierwsze zasiedlają miejsce pozbawione życia, np. nagą skałę - przede wszystkim porosty. Przyspieszają wietrzenie skał, dzięki czemu mogą tam wyrosnąć mchy, a ze szczątków organizmów pionierskich i okruchów skał stopniowo powstaje gleba.

11.Sukcesja wtórna

Rozwój biocenozy na terenie zmienionym przez człowieka albo przez pożar lub powódź, np. na nieuprawianym polu czy niekoszonej łące. Trwa od kilkudziesięciu do kilkuset lat. Kolejne stadia: trawy, wieloletnie rośliny zielne (np. pokrzywa, barszcz), krzewy i światłolubne drzewa (np. brzozy), las.

12.Regulacja rzek

Pogłębianie dna, prostowanie koryta i umacnianie brzegów rzeki. Zwolennicy podkreślają, że ułatwia żeglugę, pozwala budować mosty i elektrownie wodne oraz chroni przed powodzią. Przeciwnicy - że niszczy siedliska roślin i zwierząt, zwiększa zanieczyszczenie wody i zagrożenie powodzią na odcinkach nieuregulowanych.

13.Zależności pokarmowe

Zależności między gatunkami, w których jeden organizm jest pokarmem innego. Np. ziarna pszenicy są pokarmem myszy polnej, a mysz polna - pokarmem myszołowa.

14.Łańcuch pokarmowy

Uporządkowany ciąg gatunków, w którym każdy organizm jest zjadany przez następny. Pierwszym ogniwem są producenci, a kolejnymi - konsumenci, np. pszenica → mysz polna → myszołów.

15.Poziomy troficzne

Grupy organizmów, które zdobywają związki organiczne (pokarm) w podobny sposób, dlatego zajmują to samo miejsce w łańcuchach pokarmowych. Wyróżniamy producentów oraz konsumentów I, II i III rzędu.

16.Producenci

Organizmy samożywne, które wytwarzają związki organiczne ze związków nieorganicznych. Należą do nich większość roślin, niektóre bakterie i część protistów. Tworzą pierwsze ogniwo łańcucha pokarmowego.

17.Konsumenci

Organizmy cudzożywne, które potrzebne związki organiczne uzyskują z innych organizmów. Należą do nich zwierzęta, pasożytnicze rośliny, niektóre grzyby, niektóre bakterie i część protistów.

18.Konsumenci I, II i III rzędu

Konsumenci I rzędu to roślinożercy. Konsumenci II rzędu to mięsożercy żywiący się roślinożercami, a konsumenci III rzędu - mięsożercy żywiący się innymi mięsożercami. Drapieżniki są więc konsumentami II i dalszych rzędów.

19.Sieć pokarmowa

Zbiór wielu powiązanych ze sobą łańcuchów pokarmowych, które występują w danym ekosystemie. Powstaje, ponieważ niewiele organizmów żywi się jednym rodzajem pokarmu - większość zjada kilka rodzajów pokarmu i często sama bywa pokarmem kilku gatunków.

20.Jeden gatunek na różnych poziomach troficznych

To samo zwierzę może zajmować różne poziomy troficzne, zależnie od tego, czym się żywi. Np. lis jedzący owoce jest konsumentem I rzędu, polujący na roślinożerców - konsumentem II rzędu, a polujący na drobne zwierzęta drapieżne - konsumentem III rzędu.

21.Równowaga dynamiczna ekosystemu

Stan stabilnego, prawidłowo działającego ekosystemu, w którym liczba osobników i gatunków na poszczególnych poziomach troficznych utrzymuje się na względnie stałym poziomie. Ekosystem jest w niej utrzymywany dzięki procesom naturalnej regulacji.

22.Procesy naturalnej regulacji

Procesy, dzięki którym ekosystem utrzymuje się w stanie równowagi. Polegają na oddziaływaniu jednych gatunków na inne - np. o wielkości populacji roślinożerców decydują dostępność pokarmu roślinnego oraz liczba drapieżników i pasożytów.

23.Przyczyny zakłócenia równowagi ekosystemu

Równowaga zostaje zakłócona, gdy choć jeden element ekosystemu ulegnie trwałej zmianie, np. gdy z ekosystemu zniknie jeden z występujących w nim gatunków albo gdy zostanie do niego wprowadzony gatunek obcy.

24.Skutki wytępienia drapieżnika - przykład wilka

Gdyby wytępiono wilki, wzrosłaby liczba jeleni. Jelenie zjadałyby więcej roślin, co spowodowałoby duże straty w roślinności, a przez to zmniejszenie liczebności, a może nawet zanik populacji innych roślinożerców.

25.Skutki wprowadzenia obcego gatunku - przykład amura

Amur to roślinożerna ryba. Wprowadzony do zbiornika wodnego może znacznie zmniejszyć ilość roślinności wodnej. Przez to spada liczebność rodzimych gatunków ryb, które odbywają tarło wśród roślin albo przegrywają z amurem konkurencję o pokarm.

26.Ekosystemy najbardziej narażone na zakłócenia równowagi

Ekosystemy sztuczne, ubogie w gatunki, np. pola uprawne i plantacje leśne. Roślinność może tam zostać wyniszczona m.in. przez masowe pojawienie się owadów roślinożernych lub choroby pasożytnicze.

27.Ekosystemy bogate w gatunki a równowaga

Są mniej narażone na zakłócenia równowagi, bo każdy poziom troficzny jest w nich reprezentowany przez wiele gatunków. Gdy spadnie liczebność jednego gatunku, np. roślinożercy, drapieżniki mogą polować na osobniki innych gatunków.

28.Krążenie materii

Ciągły obieg pierwiastków w ekosystemie między środowiskiem nieożywionym a organizmami. Producenci wytwarzają ze związków nieorganicznych materię organiczną, korzystają z niej konsumenci, a destruenci rozkładają szczątki z powrotem do związków nieorganicznych, które znów pobierają producenci.

29.Rola producentów w krążeniu materii

Producenci pobierają ze środowiska proste związki nieorganiczne, m.in. pierwiastki zawarte w solach mineralnych z gleby, i w procesie fotosyntezy wytwarzają z nich materię organiczną. Służy im ona m.in. do budowy ciała, a korzystają z niej też pozostałe grupy organizmów.

30.Rola konsumentów w krążeniu materii

Konsumenci (roślinożercy, mięsożercy i wszystkożercy) korzystają z materii organicznej wytworzonej przez producentów. Roślinożerca buduje swoje tkanki ze związków organicznych zjedzonej rośliny, a drapieżnik przetwarza związki pochodzące z ciał swoich ofiar.

31.Destruenci

Organizmy, które rozkładają martwą materię organiczną - szczątki roślin i zwierząt - do prostych związków nieorganicznych. Należą do nich m.in. grzyby i niektóre bakterie. Dzięki nim pierwiastki wracają do środowiska jako składniki soli mineralnych i mogą być ponownie pobrane przez producentów.

32.Obieg węgla

Producenci pobierają dwutlenek węgla z atmosfery i w fotosyntezie wbudowują węgiel w cukry, tłuszcze i białka. Konsumenci pobierają węgiel wraz z pokarmem. Do atmosfery wraca on jako dwutlenek węgla w wyniku oddychania wszystkich organizmów i rozkładu materii organicznej przez destruentów.

33.Źródła dwutlenku węgla w atmosferze

Dwutlenek węgla trafia do atmosfery w wyniku oddychania wszystkich organizmów i rozkładu materii organicznej przez destruentów, a także spalania paliw kopalnych i wybuchów wulkanów. Z atmosfery pobierają go producenci w procesie fotosyntezy.

34.Zaburzenia krążenia materii

W prawidłowo działającym ekosystemie ilość materii dostępnej dla producentów utrzymuje się na względnie stałym poziomie. Człowiek zaburza jej obieg, np. stosując duże ilości nawozów sztucznych: rośnie wtedy ilość soli mineralnych w glebie i wodzie, co może wywołać zakwit wód, czyli gwałtowny rozwój sinic.

35.Przepływ energii

Przechodzenie energii przez kolejne poziomy troficzne: od Słońca przez producentów do konsumentów kolejnych rzędów. Na każdym poziomie większość energii jest zużywana do procesów życiowych i rozprasza się w postaci ciepła, dlatego na kolejny poziom dociera jej coraz mniej. Energia nie krąży, tylko przepływa.

36.Energia wiązań chemicznych

Energia zmagazynowana w związkach organicznych. Producenci przekształcają w nią energię słoneczną w procesie fotosyntezy. Większość tej energii zużywają na wzrost i rozwój albo rozprasza się ona jako ciepło - tylko niewielka część zostaje w ciałach roślin i mogą z niej skorzystać roślinożercy.

37.Ile energii trafia na kolejny poziom troficzny?

Tylko około 10% energii pozyskanej ze zjedzonego pokarmu organizmy zużywają do budowy ciała; reszta idzie na procesy życiowe (np. poruszanie się) i rozprasza się jako ciepło. Dlatego do każdego kolejnego ogniwa łańcucha pokarmowego dociera zaledwie dziesiąta część energii z poprzedniego poziomu.

38.Piramida ekologiczna

Graficzne przedstawienie struktury ekosystemu. Może obrazować liczbę osobników, ich masę albo ilość energii zgromadzonej na każdym poziomie troficznym. Podstawę tworzą producenci, a kolejne poziomy - konsumenci I i wyższych rzędów. Na każdym wyższym poziomie jest mniej energii, więc może on wyżywić mniej konsumentów.

39.Krążenie materii a przepływ energii

Materia krąży: te same pierwiastki przechodzą ze środowiska do organizmów i - dzięki destruentom - wracają do środowiska. Energia przepływa: dociera do ekosystemu jako energia świetlna, a na każdym poziomie troficznym część rozprasza się jako ciepło i już nie wraca, dlatego ekosystem potrzebuje jej stałego dopływu.