Ekosistema gali susiformuoti natūraliai arba ją sukuria žmogus. Kiekvienoje ekosistemoje gyvuoja daug skirtingų rūšių organizmų, susietų mitybos, bendradarbiavimo, konkurenciniais ryšiais. Ekosistemose gyvenančių organizmų populiacijų įvairovė, gausumas ir pasiskirstymas teritorijoje priklauso nuo aplinkos veiksnių. Kuo skiriasi gamtos sukurta ekosistema nuo sukurtos žmogaus? O kuo šios ekosistemos panašios?
Ekosistema gali gyvuoti tik tada, kai joje vyksta nuolatinė medžiagų ir energijos apykaita: gyvena fotosintezę vykdantys organizmai (gamintojai), jais mintantys organizmai (gyvaėdžiai) ir negyvais organizmais mintantys organizmai (skaidytojai). Kaip energija keliauja ekosistemoje? Kodėl jos stambiesiems plėšrūnams atitenka mažiausiai ir kaip jie išgyvena?
Kiekviena ekosistema valdosi ir tvarkosi pati, bet jos darna gali būti lengvai sutrikdyta. Kodėl? Kaip neapdairi žmogaus veikla keičia ekosistemų rūšinę įvairovę?
Atidžiai skaitydami šį skyrių, analizuodami pateiktą informaciją ir paveikslus, mokydamiesi naujų sąvokų ir jas nagrinėdami, atlikdami praktines veiklas, klausdami ir ieškodami informacijos, sužinosite atsakymus.
Ekosistemų stabilumas
2.1.1 pav. matote du sodus. Jie abu yra žmogaus sukurtos ekosistemos. Sodo ekosistema – tai sode gyvuojanti bendrija ir ją supanti sodo negyvoji aplinka. Vienas sodas yra apleistas, o kitas – išpuoselėtas. Palyginkite juos. Kuriame sode auga daugiau augalų rūšių? Kaip manote, kuriame sode gyvena daugiau organizmų rūšių ir kuriame įvairesni mitybos ryšiai? Kaip manote, kodėl?
Šioje temoje jūs:
- suprasite, kuo natūralioji ekosistema skiriasi nuo dirbtinės;
- sužinosite, kas yra ekosistemos funkcinės grupės ir pagal kokius požymius organizmai į jas skirstomi;
- suprasite, kodėl ekosistemos stabilumui būtinos visos funkcinės grupės;
- lyginsite įvairias ekosistemas, suprasite jų panašumus ir skirtumus.
Ekosistemos funkcinės grupės
Įvairių ekosistemų stebėjimas ir tyrinėjimas ekologams suteikia daug vertingų žinių apie jose gyvenančių skirtingų rūšių organizmų tarpusavio ryšius, jų elgsenos ypatumus ir prisitaikymą išlikti, padeda atrasti veiksmingų būdų, kaip išsaugoti ekosistemas ir jose gyvenančius nykstančių rūšių organizmus. Stebint ekosistemose gyvenančias organizmų populiacijas, analizuojami jų tarpusavio mitybos ryšiai.
Kiekviena organizmų grupė, turinti savitus mitybos ypatumus, priskiriama tam tikrai funkcinei grupei. Funkcine ji vadinama todėl, kad yra glaudžiai susijusi su kitomis grupėmis ir viena neišgyventų. Pagal mitybos būdą ekosistemos organizmai skirstomi į tris funkcines grupes: gamintojų, gyvaėdžių ir skaidytojų.
Gamintojų funkcinei grupei priklauso visi fotosintezę vykdantys ir maisto medžiagų pasigaminantys organizmai. Tai visi augalai, dumbliai ir melsvabakterės (2.1.2 pav.).
Gyvaėdžių funkcinė grupė – tai organizmai, negalintys pasigaminti maisto medžiagų, gaunantys jų iš kitų organizmų. Gyvaėdžių mityba labai įvairi, todėl jie skirstomi į smulkesnes grupes (2.1.3 pav.):
- augalėdžius – augalais mintančius organizmus (amarai, stirnos, voverės);
- plėšrūnus – kitus gyvūnus medžiojančius ir jais mintančius organizmus (vorai, boružės, lydekos, varlės, driežai, plėšrūs paukščiai ir žinduoliai);
- visaėdžius – ir augalais, ir gyvūnais mintančius organizmus (žiurkės, šernai, žmonės);
- parazitus – organizmus, išnaudojančius kitus organizmus, kad gautų maisto medžiagų (parazitiniai augalai, pavyzdžiui, brantai, džioveklės; kempininiai grybai, erkės, uodai).
Skaidytojų funkcinė grupė – tai organizmai (šimtakojai, sliekai, grybai, bakterijos), mintantys kitų organizmų nuokritomis (išmatomis, lapais) ar negyvais organizmais (2.1.4 pav.). Skaidydami nuokritose esančias organines medžiagas, jie į aplinką (dirvožemį, vandenį) išskiria mineralines medžiagas.
Dėl mitybos ryšių tarp gamintojų, gyvaėdžių ir skaidytojų medžiagos ekosistemoje juda ratu. Gamintojų pagamintos medžiagos atitenka gyvaėdžiams ir skaidytojams. Skaidytojai organines medžiagas suskaido iki mineralinių, o šias gamintojai įsiurbia ir naudoja naujų organinių medžiagų gamybai.
Ekosistemai gyvuoti būtini gamintojai, gyvaėdžiai ir skaidytojai (2.1.5 pav.). Išnykus gamintojams, nebebūtų vykdoma fotosintezė ir sutriktų maisto medžiagų (organinių medžiagų) gamyba. Gyvaėdžiams ir skaidytojams trūktų maisto, taigi šie išnyktų. Jei išnyktų skaidytojai, nuokritos kauptųsi ekosistemoje. Jų niekas nesuskaidytų iki mineralinių medžiagų (azoto, fosforo junginių), o šios medžiagos yra būtinos gaminamoms organinėms medžiagoms. Išnykus gyvaėdžiams, sutriktų ekosistemos pusiausvyra, todėl ilgainiui ekosistema pradėtų nykti.
Natūraliosios ir dirbtinės ekosistemos
Ekosistemoje abiotiniai veiksniai (temperatūra, drėgmė, dirvožemis) ir biotiniai veiksniai (ekosistemoje gyvenantys organizmai ir juos siejantys ryšiai) veikia kartu ir sudaro darniai gyvuojančią aplinką. Vienos ekosistemos susidarė natūraliai, o kitas sukūrė žmogus, todėl jos skirstomos į natūraliąsias ir dirbtinès (2.1.6 pav.).
Natūraliosios ir dirbtinės ekosistemos turi panašumų, bet skiriasi tam tikromis ypatybėmis. Visose ekosistemose gyvuoja gamintojai, gyvaėdžiai ir skaidytojai. Jų mitybos ryšiai ir kiti tarpusavio santykiai užtikrina medžiagų judėjimą ekosistemoje. Visas ekosistemas vienodai veikia abiotiniai ir biotiniai veiksniai.
Natūraliosios ekosistemos (pieva, pelkė, miškas, ežeras) susidaro natūraliai, be žmogaus pagalbos (2.1.6 pav. a). Jos formuojasi lėtai ir priklauso nuo įvairių aplinkos veiksnių (klimato sąlygų, drėgmės). Natūraliajai ekosistemai būdinga organizmų rūšių įvairovė, pavyzdžiui, viename kvadratiniame metre natūralios pievos galima suskaičiuoti net iki 30 skirtingų pievinių augalų rūšių. Tokioje ekosistemoje gyvena daugiau gyvaėdžių ir skaidytojų rūšių. Jie natūraliojoje ekosistemoje randa tinkamų buveinių ir įvairių maisto išteklių. Išnykus vienai ar kelioms organizmų rūšims, ekosistema nesunyksta, tik šiek tiek pasikeičia.
Reikia saugoti natūraliąsias ekosistemas dėl nykstančių organizmų rūšių. Tokiose ekosistemose gali būti draudžiama ar ribojama žmonių veikla. Pavyzdžiui, Žùvinto biosferos rezervatas – tai teritorija, apimanti mažai žmogaus paliestą natūralią pelkę ir seklų apaugusį ežerą. Žuvinto pelkynuose buveinių, slėptuvių ir maisto randa daug laukinių paukščių. Čia peri didžiausios šalyje nendrinių lingių (Circus aeruginosus), plovinių vištelių (Porzana parva), pilkųjų gervių (Grus grus), paprastųjų mėlyngurklių (Luscinia svecica) populiacijos (2.1.7 pav.). Per migraciją čia apsistoja didžiuliai gervių, žąsų, ančių, tilvikų ir kitų paukščių pulkai. Šlapiose Žuvinto pievose peri sparčiai nykstančios meldinės nendrinukės (Acrocephalus paludicola).
Dirbtines ekosistemas (ganyklas, tvenkinius, parkus, dirbamuosius laukus) kuria ir puoselėja žmogus. Tokia ekosistema suformuojama greičiau nei natūralioji, nes joje auginami ir prižiūrimi (sodinami, veisiami, apsaugomi nuo nepalankių aplinkos veiksnių) žmogaus pasirinkti organizmai. Joje gyvuoja mažiau organizmų rūšių, paprastai tik žmogui naudingos.
Dirbtinėje ekosistemoje augančios žmogui nenaudingos augalų rūšys vadinamos piktžolėmis, pavyzdžiui, svėrės (Raphanus raphanistrum), paprastieji varpučiai (Elytrigia repens), didžiosios dilgėlės (Urtica dioica), paprastosios kiaulpienės (Taraxacum officinale). Jų gausa mažinama dažnai šienaujant pievas ar naudojant chemines medžiagas (herbicidus). Dėl mažesnės augalų rūšinės įvairovės gyvaėdžių taip pat būna mažiau, nes neatsiranda jiems tinkamų buveinių ar pakankamai maisto išteklių.
Dirbtinėje ekosistemoje gyvenantys ir auginamais augalais mintantys gyvūnai vadinami kenkėjais (šliužai, amarai, kolorado vabalai, kurkliai). Jie gaudomi gaudyklėmis, renkami ir sunaikinami arba purškiami cheminėmis medžiagomis (2.1.8 pav.).
Dirbtinėse ekosistemose nušienauta žolė išvežama ir iš jos gaminami gyvulių pašarai, o rudenį nukritę lapai surenkami ir išvežami sunaikinti, taigi mažėja nuokritų. Dirvoje gyvenantiems skaidytojams pradeda trūkti maisto, mažėja jų gausa. Ilgainiui dirvos derlingumas mažėja, nebepatenka augalams augti būtinų mineralinių medžiagų, todėl augalai pradeda skursti ir nykti. Norėdamas išsaugoti susikurtą ekosistemą, žmogus turi ją tręšti mineralinėmis ar organinėmis trąšomis.
Dirbtinė ekosistema daug jautresnė aplinkos pokyčiams, ji lengviau pažeidžiama ir sunaikinama. Esant mažesnei rūšinei organizmų įvairovei, išnykus vienai ar kelioms organizmų rūšims, sutrinka pusiausvyra. Ekosistema be žmogaus pagalbos nebegali gyvuoti. Apleista, žmogaus nebevaldoma ekosistema ilgainiui virsta natūraliąja (2.1.1 pav. a): padaugėja nuokritų, plinta skaidytojai, dirvoje gausėja mineralinių medžiagų, todėl atsiranda daugiau gamintojų. Išplinta ir tokios augalų rūšys, kurias žmogus naikino. Atsiranda daugiau gyvaėdžiams tinkamų buveinių ir maisto išteklių, todėl didėja jų rūšinė įvairovė. Tokią ekosistemą pradedame vadinti apleistąja.
Klausimai ir užduotys
- Išvardykite ekosistemose gyvenančių organizmų funkcines grupes.
- Nurodykite, kuo maitinasi gyvaėdžiai. Į kokias smulkesnes grupes jie skirstomi?
- Pasvarstykite, kokioms funkcinėms grupėms priklauso eglė, ežys, sliekas, vynuoginė sraigė, lydeka, kiaulpienė, uodas, bitė, gandras.
- Palyginkite, kuo natūralioji ekosistema skiriasi nuo dirbtinės.
- Pasvarstykite, kaip pasikeistų parko ekosistema, jeigu joje išnyktų skaidytojai.
- Paaiškinkite, kodėl ekosistemoje medžiagos juda ratu.
Praktinė veikla
- Parenkite pranešimą apie Žùvinto biosferos rezervatą kaip natūraliąją pelkės ekosistemą. Reikiamos informacijos ieškokite internete.
- Pasidomėkite, kokių natūraliųjų ir dirbtinių ekosistemų yra jūsų apylinkėse. Surenkite nuotraukų parodą.
- Nubraižykite schemą „Ekosistemos stabilumas“. Prisiminkite: ekosistemoje medžiagos juda ratu.
Apibendrinimas
- Ekosistemose gyvuoja gamintojų, gyvaėdžių ir skaidytojų funkcinės grupės. Dėl juos siejančių mitybos ryšių ekosistemose medžiagos juda ratu.
- Stabilioje ekosistemoje turi būti visos organizmų funkcinės grupės.
- Natūralioji ekosistema susiformuoja natūraliai, o dirbtinę ekosistemą sukuria žmogus.
- Natūralioji ekosistema stabilesnė, nes joje didesnė organizmų rūšinė įvairovė nei dirbtinėje.
- Neprižiūrima dirbtinė ekosistema ilgainiui keičiasi ir virsta į natūraliąją.
- Paslaugą teikia UAB "Biznio mašinų kompanija" ir "Star Cloud OÜ"