Що таке екосистема?

У новинах та в школі ми чуємо про екосистеми, але що це? Для початку давайте розглянемо саме слово, оскільки воно містить деякі підказки щодо його значення. "Еко" з давньогрецької та латинської - "житло", тобто означає, що всі частини існують разом, наче мешкають у одному будинку. Ви, напевно, неодноразово чули слово "система" як сукупність взаємодіючих частин. Отже, "система" вказує, що частини не тільки існують разом, але й впливають одна на одну.

Пригадайте, коли ви востаннє були на свіжому повітрі. Ймовірно, ви були поза домом або школою. Що ви бачили? Може, ви помітили такі живі об’єкти, як трава і люди. Ви також можете згадати неживі об’єкти: бетон, землю або, можливо, калюжі чи снігові замети. Екосистема містить усе, що ви бачили: ґрунт, воду, комах, каміння, птахів, дерева та людей. Є також складові частини, які ви не можете побачити своїм оком, включаючи мікроорганізми, такі як бактерії чи гриби, або молекули їжі та поживних речовин у воді, ґрунті, повітрі.

Часто екосистеми сплутують із середовищем існування, що описує умови, необхідні конкретному організму для життя. Наприклад, киту потрібна солона вода та риба для харчування, ховрахам - рослини для їжі і ґрунт, щоб заритися, а деревам гігантським секвойям - багато води та поживних речовин у ґрунті. Екосистеми включають набагато більше, ніж просто умови, необхідні для життя певного типу організмів. Вони також охоплюють взаємодію між багатьма типами організмів та абіотичними частинами середовища.

Де знаходяться екосистеми?

Тепер, коли ви знаєте, що таке екосистема, вам здається, що ви добре уявляєте, де її знайти. Але ви будете здивовані тими місцями, де можна відшукати екосистему. Чи знаєте ви, що ваша ротова порожнина містить екосистему?  Так, потріть язиком зуби, коли встаєте зранку. Помітний слизовий наліт? Це покриття є частиною екосистеми, що розвивається. У вашому роті є багато видів мікроскопічних організмів, включаючи бактерії, гриби та найпростіші. Ці організми отримують поживні речовини, необхідні для життя, з їжі, яку ви їсте. Різні типи продуктів харчування дозволяють одним організмам розвиватися краще, ніж іншим. Ваші зуби - це поверхні для росту та розмноження мікроорганізмів, які, в свою чергу, виробляють кислоту, що змінює структуру зубів (утворюється карієс).

Після того, як ви почистили зуби і вирушили до школи або на роботу, ви опинитеся у екосистемі, яка може бути містечком чи містом. А може, ви живете у лісі або на фермі. Насправді ми є частиною екосистеми, тому що взаємодіємо з її складовими. Ви їсте інші організми, а ваші продукти життєдіяльності, в свою чергу, можуть бути використані ще іншими організмами для їхнього росту. Ви також дихаєте повітрям і п’єте воду, яка є у вашій екосистемі, у ході чого змінюєте склад повітря і води. Екосистеми не визначаються своїм масштабом, але можуть мати різні розміри. Якщо ви озирнетеся навколо, то побачите багато прикладів екосистем. Ставки, озера, коралові рифи, струмки чи цілий океан - це лише кілька прикладів. І ви бачите, що розмір не є частиною визначення екосистеми.

Як працюють екосистеми і що вони роблять?

Тепер, коли ми знаємо, що навколо нас є екосистеми, давайте спробуємо з’ясувати, що саме вони роблять. Оскільки ми знаємо, що екосистеми складаються з багатьох взаємодіючих абіотичних та біотичних частин, ці взаємодії мають містити ключ до того, що екосистеми можуть робити. По-перше, екосистемі для роботи потрібна енергія. Як і комп’ютер, за допомогою якого ви це читаєте, екосистема не може функціонувати без енергії. У багатьох екосистемах енергія спочатку надходить від сонця. Можливо, ви чули про сонячні електростанції. Що ж, багато екосистем також працюють на сонячних батареях. Рослини та деякі бактерії вловлюють енергію сонячного світла, зберігають її у своїх тканинах та використовують для росту і розмноження.

Енергія, захоплена рослинами, не залишається там назавжди. Рослини є їжею для консументів, тому енергія з рослинних тканин передається організмам-фітофагам. Хижаки отримують енергію, поїдаючи консументів. Відмерлі рослини та тварини є їжею для дрібних мікроорганізмів типу бактерій та грибів. Вам, мабуть, відомі ці відносини як ланцюги живлення. Вони дозволяють енергії протікати через екосистему та забезпечувати діяльність багатьох організмів (у тому числі і людей).

Екосистеми включають речі, які ви можете побачити, наприклад, воду, ґрунт, рослинність. Вони також містять приховані від наших очей організми, що живуть у ґрунті, і дуже дрібні мікроорганізми. До складу екосистем входить не тільки живе та неживе, а й взаємодія між ними. У цій екосистемі лісу опади, позначені синіми стрілками, можуть поглинатися коренями рослин або відбудеться їхня перколяція крізь ґрунт та збереження у вигляді ґрунтових вод. Сонячне світло, показане жовтим, забезпечує енергією рослини. Ця енергія може передаватися тваринам-фітофагам (показано зеленою стрілкою), наприклад, оленю у цьому лісі. Енергія рослин може також передаватися деструкторам (коричневі стрілки), таким як дощові черв’яки та бактерії, що живуть у відмерлих рештках або ґрунті. Мікроорганізми, прикріплені до коренів, допомагають рослинам захоплювати деякі поживні речовини, які вивільняються деструкторами при розкладанні відмерлих решток. 

Якщо ви коли-небудь приймали вітаміни, їли овочі або пили енергетичний напій, то знаєте, що їжа містить більше, ніж просто енергію. Організми у додачу отримують необхідні поживні речовини, до прикладу, азот і фосфор. Колообіг речовин проходить через абіотичні і біотичні частини екосистем та ланцюги живлення. Поживні речовини також можуть видозмінюватися, транспортуватися по екосистемі водою чи вітром або можуть повністю покинути екосистему. Слідкуйте за лососем нижче, щоб дізнатися, що відбувається з поживними речовинами, коли вони залишають екосистему.

Ви могли чути, що екосистеми тендітні і можуть набувати змін уже за найменшого зовнішнього впливу. Екосистеми постійно змінюються, тому це правда, що вони рідко залишаються незмінними протягом тривалого часу. Але екосистеми далеко не тендітні. Інколи зміни у екосистемах відбуваються повільно і поступово, як, до прикладу, у лісі, що росте від групи саджанців до дорослих старих дерев. В інших випадках зміни будуть раптові. Пожежі, повені або виверження вулканів можуть швидко зменшити більшість біотичних частин екосистеми і навіть змінити абіотичні частини.

Нерідко екосистеми можуть відскочити назад після цих великих раптових змін і повернутися до попереднього стану. Ми використовуємо слово стійкість, щоб описати здатність відновлюватися після зміни умов. Однак зміни в екосистемах можуть бути такими великими, що екосистеми не можуть відновитися. Потепління клімату та внесення добрив сільськими господарствами є прикладами впливів, з якими екосистеми часто не можуть впоратися.

Додаткові зображення з Wikimedia. Зображення ротової порожнини людини від Ανώνυμος Βικιπαιδιστής.