Contenu
- Définition de l'écosystème en biologie
- Origines de l'écologie
- Types de systèmes écologiques
- Biomes clés de l'écosystème
- Structure des écosystèmes
- Fonctions du cycle nutritif
- Stabilité dans le fonctionnement des écosystèmes
- Perturbations dans le fonctionnement des écosystèmes
- Exemple d'écosystème marin
- Exemple d'écosystème aquatique
- Exemple d'écosystème terrestre
- Écologie des écosystèmes et écologie communautaire
- Protection des structures d'écosystème
- Destruction catastrophique d'un écosystème
Le monde naturel est composé de types d’environnements physiques et d’organismes extrêmement différents et parfaitement adaptés à la vie. Un autre mot pour ce concept en biologie est un écosystème.
Cet article vous fournira des explications claires sur les écosystèmes et offrira des exemples intéressants.
Définition de l'écosystème en biologie
Les biologistes définissent un écosystème comme une communauté d’organismes vivants et leur environnement physique, qui comprend à la fois biotique et abiotique les facteurs.
Facteurs biotiques sont des êtres vivants dans un système écologique interdépendant comme les plantes, les animaux, les microbes et les champignons.
Facteurs abiotiques sont des choses non-vivantes comme l’eau, la lumière du soleil, les abris, les roches, les minéraux, le sol et le climat.
Origines de l'écologie
L'étude scientifique et la classification des plantes et des animaux remontent à Aristote dans la Grèce antique. Au début des années 1800, Darwin a décrit la compétition entre les espèces et l'évolution par le biais de la sélection naturelle. Ernst Haeckel a inventé le mot écologie à peu près à la même époque.
À la fin des années 1800, Eugenius Warming a suggéré que des facteurs abiotiques, tels que la sécheresse, les incendies et le froid, avaient également une influence sur le comportement des espèces et les stratégies d'adaptation. Warming a beaucoup voyagé dans son travail et a développé un cours universitaire sur l'écologie des plantes. Ses idées ont fait leur chemin quand des scientifiques britanniques et nord-américains ont lu son livre classique, Oecologie des plantes.
Le terme écosystème a été inventé par Arthur Tansley en 1936.
Types de systèmes écologiques
Il existe trois grandes catégories d'écosystèmes biologiques. Chacun a une composition et une structure d'espèces distinctes. Le plus grand écosystème est l'écosystème marin. Tous les écosystèmes sont affectés par le climat mondial et les activités humaines, telles que la pollution, l'irrigation, l'urbanisation, l'exploitation minière et la déforestation.
Écosystème marin couvre environ 70 pour cent de la surface de la Terre. Les écosystèmes marins comprennent, outre les océans, des rivages sablonneux, des estuaires, des vasières, des eaux antarctiques, des marais salants et des récifs coralliens très animés. Le climat des écosystèmes marins du monde entier varie de la chaleur tropicale aux vortex polaires.
Écosystèmes aquatiques comprennent les lacs, les rivières, les étangs et les zones humides. Les espèces d’eau douce disparaissent beaucoup plus rapidement que les espèces marines ou terrestres, selon National Geographic. Les changements climatiques et la pollution constituent des menaces majeures pour les écosystèmes aquatiques.
Écosystèmes terrestres sont des communautés écologiques terrestres dans des endroits tels que la toundra arctique, le désert, les forêts et les prairies. Les animaux des climats polaires ont co-développé des caractéristiques d’adaptation similaires, telles que le pelage épais et une couche de graisse isolante.
Biomes clés de l'écosystème
Les biomes sont un terme légèrement plus large que celui d’écosystèmes, bien qu’ils soient assez similaires. Les biomes sont des communautés écologiques distinctes pouvant elles-mêmes contenir de nombreux écosystèmes. Ils sont utiles pour classer les caractéristiques de certaines zones susceptibles d’affecter directement le type ou les types d’écosystèmes qui y apparaissent.
Les caractéristiques distinctives de ces biomes / systèmes écologiques comprennent leur climat, leur zone, leur altitude, leur type de sol, leur volume de précipitations et leur composition spécifique.
Biomes aquatiques comprennent les récifs coralliens, les estuaires, les marines, les zones humides et les eaux douces.
Biomes du désert désert de Mojave, les déserts côtiers du Chili, la vallée de la Mort et les déserts glacés du Groenland.
Biomes forestiers comprennent la forêt tropicale humide, la forêt tempérée, le chaparral (arbustes) et la taïga (forêt boréale).
Biomes de prairies comprennent les savanes, les steppes, les prairies et les pampas sud-américaines.
Structure des écosystèmes
Les organismes vivants doivent disposer d’énergie et de nutriments pour se développer, réagir et se reproduire. Les organismes sont interdépendants et connectés les uns aux autres dans le cercle de la vie. L'énergie est transférée d'un niveau de la pyramide alimentaire à l'autre. Par exemple, les poissons mangent des algues et les calmars mangent du poisson.
Les algues, les poissons, les calmars et les requins prédateurs sont un exemple de chaîne alimentaire. le nourriture Internet est composé de nombreuses chaînes alimentaires qui se chevauchent. La pyramide de l'énergie commence par les producteurs à la base, suivis par les consommateurs et les prédateurs aux niveaux supérieurs. L'énergie est perdue à chaque transfert entre organismes, la pyramide est donc verticale et non inversée.
Les plantes et le phytoplancton sont des producteurs contenant des pigments photosynthétiques qui utilisent l’énergie solaire et le dioxyde de carbone pour fabriquer du sucre. Les consommateurs primaires mangent des plantes et les consommateurs secondaires mangent des consommateurs primaires. Un prédateur au sommet sans ennemis naturels occupe la première place sur la pyramide alimentaire.
Fonctions du cycle nutritif
Biomasse est conservé et recyclé dans un écosystème. Quand les organismes meurent décomposeurs décomposer la matière organique en énergie et en nutriments qui retournent dans l'écosystème. Les animaux en décomposition libèrent des glucides, des lipides, des protéines et des gaz lorsque des microbes, des mouches et des vers les agissent.
Les bactéries et les microbes décomposent les matières végétales en décomposition en nutriments comme le calcium, l'azote, le potassium et le phosphore qui enrichissent le sol.
Energie et nutriments aussi flux entre écosystèmes. Par exemple, les roches d'une rivière s'érodent et déversent des minéraux dans l'eau qui s'écoule en aval dans les lacs et les champs. L'effet peut aussi être délétère. Les eaux de ruissellement d'azote et de phosphore provenant des terres agricoles peuvent polluer les cours d'eau.
Contrairement à la matière recyclée, l'énergie circule dans une direction. Les plantes produisent des molécules de glucose riches en énergie à partir de la lumière du soleil capturée, de l'eau et du dioxyde de carbone. L'énergie chimique est transférée aux consommateurs pour le métabolisme cellulaire et une énergie supplémentaire est dégagée sous forme de chaleur.
Stabilité dans le fonctionnement des écosystèmes
Les écosystèmes sont dynamiques avec un flux constant d'énergie et de matière. Les niveaux de nutriments, les populations d'espèces, les conditions météorologiques, la température, les saisons de l'année fluctuent et changent. La diversité dans un écosystème contribue à la stabilité.
En dépit des flux et de la nature dynamique de l’écologie des écosystèmes, une approche globale état d'équilibre reste stable. Les écosystèmes maintiennent un état stable avec une composition relativement cohérente. Normalement, les caractéristiques biotiques et abiotiques fluctuantes ne menacent pas un système stable. En d'autres termes, une forêt pluviale est toujours une forêt pluviale même si la population de singes diminue.
Perturbations dans le fonctionnement des écosystèmes
Les perturbations naturelles peuvent perturber le fonctionnement des écosystèmes. Par exemple, les ouragans, les incendies de forêt, les inondations et les volcans perturbent les services écosystémiques. Les inondations peuvent contaminer les sources d'eau. L'habitat est perdu et les espèces peuvent être déplacées. L'équilibre prédateur-proie peut être altéré, ce qui entraîne un effet domino sur d'autres espèces.
Les espèces envahissantes peut potentiellement menacer le bien-être et l'existence même d'autres espèces. Les espèces envahissantes incluent les plantes et les animaux introduits dans une zone intentionnellement ou accidentellement. Parfois, des espèces envahissantes sont délibérément introduites pour arrêter un prédateur qui prend le dessus. Par exemple, des défenseurs de l'environnement ont libéré du saumon dans les Grands Lacs afin de contrôler une espèce envahissante moins souhaitable.
L’activité humaine est une autre cause majeure de changements périlleux dans les écosystèmes. La chasse, la surpêche, l'exploitation de ressources non renouvelables, les déchets toxiques et la pollution menacent les écosystèmes et leurs biomes. Dans des cas extrêmes, comme une fuite de centrale nucléaire, les écosystèmes affectés pourraient être radioactifs et cancérogènes pour les années à venir.
Exemple d'écosystème marin
le Grande barrière de corail au large des côtes australiennes est incroyablement vaste et diversifié écosystème marin qui existe depuis des millions d'années. Les algues fournissent de la nourriture aux coraux en croissance qui s'attachent aux coraux morts dans le récif.
Les jeunes coraux flottant dans l'eau sont mangés par les poissons et les animaux nageant dans l'océan. Les coraux squelettisés peuvent toujours être consommés par les vers, les escargots et les étoiles de mer voraces.
Certains coraux ont des relations mutuellement bénéfiques avec des crevettes et des crabes qui vivent dans des colonies de coraux et combattent des ennemis communs en utilisant leurs pinces. L'augmentation de la température de l'eau, l'acidification des océans et les niveaux de dioxyde de carbone sont des facteurs abiotiques qui affectent considérablement les coraux.
Selon le musée d'histoire naturelle du Smithsonian, l'eau de mer acide commence déjà à dissoudre la structure squelettique des récifs coralliens dans des endroits comme Hawaii.
Exemple d'écosystème aquatique
L'écosystème aquatique du lac des Bois est situé à la frontière du Canada et des États-Unis. Ce corps d'eau douce est ce qui reste du lac glaciaire Agassiz, autrefois très massif.
Dans cet écosystème aquatique d'eau douce, le phytoplancton, le zooplancton, les algues et les bactéries fournissent des niveaux optimaux de nourriture, d'habitat et d'oxygène pour les poissons savoureux. Le lac des Bois est souvent appelé la capitale mondiale du doré jaune.
Les invertébrés tels que les mouches à ventre blanche et les moucherons jouent également un rôle important dans les lacs d'eau douce. Ils mangent des micro-organismes qui se nourrissent de matières végétales et animales en décomposition. Les invertébrés constituent une excellente source de nourriture pour les petits poissons pouvant être mangés par les gros poissons, qui peuvent être capturés par les pélicans, les hérons, les ours et les humains.
Les facteurs abiotiques ayant une incidence sur l'état d'un écosystème aquatique comme le lac des Bois comprennent la température de l'air et de l'eau, les niveaux de dioxyde de carbone et le ruissellement toxique.
Exemple d'écosystème terrestre
L’écosystème de la forêt amazonienne est un environnement terrestre riche en espèces en Amérique du Sud. La lumière du soleil est absorbée par les plantes à feuilles larges et les grands arbres qui fournissent nourriture et abri à un nombre impressionnant d'oiseaux, de mammifères, d'insectes, de lézards et de serpents sous les tropiques. Beaucoup de ces créatures sont dévorées par des prédateurs comme le jaguar.
Lorsque des organismes meurent dans la forêt tropicale, leur énergie et leurs nutriments sont rapidement décomposés par des décomposeurs tels que des vers et des microbes. Les nutriments retournent dans le sol et aident les plantes à pousser. Les facteurs abiotiques de la forêt tropicale comprennent de grandes quantités de pluie, de la chaleur et un climat tropical qui nourrit la biodiversité des espèces, depuis le sol de la forêt jusqu'aux épais auvents suspendus.
Écologie des écosystèmes et écologie communautaire
Selon leurs intérêts de recherche, les écologistes peuvent se concentrer sur l'écologie des communautés, l'écologie des écosystèmes ou les deux. L'écologie communautaire examine spécifiquement les interactions entre différentes espèces et le résultat de cette interaction. L'écologie des écosystèmes prend un regard beaucoup plus large sur les facteurs vivants et non vivants qui affectent une communauté écologique et déclenchent le changement des écosystèmes.
Par exemple, un écologiste qui veut savoir pourquoi les carpes géantes envahissent un lac autrefois rempli de truites pourrait entreprendre une étude écologique communautaire de la population de poissons, ainsi qu'une étude écosystémique de la diminution de la qualité de l'eau qui affecte toutes les espèces de la vie aquatique. . Les écologistes mènent des études qui aident économiser les ressources naturelles pour les générations futures.
Protection des structures d'écosystème
La gestion des écosystèmes utilise des pratiques de conservation pour maintenir l’intégrité du fonctionnement et des structures de l’écosystème. Les structures d'un écosystème sont dites intégrales lorsqu'elles sont équilibrées, stables et caractéristiques des communautés écologiques de cette région naturelle.
Les facteurs biotiques et abiotiques sont généralement prévisibles. La dynamique de la population devrait également être autonome sans intervention humaine pour rétablir l'équilibre.
Une bonne gestion des écosystèmes joue un rôle important dans la préservation des parcs d’État, des parcs nationaux et d’autres zones fauniques. Comprendre l'historique de l'écosystème et les taux normaux de changement ou de succession permet de détecter rapidement les problèmes structurels. L'objectif est de maintenir la biodiversité et d'assurer la viabilité des espèces indigènes. De New York à la Californie, les environnementalistes surveillent de près les conditions climatiques.
Destruction catastrophique d'un écosystème
Les catastrophes naturelles telles que les ouragans sont suivies d'une succession ordonnée et de la reconstruction naturelle de la région dans son état antérieur. Cependant, l'activité humaine peut détruire de manière temporaire ou permanente une écologie d'écosystème. Des catastrophes écosystémiques se sont produites aux États-Unis et dans le monde entier.
L’écosystème du golfe du Mexique a été gravement perturbé par les polluants transportés dans le golfe par le fleuve Mississippi. L'azote et le phosphore des champs, des parcs d'engraissement et des eaux usées sont déversés dans la rivière par de nombreux États.
Des niveaux excessifs de nutriments stimulent la prolifération d'algues toxiques, modifient le changement de nourriture et épuisent l'oxygène dans l'eau, créant ainsi une zone morte et la mort massive de poissons. La région est également affectée par des facteurs abiotiques tels que les ouragans et les inondations.
En 1986, un accident survenu dans la centrale nucléaire de Tchernobyl en Ukraine a provoqué le rejet de matières radioactives mortelles dans l'atmosphère. Des millions de personnes ont été exposées aux radiations. Des milliers d'enfants qui boivent du lait de vaches en pâture dans la zone contaminée développent un cancer de la thyroïde. Aujourd'hui, la zone radioactive entourant Tchernobyl est interdite à la population, mais les loups, les chevaux sauvages et d'autres animaux sont présents en nombre significatif.