Hver eneste levende ting er en del af et økosystem. Sådan fungerer de

Lad os sige, at du møder en kvinde på et fly på et fly fra Boston til Brisbane. I to sidder ved siden af ​​hinanden i et par dusin timer, og du taler hele tiden - om bøger, politik, aktuelle begivenheder, religion, vejret, osv. Du hører nogle af denne kvindes personlige historier, observere den måde, hun spiser og drikker, du ser hende spille et spil på sin telefon og bemærker, at hun snorker, når hun sover.

Når du kommer til Australien, du føler, du har en ret god fornemmelse af, hvem denne person er, men derefter hele hendes familie dukker op for at møde hende i lufthavnen, og straks lærer du mere - og nogle af de antagelser, du gjorde på flyet, skal revurderes i betragtning af dette nye input.

Senere, hun inviterer dig til at besøge hende derhjemme og hendes historie udvides:Duften af ​​hendes hus, smagen af ​​hendes drikkevand, udsigten fra hendes veranda, indholdet i hendes køleskab og indstillingen af ​​hendes termostat taler mængder. Nogle af disse detaljer forstærker det, du troede, du allerede vidste, og nogle skifter mening. På et tidspunkt, dine undersøgelser bliver, ikke om kvinden selv, men om hele systemet, som hun lever i.

For at forstå noget, det er nyttigt at forstå alt - eller så meget som du overhovedet kan. I undersøgelsen af ​​økologi, begrebet et økosystem anerkender det faktum, at, som 1800 -tallets naturforsker John Muir sagde, "Når vi forsøger at vælge noget af sig selv, vi finder det knyttet til alt andet i universet. "

Men det er svært at se på alt på én gang! Og naturlige systemer, af alle de ting, vi kan undersøge med videnskab, er særlig svære at sømme. Men økologer forsøger altid.

I 1935, en engelsk botaniker ved navn Arthur Tansley - stærkt påvirket af den danske botaniker Eugenius Warming - introducerede udtrykket "økosystem" i et papir med titlen "The Use and Abuse of Vegetal Concepts and Terms, "offentliggjort i tidsskriftet Ecology. Han definerede et økosystem som" hele systemet, ... herunder ikke kun organisme-komplekset, men også hele komplekset af fysiske faktorer, der danner det, vi kalder miljøet. "

Et økosystems niveauer

Det, Tansley forsøgte at få fat på, var tanken om, at du kan se på et naturligt system på en masse forskellige niveauer - og der var et niveau, der endnu ikke havde et navn. For eksempel, du kunne se på en jærv - det er en enkelt organisme, ligesom kvinden du mødte i flyet. Men den jærv lever ikke i et vakuum - den lever i en population af andre jærver, der interagerer og organiserer sig på bestemte måder (altså en økolog kan vælge at undersøge jerv på befolkningsniveau). Men det er ikke den eneste måde at studere jerv på! Økologer taler også om samfund af levende ting:En jærv interagerer ikke bare med medlemmer af sin egen art - det er en altædende, så den spiser andre dyr som elge og kaniner, samt bær, rødder og æg. Det får parasitter, den graver huler, der påvirker plantens rodsystemer - en jærv påvirker masser af levende ting i sit hjemterritorium, og de levende ting påvirker det. Tanlsey's definition af økosystem erkendte, at der var et niveau af videnskabelig undersøgelse, der kunne omfatte alle organismerne i jervens hjem, ud over de ting, der ikke er i live.

"Det økosystemkoncept, økologer nu bruger, er blevet forfinet, siden det først blev introduceret af Tansley for næsten et århundrede siden, "siger Stephen Carpenter, en videnskabsmand i Center for Limnology ved University of Wisconsin-Madison. "Økosystemvidenskab studerer interaktionen mellem alle de levende og ikke-levende enheder på et bestemt sted. Denne definition er i overensstemmelse med moderne energibegreber, næringsstofstrømning og biogeokemi, som næppe eksisterede i løbet af Tansleys karriere. "

Økosystemets tiltrækning til forskere har at gøre med "system" -delen af ​​ordet. Et økosystem som et koralrev kører meget lignende software som for den arktiske tundra, hvor jærven lever, eller en tropisk skov. De samme grundlæggende storskala processer kan gælde overalt:Organisk stof nedbrydes og bliver næring til noget andet i et græsareal eller en bjergbæk; næringsstoffer som kulstof, fosfor, kvælstof og svovl passeres rundt som monopolpenge overalt - det sker bare meget hurtigere, og der er meget mere af det i en tropisk regnskov end i ørkenen; sygdomme bæres med på vand eller luft eller af ulykkelige organismer på lignende måder, uanset hvor du ser ud; en top rovdyr fjernes fra økosystemet på en bjergtop i Andesbjergene, og hele den dynamiske ændring, ligesom den ville gøre, hvis du fjernede alle ulvene fra Yellowstone National Park i Wyoming.

Et økosystem er en ramme

Det vil sige, økosystemer er et godt emne for teori - som en ramme for at hænge ideer om, hvordan komplekse naturlige systemer fungerer. Men, mens det er en teoretisk idé, et økosystem er også en egentlig ting - det er bare en ting uden klare grænser.

Ifølge Eugene Odum's Fundamentals of Ecology, første gang udgivet i 1953, du ved, at du er kommet til kanten af ​​et økosystem, når mere materiale og energi cykler inden for grænsen end at krydse det. Så, en rifle i en å kan ikke være et økosystem, fordi selvom visse typer fisk og hvirvelløse vanddyr kan lide at leve i en faste, lavvandede del af en å, rigeligt materiale strømmer ind og ud af riflen hele tiden. Nogle bliver måske i det et stykke tid, men det meste forlader ret hurtigt efter det ankommer. Selv sediment og sten forbliver ikke for evigt; når de bevæger sig, det er for det meste ikke inde i riflen, men ind eller ud af det.

På den anden side, vandområder er klassiske økosystemgrænser, men de er også ekstremt vanskelige:Selve floden er et økosystem, fordi selvom der hele tiden passerer meget materiale og energi ind og ud af det (blade og jord og døde dyr falder ind, landdyr bruger floden som købmand), meget cykler indenfor det, også. Så, selvom floden i sig selv kan betragtes som et økosystem, det er svært at se floden og det tørre land omkring den som virkelig adskilt, da materiale og energi udveksles på tværs af den meget flydende grænse hele tiden, i begge retninger (floder oversvømmer, trods alt, og deponere det næringsrige sediment på jorden).

Økosystemer, derefter, ikke er statiske.

"Det abiotiske og biotiske er væsentlige dele af økosystemet, og de har grænser, omend menneskeligt definerede grænser, "siger Kathleen Weathers, en økolog ved Cary Institute of Ecosystem Studies. "Og ikke alene har økosystemer struktur og funktion, men disse styres af mange faktorer, og at økosystemer ændrer sig gennem tiden. "

I sin bog, "En historie om økosystembegrebet i økologi, "forfatter Frank Golley gør opmærksom på, at ikke alene har der aldrig været en bred videnskabelig konsensus om definitionen af ​​et økosystem, det har ikke været et strengt videnskabeligt begreb, siden det blev populært blandt naturfredningsfolk i 1960'erne.