ORGANIZAREA LUMII VII ECOSISTEM, BIOTOP,BIOCENOZA

Lumea vie (biosistemele) se poate defini ca o alctuire de sisteme deschise a cror principal condiie este schimbul continuu de energie i materie cu mediul nconjurtor Biosistemele se caracterizeaz prin durata de existen limitat, dar cu capacitate de autoreproducere, ceea ce le asigur probabilitatea de perpetuare nelimitat n timp. Aceast capacitate de autodezvoltare i evoluie a biosistemelor constituie caracterul istoric al acestora, datorit cruia caracterele actuale ale fiecrui organism reprezint rezultatul aciunii tuturor factorilor ereditari cu condiiile concrete ale mediului n care a trit.

Lumea vie este organizat n trei mari categorii de sisteme:

Ordinea n care au fost prezentate aceste sisteme, reflect i poziia lor ierarhic pe scara organizrii, precum i raporturile dintre ele.

BIOCENOZA

Totalitatea speciilor i a indivizilor, reciproc limitat i selectat sub aciunea factorilor de mediu de via, care ocup un anumit teritoriu (biotop)= biocenoza; Biocenoza reprezinta comunitatea complexa si unitara de organisme intre care se stabilesc relatii de interdependenta atit intre ele cit si intre acestea si mediul de viata, numit biotop. Unitatea structural elementar a biocenozei este ORGANISMUL INDIVIDUAL mono sau pluricelular.

Ansamblul populaiilor vegetale i animale care triesc n interdependen i conexiune i care ocup un anumit habitat n biocenoz se efectueaz un circuit complet al materiei organice, de la sinteza ei din elemente anorganice, pn la descompunerea complet i punerea n libertate a acestor elemente. . Transmiterea substanei i energiei ntre sistemele biologice ale ntregului ecosistem n care anumite organisme servesc drept hran altora, determin noiunea de lan trofic Energia libera format n procesul de fotosintez trece prin lanul trofic de la nivelul inferior pina la cel superior contribuind la meninerea proceselor vitale. n cadrul acestor raporturi trofice, organismele ocup poziii sau nivele trofice diferite

Astfel distingem PRODUCTORII sunt organisme autotrofe, adic i sintetizeaz singure

materia organic din elementele anorganice, mai ales dioxid de carbon (CO2) i apa (H2O),

Celula vie

Organismul pluricelular

Biocenoza comunitatea de organisme

CO2+H2O+h =C6H12O6 +O2

alturi de o serie de substane minerale, n special azot (N), fosfor (P), potasiu (K), calciu (Ca), fier (Fe), magneziu (Mg), sulf (S) etc. Principalii productori sunt plantele verzi care realizeaz sinteza prin folosirea energiei solare. Plantele verzi au un rol determinat ca productori, deoarece:

- asigur energia i substanele organice i anorganice necesare tuturor celorlalte organisme din biocenoz

- pun n micare circuitele biocenotice de ap, oxigen, substane minerale - constituie partea ce intervine cel mai puternic n modificarea

complexului de factori ecologici. - formeaz scheletul permanent al biocenozei, creind numeroase locuri de

via i adposturi pentru alte organisme. 2. CONSUMATORII plantele verzi constituie hrana de baz a organismelor

heterotrofe a cror totalitate o constituie consumatorii. Acest mare grup de fiine vii, se mparte n:

- Consumatorii primari sau fitofagi (C I), care se hrnesc cu produse vegetale. ntre acestea menionm viruii, bacteriile, ciupercile, iar dintre animale unele protozoare, crustaceii, petii, psrile, iar dintre mamifere: roztoarele i ierbivorele.

- Consumatorii secundari (C II) se hrnesc cu fitofage (insecte rpitoare, psri rpitoare, petii rpitori, reptile, animale carnivore de talie mic).

- Consumatorii teriari (C III) sunt carnivore mari, fr dumani (rechinul, tigrul etc).

-Consumatorii Saprofagi sunt consumatorii care se hrnesc cu materie organic moart, pe care ns nu o pot descompune pn la stadiul de substane minerale fig 4.

Fig 4 Schema general a lanului

trofic

3. Descompuntorii - cuprind toate organismele care degradeaz materia organic moart, fie direct, fie de la diferii consumatori. Dintre acetia, unele - ciuperci, actinomicete i bacterii transform substanele organice complexe n produi mai simpli, iar altele mineralizeaz aceti compui, adic i transform n substane minerale simple, CO2 i H2O.

Aceste trei categorii funcionale de organisme sunt legate ntre ele prin multiple raporturi, n primul rnd prin raporturi de hran. De exemplu, pentru fiecare productor exist unul sau mai muli consumatori de ordinul I. Acetia, la rndul lor, reprezint hrana pentru consumatorii de ordinul II i aa mai departe. Pe baza acestor raporturi iau natere adevrate lanuri trofice n care fiecare specie participant reprezint o verig sau un nivel trofic. De cele mai multe ori n biocenoze nu exist lanuri simple deoarece prin anumite verigi lanurile se pot lega ntre ele, astfel c de fapt biocenoza devine o adevrat reea de lanuri trofice. Configuraia biocenozelor depinde n mod esenial de raporturile trofice care se manifest prin:

- prdtorism care este consumul hranei pe baza distrugerii przii - parazitism care este consumul hranei prin vtmarea przii, dar fr a o

distruge

- comensualism consum fr vtmare i fr folos pentru organismul

productor - cooperare consum fr vtmare dar de folos pentru organismul productor

Prin raporturile trofice, n biocenoz se realizeaz un flux continuu de energie, care i are sursa n energia solar fixat n plante sub forma sa chimic i care ntreine toate procesele vitale ale organismului de-a lungul lanurilor trofice. Fluxul energetic se poate exprima fie n calorii, fie n biomasa care trece de la un nivel trofic la altul. Studiul relaiilor dintre nivelele trofice i ponderea lor specific, au condus la stabilirea regulei conform creia numrul de indivizi care constituie un nivel, descrete de la consumatorii primari spre cei teriari. De regul, fluxul

energetic scade cu cte un ordin de mrime atunci cnd se trece de la un nivel trofic la cel imediat superior.

.Procesul principal care condiioneaz existena biocenozei i asigur meninerea individualitii ei, este procesul de producere, consum i descompunere a biomasei, adic procesul de producie ecologic.

Biomasa reprezint totalitatea masei de substan organic cuprins n organismele vii ale populaiei unui nivel trofic, ale biocenozei la un moment dat. Biomasa poart i numele de producie sau productivitate i se exprim n g/m2 sau t/ha.

Necromasa reprezint toat masa de substan organic moart existent ntr-o biocenoz. Se disting:

- Producia primar, ce provine de la organismele autotrofe - Producia secundar, ce provine de la organismele heterotrofe

Fiecare etaj trofic poate fi privit ca un reactor complex in fux continuu in care sunt introduse continuu anumite debite de reactanti si energie, au loc reactii chimice si sunt evacuati continuu anumiti produsi, iar altii sunt stocati. Cantitatea de energie care intra in reactor formeaza productia primara Pp iar cantitatea de substanta utila formata, productia neta Pn. Raportul dintre Pp si Pn reprezinta randametul de conversie al reactorului al etajului trofic

Raportul dintre Pns (productia neta a etajului superior) si Pni (productia neta a etajului inferior) reprezinta randamentul de transmitere a energiei utile sau eficienta conversiei

Productia neta este numai o fractiune din productia totala deoarece organismele cheltuiesc energie, de notat ca acesta diferenta este mult mai mare in

cazul animalelor decit in cea a plantelor. Raportul dintre productia neta al unui nivel si cea a nivelului trofic urmator

se numeste Coeficient de eficienta a conversiei Acest coeficient variaza astfel 17% intre producatori si consumatorii primari 1478/8833 4,5% de la consumatorii primari la cei secundari Studiul relaiilor dintre nivelele trofice i ponderea lor specific, au condus la

stabilirea regulei conform creia numrul de indivizi care constituie un nivel, descrete de la consumatorii primari spre cei teriari. De regul, fluxul energetic

scade cu cte un ordin de mrime atunci cnd se trece de la un nivel trofic la cel imediat superior.

Prin generalizarea acestor observaii, Charles Elton a elaborat nc din 1927 un model geometric n care se demonstreaz c structura trofic a biocenozelor se dispune ca o piramid n care de la baz spre vrf, se plaseaz descresctor ca pondere numeric, productorii, urmai de toate categoriile de consumatori, aa cum se observ n figura 5. Piramida trofic poate avea forme diferite, n funcie de natura biocenozei

Fig. 5 Piramida trofic Eltonian Procesul principal care condiioneaz existena biocenozei i asigur

meninerea individualitii procesul de producere, consum descompunere a

biomasei, adic procesul de producie ecologic DINAMICA BIOCENOZELOR

Structura si compozitia biocenozelor este intr-o continua schimbare, daterminata de modificarile factorilor de mediu, precum si de o serie de conditii

interne. Modificarile biocenozelor se clasifica:

I. Modificari temporare, REVERSIBILE modificari ale biocenozei pentru o durata oarecare de timp. Cauzele acestor transfomri pot fi:

Conditii meteorologice exceptionale (o iarna foarte aspra, o vara foarte calda si secetoasa.

Epidemii Invazii ale anumitor animale

In functie de gradul si profunzimea modificarilor legate de o anumita perioada de timp, acestea pot fi

1.Circadiene se desfasoara in decursul a 24 ore o zi si o noapte De exemplu ziua frunzele plantelor au o anumita pozitie fata de razele solare,

florile se deschid la diferite ore din zi: unele dimineata atunci cind temperatura nu este prea mare, altele spre prinz, altele infloresc numai seara

(regina noptii) Pe aceasta proprietate s-au construit ceasurile solare in parcuri. Sunt animale cu activitate de zi si altele de noapte.

Zorelele cu florile, ca niste palnii, se deschid dimineata o data cu aparitia

primelor raze de soare si stau asa pana pe la ora 10, dupa care isi strang rochitele, parca pentru a nu fi decolorate de soarele prea puternic de peste zi.

2. Sezoniere Depind de modificarile climatice ale anotimpurilor. Astfel, plantele au anumite cicluri de dezvoltare:inmugurirea, cresterea frunzelor,

inflorirea maturizarea fructelor etc.

Aspectul pdurii n trei anotimpuri:vara, toamna, iarna Animalele prezinta anumite adaptari sezoniere: napirlirea, migrarea

pasarilor, hibernarea. Multe modificari sezoniere se pastreaza si daca modificarile climatice nu mai au loc. Astfel, fagul, stejarul cultivate in regiuni in care nu are loc inghetul isi pierd toamna frunzele

3. Anuale Sunt modificari mai putin evidente. In paduri dupa un an de fructificare abundenta appare mult puiet care schimba aspectul biocenozei.

II. Modificari IREVERSIBILE. Succesiunea biocenozelor Cind modificarile factorilor de mediu devin permanente are loc inlocuirea

vechii biocenoze cu o alta biocenoza adaptata noilor conditii de viata.

Stabilitatea relativa a unei biocenoze se datoreaza echilibrului dinamic dintre organismele vii si factorii de mediu. Schimbarea unui factor poate favoriza o anumita specie care se inmulteste foarte mult, de ex, in detrimentul altora ale caror numar de indivizi scade

Schimbarile din compozitia populatiilor pot antrena alte schimbari, astfel incit efectele pot deveni cauzele schimbarilor in lant ducind la inlocuirea unei

biocenoze cu alta mai evoluata si mai bine adaptata la factorii noi de mediu. PROCESUL PRIN CARE PE ACELASI TERITORIU SE SUCCED MAI

MULTE BIOCENOZE SE NUMESTE SUCCESIUNE CLASIFICAREA SUCCESIUNILOR

1. Succesiuni autogene sunt cauzate de activitatea intensa a organismelor din comunitati care-si creaza conditii defavorabile de viata in urma carora structura biocenozei se modifica astfel incit poate fi inlocuita cu alta.

Exemple:

nmultirea plantelor si imigratia organismelor intr-o biocenoza face ca biomasa aeriana si subterana s creac foarte mult asa fel ca la un

moment dat ea modifica microclima si compozitia solului. In acest mod anumite plante nu mai cresc, disparitia acestora atrage dupa sine

disparitia consumatorilor care se hraneau cu aceste plante, s a m d se modifica biocenoza.

Pe solurile sarace cresc la inceput plante rezistente, organisme simple

alge, licheni, acestia contribuie in timp la crearea solului, la imbogatirea acestuia in elemente nutritive asa fel ca, in timp, pot sa

apara organisme mai evoluate si biocenoza se modifica. Sunt procese sunt FOARTE LENTE, modificarile ireversibile ale

biocenozelor au loc in perioade lungi de timp. 2. Succesiuni alogene determinate de cauze externe si anume de modificarea

biotopului. Acestea pot fi:

Edafice, determinate de modificarile in compozitia si structura solului

in urma actiunii conjugate a climnei si a organismelor Biotice

Climatice: de ex prin inundarea unei pajisti, biocenoza pajiste se schimba cu una mlastina

3. Succesiunile antropogene si zoogene determinate de activitatea omului si influenta animalelor

Exemplu: Soarecii de padure pot distruge masa de ghinde de stejar provocind inlocuirea stejarului cu carpen a caror seminte nu sunt consumate de rozatoare. Dupa 28 de ani de la un catastrofal incendiu de padure s-a constat ca s-a regenarat din semintele ingropate de veverite.

ECOSISTEMUL Ecosistemul reprezint rezultatul interaciunii dintre elementele vii i cele anorganice dintr-un anumit mediu de via i teritoriu geografic. Ecosistemul este un sistem organizat care se distinge prin diferenierea prilor componente i interaciunea dintre acestea. Din punctul de vedere al organizrii ecosistemului, obiectul de studiu este:

A. Prile componente ale ecosistemului

B. Structura ecosistemului C. Funcia ecosistemului

5.2.1.Prile ecosistemului Ecosistemul este format din dou subsisteme interdependente. I.Componenta nevie, anorganic a naturii, denumit habitat, care reprezint

sursa primar major, a formelor de energie i materie pentru procesele biologice. Habitatul este reprezentat prin substrat i microclimat, la nivelul crora se desfoar procesele mecanice, fizice i chimice.

1) Substratul (suportul material al viului) cuprinde elemente din principalele medii de via de pe Terra:

a) Litosfera (roca, solul, depozit de ap) se caracterizeaz prin structuri tectonice, aspecte geomorfologice i condiii fizice i chimice variate, exprimate n dinamica terestr.

b) Hidrosfera masa de ap din oceane, mri, lacuri i ruri este substrat pentru forme variate de via; reprezint o cale de migraie a elementelor biogene; favorizeaz ciclurile geochimice i ciclul hidrologic care transform scoara i furnizeaz viului elemente chimice.

c) Atmosfera are un rol redus ca suport al viului; este mediul respirator, sursa de CO2 i H2O, vehicul reglator al energiei radiante, mediu de rspndire

al vieii (semine, fructe, virusuri), mediu de eliberare al unor produi din procese biologice (evapotranspitaia)

2) Microclimatul sau clima local, este caracterizat prin: lungimea zilei

iradierea solar regimul de temperatur distribuia vntului, umiditatea atmosferic, precipitaii, rata

evaporrii, presiune atmosferic

II. Componenta biologic a ecosistemului, este biocenoza, care este constituit din totalitatea microorganismelor i macroorganismelor vegetale i animale, care realizeaz ntre ele multiple i complexe relaii inter i intra specifice.