Angenommen, Sie treffen eine Frau in einem Flugzeug auf einem Flug von Boston nach Brisbane. Sie beide sitzen ein paar Dutzend Stunden nebeneinander und reden die ganze Zeit über Bücher, Politik, aktuelle Ereignisse, Religion, Wetter usw. Sie hören einige der persönlichen Geschichten dieser Frau, beobachten den Weg sie isst und trinkt, du siehst ihr beim Spielen auf ihrem Handy zu und merkst, dass sie schnarcht, wenn sie schläft.
Wenn Sie nach Australien kommen, haben Sie das Gefühl, ein ziemlich gutes Gespür dafür zu haben, wer diese Person ist, aber dann taucht ihre ganze Familie auf, um sie am Flughafen zu treffen, und Sie erfahren sofort mehr - und einige der Annahmen, die Sie treffen im Flugzeug gemachte müssen angesichts dieser neuen Eingabe neu bewertet werden.
Später lädt sie Sie ein, sie zu Hause zu besuchen, und ihre Geschichte erweitert sich: Der Geruch ihres Hauses, der Geschmack ihres Trinkwassers, der Blick von ihrer Veranda, der Inhalt ihres Kühlschranks und die Einstellung ihres Thermostats sprechen Bände. Einige dieser Details bestätigen das, was Sie bereits zu wissen glaubten, und andere ändern Ihre Meinung. Irgendwann werden Ihre Untersuchungen nicht mehr über die Frau selbst, sondern über das gesamte System, in dem sie lebt.
Um etwas zu verstehen, ist es hilfreich, alles zu verstehen - oder so viel wie möglich. Beim Studium der Ökologie erkennt das Konzept eines Ökosystems die Tatsache an, dass der Naturforscher John Muir aus dem 19. Jahrhundert sagte: "Wenn wir versuchen, etwas selbst herauszusuchen, stellen wir fest, dass es an alles andere im Universum gebunden ist."
Aber es ist schwierig, alles auf einmal zu betrachten! Und natürliche Systeme sind von allen Dingen, die wir mit der Wissenschaft untersuchen können, besonders schwer zu fassen. Aber Ökologen versuchen es immer wieder.
1935 führte ein englischer Botaniker namens Arthur Tansley - stark beeinflusst vom dänischen Botaniker Eugenius Warming - den Begriff "Ökosystem" in einem in der Zeitschrift Ecology veröffentlichten Artikel mit dem Titel "Die Verwendung und der Missbrauch pflanzlicher Konzepte und Begriffe" ein. Er definierte ein Ökosystem als "das gesamte System ... einschließlich nicht nur des Organismuskomplexes, sondern auch des gesamten Komplexes physikalischer Faktoren, die das bilden, was wir Umwelt nennen."
Die Ebenen eines Ökosystems
Was Tansley erreichen wollte, war die Idee, dass man ein natürliches System auf verschiedenen Ebenen betrachten kann - und es gab eine Ebene, die noch keinen Namen hatte. Zum Beispiel könnten Sie sich einen Vielfraß ansehen - das ist ein einzelner Organismus, genau wie die Frau, die Sie im Flugzeug getroffen haben. Aber dieser Vielfraß lebt nicht in einem Vakuum - er lebt in einer Population anderer Vielfraße, die auf bestimmte Weise interagieren und sich selbst organisieren (daher kann ein Ökologe entscheiden, Vielfraße auf Bevölkerungsebene zu untersuchen). Aber das ist nicht die einzige Möglichkeit, Vielfraße zu studieren! Ökologen sprechen auch über Gemeinschaftenvon Lebewesen: Ein Vielfraß interagiert nicht nur mit Mitgliedern seiner eigenen Spezies - er ist ein Allesfresser, also frisst er andere Tiere wie Elche und Kaninchen sowie Beeren, Wurzeln und Eier. Es bekommt Parasiten, es gräbt Höhlen, die das Wurzelsystem von Pflanzen beeinflussen - ein Vielfraß beeinflusst viele Lebewesen in seinem Heimatgebiet, und diese Lebewesen beeinflussen es. Tanlseys Definition des Ökosystems bestätigte, dass es eine wissenschaftliche Untersuchung gab, die alle Organismen im Haus des Vielfraßes zusätzlich zu den nicht lebenden Dingen umfassen konnte.
"Das Ökosystemkonzept, das Ökologen heute verwenden, wurde verfeinert, seit es vor fast einem Jahrhundert von Tansley eingeführt wurde", sagt Stephen Carpenter, Wissenschaftler am Center for Limnology der University of Wisconsin-Madison. "Die Ökosystemwissenschaft untersucht die Wechselwirkungen aller lebenden und nicht lebenden Wesen an einem bestimmten Ort. Diese Definition steht im Einklang mit modernen Konzepten von Energie, Nährstofffluss und Biogeochemie, die während Tansleys Karriere kaum existierten."
Der Reiz des Ökosystems für Wissenschaftler hat mit dem "System" -Teil des Wortes zu tun. In einem Ökosystem wie einem Korallenriff wird eine sehr ähnliche Software ausgeführt wie in der arktischen Tundra, in der der Vielfraß lebt, oder in einem tropischen Wald. Die gleichen grundlegenden Prozesse im großen Maßstab können überall angewendet werden: Organische Materie zersetzt sich und wird zur Nahrung für etwas anderes in einem Grasland oder einem Gebirgsbach; Nährstoffe wie Kohlenstoff, Phosphor, Stickstoff und Schwefel werden überall wie Monopoly-Geld herumgereicht - es passiert einfach viel schneller und es gibt viel mehr davon in einem tropischen Regenwald als in der Wüste; Krankheiten werden auf Wasser oder in der Luft oder von unglücklichen Organismen auf ähnliche Weise übertragen, wo immer Sie hinschauen; Ein Top-Raubtier wird auf einem Berggipfel in den Anden aus dem Ökosystem entfernt.und die gesamte Dynamik ändert sich genau so, als würden Sie alle Wölfe aus dem Yellowstone-Nationalpark in Wyoming entfernen.
Ein Ökosystem ist ein Rahmen
Das heißt, Ökosysteme sind ein gutes Thema für die Theorie - als Rahmen für hängende Ideen darüber, wie komplexe natürliche Systeme funktionieren. Ein Ökosystem ist zwar eine theoretische Idee, aber auch eine tatsächliche Sache - es ist nur eine Sache ohne klare Grenzen.
Laut Eugene Odums Fundamentals of Ecology , das erstmals 1953 veröffentlicht wurde, wissen Sie, dass Sie an den Rand eines Ökosystems gelangt sind, wenn mehr Material und Energie innerhalb der Grenze zirkulieren als über diese hinweg. Eine Riffel in einem Bach kann also kein Ökosystem sein, denn obwohl bestimmte Arten von Fischen und wirbellosen Wassertieren gerne in einem schnellen, flachen Abschnitt eines Baches leben, fließt ständig reichlich Material in die Riffel hinein und aus ihr heraus. Einige mögen eine Weile darin bleiben, aber das meiste geht ziemlich bald nach seiner Ankunft. Sogar das Sediment und die Felsen bleiben nicht für immer; Wenn sie sich bewegen, ist es meistens nicht innerhalb des Riffels, sondern hinein oder heraus.
Auf der anderen Seite sind Wassereinzugsgebiete klassische Ökosystemgrenzen, aber sie sind auch äußerst knifflig: Der Fluss selbst ist ein Ökosystem, denn obwohl ständig viel Material und Energie in ihn hinein und aus ihm heraus fließt (Blätter und Boden und tot) Tiere fallen hinein, Landtiere nutzen den Fluss als Lebensmittelgeschäft), auch darin wird viel Rad gefahren. Obwohl der Fluss an sich als Ökosystem betrachtet werden kann, ist es schwierig, den Fluss und das trockene Land um ihn herum als wirklich getrennt zu betrachten, da Material und Energie ständig über die sehr flüssige Grenze in beide Richtungen ausgetauscht werden (Flüsse überfluten) und schließlich das nährstoffreiche Sediment auf dem Land ablagern).
Ökosysteme sind also nicht statisch.
"Das Abiotikum und das Biotikum sind wesentliche Teile des Ökosystems und sie haben Grenzen, wenn auch vom Menschen definierte Grenzen", sagt Kathleen Weathers, Ökologin am Cary Institute of Ecosystem Studies . "Und Ökosysteme haben nicht nur Struktur und Funktion, sondern diese werden auch von vielen Faktoren gesteuert und die Ökosysteme verändern sich im Laufe der Zeit."
Das ist interessant
In seinem Buch " Eine Geschichte des Ökosystemkonzepts in der Ökologie " weist der Autor Frank Golley darauf hin, dass es nicht nur nie einen breiten wissenschaftlichen Konsens über die Definition eines Ökosystems gegeben hat, sondern seitdem kein streng wissenschaftliches Konzept mehr war es wurde in den 1960er Jahren bei Naturschützern beliebt.
