Załóżmy, że spotykasz kobietę w samolocie podczas lotu z Bostonu do Brisbane. Siedzicie obok siebie przez kilkadziesiąt godzin i cały czas rozmawiacie - o książkach, polityce, bieżących wydarzeniach, religii, pogodzie itp. Słyszysz kilka osobistych historii tej kobiety, obserwujesz drogę je i pije, oglądasz ją grającą w grę na telefonie i zauważasz, że chrapie, kiedy śpi.
Zanim dotrzesz do Australii, masz wrażenie, że masz całkiem dobre pojęcie, kim jest ta osoba, ale potem cała jej rodzina pojawia się, aby spotkać się z nią na lotnisku i od razu dowiadujesz się więcej - i niektórych założeń, które ty wykonane w samolocie muszą zostać ponownie ocenione, biorąc pod uwagę nowe dane wejściowe.
Później zaprasza Cię do domu, a jej historia się rozszerza: zapach jej domu, smak jej wody pitnej, widok z werandy, zawartość jej lodówki i ustawienie termostatu mówią same za siebie. Niektóre z tych szczegółów potwierdzają to, o czym myślałeś, że już wiesz, a niektóre zmieniają zdanie. W pewnym momencie twoje dociekania dotyczą nie samej kobiety, ale całego systemu, w którym żyje.
Aby cokolwiek zrozumieć, dobrze jest zrozumieć wszystko - lub tak dużo, jak to tylko możliwe. W badaniach nad ekologią koncepcja ekosystemu potwierdza fakt, że, jak powiedział dziewiętnastowieczny przyrodnik John Muir: „Kiedy próbujemy wybrać coś samodzielnie, okazuje się, że jest to związane ze wszystkim innym we Wszechświecie”.
Ale trudno jest spojrzeć na wszystko naraz! A systemy naturalne, spośród wszystkich rzeczy, które możemy zbadać za pomocą nauki, są szczególnie trudne do ustalenia. Ale ekolodzy zawsze się starają.
W 1935 roku angielski botanik Arthur Tansley - będący pod silnym wpływem duńskiego botanika Eugeniusa Warming - wprowadził termin „ekosystem” w artykule zatytułowanym „Stosowanie i nadużywanie pojęć i terminów roślinnych”, opublikowanym w czasopiśmie Ecology. Określił ekosystem jako „cały system… obejmujący nie tylko kompleks organizmów, ale także cały zespół czynników fizycznych tworzących to, co nazywamy środowiskiem”.
Poziomy ekosystemu
To, do czego Tansley starał się dojść, to pomysł, że można spojrzeć na naturalny system na wielu różnych poziomach - a był jeden poziom, który nie miał jeszcze nazwy. Możesz na przykład spojrzeć na rosomaka - to pojedynczy organizm, tak jak kobieta, którą spotkałeś w samolocie. Ale ten rosomak nie żyje w próżni - żyje w populacji innych rosomaków, które oddziałują i organizują się w określony sposób (w ten sposób ekolog może wybrać badanie rosomaków na poziomie populacji). Ale to nie jedyny sposób na badanie rosomaków! Ekolodzy mówią też o społecznościachżywych istot: rosomak nie tylko wchodzi w interakcje z przedstawicielami własnego gatunku - jest wszystkożerny, więc zjada inne zwierzęta, takie jak łosie i króliki, a także jagody, korzenie i jajka. Zaraża pasożytami, kopie nory, które wpływają na system korzeniowy roślin - rosomak wpływa na wiele organizmów żywych na swoim terytorium, a te żywe na to wpływają. Definicja ekosystemu autorstwa Tanlseya potwierdziła, że istniał poziom badań naukowych, który może objąć wszystkie organizmy w domu rosomaka, oprócz tych, które nie są żywe.
„Koncepcja ekosystemu, której obecnie używają ekosystemy, została udoskonalona od czasu jej wprowadzenia przez Tansleya prawie sto lat temu” - mówi Stephen Carpenter, naukowiec z Centrum Limnologii na Uniwersytecie Wisconsin-Madison. „Nauka o ekosystemach bada interakcje wszystkich żywych i nieożywionych istot w określonym miejscu. Ta definicja jest zgodna z nowoczesnymi koncepcjami energii, przepływu składników odżywczych i biogeochemii, które ledwo istniały podczas kariery Tansleya”.
Urok ekosystemu dla naukowców ma związek z częścią słowa „systemową”. Ekosystem, taki jak rafa koralowa, działa bardzo podobnie do oprogramowania w arktycznej tundrze, w której żyje rosomak, lub w lesie tropikalnym. Te same podstawowe procesy na dużą skalę mogą mieć zastosowanie wszędzie: materia organiczna rozkłada się i staje się pożywieniem dla czegoś innego na łące lub w górskim strumieniu; składniki odżywcze, takie jak węgiel, fosfor, azot i siarka, są rozprowadzane wszędzie jak pieniądze z Monopolu - dzieje się to po prostu znacznie szybciej i jest ich o wiele więcej w tropikalnym lesie deszczowym niż na pustyni; choroby przenoszone są w wodzie, powietrzu lub przez nieszczęsne organizmy w podobny sposób, gdziekolwiek spojrzysz; najwyższy drapieżnik jest usuwany z ekosystemu na szczycie góry w Andach,i cała dynamika zmian, tak jak by to było, gdybyś usunął wszystkie wilki z Parku Narodowego Yellowstone w Wyoming.
Ekosystem jest ramą
Oznacza to, że ekosystemy są dobrym tematem do teorii - jako ramy do zawieszania pomysłów na temat działania złożonych systemów naturalnych. Ale ekosystem, będąc ideą teoretyczną, jest również rzeczywistą rzeczą - jest po prostu rzeczą bez wyraźnych granic.
Zgodnie z Podstawami ekologii Eugene'a Oduma , opublikowanymi po raz pierwszy w 1953 roku, wiesz, że dotarłeś do krawędzi ekosystemu, gdy więcej materiałów i energii krąży w granicach, niż je przekracza. Tak więc strzelba w strumieniu nie może być ekosystemem, ponieważ chociaż niektóre gatunki ryb i bezkręgowców wodnych lubią żyć w szybkim, płytkim odcinku strumienia, cały czas obfity materiał wpływa do i wypływa z żagla. Niektórzy mogą w nim pozostać przez chwilę, ale większość z nich opuszcza się wkrótce po przybyciu. Nawet osad i skały nie pozostają na zawsze; kiedy się poruszają, przeważnie nie znajduje się wewnątrz karabinu, ale do środka lub z niego.
Z drugiej strony zlewnie są klasycznymi granicami ekosystemu, ale są również niezwykle trudne: sama rzeka jest ekosystemem, ponieważ chociaż dużo materiału i energii przechodzi przez cały czas (liście, gleba i martwe wpadają zwierzęta, zwierzęta lądowe wykorzystują rzekę jako sklep spożywczy), dużo w niej też jeździ na rowerze. Tak więc, chociaż rzekę samą w sobie można uznać za ekosystem, trudno jest postrzegać rzekę i suchy ląd wokół niej jako naprawdę oddzielne, ponieważ materiał i energia są wymieniane przez bardzo płynną granicę przez cały czas, w obu kierunkach (powodzie rzek w końcu i odkładają bogaty w składniki odżywcze osad na ziemi).
Ekosystemy nie są zatem statyczne.
„Substancje abiotyczne i biotyczne są podstawowymi częściami ekosystemu i mają granice, aczkolwiek granice zdefiniowane przez człowieka” - mówi Kathleen Weathers, ekolog z Cary Institute of Ecosystem Studies . „Ekosystemy mają nie tylko strukturę i funkcje, ale są one kontrolowane przez wiele czynników, a ekosystemy zmieniają się w czasie”.
Teraz to jest interesujące
W swojej książce „ A History of the Ecosystem Concept in Ecology ” autor Frank Golley zwraca uwagę, że nie tylko nigdy nie było szerokiego naukowego konsensusu co do definicji ekosystemu, ale nie było to pojęcie stricte naukowe od stał się popularny wśród ekologów w latach sześćdziesiątych XX wieku.
