Допустим, вы встречаете женщину в самолете, летящем из Бостона в Брисбен. Вы двое сидите рядом друг с другом пару десятков часов, и вы все время говорите - о книгах, политике, текущих событиях, религии, погоде и т. Д. Вы слышите некоторые из личных историй этой женщины, наблюдаете за ее дорогой. она ест и пьет, вы смотрите, как она играет в игру на своем телефоне, и замечаете, что она храпит, когда спит.
К тому времени, как вы приедете в Австралию, вы чувствуете, что уже достаточно хорошо представляете, кто этот человек, но затем вся ее семья появляется, чтобы встретить ее в аэропорту, и сразу же вы узнаете больше - и некоторые предположения вы сделанные на самолете, должны быть переоценены с учетом этих новых данных.
Позже она приглашает вас навестить ее дома, и ее история расширяется: запах ее дома, вкус ее питьевой воды, вид с крыльца, содержимое ее холодильника и настройка ее термостата говорят о многом. Некоторые из этих деталей подтверждают то, что, как вы думали, вы уже знали, а некоторые передумали. В какой-то момент ваши исследования касаются не самой женщины, а всей системы, в которой она живет.
Чтобы что-то понять, полезно понимать все - или, насколько это возможно. При изучении экологии концепция экосистемы признает тот факт, что, как сказал натуралист XIX века Джон Мьюир: «Когда мы пытаемся выделить что-либо само по себе, мы обнаруживаем, что это связано со всем остальным во Вселенной».
Но на все сразу смотреть сложно! А естественные системы, из всего того, что мы можем исследовать с помощью науки, особенно трудно определить. Но экологи всегда стараются.
В 1935 году английский ботаник по имени Артур Тансли, находящийся под сильным влиянием датского ботаника Евгения Варминга, представил термин «экосистема» в статье под названием «Использование растительных концепций и терминов и злоупотребление ими», опубликованной в журнале Ecology. Он определил экосистему как «целую систему ... включая не только комплекс организмов, но и весь комплекс физических факторов, формирующих то, что мы называем окружающей средой».
Уровни экосистемы
Тэнсли пытался понять, что естественную систему можно рассматривать на множестве разных уровней - и был один уровень, у которого еще не было названия. Например, вы можете посмотреть на росомаху - это единый организм, как и женщина, которую вы встретили в самолете. Но эта росомаха не живет в вакууме - она живет в популяции других росомах, которые взаимодействуют и организуются определенным образом (таким образом, эколог может выбрать исследование росомах на уровне популяции). Но это не единственный способ изучать росомаху! Экологи также говорят о сообществахживых существ: росомаха не просто взаимодействует с представителями своего вида - это всеядное животное, поэтому оно ест других животных, таких как лось и кролик, а также ягоды, корни и яйца. Он заражается паразитами, роет норы, поражающие корневую систему растений - росомаха влияет на множество живых существ на своей родной территории, и те живые существа влияют на нее. В определении экосистемы Тэнлси признается, что существует уровень научных исследований, который может охватывать все организмы в доме росомахи в дополнение к тому, что не является живым.
«Концепция экосистемы, которую сейчас используют экологи, была усовершенствована с тех пор, как она была впервые представлена Тэнсли почти столетие назад», - говорит Стивен Карпентер, ученый из Центра лимнологии Университета Висконсин-Мэдисон. «Экосистемная наука изучает взаимодействия всех живых и неживых существ в определенном месте. Это определение согласуется с современными концепциями энергии, потока питательных веществ и биогеохимии, которые практически не существовали во время карьеры Тэнсли».
Привлекательность экосистемы для ученых связана с «системной» частью этого слова. В экосистеме кораллового рифа работает программное обеспечение, очень похожее на программное обеспечение арктической тундры, где обитает росомаха, или тропического леса. Те же самые основные крупномасштабные процессы могут применяться где угодно: органическое вещество разлагается и становится питанием для чего-то еще на лугах или в горном ручье; такие питательные вещества, как углерод, фосфор, азот и сера, распространяются повсюду, как деньги монополии - просто это происходит намного быстрее, и их намного больше в тропических лесах, чем в пустыне; болезни переносятся по воде, воздуху или несчастным организмам аналогичным образом, куда бы вы ни посмотрели; высший хищник удален из экосистемы на вершине горы в Андах,и вся динамика меняется так же, как если бы вы удалили всех волков из Йеллоустонского национального парка в Вайоминге.
Экосистема - это каркас
То есть экосистемы - хорошая тема для теории - как основа для вешания идей о том, как работают сложные природные системы. Но, будучи теоретической идеей, экосистема также является реальной Вещью - это просто Вещь без четких границ.
Согласно « Основам экологии» Юджина Одума , впервые опубликованным в 1953 году, вы знаете, что добрались до края экосистемы, когда больше материала и энергии циркулирует внутри границы, чем пересекает ее. Таким образом, перекат ручья не может быть экосистемой, потому что, хотя некоторые виды рыб и водных беспозвоночных любят жить в быстром мелководном участке ручья, обильный материал постоянно попадает в перекат и выходит из него. Некоторые могут остаться в нем на какое-то время, но большая часть уходит довольно скоро после того, как прибывает. Даже отложения и камни не остаются навсегда; когда они движутся, это в основном не внутри перекладины, а внутрь или из нее.
С другой стороны, водоразделы - это классические границы экосистем, но они также чрезвычайно сложны: река сама по себе является экосистемой, потому что, несмотря на то, что много материала и энергии постоянно попадает в нее и выходит из нее (листья, почва и мертвые тела) животные падают, наземные животные используют реку как продуктовый магазин), в ней также много велосипедистов. Таким образом, хотя река сама по себе может считаться экосистемой, трудно рассматривать реку и сушу вокруг нее как действительно отдельные, так как материал и энергия постоянно обмениваются через очень текучую границу в обоих направлениях (реки разливаются. в конце концов, и отложить богатый питательными веществами осадок на землю).
Таким образом, экосистемы не статичны.
«Абиотика и биотика являются важными частями экосистемы, и у них есть границы, хотя и определенные человеком», - говорит Кэтлин Уэзерс, эколог из Института экосистемных исследований Кэри . «И экосистемы не только имеют структуру и функции, но и контролируются многими факторами, и эти экосистемы меняются с течением времени».
Вот это интересно
В своей книге « История концепции экосистемы в экологии » автор Фрэнк Голли подчеркивает, что не только никогда не было широкого научного консенсуса по поводу определения экосистемы, но и с тех пор, как это понятие не было строго научным. он стал популярен среди защитников природы в 1960-х годах.
