Τα οικοσυστήματα

Α- Η έννοια του οικοσυστήματος

Ένα οικοσύστημα αποτελείται από μια οργανωμένη ενότητα βιοτικών (φυτά, ζώα, μικροοργανισμοί) και αβιοτικών παραγόντων (νερό, έδαφος, αέρας) που ανταλλάσσουν μεταξύ τους ενέργεια, υλικά και πληροφορία και τροφοδοτούνται από μια πηγή ενέργειας. Το μέγεθος ενός οικοσυστήματος είναι τυχαίο και τα όρια του ορίζονται από τον ερευνητή που επιθυμεί να το μελετήσει.
Έτσι οικοσύστημα μπορεί να θεωρηθεί ένα φυτό, ένα δάσος, μια λίμνη, ένα πέλαγος, το μέρος της γης που καλύπτεται από θαλασσινό νερό, το στερεό τμήμα της γης, ή ακόμα και ολόκληρος ο πλανήτης γη.
Παράδειγμα ενός ολοκληρωμένου οικοσυστήματος αποτελεί και ένα δέντρο. Το δέντρο προσλαμβάνει διοξείδιο του άνθρακα (CO2)από την ατμόσφαιρα, απορροφάνερό και ανόργανες ενώσεις από το έδαφος και χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια για να συνθέσει οργανικές ενώσεις με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Οι οργανισμοί αυτοί (ανώτερα φυτά, φύκη) που μέσω της φωτοσύνθεσης συνθέτουν πολύπλοκες οργανικές ενώσεις ονομάζονται αυτότροφοι ή πρωτογενείς παραγωγοί. Τα διάφορα τμήματα του δέντρου (φύλλα, καρποί, ρίζες) αποτελούν πηγή τροφής για πολλά φυτοφάγα έντομα και ζώα, τα οποία με τη σειρά τους αποτελούν τροφή για τα σαρκοφάγα ζώα.
Οι οργανισμοί εκείνοι που δε φωτοσυνθέτουν, αλλά προσλαμβάνουν έτοιμη οργανική ύλη καθώς τρέφονται με άλλους οργανισμούς ονομάζονται ετερότροφοι ή καταναλωτές. Οι φυτοφάγοι οργανισμοί αποτελούν τους καταναλωτές α΄ βαθμίδας, ενώ οι σαρκοφάγοι τους καταναλωτές των ανώτερων βαθμίδων. Τα υπολείμματα των φυτικών και ζωικών οργανισμών (π.χ. περιττώματα, νεκροί οργανισμοί) που καταλήγουν στο έδαφος διασπώνται από μικροοργανισμούς που ονομάζονται αποικοδομητές σε απλούστερες οργανικές και ανόργανες ενώσεις.
Τελικά, οι ανόργανες αυτές ενώσεις και το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνονται κατά την αποικοδόμηση της οργανικής ύλης απορροφώνται και πάλι από το δέντρο (και γενικά από τους παραγωγούς) κατά τη φωτοσύνθεση. Με το παραπάνω παράδειγμα μπορεί να γίνει σαφής η αλληλεξάρτηση μεταξύ των αβιοτικών και των βιοτικών παραγόντων ενός οικοσυστήματος.
Οι οργανισμοί ενός οικοσυστήματος σχηματίζουν μια τροφική αλυσίδα, μέσω της οποίας προσδιορίζεται η μεταφορά ενέργειας από τον ένα οργανισμό στον άλλον. Τη βάση μιας τροφικής αλυσίδας αποτελούν οι αποικοδομητές, τη συνέχειά της οι παραγωγοί και οι καταναλωτές α΄ βαθμίδας και την κορυφή της οι καταναλωτές των ανώτερων βαθμίδων.
Βέβαια, επειδή στην πραγματικότητα κάθε οργανισμός δεν τρέφεται μόνο με ένα είδος, τελικά σχηματίζονται σύνθετα δίκτυα τροφικών σχέσεων που ονομάζονται τροφικά πλέγματα.

Β-Η σημασία της βιοποικιλότητας

Η βιοποικιλότητα είναι η έκφραση της ποικιλίας της ζωής που δημιουργήθηκε μέσα από δισεκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Η βιοποικιλότητα μπορεί να αναφέρεται στα γονίδια, στα φυτικά και ζωικά είδη (χλωρίδα και πανίδα), στους πληθυσμούς ή στα οικοσυστήματα.
Η διατήρηση της βιοποικιλότητας είναι απαραίτητη για την ισορροπία των οικοσυστημάτων και των τροφικών πλεγμάτων. Επίσης η βιοποικιλότητα έχει μεγάλη οικονομική, πολιτιστική και αισθητική αξία για τον άνθρωπο. Πολλά από τα υλικά που βελτιώνουν το επίπεδο της καθημερινής μας ζωής σχετικά με τη διατροφή μας, την ένδυσή μας και την ιατρο­φαρμα­κευ­τική μας περίθαλψη προέρχονται από φυτικά και ζωικά είδη.
Η ιατρική βασίζει μεγάλο μέρος των ερευνών της για την ανακάλυψη νέων φαρμάκων στις ιδιότητες φυτικών ή ζωικών ουσιών. Για παράδειγμα, η ιτιά αποτέλεσε τη βάση για την παραγωγή της ασπιρίνης, πολλά είδη μυκήτων χρησιμοποιούνται για την παρασκευή αντιβιοτικών, ο ίταμος (Taxusbaccata) αποτελεί πηγή παραγωγής της αντικαρκινικής ουσίας ταξόλης, το δηλητήριο κάποιων φιδιών χρησιμοποιείται για την παρασκευή αιμοπηκτικών φαρμάκων, ενώ ορισμένοι σπόγγοι χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση της απόρριψης των μοσχευμάτων.
Επίσης, πολλά άγρια βότανα (τσάι, φασκόμηλο, μέντα, τίλιο, χαμομήλι) χρησιμοποιούνται προληπτικά ή καταπραϋντικά, για να καταπολεμήσουν την κούραση, τους πονοκεφάλους ή άλλες ενοχλήσεις.
Οι φυτικοί και ζωικοί οργανισμοί αποτελούν κατά βάση την τροφή μας.
Επίσης, κάποιοι μικροοργανισμοί συμβάλλουν ενεργά στην οικονομία και τη διατροφή μας, όπως για παράδειγμα, στην παρασκευή των γαλακτοκομικών προϊόντων, του ψωμιού και του κρασιού. Η γενετική ποικιλότητα είναι εξαιρετικής σημασίας και για τη γεωργία. Ο κατάλληλος συνδυασμός καλλιεργήσιμων ειδών εξασφαλίζει καλύτερη απόδοση της παραγωγής και καλύτερη άμυνα έναντι σε παράσιτα και έντομα.
Τα καλλιεργήσιμα φυτά, για να αναπτυχθούν και να καρποφορήσουν, χρειάζονται πλήθος άλλων οργανισμών οι οποίοι συμμετέχουν στην επικονίαση, στον εμπλουτισμό του εδάφους και στη δέσμευση του αζώτου. Έτσι, για παράδειγμα, οι γαιοσκώληκες και τα μυρμήγκια συμβάλλουν στον αερισμό του εδάφους, οι πασχαλίτσες τρώνε τις αφίδες, ενώ τα πουλιά τρώνε τις κάμπιες που καταστρέφουν τους καρπούς.
Η βιοποικιλότητα είναι βασική προϋπόθεση για την επιβίωση και τη λειτουργία των οικοσυστημάτων. Η διατήρηση των περιβαλλοντικών και κλιματικών συνθηκών του πλανήτη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη ρύθμιση των γεωχημικών κύκλων των στοιχείων (νερού, άνθρακα, αζώτου κ.ά.), των οποίων η φυσιολογική ροή διασφαλίζεται από τη βιοποικιλότητα των οικοσυστημάτων.

Γ- Τύποι φυσικών οικοσυστημάτων