If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Ի՞նչ է էկոհամակարգը

Իմացիր, թե ինչ է էկոհամակարգը, ինչպես են էներգիան և նյութերը շրջանառվում էկոհամակարգերում և ինչն է դարձնում էկոհամակարգը կայուն։

Հիմնական դրույթներ

  • Էկոհամակարգը կազմված է օրգանիզմների համայնքից և դրանց ֆիզիկական միջավայրից։
  • Էկոհամակարգերը կարող են ունենալ տարբեր չափեր, դրանք կարող են լինել ծովային, ջրային կամ ցամաքային։ Ցամաքային էկոհամակարգերի մեծամասշտաբ տեսակները կոչվում են բիոմներ։
  • Էկոհամարագերում և՛ նյութերը, և՛ էներգիան պահպանված են։ Էներգիան հոսում է համակարգում (սովորաբար լույսից վերածվելով ջերմության), իսկ նյութերը վերաշրջանառվում են։
  • Ավելի մեծ բազմազանություն ունեցող էկոհամակարգերը սովորաբար ավելի կայուն են լինում և տարբեր պատահարների, վնասող իրադարձությունների դեմ ունենում են ավելի մեծ դիմադրություն և դիմացկունություն։

Ներածություն

Ի՞նչ ընդհանրություն ունեն Կալիֆոռնիայի ափերն ու Հարավային Ամերիկայի Ամազոնի անձրևոտ անտառները: Չնայած տարբեր չափեր ունենալուն, երկուսն էլ էկոհամակարգերի օրինակ են՝ օրգանիզմների համայնքներ, որոնք միասին ապրում են իրենց ֆիզիկական միջավայրի հետ համատեղ:
Նկարի աղբյուր՝ ձախ կողմում, Tide pools at Half Moon Bay ըստ Brocken Inaglory, CC BY-SA 4.0; աջ կողմում, Aerial view of the Amazon rainforest ըստ Neil Palmer/CIAT, Center for International Forestry Research, CC BY 2.0
Հիշեցնենք, որ համայնքը բաղկացած է տվյալ տարածքում բնկավող բոլոր տեսակների բոլոր պոպուլյացիաներից: Էկոհամակարգ և համայնք հասկացությունները սերտորեն կապված են. տարբերությունն այն է, որ էկոհամակարգում ներառված է նաև ֆիզիկական միջավայրը, իսկ համայնքում՝ ոչ: Այլ կերպ ասած՝ համայնքը էկոհամակարգի պիոտիկ կամ կենդանի բաղադրիչն է: Բացի կենսաբանական այս բաղադրիչից, էկոհամակարգը ներառում է նաև աբիոտիկ բաղադրիչ՝ ֆիզիկական միջավայրը:
Էկոհամակարգերը կարող են լինել փոքր, ինչպես օրինակ՝ շատ օվկիանոսների ժայռոտ ափերի մոտ հայտնաբերված փոքր ավազանները, կամ շատ մեծ, օրինակ՝ Հարավային Ամերիկայում Ամազոնի արևադարձային անտառները: Հիմնականում էկոհամակարգը ուսումնասիրող բնապահպանը պետք է սահմանի իրեն հետաքրքրող էկոհաակարգի սահմանները այնպես, որ իրեն հետաքրքրող հարցերը իրենց իմաստը չկորցնեն։

Ի՞նչ տեսք ունեն էկոհամակարգերը

Պատասխանենք կարճ՝ անհավանականորեն բազմազան: Էկոհամակարգերը կարող են տարբեր լինել ոչ միայն չափերով, այլև կարող են տարբերվել գրեթե բոլոր հավանական բիոտիկ կամ աբիոտիկ հատկանիշներով:
Որոշ էկոհամակարգեր ծովային են, որոշները՝ քաղցրահամ, իսկ որոշներն էլ՝ ցամաքային: Օվկիանոսի էկոհամակարգերը ամենատարածվածն են Երկրի վրա, քանի որ օվկիանոսները և դրանցում բնակվող կենդանի օրգանիզմները ծածկում են Երկրի մակերևույթի 75% -ը: Քաղցրահամ ջրերի էկոհամակարգերը ամենահազվագյուտն են՝ ընդգրկելով Երկրի մակերեսի ընդամենը 1,8% -ը: Երկրային, ցամաքային, էկոհամակարգերը ծածկում են մոլորակի մնացած՝ ցամաքային մասը:
Ցամաքային էկոհամակարգերը կարող են խմբավորվել լայն խմբերի՝ բիոմների, որոնց դասակարգումը հիմնականում հիմնված է եղանակային տարբերության վրա: Ցամաքային բիոմների օրինակները ներառում են արևադարձային անձրևներ, սավաննաներ, անապատներ, փշատերև անտառներ, տերևաթափ անտառներ և տունդրաներ: Ստորև բերված քարտեզը ցույց է տալիս բիոմների լայն տարածումը Երկիր մոլորակի վրա։
Նկարի աղբյուր՝ Biomes: Figure 2 ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 4.0
Նույնիսկ բիոմի ներսում կարող է մեծ բազմազանություն լինել: Օրինակ՝ ինչպես Սոնորանի անապատը (ձախ կողմում) այնպես էլ Բոա Վիստա կղզու ներքին տարածքը (աջ կողմում) կարելի է դասել անապատների շարքին, սակայն դրանք շատ տարբեր էկոլոգիական համայնքներից են կազմված: Սոնորա անապատում են բնակվում են բույսերի և կենդանիների շատ ավելի շատ այլ տեսակներ։
Նկարի աղբյուր՝ ձախ կողմում, Sonoran desert ըստ Highqueue, public domain; աջ կողմում, Rock desert (hamada) inside the island of Boa Vista ըստ Ingo Wölbern, public domain

Էներգիան և նյութերը էկոհամակարգում

Էկոհամակարգերի բնապահպաններին հաճախ ավելի հետաքրքրում է էներգիայի և նյութի շարժը էկոհամահարգի ներսում:
Մենք ավելի մանրամսն կանդրադառնանք էներգիայի և նյութի շարժմանը, երբ ուսումնասիրենք սննդային ցանցերը՝ միմյանցով սնվող օրգանիզմների ցանցերը և կենսաերկրաքիմիական ցիկլերը՝ կենսոլորտով քիմիական տարրերի շարժման ուղիները : Էկոհամակարգում հայտնաբերված օրգանիզմները հակված են ունենալ հարմարվողականություններ՝ բնական ընտրության արդյունքում առաջացող օգտակար հատկություններ, որոնք օգնում են դրանց տվյալ էկոհամակարգի համատեքստում էներգիա և նյութ ձեռք բերելու հարցում:
Այնուամենայնիվ, նախքան մանրամասներին անդրադառնալը, եկեք ուսումնասիրենք էկոհամակարգերում էներգիայի և նյութի շարժման հիմնական առանձնահատկությունները: Թե՛ էներգիան, և թե՛ նյութը պահպանված են, դրանք ո՛չ առաջանում են, ո՛չ էլ անհետանում, այլ տարբեր ճանապարհներով <<պտտվում>> են էկոհամակարգերի ներսում.
  • Նյութը վերամշակվում է. նույն ատոմները կրկին ու կրկին օգտագործվում են:
  • Էներգիան հոսում է էկոհամակարգով, սովորաբար մուտք է գործում լույսի տեսքով և դուրս է գալիս ջերմության տեսքով:

Նյութը վերամշակվում է։

Նյութը վերամշակվում է էկոհամակարգերի միջոցով, այն կարող է նաև տեղափոխվել մի էկոհամակարգից մյուսը, ինչպես դա տեղի է ունենում, երբ սննդարար նյութերը գետ են թափվումstart superscript, 1, end superscript: Նույն ատոմները կրկին ու կրկին օգտագործվում են՝ կազմելով նյութերի տարբեր քիմիական ձևեր և ներառվում են տարբեր օրգանիզմների կազմում:
Որպես օրինակ, արի տեսնենք, թե ինչպես են քիմիական նյութերը շարժվում ցամաքային էկոհամակարգով: Ցամաքային բույսը մթնոլորտից կլանում է ածխաթթու գազ, և այլ սննդանյութերը, (ինչպիսիք են ազոտը և ֆոսֆորը) բույսը ստանում է հողից և դրանցով սինթեզում է իր բջիջների կազմության մեջ մտնող մոլեկուլները: Երբ կենդանին ուտում է բույսը, նա օգտագործում է բույսի մոլեկուլները որպես էներգիա և շինանյութ իր բջիջների համար՝ հաճախ ատոմներն ու մոլեկուլները վերադասավորելով նոր ձևերով:
Երբ բույսերն ու կենդանիները իրականացնում են բջջային շնչառություն (որպես վառելիք քայքայում են մոլեկուլները) մթնոլորտ է արտանետվում ածխաթթու գազ: Նույն կերպ, երբ դրանք արտազատում են թափոններ կամ մահանում են, բակտերիաների և սնկերի որոշ տեսակներ քայքայում են դրանց կազմում առկա քիմիական միացությունները՝ օգտագործելով դրանք որպես էներգիայի կամ նյութերի կառուցողական միավոր: Այս քայքայողները պարզ մոլեկուլները դեպի հող և մթնոլորտ են վերադարձնում պարզ մոլեկուլները, որտեղ դրանք կարող են կրկին ընդգրկվել ցիկլի հաջորդ փուլերում։
Նկարի աղբյուր՝ based on similar image ըստ J. A. Nilssonsquared
Այս վերամշակման շնորհիվ քո օրգանիզմի կազմի մեջ մտնող ատոմներն այժմ ունեն երկար, եզակի պատմություն: Դրանք, ամենայն հավանականությամբ, եղել են բույսերի, կենդանիների, այլ մարդկանց և նույնիսկ դինոզավրերի օրգանիզմների կազմումcubed։

Էներգիայի հոսքը անուղղակի կամ մեկ ուղությամբ է։

Ի տարբերություն նյութի, էներգիան չի կարող վերամշակվել էկոհամակարգերում: Փոխարենը, էներգիայի հոսքը էկոհամակարգով միակողմանի է. Ընդհանուր առմամբ լույսը վեր է ածվում ջերմության:
Սովորաբար էներգիան ներմուծվում է էկոհամակարգ արևի լույսի տեսքով, իսկ բույսերի և ջրիմուռների նման ֆոտոսինթեզ կատարող օրգանիզմները կլանում են այն վերածելով քիմիական ձևի: Այնուհետև էներգիան փոխադրվում է էկոհամակարգով ՝ փոխելով ձևերը, երբ օրգանիզմները կատարում են նյութափոխանակություն, արտադրում են թափոններ, ուտում են միմյանց և, ի վերջո, երբ մահանում և քայքայվում են։
Ամեն անգամ, երբ էներգիան փոխակերպվում է իր մեկ այլ ձևի, դրա մի մասը վերածվում է ջերմության: Ջերմությունը համարվում է էներգիայի ձև,(հետևաբար էներգիան չի անհետացել) բայց սովորաար կենդանի օրգանիզմները չեն կարող օգտագործել այն որպես էներգիայի աղբյուր: Վերջն հաշվով, արևի լույսի տեսքով էկոհամակարգ մուտք գործած էներգիան որպես ջերմություն ցրվում է միջավայրում և հետագայում ճառագայթվում դեպի տիեզերք:
Նկարի աղբյուր՝ based on similar image ըստ J. A. Nilssonsquared
Էկոհամակարգերի միջոցով էներգիայի այս միակողմանի հոսքը նշանակում է, որ յուրաքանչյուր էկոհամակարգի գործունեության համար անհրաժեշտ է էներգիայի մշտական պաշար (որը սովորաբար ստանում են արևից): Էներգիան կարող է փոխանցվել մի օրգանիզմից մյուսին, բայց այն չի կարող վերամշակվել, քանի որ դրա մի մասը էներգիայի յուրաքանչյուր ձևից մյուսին վերածվելու ժամանակ կորչում է ջերմության տեսքով:

Էկոհամակարգերի կայունությունն ու դինամիկան

Էկոհամակարգերը դինամիկ համակարգեր են, և ստատիկ էկոհամակարգը մահացած էկոհամակարգ կլիներ, ինչպես և ստատիկ բջիջը կլիներ մահացած բջիջ: Ինչպես վերը քննարկեցինք, էներգիան անընդհատ հոսում է էկոհամակարգով, և քիմիական նյութերը անընդհատ վերամշակվում են: Էվոլյուցիայի ավելի բարձր մակարդակներում գտնվող օրգանիզմները մահանում և ծնվում են, պոպուլյացիաների քանակները դրանում տատանվում են, իսկ եղանակային պայմանները տարբերվում են եղանակային և ավելի քիչ կանխատեսելի եղանակներով:

Հավասարակշռություն և պատահարներ

Հավասարակշռությունը էկոհամակարգի կայուն վիճակն է, որի դեպքում նրա կազմն ու ինքնությունը ընդհանուր առմամբ կայուն են մնում չնայած ֆիզիկական պայմանների տատանումներին և կենսաբանական համայնքի կազմին: Էկոհամակարգերը կարող են դուրս մղվել հավասարակշռությունից ՝ պատահարների արդյունքում, խանգարող իրադարձությունների, որոնք ազդում են դրանց կազմի վրա:
Նկարի աղբյուր՝ Susie Fire in the Adobe Range west of Elko, Nevada ըստ Famartin, CC BY-SA 3.0
Որոշ պատահարներ բնական գործընթացների արդյունք են: Օրինակ՝ հրդեհը պատահար է, որը կարող է առաջանալ կայծակի պատճառով ՝ տափաստանային կամ անտառային էկոհամակարգում: Այլ պատահարները առաջանում են մարդկային գործունեության արդյունքում: Օրինակները ներառում են թթվային անձրևները, անտառահատումները, ջրիմուռների ծաղկումը և թափառող տեսակների ներթափանցումը:
Տարբեր էկոհամակարգերը կարող են տարբեր կերպ արձագանքել նույն պատահարին. դրանցից մեկը կարող է արագ վերականգնվել, իսկ մյուսը՝ ավելի դանդաղ, կամ ընդհանրապես չվերականգնվել:

Դիմադրություն և դիմացկունություն

Երբեմն պատահարներին պատասխանելու էկոհամակարգի կարողությունը բնապահպանները նկարագրում են երկու պարամետրերով։ Այդ պարամետրերն են՝ դիմադրությունն ու դիմացկունությունը: Չնայած տարբեր պատահարների կամ խանգարող հանգամնանքերի առկայության էկոհամակարգի կայուն վիճակի պահպանումը կոչվում է *դիմադրություն: Խանգարումից կամ պատահարից հետո որքան հեշտությամբ էկոհամակարգը կվերադառնա իր հավասարակշռային վիճակին կոչվում է էկոհամակարգի դիմացկունություն: Որոշ բնապահպաններ դիմադրությունը համարում են դիմացկունության կարճ ժամանակում գործող տարրstart superscript, 4, comma, 5, end superscript:
Շատ բնապահպաններ կարծում են, որ կայունության համար առանցքային դեր է խաղում էկոհամակարգի կենսաբազմազանությունը: Օրինակ, եթե էկոհամակարգում լիներ միայն մեկ բուսատեսակ էկոհամակարգում իր ունեցած որոշակի դերով, ապա այդ մեկ տեսակին վնասող խանգարումը (օրինակ՝ երաշտը զգայուն տեսակների համար) կարող է ողջ էկոհամակարգի վրա ծանր ազդեցություն ունենալ: Ի տարբերություն դրա, եթե լինեին նմանատիպ դեր ունեցող բույսերի այլ տեսակներ, ապա ավելի մեծ հնարավորություն կլիներ, որ դրանցից մեկը կգոյատևեր, ինչպես նաև կօգներ ողջ էկոհամակարգին գոյատևել երաշտի պայմաններումstart superscript, 6, end superscript:
Էկոհամակարգի դիմադրողականությունն ու դիմացկունությունը կարևոր են հատկապես երբ հաշվի ենք առնում մարդկային գործունեության հետևանքով առաջացած խանգարումների հետևանքները: Եթե խանգարումը բավական լուրջ է, այն կարող է փոխել էկոհամակարգի կառուցվածքը միչև անդառնալի կետ. այս տեսակի խանգարումը կարող է հանգեցնել էկոհամակարգի մշտական փոփոխության կամ կորստի:

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: