Rychlokurz ekologie
Přihlásit se
Rychlokurz ekologie (6/9) · 9:42

Ekosystémová ekologie: Články řetězce Společenstvo všeho živého a neživého na daném místě a jak na sebe působí. Podívejme se na konkrétní případy.

Často si myslíme, že když o něčem často slýcháme, víme o tom hodně. Třeba já vím, co to je popová hudba, ale kdyby se mě na večírku někdo zeptal: "Hanku, co je to popová hudba?" Řekl bych: "No... to je ta hudba, co hrají popová ráda." Samotná znalost pojmu ještě neznamená, že mu skutečně rozumíme. Stejné je to s pojmem ekologie, o kterém toho každodenně slyšíme hodně, ale většina z nás by asi byla v koncích, kdybychom měli někomu vysvětlit, co to je ekosystém, jak funguje, proč je důležitý atd. Je dobré představovat si ekosystém, soubor živých a neživých věcí na určitém místě, které na sebe vzájemně působí, podobně jako tyto stereogramy, pokud je pamatujete z 90. let. Ekosystém je změť organismů, podmínek počasí, geologie a dalších, která dává smysl jen tehdy, když je sledujete dost dlouho, z dostatečné vzdálenosti. Pak se vám ukáže obrázek. Stejně jako u stereogramů, pomáhá při tom poslouchat Jamiroquai. Stejně jako jiné obory ekologie, které jsme již probrali, obor ekosystémové ekologie sleduje biologické vztahy na Zemi na určité úrovni, ale na rozdíl od populační ekologie, která zkoumá vztahy mezi jedinci uvnitř jednoho druhu, nebo ekologie společenstev, která zkoumá interakce mezi několika skupinami organismů, ekosystémová ekologie sleduje, jak energie a hmota vstupuje do ekosystému, jak v něm koluje a potom ho opouští. Takže většinou ekosystémová ekologie řeší jídlo. Kdo koho jí a jak uvnitř ekosystému kolují energie, živiny a další látky. Takže ode dneška už žádné pochybnosti o tom, jak funguje ekosystém. Začínáme. (hudba) Ekosystémy tedy trochu připomínají stereogramy, ale liší se od nich tím, že stereogramy mají okraje. Ekosystémy, řeknu to na rovinu, okraje nemají, pouze nezřetelné, těžko definovatelné přechody do sousedních ekosystémů. Vymezit nějaký ekosystém je tedy celkem těžké, většinou záleží na tom, co chcete studovat. Takový horský potok má málo slunečního svitu, protože je malý a stromy na březích ho zcela zastiňují. Proto v něm žije jen pár rostlin a řas. A jestli něco víme o planetě Zemi, tak je to fakt, že jí vládnou rostliny. Bez rostlin by nebyli živočichové. Ale z nějakého důvodu v tomto horském potoku žije celé společenstvo živočichů, přestože je v něm jen pár rostlin. Co tam ti živočichové dělají a z čeho žijí? Z okolního suchozemského ekosystému, samozřejmě. Žádný potok totiž není odloučený ostrov sám pro sebe. Do potoka padá ze stromů spousta potravy, živin a jiného materiálu nebo do něj déšť splachuje z okolních suchozemských ekosystémů listy, brouky, cokoli vás napadne. Tím se živí větší bezobratlí, a ty jsou zase potravou ryb, které naopak jedí mývalové, ptáci a medvědi. Přestože potok funguje sám o sobě, bez materiálu z povodí by živočichové v něm nepřežili. Bez potoka by pak rostliny byly žíznivé a suchozemští živočichové by neměli tolik ryb k obživě. Kde tedy ekosystém potoka začíná a kde končí? Ekologové takové problémy řeší stále, protože do systému odněkud vstupují živiny a energie, jsou vstřebávány obyvateli ekosystému, nějakou dobu v něm kolují a pak jsou předány dál, třeba do jiného ekosystému. Je to zřejmé u malých vodních ekosystémů. Malé potůčky se vlévají do větších vodních toků, až nakonec dosáhnou oceánu. Tento tok je základní vlastnost ekosystémů. Nakonec naše definice ekosystému záleží na tom, co chceme zjistit. Pokud chcete vědět, jak látky a energie vstupují, kolují a jsou vylučovány v nějakém stromovém suku se specifickým společenstvem hmyzu a prvoků, můžete jej nazvat ekosystémem. Jestli vás zajímá, jak vstupují látky a energie do Severopacifického proudu, jak v něm kolují a vystupují z něho, nazvete ho ekosystémem. Pokud chcete vědět, jak energie a látky kolují uvnitř papírové krabice s králíkem a listem salátu, nazvete ji ekosystémem. Řekl bych, že takový ekosystém je hloupý, ale do toho, dělejte jak myslíte. Obraz ekosystému, který vám pak vyvstane před očima, závisí na organismech, kteří v něm žijí, a na způsobu, jak využívají to, co do něj vstupuje. Ekosystém lze ohodnotit zjištěním jeho biomasy, čili celkové hmotnosti všech živých organismů v něm, a produktivity, kolik produkuje hmoty a jak rychle hmota dorůstá, kolik hmoty dokáže ekosystém udržet. Tyto vlastnosti samozřejmě ovlivňují také okolní ekosystémy, protože z velmi produktivního ekosystému mají prospěch i ekosystémy sousední. Ale od začátku. Odkud pochází všechny ty látky a energie? Když mluvím o látkách, myslím tím vodu, živiny jako fosfor a dusík nebo i toxické látky, třeba rtuť a DDT. Začněme ale s energií, protože nic bez energie nežije. Jak organismy získávají energii je hlavní příběh ekosystému. Vzpomínáte si na fyziku, že? Podle zákona zachování hmoty a energie nelze hmotu a energii vytvořit ani zničit, lze je jen převést z místa na místo. To samé platí i v ekosystému. Organismy v ekosystému jsou zapojeny v trofické síti, každý z nich má své místo v potravním řetězci. Všechna energie v ekosystému koluje po této síti, protože pojmem energie samozřejmě myslím potravu. Primární zdroj energie pro většinu ekosystému je Slunce a organismy, které nejčastěji převádí sluneční energii na chemickou... to už znáte, kdo vládne světu? Rostliny vládnou světu. Autotrofové, jako rostliny, dokáží pohlcovat sluneční energii a pomocí fotosystézy z ni vyrobit něco úžasného, malé zásobárny chemické energie. Ať už jsou to rostliny, bakterie, nebo prvoci schopní fotosyntézy, autotrofové jsou vždy základem každého ekosystému. Základem, ze kterého ostatní organismy v systému získávají energii a živiny. Z tohoto důvodu říkají ekologové rostlinám primární producenti. Je jasné, že z rostlin na zvířata tato energie přechází tím, když je zvířata sežerou. Proto se býložravcům říká primární konzumenti. Jsou to první heterotrofové, kteří tu sladkou energii okusí. Nad tento stupeň v trofické síti lze získat sluneční energii, která byla v rostlinách a kterou získali býložravci, jen jednou cestou: sežráním býložravce. A to masožravci, sekundární konzumenti, velmi rádi dělají. Pokud je ekosystém dost velký a dost produktivní, můžou v něm být i masožravci, co žerou jiné masožravce, třeba sovy lovící jestřáby, těm se říká terciální konzumenti. Pak jsou tam rozkladači, kteří rozkládají hmotu mrtvých živočichů a rostlin ale i výkaly. Dekompozitoři. Mezi ně patří žížaly, mořské hvězdice, krabi, hrobaříci, houby a mnozí další, kteří se živí tím, čeho bychom se nedotkli ani třímetrovou tyčí. To je hierarchický pohled na předávání energie v ekosystému, ale většinou se organismy v něm těmito pravidly neřídí moc úzce. Proto se dnes více než potravní řetězce zkoumají potravní sítě. Potravní síť předpokládá, že někdy houba přijímá živiny z těla mrtvé veverky, a jindy zase veverka sežere houbu. Medvěd někdy hoduje na borůvkách, primárních producentech, jindy si dá ke svačině lososa, sekundárního konzumenta. Dokonce ty nejvyšší predátory nakonec sní breberky jako bakterie, což nemusí být ty samé bakterie, které se živí jejich výkaly. Koloběh života! Měl bych zmínit, že velikost a rozsah potravní sítě v ekosystému hodně závisí na věcech jako voda a teplota, protože rostliny mají rády vodu a teplo, že? Bez rostlin by trofická síť nemohla moc fungovat. Třeba taková Sonorská poušť, o které už jsme mluvili, nemá vážně moc rostlin v porovnání s takovým Amazonským pralesem. Primární producenti jsou limitováni nedostatkem vody, takže primární konzumenti jsou limitováni nedostatkem primárních producentů. To dává prostor jen hrstce sekundárních konzumentů, hadům, kojotům a jestřábům. Proto to není moc produktivní místo, alespoň v porovnání s Amazonií, protože na úrovni terciálních konzumentů tu toho moc není. Toto povídání o produktivitě mě přivádí k dalšímu problému, efektivnosti ekosystému. Když mluvím o předávání energie uvnitř ekosystému z jednoho místa na druhé, myslím to obecně, protože organismy se navzájem využívají, ale ne právě efektivně. Ve skutečnosti při přechodu energie na vyšší úroveň, z rostliny na králíka, z králíka na hada, dochází ke ztrátě velké většiny energie. Třeba takový cvrček představuje energii 1 kalorie, ale aby získal tu 1 kalorii, musel sníst asi 10 kalorií salátu. Kam se podělo těch 9 kalorií? Nezměnily se v tělo cvrčka, byly využity k životu, k pohánění jeho svalů a sodno-draselné pumpy v neuronech. Prostě se spotřebovaly. Z původních 10 kalorií zbyla jen 1 kalorie jako samotné tělo cvrčka. Hned po posledním jídle skočí cvrček do sítě pavoukovi ten ho sežere a přemění pouze 10 % jeho energie ve hmotu svého těla, To samé se stane, když pavouka sezobne pták. Nežijeme v právě efektivním světě. Co je naopak nebezpečně efektivní, je akumulace toxinů v ekosystému. Prvky vypouštěné z komínů uhelných elektráren, třeba rtuť, nakonec absorbují v oceánu zelené řasy a rostliny. Drobní živočichové si z těla řasy uchovají jen 10 % energie, a 100 % rtuti. Takže v rámci potravního řetězce každý vyšší konzument získá 10x více rtuti než ten pod ním, tomu se říká bioakumulace. Koncentrace se mnohonásobně zvyšují s každou trofickou úrovní až člověk uloví velkého tuňáka, který je na vrcholu řetězce a ani trochu z té rtuti se neztratilo, vše je v jeho chutném mase. Protože organismy si uchovají jen 10 % přijímané energie, každá vyšší trofická úroveň potřebuje k přežití sníst desetinásobek biomasy. A protože v řetězci se předává 100 % rtuti, je na každé vyšší úrovni její koncentrace 10x vyšší. Proto bychom neměli jíst tolik mořských plodů, když v podstatě můžeme jíst cokoli se nám zachce, je asi bezpečnější jíst na nižších trofických úrovních. Primární producenty a primární konzumenty. Čím starší, větší a vyšší v potravním řetězci, tím toxičtější. To není jen můj názor, to je ekosystémová ekologie.
video