Hlavní obsah
Kurz: Biologie > Kapitola 2
Lekce 2: Rychlokurz ekologie- Historie života na Zemi
- Populační ekologie: záhada texaských komárů
- Populační růst lidstva
- Ekologie společenstev: Láska bez hranic
- Ekologie společenstev II: Predátoři
- Ekologická sukcese: Změna je dobrá
- Ekosystémová ekologie: Články řetězce
- Koloběh vody a uhlíku: Kdo recykluje, žije!
- Cyklus dusíku a fosforu: Kdo recykluje, žije!
- 5 dopadů lidstva na životní prostředí
- Znečištění
- Ochranářská biologie a ekologie obnovy
Ekosystémová ekologie: Články řetězce
Hank nám poví o ekosystémech, trofických strukturách a o potravních sítích. Tvůrce: EcoGeek.
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.
Transkript
Často si myslíme, že když o něčem
často slýcháme, víme o tom hodně. 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.