Ecologie – Relații între organisme și mediu

Elevii înțeleg conceptele de bază ale ecologiei: ecosistem, lanț trofic, relații între organisme.

Factorii de mediu: abiotici și biotici

Ecologia este știința care studiază relațiile dintre organisme și mediul lor de viață. Niciun organism nu trăiește izolat: o vrabie depinde de aerul pe care îl respiră, de semințele pe care le mănâncă, dar și de pisica de care trebuie să se ferească.

Tot ceea ce influențează viața unui organism formează factorii de mediu, împărțiți în două mari categorii:

• Factorii abiotici – componentele fără viață ale mediului: lumina, temperatura, apa, aerul și solul. De exemplu, lumina hotărăște unde pot trăi plantele, pentru că fără lumină nu se poate face fotosinteza; temperatura hotărăște de ce ursul polar trăiește la pol, iar cămila în deșert.
• Factorii biotici – toate organismele vii din jur și relațiile dintre ele: plantele care oferă hrană și adăpost, animalele care vânează sau sunt vânate, microorganismele din sol.

Atenție la o confuzie clasică: apa și solul sunt factori abiotici, chiar dacă în ele trăiesc organisme. Factorul abiotic este apa în sine (substanța), nu peștii din ea. Denumirile vin din limba greacă: „bios” înseamnă viață, iar prefixul „a-” înseamnă „fără” — deci abiotic = fără viață.

Fiecare specie suportă factorii de mediu între anumite limite: unele plante rezistă la ger, altele mor la prima brumă. De aceea, organismele nu sunt răspândite la întâmplare pe Pământ, ci fiecare trăiește acolo unde condițiile îi convin.

De la individ la biocenoză: populații și comunități

Ca să descriem lumea vie în mod organizat, folosim câteva noțiuni în trepte, de la simplu la complex:

• Individul – un singur organism: o căprioară, un stejar, o furnică.
• Populația – totalitatea indivizilor din aceeași specie care trăiesc pe același teritoriu, în același timp. De exemplu: toți crapii dintr-un lac formează populația de crapi a lacului.
• Biocenoza – totalitatea populațiilor de specii diferite care trăiesc împreună pe un teritoriu și depind unele de altele. Biocenoza unei păduri cuprinde populațiile de stejari, de ciocănitori, de mistreți, de ciuperci și de bacterii din sol — adică toată partea vie a acelui loc.
• Biotopul – locul de viață al biocenozei, cu toți factorii săi abiotici: solul, apa, aerul, lumina, temperatura. Biotopul este partea fără viață a ecosistemului.

Greșeala cea mai des întâlnită la test este confuzia dintre populație și biocenoză. Reține regula simplă: populația = o singură specie, biocenoza = mai multe specii împreună. Toate vrăbiile din parc sunt o populație; toate viețuitoarele din parc (vrăbii, castani, gândaci, ciuperci) formează biocenoza parcului.

Într-o biocenoză, speciile nu stau doar una lângă alta: ele sunt legate prin hrană, adăpost și înmulțire. Dacă dispare o specie, efectele se resimt în lanț asupra celorlalte.

Ecosistemul – structură și funcționare

Ecosistemul este unitatea formată din biotop și biocenoză împreună, între care există un permanent schimb de materie și energie. Formula de reținut pentru examen:

• ecosistem = biotop + biocenoză

Exemple de ecosisteme: o pădure de foioase, un lac, o pajiște, Marea Neagră, dar și ecosisteme create de om, cum sunt o livadă, un lan de grâu sau un parc. Ecosistemele făcute de om se numesc ecosisteme artificiale (antropizate) și nu se pot menține singure — omul ară, seamănă, stropește. Cele naturale, cum e pădurea, se mențin singure, fără intervenția omului.

După rolul lor în ecosistem, organismele din biocenoză se împart în trei categorii:

• Producătorii – plantele verzi și algele, care își produc singure hrana prin fotosinteză, folosind lumina soarelui. Ei sunt „fabrica de hrană” a ecosistemului: toată materia organică pornește de la ei.
• Consumatorii – animalele, care se hrănesc cu alte organisme: consumatorii primari mănâncă plante (sunt fitofagi/erbivori), consumatorii secundari mănâncă animale erbivore, iar cei terțiari mănâncă alte animale carnivore.
• Descompunătorii – bacteriile și ciupercile din sol, care transformă resturile de plante și animale moarte în substanțe minerale. Acestea se întorc în sol și sunt refolosite de plante.

Descompunătorii sunt veriga pe care elevii o uită cel mai des: fără ei, resturile s-ar aduna la nesfârșit, iar solul ar rămâne fără substanțe minerale. Ei închid circuitul materiei în natură.

Lanțuri și rețele trofice

Un lanț trofic este un șir de organisme în care fiecare verigă servește drept hrană pentru veriga următoare. Cuvântul „trofic” înseamnă „de hrănire”. Săgețile dintr-un lanț trofic se desenează întotdeauna de la cel mâncat către cel care mănâncă, pentru că săgeata arată încotro circulă hrana și energia:

• grâu → șoarece → șarpe → uliu
• alge → pești mici → știucă

Regulile unui lanț trofic corect, așa cum se cer la Evaluarea Națională:

• prima verigă este întotdeauna un producător (o plantă verde sau o algă);
• a doua verigă este un consumator primar (animal erbivor);
• urmează consumatorii secundari și terțiari (animale carnivore).

Greșeala clasică este orientarea săgeții: mulți elevi scriu „uliu → șarpe” pentru că uliul mănâncă șarpele, dar corect este șarpe → uliu, fiindcă hrana circulă de la șarpe spre uliu.

În natură, un animal nu mănâncă un singur fel de hrană: șoarecele mănâncă și grâu, și semințe de floarea-soarelui, iar el este vânat și de șarpe, și de vulpe, și de uliu. De aceea lanțurile trofice se împletesc între ele și formează o rețea trofică — imaginea reală a hrănirii dintr-un ecosistem.

De la o verigă la alta se pierde multă energie (prin mișcare, căldură, respirație). Din acest motiv, lanțurile trofice sunt scurte — rar depășesc 4-5 verigi — iar animalele de la capătul lanțului sunt puține la număr.

Relații între organisme: în interiorul speciei și între specii

Relațiile dintre organisme se împart după cum au loc în interiorul aceleiași specii sau între specii diferite.

Relațiile intraspecifice (în interiorul speciei) pot fi:

• de cooperare – indivizii se ajută între ei: lupii vânează în haită, albinele își împart munca în stup, peștii înoată în bancuri ca să se apere;
• de concurență – indivizii aceleiași specii se întrec pentru hrană, teritoriu sau partener, mai ales când resursele sunt puține.

Relațiile interspecifice (între specii diferite) de reținut:

• Relația pradă–prădător: o specie (prădătorul) vânează altă specie (prada) — vulpea și iepurele. Prădătorii nu distrug prada: ei consumă mai ales animalele bolnave sau slabe și mențin populația de pradă sănătoasă și la un număr potrivit.
• Parazitismul: parazitul trăiește pe seama gazdei, pe care o slăbește, dar de obicei nu o omoară imediat — căpușa pe câine, tenia în intestinul omului, vâscul pe ramurile copacilor.
• Concurența interspecifică: două specii se întrec pentru aceeași resursă — grâul și buruienile concurează pentru lumină, apă și substanțe minerale.
• Relațiile de cooperare între specii (mutualismul): ambele specii au de câștigat — albina culege nectar și, în schimb, polenizează floarea; licheniul este conviețuirea dintre o ciupercă și o algă.

Capcana de punctaj: nu confunda parazitismul cu relația pradă–prădător. Prădătorul își omoară prada și o consumă imediat; parazitul trăiește timp îndelungat pe gazdă sau în gazdă, fără să o omoare de la început.

Echilibrul ecologic și perturbarea lui

Într-un ecosistem natural, numărul indivizilor din fiecare populație rămâne aproximativ constant de la un an la altul: atâția iepuri câți poate hrăni pajiștea, atâtea vulpi câte pot trăi din iepurii existenți. Această stare de stabilitate se numește echilibru ecologic. El nu înseamnă că nimic nu se schimbă, ci că schimbările mici se compensează singure: dacă se înmulțesc iepurii, vulpile au mai multă hrană și se înmulțesc și ele, ceea ce readuce numărul iepurilor la normal.

Echilibrul poate fi stricat de cauze naturale (incendii, inundații, secete, erupții vulcanice), dar cel mai des de activitățile omului:

• vânătoarea și pescuitul excesiv – dispariția prădătorilor duce la înmulțirea exagerată a ierbivorelor, care distrug vegetația;
• defrișarea – tăierea pădurilor lasă fără adăpost și hrană mii de specii și favorizează alunecările de teren;
• poluarea apei, aerului și solului – otrăvește organismele de la toate nivelurile lanțurilor trofice;
• introducerea de specii noi, aduse de om din alte regiuni, care se înmulțesc necontrolat pentru că nu au dușmani naturali în noul ecosistem.

Exemplul de manual: dacă într-o pădure sunt vânați toți ulii și vulpile, șoarecii se înmulțesc exploziv, distrug semințele și puieții, iar pădurea are de suferit. Concluzia care se cere la examen: fiecare specie are un rol în ecosistem, iar dispariția uneia se propagă în lanț asupra celorlalte. De aceea, protejarea naturii nu înseamnă doar salvarea unor specii frumoase, ci păstrarea echilibrului de care depindem și noi.

Test — 6 întrebări ca la examen