بخشی از مقاله
اکوسیستم
گیاهان (مانند علف در علفزار) انرژی خورشید را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی ذخیره شده تبدیل می کنند. این انرژی در سلولهای گیاه ذخیره شده و جهت رشد ، اصلاح و تکثیر آن استفاده می گردد. گاوها و سایر حیوانات، انرژی ذخیره شده در علف یا دانه را استفاده نموده و آن را به انرژی ذخیره شده ای در بدن خود تبدیل می کنند. زمانیکه ما گوشت و سایر محصولات حیوانی را می خوریم ، ما نیز آن انرژی را در بدن خود ذخیره می کنیم. ما از این انرژی ذخیره شده برای راه رفتن ، دویدن ، دوچرخه سواری و یا حتّی خواندن یک مطلب برروی اینترنت استفاده می کنیم. اکوسیستم و زنجیره ی غذایی:در محیط زیستی عوامل غیر زنده مانند خاک ، آب ، گازها و غیره به همراه جانداران وجود دارند. موجودات زنده با هم و با محیط غیر زنده خود ارتباطی متقابل برقرار می‌سازند.
این ارتباط‌ها برای بقای محیط زیست بسیار لازمند. کارشناسان محیط زیست هنگام بررسی ، مناطق زیستی را مورد مطالعه قرار میدهند. هر منطقه زیستی شامل موجودات زنده ویژه عوامل غیر زنده است اکوسیستم نام دارد و دانشی که به بررسی اکوسیستمها می‌پردازد. اکولوژی نامیده می‌شود. عوامل زنده اکوسیستم جانداران را براساس نقشی که در محیط دارند به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند. 1. موجودات تولید کننده (گیاهان سبز) 2. موجودات مصرف کننده (جانوران) 3. موجودات تجزیه کننده (باکتریها و قارچ‌ها) ارتباط موجودات زنده با هم دیگر مهم ترین ارتباط غذایی است که به صورت زنجیره غذایی و شبکه غذایی در جریان است. علاوه بر ارتباط کلی میان جانداران که به صورت زنجیره غذایی نشان داده می‌شود. انواع دیگری از ارتباط نیز میان آنها وجود دارد که در آن الزاما ارتباط غذایی منجر به از بین رفتن طرفین نمی‌شود بلکه در این نوع ارتباط جانداران به زیستن در کنار هم ادامه میدهند. ارتباط غذایی زنجیره غذایی اگر وابستگی غذایی یک موجود زنده را با موجود زنده دیگر به صورت A→B نمایش دهیم بدین معنی است که موجود زنده A غذای موجود زنده B است و به عبارت دیگر B از A تغذیه می‌کند. بدین ترتیب می‌توانیم روابط غذایی زیر را که بین چند موجود زنده برقرار می‌شود نشان دهیم. در این روابط هر موجود زنده به صورت حلقه‌ای از یک زنجیر با موجود زنده دیگر مربوط می‌شود. هر یک از این روابط را یک زنجیره غذایی می‌نامند. در تمام این زنجیره‌های غذایی حلقه اول یک گیاه سبز است حلقه دوم یک جاندار گیاهخوار است و حلقه‌های بعدی را موجودات گوشتخوار تشکیل می‌شوند.
شبکه غذایی چند زنجیره غذایی که با یکدیگر ارتباط داشته باشند یک شبکه غذایی را بوجود می‌آورند. شبکه حیات همه شبکه‌های غذایی با یکدیگر ارتباط دارند بطوری که همه موجودات زنده کره زمین یک شبکه غذایی بزرگ را تشکیل می‌دهد این شبکه غذایی بزرگ ، شبکه حیات نام دارد. نوع دیگر ارتباط جانداران با هم رقابت در رقابت یک موجود به چیزهایی که مورد نیاز موجود زنده دیگر نیز هست احتیاج پیدا می‌کند. مثلا جانوران بین یافتن غذا و لانه سازی و غیره با هم رقابت می‌کنند. در عمل رقابت گاهی دو رقیب با یکدیگر با خبر نیستند. بعضی از رقابت‌ها میان جانداران یک گونه و برخی دیگر در بین جاندارانی که از گونه‌های متفاوت است صورت می‌گیرد. موضوع مورد رقابت اغلب جانوران غذاست. رقابت تختصاص به جانوران ندارد. گیاهان نیز برای بدست آوردن نور ، آب و کانی‌ها با هم به رقابت می‌پردازند. هم زیستی هم زیستی یعنی زندگی کردن با یکدیگر و با هم زیستن اما در اکولوژی منظور از هم زیستی هر نوع ارتباط نزدیک میان دو نوع موجود زنده است صورت‌هایی از هم زیستی عبارتند از: هم سفرگی در این نوع هم زیستی یکی از افراد ، نه سود می‌برند و نه زیان و دیگری سود می‌برد. مانند رابطه چسبیدن ماهی بادکش‌دار ، بدن کوسه ماهی ، که ماهی بادکش دار در این رابطه سود می‌برد. همیاری در این نوع هم زیستی دو موجود زنده هر دو از یکدیگر بهره می‌برند- همیاری ممکن است داوطلبانه و یا اجباری باشد. همیاری گل‌سنگها اجباری است و قارچی که در ساختمان گلسنگ بکار رفته بدون جلبک سبز قادر به ادامه حیات است میان باکتریها و گیاهان تیره نخود نیز همیاری است - همیار s شته و مورچه حالت اجباری دارد. زندگی انگلی در این نوع همزیستی یک موجود (انگل) سود می‌برند و موجود دیگر (میزبان) زیان. زندگی صیادی مستقیم‌ترین رابطه غذایی هنگامی وجود دارد که جاندار دیگر را بخورد. هر مصرف کننده‌ای که جانداری دیگر را بکشد و بخورد یک صیاد است و جانداری که خورده شود صید نام دارد. عوامل غیر زنده اکوسیستم گرما بیشتر از اشعه مادون قرمز بخشی از نور خورشید به دست می‌آید و در فعالیت‌های موجودات زنده نیز انرژی به صورت گرما آزاد می‌شود. دما یکی از عوامل غیر زنده محیطی است و تغییرات زیادی دارد و کلیه جانداران به نحوی با این تغییرات سازش پیدا کرده‌اند سازش باعث بقای جانوران می‌شود. نور نور نقش مهم در غذاسازی تولید کننده دارد. گازها مهم‌ترین گازهایی که در اتمسفر وجود دارند عبارتند از : اکسیژن و دی‌اکسید کربن. که اکسیژن در تنفس و در اکسید کربن در فتوسنتز نقش دارد. آب آب به صورت تبخیر شده وارد اتمسفر می‌شود و به صورت برف و باران به زمین برمی‌گردد. مواد شیمیایی به دو صورت کانی و آلی در اکوسیستمها وجود دارد مواد آلی ناشی از تجزیه موجودات زنده ، در اکوسیستمهای مختلف مورد استفاده جانداران قرار می‌گیرد. مواد کانی نیز به ترکیبات مختلف مثل نمک خوراکی یا کلریدسدیم که در غذای آدمی مهم است و یا کودهای شیمیایی که در حاصل خیزی خاک اهمیت دارد.
مفاهیم کلی
هر موجود زنده به تنهایی یک سیستم یا مجموعه منظم است و در عین حال ممکن است از سیستم‌های کوچک‌تر تشکیل یابد. وقتی موجودات زنده اجتماع و تشکل می‌یابند، روابط نظام‌مندی بین آنها پدیدار می‌شود و در نهایت وقتی همه موجودات زنده در یک محیط قرار می‌گیرند، یک سیستم بزرگ‌تر را تشکیل میدهند که به دلیل وجود روابط قانونمند و هدفدار بین محیط و جانداران، این مجموعه سیستم اکولوژیک یا اکوسیستم نامیده می‌شود. استقرار پایدار هر اکوسیستم منحصرا به مشارکت همه اجزای اصلی در ساختمان آن بستگی دارد. بدیهی است اگر مثلاً عوامل غیر زنده لازم وجود نداشته باشد، پایداری اکوسیستم هم، غیر ممکن خواهد بود. بر این اساس اکوسیستم از اجزای زیر تشکیل یافته است.
• مجموعه عوامل غیر زنده.
• تولید کننده‌ها یا گیاهان کلروفیل‌دار.
• مصرف کننده‌ها شامل دو گروه: گیاهخواران یا مصرف کننده‌های ردیف اول و گوشتخواران یا مصرف کننده‌های ردیف دوم.
• تجزیه کننده‌ها.
انواع اکوسیستم از نظر ناقص یا کامل بودن چرخه مواد
اکوسیستمهای ناقص آنهایی هستند که چرخه ماده در آنها تقریباً بسته نباشد و اکوسیستمهای کامل آنهایی هستند که مبادله ماده بین محیط و موجود زنده کاملاً بسته باشد. مثلاً در یک دریاچه، انرژی آفتاب به دلیل جذب مواد و تثبیت انرژی آفتاب از طریق گیاهان، ذخیره می‌شود و به مصرف ماهیها مصرف می‌رسد. مرغان ماهیخوار این مواد را با صید ماهی دریافت کرده و فضولات مرغان ماهیخوار و اجساد آنها به اکوسیستمهای دیگر وارد می‌شود.
به این ترتیب چرخه ماده، به صورت کامل بسته در نمی‌آید. در اکوسیستمهای مصنوعی (مصرف کننده و تولید کننده با دخالت انسان استقرار یافته است) نیز به این صورت است. اما اگر همه اکوسیستمهای کره زمین را یک اکوسیستم تلقی کنیم، این مجموعه حالت اکوسیستم کامل دارد. زیرا در این اکوسیستم بزرگ مجموعه موادی که از محیط گرفته می‌شود سرانجام به محیط باز می‌گردد.
مکانیسم روند تولید در اکوسیستم
روند توالی یا انباشتن انرژی در اتمهای کربن مستلزم آن است که اتمهای هیدروژن از یک ملکول محتوی هیدروژن جدا گردد و به اتمهای کربن که از تجزیه CO۲ بدست می‌آیِند، اتصال داده شود. گیاهان کلروفیل‌دار برای اخذ هیدروژن، ملکولهای آب (H۲O) را تجزیه و ضمن تولید مواد آلی، اکسیژن را آزاد می‌کنند. علاوه بر گیاهان کلروفیل‌دار، برخی از باکتریها نیز عمل فتوسنتز را انجام میدهند. اما منبع هیدروژن برای این باکتریها H۲O نیست، بلکه یک ترکیب دیگر است. برای مثال، باکتریهای سبز آزاد کننده گوگرد بجای H۲O و H۲S را تجزیه و در نتیجه بجای رها کردن O۲، گوگرد یا S را آزاد می‌کنند.
مکانیسم روند مصرف در اکوسیستم
اساس روند مصرف مبتنی بر تجزیه یا شکستن ترکیبات آلی حاصل از روند تولید است که به دو صورت انجام می‌شود:
• تنفس هوازی: در این روند، مواد آلی با طی مسیرهای طولانی در نهایت با اتمهای اکسیژن ترکیب می‌شوند.
• تخمیر یا تنفس غیر هوازی: در جریان این روند، مواد قندی به صورت کامل شکسته نمی‌شوند، بلکه سهمی از آرایش مواد قندی حفظ می‌شود. به همین دلیل تمام انرژی انباشته در آنها آزاد نمی‌گردد.
زنجیر غذایی و شبکه غذایی در اکوسیستم
در دانش اکولوژی هر یک از از سطوح انباشتگی مواد آلی یا انرژی را یک پله غذایی یا یک سطح غذایی (trophilevel) می‌نامند و تولید کننده‌ها بالطبع سطح اول و هر یک از ردیفهای مصرف کننده، یک سطح دیگر تلقی می‌شوند. این زنجیره‌های غذایی مستقل از هم نیستند و بین اکثر زنجیره‌های غذایی حلقه‌های مشترک وجود دارد.
برای مثال در یک اکوسی
ستم مرتعی، یک زنجیره غذایی با سه حلقه گیاه، خرگوش و گرگ استقرار می‌یابند و زنجیر دیگری نیز با سه حلقه گیاه، گوسفند و گرگ تشکیل می‌شود. حلقه سوم بین دو زنجیر مشترک است. پس گرگ این دو زنجیر را بهم پیوند می‌دهد. مجموعه زنجیره‌های غذایی را که باهم حلقه‌های مشترک دارند در اصطلاح رشته یا شبکه غذایی (tood Web) می‌نامند.
هرمهای اکوسیستم
هر چقدر از پله پایین‌تر اکوسیستم به طرف پله‌های بالاتر پیش رویم، تعداد موجودات زنده پله‌ها کمتر می‌شود، در واقع می‌توان گفت مقدار انرژی انباشته در پله‌های اکوسیستم از پایین به بالا به تدریج کاهش می‌یابد. توجه به این مطلب، انگیزه اصلی طرح مبحثی تحت عنوان هرمهای اکوسیستم است. اگر در یک اکوسیستم، موجودات زنده پله اول را یک جا جمع کنیم و بعد موجودات زنده پله‌های دیگر را به همان توالی طبیعی به ترتیب پله‌ها روی هم قرار دهیم، شکل عمومی آنها، به صورت یک هرم خواهد بود.
اگر گیاهان و حیوانات موجود در اکوسیستم از نظر مدت زمان رشد، حجم و وزن بدن با همدیگر هماهنگ باشند می‌توان از هرم تعداد، به عنوان هرم وزن استفاده نمود به این نوع هرم، هرم وزن زنده یا توده زنده نیز گفته می‌شود. اما شرط اصلی این هرم این است که همه موجودات زنده همه پله‌های آن یکساله باشد اگر بیشتر از این باشد هرم وزن زنده گویایی خود را از دست می‌دهد.
چرا که در اینحالت، وزن زنده جانداران مختلف در این هرم، در طول یکسال یکسان نخواهد بود. مثلاً وزن زنده مصرف کنندگانی مانند فیل و زرافه، در یکسال تفاوت فاحشی خواهد داشت. به خاطر همین، هرم انرژی مطرح گردید که منظور از آن، محاسبه مقدار انرژی‌ای است که در مدت معینی در هر کدام از پله‌های اکوسیستم ذخیره می‌شود در اینحالت مقدار انرژی انباشته شده در مدت معین مثلاً یکسال، ملاک رسم هرم قرار می‌گیرد.
گرمای ویژه آب زیاد است و می‌تواند به تدریج مقدار زیادی گرما را جذب کند و یا ازدست بدهد. بنابراین موجودات آبزی کمتر از موجودات خشکی‌زی در معرض تغییرات شدید دما قرار می‌گیرند. حیات دراعماق زیاد بستگی به این دارد که مواد غذایی تا چه حد از سطح به آنها برسد. در هر حال جثه جانوران نواحی عمیق کوچک است. در اعماق تاریک اقیانوسها تولید کننده‌ای وجود ندارد و تنها عده کمی مصرف کننده با جثه کوچک دیده می‌شود.
•
o گازها: دو گاز مهم و موثر در حیات یعنی O۲ و CO۲ را بررسی میکنیم که اکسیژن در آب بسیار کمتر از هواست. مقدار اکسیژن هوا در یک لیتر هوا و در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد، ۲۱۰ سانتیمتر مکعب است ولی مقدار O۲ در یک لیتر آب شیرین و دمای ۱۵ درجه سانتیگراد ۷.۲ سانتیمتر مکعب است. که مقدار آن درآب شور به ۵.۸ سانتیمتر مکعب کاهش می‌یابد. آبزیان با این مقدار کم اکسیژن سازش حاصل کرده‌اند و دستگاه تنفسی آنها قادر است که اکسیژن مورد نیاز بدن را از آب جذب نمایند.
