Le monde naturel est composé de types d’environnements physiques et d’organismes très différents et spécialement adaptés à leur vie. Un autre mot pour ce concept en biologie est un écosystème.

Cet article vous fournira des explications claires sur les écosystèmes et offrira des exemples intéressants.
Définition de l'écosystème en biologie

Les biologistes définissent un écosystème comme un communauté d'organismes vivants et de leur environnement physique, qui comprend à la fois des facteurs biotiques et abiotiques.

Les facteurs biotiques
sont des êtres vivants dans un système écologique interdépendant comme les plantes, les animaux, les microbes et les champignons.

Les facteurs abiotiques
sont des êtres non vivants comme l'eau, la lumière du soleil, les abris, les roches, les minéraux, le sol et le climat.
Origines de l'écologie

L'étude scientifique et la classification des les plantes et les animaux remontent à Aristote dans la Grèce antique. Au début des années 1800, Darwin a décrit la compétition entre les espèces et l'évolution par sélection naturelle. Ernst Haeckel a inventé le mot écologie
à peu près à la même époque.

À la fin des années 1800, Eugenius Warming a suggéré que des facteurs abiotiques, tels que la sécheresse, le feu et le froid, influençaient également le comportement des espèces et les stratégies d'adaptation. . Warming a beaucoup voyagé dans son travail et a développé un cours universitaire sur l'écologie végétale. Ses idées ont fait leur chemin lorsque des scientifiques britanniques et nord-américains ont lu son livre classique, Oecology of Plants
.

Le terme écosystème
a été inventé par Arthur Tansley en 1936.
Types de systèmes écologiques

Il existe trois grandes catégories d'écosystèmes biologiques. Chacun a une composition et une structure distinctes. Le plus grand écosystème est l'écosystème marin. Tous les écosystèmes sont affectés par le climat mondial et l'activité humaine, tels que la pollution, l'irrigation, l'urbanisation, l'exploitation minière et la déforestation.

L'écosystème marin couvre environ 70%
de la surface de la Terre. Avec les océans, les écosystèmes marins comprennent les rives sablonneuses, les estuaires, les vasières, les eaux de l'Antarctique, les marais salants et les récifs coralliens vibrants, tous grouillant de vie. Le climat des écosystèmes marins du monde entier va de la chaleur tropicale aux tourbillons polaires.

Les écosystèmes aquatiques comprennent les lacs, les rivières, les étangs et les zones humides. Selon National Geographic
, les espèces d'eau douce disparaissent beaucoup plus rapidement que les espèces marines ou terrestres. Le changement climatique et la pollution sont des menaces majeures pour les écosystèmes aquatiques.

Les écosystèmes terrestres sont des communautés écologiques terrestres dans des endroits comme la toundra arctique, le désert, les forêts et les prairies. Les animaux des climats polaires ont co-évolué des traits adaptatifs similaires tels qu'une fourrure épaisse et une couche de graisse isolante.
Biomes clés des écosystèmes

Les biomes sont un terme légèrement plus large que les écosystèmes, bien qu'ils soient assez similaires. Les biomes sont des communautés écologiques distinctes qui peuvent elles-mêmes contenir de nombreux écosystèmes. Ils sont utiles pour classer les caractéristiques de certaines zones qui peuvent affecter directement le type ou les types d'écosystèmes qui s'y produisent.

Les caractéristiques distinctives de ces biomes /systèmes écologiques comprennent leur climat, leur zone, leur élévation, leur type de sol particuliers , quantité de précipitations et composition des espèces.

Les biomes aquatiques comprennent les récifs coralliens, les estuaires, la mer, les zones humides et l'eau douce.

Les biomes du désert comprennent le désert de Mojave, les déserts côtiers du Chili, la vallée de la mort et les déserts glaciaux du Groenland .

Les biomes forestiers comprennent la forêt tropicale humide, la forêt tempérée, le chaparral (arbustes) et la taïga (forêt boréale).

Les biomes des prairies comprennent les savanes, les steppes, les prairies et les pampas d'Amérique du Sud.
Structure des écosystèmes

Les organismes vivants doivent avoir de l'énergie et des nutriments pour croître, réagir et se reproduire. Les organismes sont interdépendants et connectés les uns aux autres dans le cercle de la vie. L'énergie est transférée d'un niveau de la pyramide alimentaire au suivant. Par exemple, les poissons mangent des algues et les calmars mangent du poisson.

Les algues, les poissons, les calmars et les requins prédateurs sont un exemple de chaîne alimentaire. Le réseau trophique est constitué de nombreuses chaînes alimentaires qui se chevauchent. La pyramide énergétique commence avec les producteurs à la base de la pyramide suivis des consommateurs et des prédateurs aux niveaux supérieurs. L'énergie est perdue à chaque transfert entre les organismes, donc la pyramide est droite et non inversée.

Les plantes et le phytoplancton sont des producteurs qui contiennent des pigments photosynthétiques qui utilisent l'énergie solaire et le dioxyde de carbone pour faire du sucre. Les consommateurs primaires mangent des plantes et les consommateurs secondaires mangent des consommateurs primaires. Un prédateur au sommet sans ennemis naturels occupe la première place dans la pyramide alimentaire.
Fonctions du cycle des nutriments

La biomasse est conservée et recyclée dans un écosystème. Lorsque les organismes meurent, les décomposeurs
décomposent la matière organique en énergie et en nutriments qui retournent dans l'écosystème. Les animaux en décomposition libèrent des glucides, des graisses, des protéines et des gaz lorsqu'ils sont attaqués par des microbes, des mouches et des vers.

Les bactéries et les microbes décomposent la matière végétale en décomposition en nutriments comme le calcium, l'azote, le potassium et le phosphore qui enrichissent le sol.

L'énergie et les nutriments circulent également entre les écosystèmes
. Par exemple, les roches d'une rivière s'érodent et mettent des minéraux dans l'eau qui s'écoulent en aval dans les lacs et les champs. L'effet peut également être délétère. Le ruissellement d'azote et de phosphore provenant des terres agricoles peut polluer les cours d'eau.

Contrairement à la matière recyclée, l'énergie circule dans une seule direction. Les plantes produisent des molécules de glucose riches en énergie à partir de la lumière solaire captée, de l'eau et du dioxyde de carbone. L'énergie chimique est transférée aux consommateurs pour le métabolisme cellulaire, et une énergie supplémentaire est dégagée sous forme de chaleur.
Stabilité dans le fonctionnement des écosystèmes

Les écosystèmes sont dynamiques avec un flux et un reflux constant d'énergie et de matière. Les niveaux de nutriments, les populations d'espèces, les conditions météorologiques, la température, les saisons de l'année fluctuent et changent. La diversité dans un écosystème contribue à la stabilité.

Malgré le flux et la nature dynamique de l'écologie de l'écosystème, un état d'équilibre global
reste stable. Les écosystèmes maintiennent un état stable avec une composition assez cohérente. Normalement, les caractéristiques biotiques et abiotiques fluctuantes ne menacent pas un système stable. En d'autres termes, une forêt tropicale est toujours une forêt tropicale même si la population de singes diminue.
Perturbations du fonctionnement des écosystèmes

Les perturbations naturelles peuvent perturber le fonctionnement des écosystèmes. Par exemple, les ouragans, les incendies de forêt, les inondations et les volcans ont perturbé les services écosystémiques. Les inondations peuvent contaminer les sources d'eau. L'habitat est perdu et les espèces peuvent être déplacées. L'équilibre prédateur-proie peut être perturbé, provoquant un effet domino sur d'autres espèces.

Espèces envahissantes
peuvent potentiellement menacer le bien-être et l'existence même d'autres espèces. Les espèces envahissantes comprennent les plantes et les animaux introduits dans une zone intentionnellement ou accidentellement. Parfois, des espèces envahissantes sont délibérément amenées pour arrêter un prédateur qui prend le relais. Par exemple, les écologistes ont relâché du saumon dans les Grands Lacs pour contrôler une espèce envahissante moins souhaitable.

L'activité humaine est une autre cause majeure de changement périlleux de l'écosystème. La chasse, la surpêche, l'exploitation des ressources non renouvelables, les déchets toxiques et la pollution menacent les écosystèmes et leurs biomes. Dans des cas extrêmes, comme une fuite d'une centrale nucléaire, les écosystèmes affectés pourraient être radioactifs et cancérigènes pour les années à venir.
Exemple d'écosystème marin

La Grande barrière de corail
au large de la La côte australienne est un écosystème marin
incroyablement vaste et diversifié qui existe depuis des millions d'années. Les algues fournissent de la nourriture aux coraux en croissance qui s'attachent aux coraux morts dans le récif.

Les jeunes coraux flottant dans l'eau sont mangés par les poissons et les animaux nageant dans l'océan. Les coraux squelettés peuvent toujours être consommés par les vers, les escargots et les étoiles de mer voraces.

Certains coraux ont des relations mutuellement bénéfiques avec les crevettes et les crabes qui vivent dans les colonies de coraux et combattent les ennemis mutuels à l'aide de leurs pinces. Les facteurs abiotiques qui affectent considérablement les coraux sont la hausse des températures de l'eau, l'acidification des océans et les niveaux de dioxyde de carbone.

Selon le Smithsonian Museum of Natural History, l'eau de mer acide commence déjà à dissoudre la structure squelettique des récifs coralliens dans des endroits comme Hawaï .
Exemple d'écosystème aquatique

L'écosystème aquatique du lac des Bois est situé à la frontière du Canada et des États-Unis. Ce corps d'eau douce est ce qui reste du lac glaciaire Agassiz autrefois massif.

Dans cet écosystème aquatique d'eau douce, le phytoplancton, le zooplancton, les algues et les bactéries fournissent des niveaux optimaux de nourriture, d'habitat et d'oxygène pour les poissons savoureux. Le lac des Bois est souvent appelé la capitale du doré jaune du monde _._

Les invertébrés comme les éphémères et les moucherons jouent également un rôle important dans les lacs d'eau douce. Ils mangent des micro-organismes qui se nourrissent de matières végétales et animales en décomposition. Les invertébrés constituent une excellente source de nourriture pour les petits poissons qui peuvent être mangés par les gros poissons, qui peuvent être capturés par les pélicans, les hérons, les ours et les humains.

Facteurs abiotiques affectant l'état d'un écosystème aquatique comme le lac de la Les bois comprennent la température de l'air et de l'eau, les niveaux de dioxyde de carbone et le ruissellement toxique.
Exemple d'écosystème terrestre

L'écosystème de la forêt amazonienne est un environnement terrestre riche en espèces en Amérique du Sud. La lumière du soleil est absorbée par les plantes luxuriantes à feuilles larges et les grands arbres qui fournissent de la nourriture et un abri à un nombre incroyable d'oiseaux, de mammifères, d'insectes, de lézards et de serpents sous les tropiques. Beaucoup de ces créatures sont mangées par des prédateurs comme le jaguar.

Lorsque les organismes meurent dans la forêt tropicale, leur énergie et leurs nutriments sont rapidement décomposés par les décomposeurs comme les asticots et les microbes. Les nutriments retournent dans le sol et aident les plantes à pousser. Les facteurs abiotiques de la forêt tropicale comprennent de grandes quantités de précipitations, de chaleur et un climat tropical qui nourrit la biodiversité des espèces du sol de la forêt aux couvertures épaisses suspendues.
Écosystème vs Écologie communautaire

Selon leurs intérêts de recherche, les écologistes peuvent se concentrer sur le domaine de l'écologie communautaire, de l'écologie de l'écosystème ou des deux. L'écologie communautaire examine spécifiquement les interactions entre différentes espèces et le résultat de cette interaction. L'écologie de l'écosystème examine de manière beaucoup plus large les facteurs vivants et non vivants qui affectent une communauté écologique et déclenchent des changements dans l'écosystème.

Par exemple, un écologiste qui veut savoir pourquoi la carpe géante envahit un lac qui était une fois pleine de truites, elle pourrait entreprendre une étude d'écologie communautaire de la population de poissons ainsi qu'une étude de l'écosystème de la diminution de la qualité de l'eau qui affecte toutes les espèces de la vie aquatique. Les écologistes mènent des études qui aident à économiser les ressources naturelles pour les générations futures.

Protection des structures des écosystèmes

La gestion des écosystèmes utilise des pratiques de conservation pour maintenir l'intégrité du fonctionnement et des structures des écosystèmes. On dit que les structures des écosystèmes sont intègres lorsqu'elles sont équilibrées, stables et caractéristiques des communautés écologiques de cette région naturelle.

Les facteurs abiotiques et biotiques sont généralement prévisibles. La dynamique des populations devrait également être autosuffisante sans intervention humaine pour rétablir l'équilibre.

Une bonne gestion de l'écosystème joue un rôle important dans la préservation des parcs d'État, des parcs nationaux et d'autres zones fauniques. La compréhension de l'histoire de l'écosystème et des taux normaux de changement ou de succession aide à la détection précoce des problèmes structurels. L'objectif est de maintenir la biodiversité et d'assurer la viabilité des espèces indigènes. De New York à la Californie, les écologistes surveillent de près les modèles climatiques.
Destruction des écosystèmes catastrophiques

Les catastrophes naturelles telles qu'un ouragan sont suivies d'une succession ordonnée et d'une reconstruction naturelle de la région jusqu'à son état antérieur. Cependant, l'activité humaine peut détruire temporairement ou définitivement l'écologie d'un écosystème. Des catastrophes écologiques se sont produites aux États-Unis et dans le monde entier.

L'écosystème du golfe du Mexique a été gravement perturbé par les polluants transportés dans le golfe par le Mississippi. L'azote et le phosphore des champs, des parcs d'engraissement et des égouts s'écoulent dans la rivière depuis de nombreux États.

Des niveaux excessifs de nutriments stimulent les proliférations d'algues toxiques, modifient le changement alimentaire et appauvrissent l'oxygène dans l'eau, ce qui entraîne une zone morte et des poissons massifs tue. La région est également touchée par des facteurs abiotiques tels que les ouragans et les inondations.

En 1986, un accident survenu à la centrale nucléaire de Tchernobyl en Ukraine a rejeté des matières radioactives mortelles dans l'atmosphère. Des millions de personnes ont été exposées aux radiations. Des milliers d'enfants qui buvaient du lait de vaches broutant dans la zone contaminée ont développé un cancer de la thyroïde. Aujourd'hui, la zone radioactive entourant Tchernobyl est interdite aux personnes, mais les loups, les chevaux sauvages et d'autres animaux sont présents en nombre important.