Προηγούμενες γνώσεις που θα χρειαστώ...

Σ'ένα οικοσύστημα παρατηρούμε...

...παράγοντες αβιοτικούς...

...βιοτικούς και...

...σχέσεις μεταξύ βιοτικών και
αβιοτικών παραγόντων...

...και σχέσεις μεταξύ των βιοτικών παραγόντων.

....καινούριες γνώσεις που θα αποκτήσω

• Ποια μόρια συμμετέχουν στη δομή και στις λειτουργίες των κυττάρων.
• Πώς διατηρείται η ισορροπία ενός οικοσυστήματος.
• Ποιοι οργανισμοί είναι αυτότροφοι και ποιοι ετερότροφοι.
• Ποιος είναι ο ρόλος των παραγωγών και των αποικοδομητών σε ένα οικοσύστημα.
• Πώς γίνεται η ροή της ενέργειας σε ένα οικοσύστημα.
• Ποιες τροφικές σχέσεις συνδέουν τους οργανισμούς.
• Πώς κατασκευάζεται ένα τροφικό πλέγμα.
• Πώς σχηματίζονται οι τροφικές πυραμίδες.
• Πώς γίνεται η ανακύκλωση των μορίων μέσω των τροφικών σχέσεων.
• Πώς παρεμβαίνει ο άνθρωπος στο περιβάλλον.

2.1 Ισορροπία στα βιολογικά συστήματα

Εικ. 2.1 Η δυνατότητα προσαρμογής
ενός οργανισμού στο περιβάλλον στο
οποίο ζει συμβάλλει στην επιβίωση.

Η επιβίωση κάθε οργανισμού εξαρτάται από την ομαλή του λειτουργία και τη δυνατότητά του να προσαρμόζεται στο περιβάλλον του. Για παράδειγμα, ο βάτραχος της εικόνας επιβιώνει και δημιουργεί απογόνους:

• όταν οι διάφοροι ιστοί, τα όργανα και τα συστήματα που διαθέτει (εσωτερικό περιβάλλον) μπορούν να συνεργάζονται αρμονικά μεταξύ τους
• όταν μπορεί να αντιδρά κατάλληλα στις μεταβολές του περιβάλλοντος, όπως να εντοπίζει την τροφή του, να αποφεύγει τους εχθρούς του, να ζευγαρώνει.

Το σύνολο των αντιδράσεων ενός οργανισμού στις μεταβολές του περιβάλλοντος επηρεάζει τις σχέσεις που αναπτύσσει με τους άλλους οργανισμούς του οικοσυστήματος, καθώς και με τους αβιοτικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, το χρώμα του βάτραχου της εικόνας τού επιτρέπει να «κρύβεται» από τους εχθρούς του, ενώ οι κραυγές του (κοασμοί) του επιτρέπουν να επικοινωνεί με τον ερωτικό του σύντροφο. Οι αντιδράσεις ενός οργανισμού σχετίζονται με την πολυπλοκότητά του, επηρεάζουν και επηρεάζονται από το περιβάλλον του και χαρακτηρίζονται επιτυχείς εφόσον του επιτρέπουν να προσαρμόζεται σε αυτό, να επιβιώνει και να αναπαράγεται.

Εικ. 2.2 Η ρίζα ενός φυτού κατευθύνεται,
προς το κέντρο της Γης. Παρατηρήστε
πώς αντιδρά η ρίζα κάθε φορά που
στρέφουμε κατά 90° το φυτικό σπέρμα.

Εικ. 2.3 Οργανισμοί που οργανώνονται
σε ομάδες και έχουν κοινωνική
συμπεριφορά.

Όλοι οι οργανισμοί (βιοτικοί παράγοντες) ενός οικοσυστήματος αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με τους αβιοτικούς παράγοντες με ποικίλους τρόπους. Έτσι, τα μέλη του ίδιου πληθυσμού αναπτύσσουν σχέσεις με σκοπό την αναπαραγωγή του είδους. Συχνά όμως αναπτύσσουν και ανταγωνιστικές σχέσεις. Μπορεί να ανταγωνίζονται για να διεκδικήσουν τον ίδιο ερωτικό σύντροφο, τον χώρο όπου θα «φωλιάσουν», την τροφή, το οξυγόνο, το φως κτλ. Σε άλλες περιπτώσεις, οργανώνονται σε ομάδες (κοινωνική συμπεριφορά) και συνεργάζονται μεταξύ τους για την επίτευξη ενός κοινού σκοπού, όπως συμβαίνει με τα σμήνη των χελιδονιών που μεταναστεύουν. Yπάρχουν είδη, όπως οι μέλισσες, που συνεργάζονται σχηματίζοντας κοινωνίες με σαφή ιεραρχία και υψηλό επίπεδο οργάνωσης.

Οι σχέσεις που αναπτύσσονται ανάμεσα σε άτομα διαφορετικών

Εικ. 2.4 Οι οργανισμοί αναπτύσσουν
σχέσεις που διευκολύνουν την
αναπαραγωγή τους.

πληθυσμών ενός οικοσυστήματος είναι κυρίως τροφικές (θηρευτής - θήραμα). Αυτό σημαίνει ότι κάποιοι οργανισμοί τρέφονται με κάποιους άλλους. Αναπτύσσονται όμως και σχέσεις συμβίωσης και αμοιβαίας προσφοράς μεταξύ διαφορετικών οργανισμών. Για παράδειγμα, σε κοιλότητες του ανθρώπινου σώματος (έντερο, κόλπος κτλ.) φιλοξενούνται ορισμένα βακτήρια που παράγουν χρήσιμες για τον άνθρωπο ουσίες (π.χ. βιταμίνη Κ). Οι μικροοργανισμοί αυτοί ανταγωνίζονται επιπλέον τα παθογόνα μικρόβια, συμβάλλοντας με τον τρόπο αυτό στην άμυνά μας.

Σε ένα οικοσύστημα είναι δυνατόν να αναπτύσσονται και σχέσεις ανταγωνισμού, όπως ανάμεσα στον σκύλο και τη γάτα, ή παρασιτισμού, όπως ανάμεσα στον άνθρωπο και τα μικρόβια που του προκαλούν ασθένειες.

Ποιο είναι όμως το αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται ανάμεσα στους διάφορους παράγοντες ενός οικοσυστήματος; Ας εξετάσουμε το παράδειγμα ενός λιβαδιού στο οποίο ζει ένας πληθυσμός ποντικών που τρέφονται με σπόρους.

Εξάλλου, στον ίδιο βιότοπο είναι πιθανό να ζουν και άλλοι οργανισμοί που τρέφονται με ποντικούς, όπως είναι τα φίδια, οι αλεπούδες, οι κουκουβάγιες, καθώς επίσης και τα γεράκια, που τρέφονται με φίδια και ποντίκια. Έτσι, μια αύξηση του αριθμού των ποντικών θα οδηγούσε παράλληλα σε αύξηση των ζώων που τρέφονται με ποντικούς. Το γεγονός αυτό θα περιόριζε τον αριθμό των ποντικών και θα καταλήγαμε πάλι στο Δ, δηλαδή θα είχαμε μια σταδιακή αποκατάσταση της ισορροπίας του οικοσυστήματος.

Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των διάφορων παραγόντων ενός οικοσυστήματος λειτουργούν ως ρυθμιστικοί μηχανισμοί που ελέγχουν την ισορροπία του. Αυτή η ισορροπία δεν είναι στατική. Οι συνθήκες του άβιου περιβάλλοντος (θερμοκρασία, φως κ.ά.) μεταβάλλονται διαρκώς, όπως αλλάζει και ο αριθμός των ατόμων των διάφορων πληθυσμών που ζουν σε αυτό. Όσο όμως οι μεταβολές κυμαίνονται μέσα σε κάποια όρια, η ισορροπία μπορεί να αποκαθίσταται.

Ερωτήσεις

Προβλήματα

Δραστηριότητες

1. Να τοποθετήσετε τις παρακάτω κατηγορίες σχέσεων στη σωστή στήλη: αναπαραγωγικές, ανταγωνιστικές, συμβιωτικές, τροφικές.

2. Στο παράδειγμα του οικοσυστήματος του λιβαδιού παρατηρήθηκαν μεταβολές στον πληθυσμό των ποντικών. Να αναφέρετε δύο λόγους για τους οποίους συνέβησαν αυτές οι μεταβολές.

3. Η αύξηση των ποντικών, στο παράδειγμα του οικοσυστήματος του λιβαδιού, οδήγησε σε αύξηση του πληθυσμού των αλεπούδων. Η αύξηση αυτή ήταν απεριόριστη; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

4. Ποιοι οργανισμοί είναι πιθανότερο να ανταγωνίζονται για το οξυγόνο, οι χερσαίοι ή οι υδρόβιοι; Να αντλήσετε πληροφορίες από τη φυσική και τη χημεία για να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.