Poziomy ekologiczne: od osobników do ekosystemów

Czy zdarzyło się kiedyś, że podczas przedstawienia w teatrze lub operze musiałeś użyć programu, żeby zidentyfikować aktorów lub grane przez nich postacie? Czasami potrzebujemy podstawowych informacji, listy graczy, ich ról czy funkcji, definicji, wyjaśnienia wzajemnych relacji i zasad, aby móc zrozumieć wydarzenie sportowe, sztukę teatralną lub grę. Tak samo jest, kiedy chcemy zrozumieć niewielkie, ale ważne różnice pomiędzy różnymi składnikami tworzącymi ekosystem. Pojęcia takie jak osobnik, populacja, gatunek, biocenoza i ekosystem reprezentują różne poziomy ekologiczne i nie są synonimami, ani pojęciami, których moglibyśmy używać zamiennie. Oto krótki przewodnik lub program, który pomoże nam zrozumieć tych ekologicznych graczy.

Ty jesteś osobnikiem, Twój kot jest osobnikiem, łoś w Kanadzie jest osobnikiem, palma kokosowa na wyspie znajdującej się na Oceanie Indyjskim jest osobnikiem, pływacz szary pływający w Pacyfiku jest osobnikiem i tasiemiec żyjący w jelicie krowy jest osobnikiem, tak samo jak krowa. Osobnik to pojedynczy organizm, jak również i jeden typ organizmu (np. człowiek, kot, łoś, palma, pływacz szary, tasiemiec, czy krowa z naszego przykładu). Typ organizmu określa się mianem gatunku. Jest wiele różnych definicji słowa "gatunek", ale na chwilę obecną przyjmijmy, że to unikalny typ organizmu.

Każdy gatunek, który został zbadany i opisany przez naukowców, dostał dwuczłonową nazwę, swoją binominalną lub dwumienną nazwę, która konkretnie go identyfikuje (np. ludzie = Homo sapiens; koty domowe = Felis catus; łosie = Alces alces; palmy kokosowe = Cocos nucifera; pływacze szare = Eschrichtius robustus; tasiemce nieuzbrojone = Taenia saginata; i bydło domowe = Bos taurus). Zaletą nazwy naukowej jest to, że jasno wskazuje, o jakim typie organizmu mówimy. Skoro tylko jeden typ organizmu na całym świecie ma tę unikalną nazwę, pozwala to na znacznie jaśniejszą komunikację i rozumienie niż przy użyciu pospolitych nazw. Na przykład, używając tylko pospolitej nazwy "gopher" w języku angielskim, możesz odnosić się do typu ssaka, który żyje pod ziemią, typu węża, a nawet typu żółwia, zależnie od tego, w której części Ameryki się znajdujesz.

Jeśli zamiast słowa "gopher" użyjesz nazwy Gopherus polyphemus, będziesz mówił wyłącznie o żółwiu norowym.

Czym jest populacja? To grupa osobników należących do tego samego gatunku. Populacje mają podstawę geograficzną; żyją na danym terenie. Jednak rozmiar czy skala tego terenu mogą być zmienne – możemy mówić o ludzkiej populacji w mieście, województwie, państwie czy na półkuli. Możemy też mówić o populacji palm tylko na jednej wyspie Oceanu Indyjskiego lub na wszystkich wyspach tworzących Seszele, lub wszystkich wyspach na Oceanie Indyjskim. Osoba badająca lub opisująca populację może zdecydować, jakiej skali użyje, jaka jest najbardziej odpowiednia dla tego, co chce badać lub wyjaśnić. To jedna z zalet nauki – naukowcy mają dużą swobodę w określaniu zakresu lub skali projektu, ale oznacza to też, że bardzo ważne jest, aby jasno określić, jakiej skali się używa.

Gatunki składają się z populacji. Ilu populacji? To zależy. To zależy od tego, jak rozległy jest gatunek i jak mały lub duży jest obszar geograficzny. Niektóre gatunki mają bardzo ograniczony zasięg lub rozmieszczenie, kiedy są ograniczone, na przykład, do jednej wyspy lub wierzchołka jednej góry na całym świecie. Pojedyncza populacja na wyspie lub wierzchołku góry tworzy cały gatunek. Z perspektywy ochrony tych gatunków, takie populacje są wyjątkowo bezbronne – jeśli coś stanie się tej jednej populacji, cały gatunek zniknie; ten gatunek wymrze. Jednak wiele gatunków ma większy zasięg. Populacje łosi są, na przykład, w Parku Narodowym Yellowstone, Maine, Minnesocie, Albercie, Manitobie i innych stanach USA oraz prowincjach Kanady. Jeśli chcesz wiedzieć, ile łosi jest na Ziemi, musisz znać wielkość różnych populacji we wszystkich lokalizacjach.

Biocenozy składają się ze wszystkich populacji wszystkich gatunków żyjących na danym terenie. Skąd ten mało precyzyjny termin “na danym terenie?” Ponieważ skala jest, po raz kolejny, elastyczna, określona przez osobę badającą lub opisującą biocenozę. Możemy mówić o biocenozie wszystkich organizmów zamieszkujących szczyt lub piętro koron pojedynczego drzewa w lesie deszczowym lub wszystkich drzew w lesie. Najważniejsze w pojęciu biocenozy jest to, że obejmuje liczne populacje różnych gatunków na danym terenie i to, jak te gatunki wzajemnie na siebie oddziałują. Każda populacja składa się z osobników konkretnego gatunku, a te osobniki nawiązują kontakt z innymi – z przedstawicielami swoich własnych gatunków (np. w walce, myjąc się, rozmnażając, zapylając siebie nawzajem) i z osobnikami innych gatunków (np. polując na nie w celu zdobycia pożywienia, używając ich jako miejsca do budowy gniazda, rosnąc na nich). Ekolodzy zajmujący się biocenozami badają populacje na danym terenie i ich interakcje. W tych materiałach znajdziecie również oddzielny artykuł o różnych typach interakcji ekologicznych.

Pozostaje nam już tylko poziom ekosystemu. Jaka jest różnica pomiędzy biocenozami a ekosystemami? Kiedy mówimy o ekosystemach, patrzymy nie tylko na różne populacje i gatunki na danym terenie, ale także na środowisko fizyczne, warunki nieożywione lub abiotyczne (podpowiedź językowa: przedrostek “a” oznacza “bez”, podstawa słowotwórcza “bio” oznacza życie, zatem coś abiotycznego jest dosłownie “bez życia”, czyli, innymi słowy, nieożywione), i nie tylko to, jakie są, ale też jak wpływają na organizmy, a w niektórych przypadkach również, jaki wpływ mają te organizmy na środowisko fizyczne. Na przykład, wysokość temperatury i opadów deszczu charakterystyczna dla danego obszaru wpływa na to, gdzie żyją różne gatunki lądowe roślin i zwierząt; niektóre mogą przeżyć w suchych warunkach pustynnych, inne potrzebują obfitych opadów deszczu, które można znaleźć w lesie deszczowym. Same lasy również mają wpływ na wysokość temperatury i opadów deszczu. Czy zauważyłeś kiedyś w ciepły letni dzień, o ile chłodniej i bardziej wilgotno jest w cieniu lasu niż na otwartej przestrzeni? I dżdżownice zmieniają strukturę oraz ułożenie gleby, kiedy się przez nią przedzierają.

Jaki rozmiar ma ekosystem? To zależy od tego, jako jak duży lub mały zechce określić go naukowiec lub autor. Może być tak mały jak twoje podwórko, jezioro Walden Pond lub całe słabo zaludnione tereny w Australii. Różne rozmiary lub skale będą odpowiednie dla różnych typów badań, raportów i zasad. Naukowiec lub autor musi tylko wytłumaczyć, jaki jest ten rozmiar i dlaczego taki jest odpowiedni.

Mamy nadzieję, że powyższy diagram pomoże ci wyobrazić sobie, jak różne poziomy ekologiczne są ze sobą powiązane. Osobniki tworzą populację; populacje tworzą gatunek; liczne gatunki i ich interakcje tworzą biocenozę; a liczne gatunki i ich wzajemne relacje tworzą ekosystem, kiedy weźmiemy pod uwagę czynniki abiotyczne. Taka jest hierarchia ekologii.