Bi8 Ekologi

  1. Vad är ekologi?

Ekologi betyder läran om huset och är en del av biologin som är mycket aktuell och under ständig utveckling. Ekologi handlar om hur organismer samspelar (fungerar tillsammans) i ett ekosystem. Detta samspel kan t.ex. handla om vilka speciella egenskaper djur och växter har, vilka andra djur de äter och vilka djur som äter dem. Det handlar också om hur olika miljöproblem påverkar naturen i sin helhet.

Ett viktigt begrepp inom ekologi är ekosystem. Ett ekosystem är ett avgränsat område eller typ av miljö där detta samspel utspelar sig. Ett ekosystem kan vara ett litet område t. ex. ett akvarium eller ett väldigt stort område t ex en öken, ett skogsområde eller en sjö. Planeten jorden räknas som ett enda ekosystem också. Det finns alltså ekosystem inom ett ekosystem. T. ex. din kropp är ett ekosystem för ofantligt många bakterier men i din mun finns ett mindre ekosystem.

Det som avgör vilka djur och växter det finns inom ett ekosystem är olika miljöfaktorer. (väderfaktorer eller markens förutsättningar). Det kan vara hur mycket ljus och regn det är. Även temperatur, vind och pH-värde spelar roll. Ytterligare en viktig faktor är vad marken och berggrunden innehåller för grundämnen och kemiska föreningar. Vissa grundämnen är särskilt viktiga för att t.ex. växter ska kunna växa. Dessa kallas närsalter och exempel på dessa är: Kväve (N), Fosfor (P), Kalium (K).

Ett ekosystem utsätts alltid för olika prövningar. Naturen är i ständig förändring. Klimatet kan förändras och markens förutsättningar likaså.  Idag är det inte heller ovanligt med att människan planterade nya arter i ett redan existerande ekosystem eller att arter från en annan del av världen invaderar ett nytt ekosystem t.ex. genom att följa med fartyg. Det innebär att det kommer in en helt ny art i ekosystemet vilket också påverkar många arter i ekosystemet.

Ett ekosystem kan vara stabilt. Då överlever det stora förändringar som att arter dör ut eller stora miljökatastrofer. Ett ekosystem kan också vara labilt. Då kan även små förändringar göra så att hela ekosystem går under.

Människor är en del av ekosystemet och drar nytta av ekosystemet på många olika sätt. Det som ekosystem erbjuder oss människor kallas för ekosystemstjänster. Det kan vara att vi använder de träd som växter upp, vi äter de växter om är ätliga för oss, vi låter bin pollinera våra odlingar, en viss typ av mark renar vårt vatten. Listan på ekosystemstjänster kan göras oändligt.  Sammanfattningsvis; Ekosystemstjänster är de tjänster och produkter från naturen som ökar vårt välbefinnande.

  1. Fotosyntes, Cellandning och kretslopp.

Att det finns liv på jorden beror på många saker. Att solen strålar och gör jorden lagom varm, att det finns vatten och att det finns kol och andra viktiga grundämnen för att nämna några faktorer. En annan grundläggande anledning till liv på jorden är fotosyntesen. Det är en kemisk reaktion som omvandlar solljuset till druvsocker. Alla organismer är beroende av fotosyntesen, direkt eller indirekt. Solljuset omvandlar koldioxid och vatten till druvsocker och syre. Med en kemisk formel ser det ut så här:

Koldioxid (CO2) + Vatten (H2O)  + solljus  —>  Druvsocker (C6H12O6) + Syre (O2)

I sin enklaste form använder växten druvsockret som näring när solen inte skiner. Stärkelse är längre kedjor av druvsocker som växterna tillverkar för att lagra energi. Ännu längre kedjor kallas cellulosa. Cellulosan bildar fibrer som bygger upp blad, grenar och trädstammar. Ett gemensamt namn för druvsocker i olika längd är kolhydrater.

De organismer som inte använder sig av fotosyntesen måste istället äta (förbränna) för att få energi. Denna process kallas cellandning och den kemiska formeln för detta är fotosyntesen baklänges.

Druvsocker (C6H12O6) + Syre (O2) —–> Koldioxid (CO2) + Vatten (H2O) +Energi

Alla organismer är alltså beroende av solljuset. Växter för att leva och de andra organismerna eftersom de måste äta, något som har fotosyntes, för att överleva.

 

När ett organiskt material (växt eller djur) bryts ner och förmultnar sker det också efter cellandningens kemiska formel men i långsam takt. När något, som innehåller kol, brinner så är det också samma formel men i väldigt snabb takt.

Alla ämnen cirkulerar.

Det skapas inga nya grundämnen på jorden utan de som finns återanvänds. De grundämnen som byggde upp jorden under dinosauriernas tid är samma som de som bygger upp vår värld. Alla ämnen ingår i olika kretslopp. Ett kretslopp beskriver hur ämnet cirkulerar i naturen.

Vattnets kretslopp börjar i havet. Det avdunstar till molnen för att sedan regna ner, blir till floder för att sedan återigen rinna tillbaka till havet. Sedan börjar det om.

Kol är ett sådant vanligt ämne i naturen så kol har flera olika kretslopp som tar olika lång tid. Det som alltid finns med i kolets kretslopp oavsett variant är fotosyntesen och förbränning.

Kolets fyra kretslopp.

1 dag – En växt tar upp kol genom fotosyntesen. För att få energi för att leva så förbränner den druvsocker meddetsamma. När växter och djur har förbränning kallas det cellandning. Denna variant av kolets kretslopp tar bara ett dygn.

1 dag -10 år – En smaskig växt tar upp kol genom fotosyntesen. Ett djur äter upp växten. När djuret använder energi genom cellandning och andas ut kolet återgår det till atmosfären. Kanske kolet används till att bygga upp djuret. Då återgår det när djuret dör.

100 år – Ett träd tar upp kol genom fotosyntesen. Kolatomen kommer att ingå i cellulosa som bygger upp stammen. Kolet återgår till atmosfären när träden dör och förmultnar.

100 miljoner år – En skog tar upp och binder kol genom fotosyntesen. Genom speciella omständigheter så hamnar det organiska materialet under marken där det sakta omvandlas till fossilt bränsle t.ex. olja, naturgas eller stenkol. Kolet återgår till atmosfären när det förbränns t.ex. i en bilmotor eller för att värma upp ett hus.

Kap 3 – Näringskedja, näringsväv och energipyramiden. 

Nu när vi kan lite grundläggande faktorer för vad som styr innehållet i ett ekosystem ska vi titta på ”den ekologiska modellen”. Det finns vissa regler när ett ekosystem beskrivs.

I ett ekosystem finns olika typer av organismer t.ex. djur, växter, svampar och bakterier. Alla individer inom en art kallas för en population. I en stad eller myrstack finns en population av människor respektive myror. Alla populationer av växter i ett ekosystem kallas växtsamhälle och alla populationer av djur i ett ekosystem kallas djursamhälle.

I naturen kämpar organismerna för att överleva. Det handlar om att äta eller ätas. För att få en överblick på hur organismerna äter varandra i ett ekosystem används näringskedjor. En näringskedja visar hur växter och djur är beroende av varandra. Enklare förklarat handlar den om vem som äter vem i ekosystemet.

Längst ner i näringskedjan finns alltid en organism som har fotosyntes. Alltså en typ av växt. De kallas för producenter. De producerar. Det kan t.ex. vara gräs eller en alg.

Alla andra organismer som inte har fotosyntes, och som därför är beroende av växter, kallas konsumenter. De konsumerar (äter). Beroende på vilken nivå i ekosystemet de befinner sig, kallas de förstahandskonsumenter (primärkonsumenter), andrahandskonsumenter (sekundärkonsumenter) och så vidare.  Högst upp i näringskedjan finns toppkonsumenter som alltid är någon form av rovdjur (de kallas även predatorer).

Naturen är mer komplicerad än så här. Vanligtvis äter ett djur olika typer av föda och riskerar att bli uppäten av flera olika typer av djur. Detta visas i denna modell ovan och kallas näringsväv. Observera att pilarna alltid på den organismen som ”äter” d.v.s. den organism som finns högre upp i näringskedjan.

En viktig del för att ekosystem ska fungera är nedbrytningen. När växter och djur dör så bryts de ner av olika nedbrytare (destruenter). Det kan vara bakterier, insekter och maskar som gör detta viktiga jobb. När organismer bryts ner så återgår alla kemiska föreningar och grundämnen till naturen. De går vidare i sina kretslopp. Närsalterna återgår till jorden och kolet till atmosfären i form av koldioxid. Nu kan dessa ämnen återigen tas upp av växter och djur som behöver dem för att växa.

Hur vandrar energin i en näringskedja?

Energi är nödvändig för alla organismer. Genom fotosyntesen tillverkar växter druvsocker, som är en slags kemisk energi. Djur som äter växter omvandlar denna energi till andra energin den behöver för att överleva. En del av energin bygger upp djurets kropp t.ex. muskler och vävnader (kemisk energi). En del av energin används för att hålla kroppsvärmen (värmeenergi) och en del till att röra sig (rörelseenergi).

När detta djur sedan i sin tur blir uppätet så går dess lagrade energi (kemiska energi) vidare till nästa steg. I varje steg i näringskedjan så går ungefär 10% -15 % av energin från fotosyntes vidare. (I exemplet nedan utgår går, för enkelhetens skull från att 10 % går vidare i varje led.)

Exempel: Solens lyser på en äng och 100 kilo gräs växer upp. Allt detta gräs äts upp av sniglar.

  • 10 % av all energi i gräset kommer att användas till att sniglarna växer eller lagrar energin som kroppsmassa. Detta är en form av kemisk energi.
  • 90% av energin från växterna kommer att användas för att sniglarna ska kunna leva. Energin förbrukas. Gräsets kemiska energi omvandlas till rörelse och värmeenergi.

Utav 100 kilo gräs kommer vi alltså få ungefär 10 kilo sniglar. I nästa led återupprepas denna fördelning. Nu äts alla dessa sniglar upp av grodor.

  • 10 % av all energi i sniglarna kommer att användas till att grodorna växer eller lagrar energin som kroppsmassa. Detta är en form av kemisk energi.
  • 90% av energin från sniglarna kommer att användas för att grodorna ska kunna leva. Energin förbrukas. Sniglarnas kemiska energi omvandlas till rörelse och värmeenergi.

Utav 100 kilo gräs så får vi 10 kilo sniglar. Av 10 kilo sniglar får vi 1 kilo grodor.

Detta innebär att ju högre upp i näringskedjan du kommer desto färre antal djur i populationen. Även fast det finns väldigt många bytesdjur på savannen så kan det inte finnas lika många lejon. Maten skulle helt enkelt inte räcka.

För varje kilo förstahandskonsument (t.ex en snigel) så krävs det 10 kilo producenter. För varje kilo andrahandskonsument så krävs det 100 kilo växter. Nedan ett annat exempel. Biomassa betyder ”sammanlagda vikten av organisk material”.

Energipyramiden kallas vanligen för näringspyramiden.

Kapitel 4 – Ekologiska begrepp. 

För arterna i ett ekosystem är det en ständig kamp för överlevnad. Det finns nästan alltid något som begränsar antal individer i arten. Det kan vara:

  • klimatet
  • brist på mat, vatten eller boplatser
  • sjukdomar eller många rovdjur.

Detta gör att ekosystemet är i ständig förändring. Ibland kan arter ha tur och få goda förutsättningar. Då stiger antalet individer inom arten. När det finns många inom en art drabbas de lättare av svält eller sjukdom och då minskar antalet individer igen.

En balans inom arten uppstår när det föds lika många det dör. Denna balans uppstår när konkurrensen om mat och boplatser är så stor att populationen inte kan växa längre.

Det kan också uppstå en balans mellan olika arter. Antalet bytesdjur och dess jägare följs ofta åt. Ett exempel är sorkar och ugglor. Om det finns många sorkar ett år kommer antalet ugglor att öka eftersom de får mer mat. Om ugglorna äter många sorkar så de minskar i antal kommer ugglorna få mindre mat och svälta. Då minskar även antalet ugglor. Antalet individer i dessa populationer följs åt. Många bytesdjur = Många rovdjur. Få bytesdjur = Få rovdjur. Denna balans mellan olika arter är känslig. Olika miljöfaktorer påverkar den och människans utbredning påverkar den i högsta grad.

Det finns ständigt en konkurrens mellan organismer, både inom arten men och mellan olika organismer om de konkurrerar om samma resurser.

Konkurrens inom arten:

I de flesta arter så sker det en överproduktion av avkomma. Det betyder att när en hona ska föda eller lägga ägg, så blir många fler barn än som förväntas överleva.  Tänk på hur många yngel som slutligen blir en fullvuxen fisk eller antal ägg olika insekter lägger. Om alla insektsägg skulle växa upp och bli fullvuxna så skulle jorden svämmas över av insekter ganska snart. En stor del av kullen äts upp av andra djur eller dör av någon annan orsak.

I varje kull av ungar finns det en variation. Ungarna liknar varandra men är ändå lite olika varandra. En unge kanske är lite snabbare, starkare, smidigare, längre, har högre läte o.s.v. Jämför med dina syskon. Ni är lika varandra men inte identiska.

Denna variation inom arten gör att vissa individer har lättare att överleva konkurrensen inom arten. Är du ett bytesdjur och det finns många rovdjur är det en fördel att vara bra på att kunna gömma sig. Är du växt som växter på ett fält är det bra att kunna växa snabbt och bli lång för att nå solen. De växterna och djuren som är bäst anpassade till sin omgivning har störst chans att överleva konkurrensen. De får möjlighet att få avkomma (barn) och sprida dessa positiva egenskaper vidare.  Detta kallas naturligt urval.

Konkurrensen mellan olika arter sker ständigt. Många djur och växter tävlar om samma resurser. Detta leder att många arter förr eller senare specialiserar sig på att vara särskilt bra inom något område. Det kallas att organismen hittar sin nisch. En giraffs långa hals är ett tydligt exempel på en sådan specialisering. Fladdermusens sätt är jaga på nätterna en annan. När djur eller växter har olika nischer så konkurrerar de inte med varandra och kan därför leva tillsammans.  I artrika ekosystemet, t.ex. i regnskogen, finns det många nischer. Därför kan du där hitta organismer som är lite annorlunda.

Kap 4 – Olika typer av Ekosystem

Kap 5 – Biologisk mångfald

Kap 6 – Människan påverkan globalt och lokalt

Kap 7 – Övrigt.

 

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *