APELE STATATOARE
Ştiinţă complexă, ecologia, studiază interacţiunile dintre organisme şi mediul lor de viaţă.Pentru a explica modul de funcţionare a tuturor fiinţelor vii, ea detaliază şi analizează toate nivelurile de organizare a lumii vii.
Ecologia este ştiinţa care studiază raporturile existente între organisme şi mediul lor de viaţă.Punct de convergenţă a numeroaselor altor discipline – biologia, fiziologia, genetica, biogeografia,ştiinţa evoluţiei – ecologia este o disciplină relativ tânără apărută în anii 1930.Însă numele i-a fost dat, în 1866 de biologul german Ernest Haechel. Ecologia studiază toate nivelurile de organizare a lumii vii, cu excepţia celui individual. Ea cercetează fiinţele vii în mediul lor de viaţă,dar şi specia, populaţia,comunitatea ecologică,ecosistemul şi biosfera formată din totalitatea ecosistemelor.
Fiecare dintre aceste niveluri este guvernat de legile chimiei şi ale fizicii, de asemenea, ori de câte ori se trece de pe un nivel pe altul, apar noi proprietăţi. Aceste ,,proprietăţi emergente” specifice lumii vii, apar ca efect al interacţiunii dintre diverşii constituenţi ai unui nivel.
Atunci când studiază relaţiile indivizilor cu mediul, oamenii de ştiinţă fac ,,autoecologie”.Ei analizează comportamentul unei fiinţe vii pe fondul limitărilor impuse de mediu şi încearcă să înţeleagă modul în care se adaptează la acest mediu. De asemenea, evaluează capacitatea de supravieţuire a organismului respectiv atunci când constrângerile mediului se modifică.
Ecologii studiază modul de adaptare a fiinţelor vii la constrângerile mediului.
Pentru aceasta, studiile pe teren, asociate cu experimente de laborator,permit identificarea unor factori–cheie.Element fundamental al ecofiziologiei, factorul limitator este acel parametru fizico – chimic care exercită cea mai importantă acţiune asupra speciei studiate.Dacă acesta scade sub un anumit prag sau dacă, dimpotrivă, îl depăşeşte, specia riscă să dispară. În deşerturi de pildă, umiditatea mediului este cel mai important factor limitator. Valenţa ecologică determină capacitatea unei specii de a popula diverse medii; ea depinde atât de mediu, cât şi de adaptările fiinţelor vii la acesta.
Ajungând la următorul nivel, ecologii încearcă să înţeleagă modul de funcţionare a unei populaţii. Pentru aceasta ei măsoară şi estimează pe perioade mari de timp variaţiile efectivelor (naşteri şi decese, vârsta indivizilor,etc.).În continuare ecologii încearcă să identifice ,,nişa ecologică” a respectivei populaţii: ansamblul necesităţilor alimentare şi de alte tipuri care condiţionează repartiţia populaţiei într-un anumit loc.
O reţea de lanţuri trofice acoperă întrega suprafaţă a planetei.
Pentru ca două specii să supravieţuiască în acelaşi spaţiu ele trebuie să-şi împartă resursele.În consecinţă nu vor ocupa aceeaşi nişă ecologică.Dar identificarea nişei ecologice a unei specii este dificilă, deoarece deosebirile dintre două nişe sunt uneori minime: două specii pot beneficia de resurse identice, exploatându-le în momente diferite ale zilei.
Odată reuşit acest lucru, ecologii îşi continuă investigaţiile. Pentru a înţelege rolul jucat de o populaţie în ecosistemul în care trăieşte, oamenii de ştiinţă calculează un bilanţ energic, măsurând – calitativ şi cantitativ – consumul de alimente şi producţia de materie organică din ecosistem. Astfel ei pot descrie relaţiile existente între organismele consumatoare şi cele consumate, cu alte cuvinte, verigile unui lanţ alimentar . Dar organismele se hrănesc rareori cu o singură specie. Majoritatea participă la mai multe lanţuri alimentare, creând astfel o reţea trofică.
Această organizare în reţea a fiinţelor vii permite ecosistemelor să absoarbă orice perturbaţii.Spre exemplu, dacă o plantă dispare, prădătorul îşi poate îndruma atenţia spre o altă specie. Stabilitatea ecosistemelor şi echilibrul întregii biosfere depinde în mare măsură de bogăţia de specii, adică de biodiversitatea lor.Cercetătorii sunt de părere că un ecosistem este cu atât mai fragil cu cât numărul speciilor sale este mai mic. Dată fiind însă complexitatea ecosistemelor, această teorie nu a putut fi încă demonstrată.
Adaptarea în armonie cu mediul înconjurător.
Fiinţele vii dispun de mecanisme care le permit să se adapteze la un mediu anume sau să supravieţuiască eventualelor schimbări care survin. În vreme ce unele se mărginesc să-şi adapteze comportamentul, altele dau dovadă de adaptări morfologice sau fiziologice cu totul aparte . Oamenii de ştiinţă au definit trei niveluri de adaptare , caracterizate printr-o dependenţă tot mai puternică a organismului faţă de mediul său de viaţă: aclimatizarea, acomodarea şi adaptare propriu-zisă.
Aclimatizarea.Se spune despre o fiinţă vie că s-a aclimatizat la un nou mediu dacă poate trăi şi se poate reproduce aici. Aclimatizarea este posibilă dacă noile condiţii sunt similare cu cele ale mediului de origine sau dacă specia respectivă poate tolera variaţii substanţiale ale mediului. Numeroase specii pe care, intenţionat sau nu, omul le-a introdus în regiune depărtate de locul de baştină s-au aclimatizat perfect.
Acomodarea.Spre deosebire de simpla aclimatizare , acomodarea implică un plus de reacţii fiziologice sau comportamentale,care îi permit individului să răzbată în noul mediu.Astfel, şopârlele îşi schimbă poziţia în funcţie de intensitatea radiaţiei solare, pentru a limita variaţiile interne de temperatură.
Adaptarea.În acest caz, specia este cea care se adaptează , nu individul în sine. Graţie unui echipament genetic deosebit organismul prezintă caractere morfologice şi fiziologice care-i permit să supravieţuiască în mediul său de viaţă. Adaptarea este o consecinţă a evoluţiei, proces ce selecţionează organismele cu cele mai bune adaptări la mediul în care trăiesc.
Lacuri, eleştee, mlaştini, lagune, mări
Întinderile de apă dulce sunt extrem de variate ca dimensiuni,amplasare şi compoziţie chimică. Echilibrul existent aici între faună şi floră este foarte fragil.Viaţa din apele dulci a evoluat atât din mări, cât şi de pe uscat. Majoritatea animalelor care trăiesc în apă dulce, inclusiv peştii şi micile nevertebrate, precum protozoarele şi hidrele, au evoluat în mare şi au pătruns în apa dulce prin sistemele de râuri. Insectele, păianjenii şi unele moluşte au colonizat apa dulce provenind de pe uscat.
Plantele acvatice provin şi ele din mediul terestru, şi unele varietăţi mai păstrează încă trăsăturile unei vieţi terestre, precum stomatele – porii minusculi ce controlează intrarea şi ieşirea din plantă a gazelor ca oxigenul şi dioxidul de carbon.
Apele dulci pot fi împărţite în două tipuri: ape dulci, sau moi, şi ape calcaroase (bogate în calciu), sau dure; există, fireşte, multe lacuri şi eleştee care se încadrează între aceste două categorii. În ambele tipuri de mediu, organismele cele mai importante sunt bacteriile, elementul de bază în lanţul hranei. Aceste plante simple nu pot supravieţui în condiţii acide şi de aceea apele acide conţin puţine comunităţi de animale. În schimb, în apele bogate în calciu bacteriile prosperă. În consecinţă, elşteele şi pâraiele din regiuni calcaroase sau cu piatră de var, bogate în calciu, conţin cele mai mari comunităţi acvatice, atât ca număr de indivizi, cât şi de specii.
De la bălţi până la lacuri, de la mlaştini până la lagune , întinderile de apă stătătoare au cele mai variate dimensiuni. Ele se întâlnesc pe toate continentele,la orice latitudine şi altitudine. Chiar şi cel mai mic iaz adăposteşte o floră şi o faună foarte sensibile la elementele mediului extern (compoziţia chimică a apei şi a solurilor învecinate, lumină, temperatură.). Studiul acestor organisme şi al interacţiunilor lor cu mediul, un fel de ,,oceanografie a lacurilor”, se numeşte limnologie.
Plante acvatice
Eleşteele cu apă moale sunt bogate în plante acvatice, de la plante de mlaştină şi de baltă care cresc în jurul lor, până la plante care au rădăcina în mâlul de pe fundul eleşteului şi au frunze plutitoare, sau chiar plante care toată viaţa sunt complet scufundate în apă.Plantele acvatice au ţesut întăritor (lignină) mai puţin decât plantele terestre şi au un înveliş extern subţire (epidermă) care permit o mai mare flexibilitate,astfel ca ele să se poată legăna în curenţii de apă. Spaţiile mai pline cu aer, numite aerenchime, conferă plantelor capacitatea de plutire şi asigură un stoc de oxigen uşor accesibil, care poate fi distribuit în tot corpul plantei. Flexibilitatea mai este favorizată prin faptul că ţesutul conducător al plantelor acvatice este dispus ca un singur miez central,spre deosebire de cel al plantelor terestre, la care ţesutul conducător ia forma mai multor mănunchiuri dispuse în jurul tulpinii.
Piciorul cocoşului de apă este un exemplu de plantă cu frunze plutitoare şi rădăcina în mâlul unui eleşteu.Are două tipuri de frunze – unele sub apă, fin divizate, care asigură rezistenţa mică faţă de curenţii de apă, şi altele plutitoare, plate şi rotunde.Piciorul cocoşului de apă înfloreşte primăvara târziu, formând mase de flori cu petale albe deasupra apei, asemănătoare cu piciorul cocoşului. Sunt polenizate de albine şi muşte.
Imersiune completă
Plantele care trăiesc complet submerse include diatomeele, unele specii formând depuneri calcaroase în pereţii celulari. Diatomeele sunt înrudite cu algele şi formează mase dense. Ciunea bălţii este o plantă submersă răspândită.Această specie este adesea folosită în acvarii, deoarece produce cantităţi mari de oxigen în timpul procesului de fotosinteză.
Multe tipuri de plante acvatice plutesc la suprafaţă, inclusiv lintiţele cu frunzele mici. Fiecare plantă de lintiţă are diametrul de numai câţiva milimetri şi constă dintr-o frunză mică – de fapt o tulpină modificată – şi rădăcini atârnate subţiri. Toamna se produc frunzuliţe cu rădăcini mici. Acestea acumulează rezerve de amidon şi se lasă la fund, unde rămân toată iarna. Primăvara, după ce rezervele de amidon au fost folosite şi s-au dezvoltat spaţii cu aer în ţesuturi, frunzele se ridică la suprafaţă.Plantele acvatice sunt de obicei autopolenizate sau ies la suprafaţă pentru a fi polenizate de insecte.
Pe maluri, în apă sau pe fundul lacurilor trăiesc diverse animale.
Alimentate de apele curgătoare şi de precipitaţiile atmosferice, apele stătătoare se încarcă, la contactul cu aerul şi cu solul, cu diverse substanţe organice şi minerale.Evaporarea concentrează aceste elemente şi poate determina formarea sărurilor, îndeosebi clorura de sodiu. Rocile învecinate oferă şi ele minerale esenţiale pentru organismele vii: calciu, magneziu, natriu, potasiu, etc.Prin urmare variaţia compoziţiei chimice influenţează stabilitatea mediilor acvatice continentale.
Lumina determină repartizare pe verticală a organismelor în apă pâna la adâncimea la care pătrund razele luminoase şi alimentează cu energie organismele fotosintetice care stau la baza lanţurilor trofice. În zonele mai adânci însă nu pot trăi decât organismele adaptate la obscuritate sau capabile să se deplaseze. Ca şi în cazul oceanelor viaţa în lacuri este distribuită pe trei domenii . În zona pelagică, departe de ţărm trăiesc două tipuri principale de organisme. Cele numite cu un termen generic necton sunt capabile să se elibereze de constrângerile mediului apropiat. Peştii,de pildă, se deplasează liber. În schimb organismele ce alcătuiesc planctonul, care nu se deplasează decât graţie rarilor curenţi subacvatici, sunt supuse constrângerilor mediului. Fitoplanctonul hrăneşte animalele zooplanctonului (larve de insecte, meduze mici, protozoare, etc.)
Domeniul bentonic găzduieşte bentosul – ansamblul organismelor care trăiesc pe fundul apei: viermi, bacterii, moluşte şi larve de insecte,dar şi organisme târâtoare sau scurmătoare, care prezintă numeroase similarităţi cu fauna subterană.
Domeniul litoral este o adevărată împărăţie a vegetalelor vasculare. Fixate de sol, aceste plante (stuf , trestie) formează o ,,centură verde” în apele mai puţin adânci de la mal. Plantele ,,plutitoare” precum nuferii şi broasca–apei, se dezvoltă la adâncimi ceva mai mari şi ,,găzduiesc” în jurul lor numeroase bacterii, alge, viermi şi cructacee.Amfibienii şi ţestoasele preferă malurile.Suprafaţa apei oferă totodată loc de popas sau de cuibărit pentru diverse păsări migratoare.
Lacurile sunt depresiuni ale scoarţei terestre inundate, pe când eleşteele au fost create în general de om, pe solurile impermeabile, fapt care n-a împiedicat însă dezvoltarea unei flore bogate, de pildă stuf şi trestie. Când nu mai sunt exploatate, eleşteele, evoluează spe o stare similară cu aceea a lacurilor,dar, din cauza adâncimilor reduse, procesele biologice sunt aici accelerate. În anumite perioade ale anului, de pildă, unele specii de alge se înmulţesc considerabil.Acest fenomen este mai rar în lacurile naturale, unde volumul mare de apă joacă rolul unui ,,regulator”.
Mlaştinile se situează la graniţa dintre mediile terestre şi cele acvatice. Ca şi pe uscat, schimbările fizico-chimice cu atmosfera se desfăşoară rapid, dar flora şi fauna sunt specifice apelor dulci.
Situaţia în cazul lagunelor este diferită.Aceste întinderi de apă cu adâncimi mici, comunică cu marea,fiind continuu influenţate de ea.Astfel,diverse organisme marine găsesc în aceste ape condiţii propice pentru anumite stadii de dezvoltare. Lagunele au o importanţă considerabilă pentru acvacultură, aici cultivându-se scoici şi crustacee (stridii, midii, crevete).Deşi biodiversitatea lagunelor este scăzută,speciile adaptate la acest mediu se înmulţesc rapid. Pe lângă faptul că sunt rezervoare de apă, eleşteele pot fi folosite de om şi pentru piscicultură. Iar suprafeţele de apă mai mari, cum ar fi lacurile naturale sau artificiale, furnizează apă agriculturii şi industriei.Din păcate, toate activităţile umane perturbă echilibrul acestor ecosisteme fragile.
Susţinerea la suprafaţă
Larvele multor insecte,precum ţânţarii şi boii de baltă, folosesc pelicula superficială pentru a-şi reîncărca stocul de oxigen. De asemenea, boii de baltă maturi vin la suprafaţă pentru a-şi umple stocul de oxigen, asemenea insectelor prădătoare mature, precum buhaii de apă şi scorpionii de apă.
Plantele acvatice care plutesc la suprafaţă asigură hrana şi adăpostul multor tipuri de larve de insecte. Omizile fluturelui porţelan matur se hrănesc cu frunze de nufăr, lintiţele sunt hrană pentru larvele multor alte specii de fluturi, iar ploşniţele de apă şi buhaii de apă îşi depun ouăle pe rădăcinile şi suprafeţele inferioare ale frunzelor de limtiţă.
Viaţa pe fundul apei
Mâlul tulbure de pe fundul eleşteului, unde nivelul de oxigen este scăzut,forfoteşte de viaţă.Viermii mici, roşii, numiţi tubifex,ce ating aproximativ 3-4 cm, trăiesc în grupuri în interiorul unor tuburi. Se hrănesc extrăgând materialul organic din mâl. Ei sunt consumaţi de peşti şi larvele unor insecte precum ţânţăroiul . Viermii roşii, larvele musculiţelor, trăiesc de asemenea în mâl.Ei ating lungimea de până la 2 cm şi trăiesc în tuburi formate din deşeuri organice, legate laolaltă cu pânză . Larvele gândacului ţipător se hrănesc cu viermi roşii, asemenea larvelor muştelor de arin
Peşti de eleşteu
Apele calde ale eleşteelor, pline cu nevertebrate mici şi vegetaţia luxuriantă,reprezintă un habitat atrăgător pentru peşti, îndeosebi pentru speciile care rezistă în concentraţii reduse de oxigen.Crapul comun, un peşte cu corpul lat, gura mare ieşită în afară, mustăţile senzoriale şi o înotătoare dorsală lungă, prosperă în eleştee şi lacuri, în special acolo unde apa este caldă şi plină de plante. Crapii trăiesc până la 50 de ani în captivitate şi pot atinge o greutate de 29 kg.
Linul este un peşte mai mic, cu corpul lat, care se hrăneşte în mâl cu animale şi nevertebrate mici. În timpul iernii, linul se îngroapă în mâl, înfăşurat într-un înveliş de mucus.
Cuvinte-cheie
- Ecofiziologia , sau autoecologia , studiază funcţionarea unui organism pe fondul constrângerilor din mediul său;ea determină deci adaptarea la un anumit mediu.
- Dinamica populaţiei studiază în principal variaţiile de efective ale unei populaţii
- Nişa ecologică a unei specii determină localizarea în ecosistem a indivizilor din acea specie şi ansamblul reacţiilor acesteia cu mediul.
- Reţeaua trofică este ansamblul lanţurilor alimentare dintr-un ecosistem.
- Limnologia este ştiinţa lacurilor şi studiază organismele existente în apele stătătoare şi interacţiunile lor cu mediu.
- Litoralul se situează în apropierea malurilor unde apele sunt puţin adânci.Domeniul pelagic desemnează ,,largul”,zonele depărtate de mal.Domeniul bentonic este cel de pe fundul apei.
Ştiaţi că?
- Pentru a se delimita de ecologişti(cu orientare politică), oamenii de ştiinţă preferă termenul de ecologi. Şi ecologia ştiinţifică ţine seama de acţiunea omului asupra mediului: tehnosfera este rezultatul transformărilor aduse de om biosferei primitive;ea desemnează biosfera modernă, în care majoritatea spaţiilor naturale au fost modificate sau înlocuite cu ecosisteme agricole, urbane sau industriale.
La suprafaţa apelor stătătoare apar uneori ,,flori de apă”, ca urmare a dezvoltării exagerate a anumitor alge.Astfel,atunci când condiţiile devin favorabile reproducerii lor, algele Anabama şi Pediastru eliberează în apă o substanţă care le stimulează creşterea. În acelaşi timp însă, acest compus inhibă reproducerea celorlalte specii de alge.
