اکوسیستم
اِکوسیستِم (ecosystem)
در بوم‌شناسی، واحدی یکپارچه، متشکل از اجتماع موجودات زنده (باکتری‌ها، جانوران، و گیاهان) و محیط زیست طبیعی (هوا، خاک، آب، و اقلیم) که زیستگاه آن موجودات به‌شمار می‌آید. یکایک موجودات زنده باهم و با محیط زیست یا زیستگاه‌شان، در قالب یک رشته روابط کنش و واکنش می‌کنند که به جریان انرژی و مواد غذایی در آن سیستم وابسته است. این روابط معمولاً پیچیده و به‌خوبی در حال تعادل‌اند و از لحاظ نظری، اکوسیستم‌های طبیعی خود‌بسنده‌اند. اما تغییرات عمده در یک اکوسیستم، از قبیل تغییر اقلیم، افزایش بیش از حدّ جمعیت، یا حذف یک گونه ممکن است ثبات سیستم را تهدید کند و به تخریب و نابودی آن بینجامد. مثلاً، حذف یک شکارگر گوشت‌خوارِ مهم ممکن است از طریق فزون‌چرایی علف‌خواران به نابودی اکوسیستم منجر شود.
زنجیره‌های غذایی. یکی از جنبه‌های عمدۀ هر اکوسیستم تنوع زیستی آن است. اعضای اکوسیستم معمولاً به یکی از این دو دسته تعلق دارند: تولیدکنندگان[۱] یا اعضایی که می‌توانند انرژی را به غذا تبدیل کنند، و مصرف‌کنندگان[۲] یا آن‌هایی که برای تأمین نیازهایشان به تولیدکنندگان وابسته‌اند. به این‌ترتیب، گیاهان، در مقام تولیدکننده، انرژی خورشید را طی فرآیند نورساخت (فتوسنتز)[۳] می‌گیرند و مواد غذایی را از خاک و آب جذب می‌کنند. این ذخیره‌های انرژی و مواد غذایی سپس در دسترس مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرد. مثلاً، انرژی و مواد غذایی از طریق علف‌خواران، که گیاهان را می‌خورند، به گوشت‌خواران، که علف‌خواران را می‌خورند، منتقل می‌شود. توالی و ترتیبی که انرژی و مواد غذایی طی آن از سیستم عبور می‌کنند زنجیرۀ غذایی[۴]۴ نام دارد و سطوح انرژی در داخل زنجیرۀ غذایی را سطوح غذایی[۵] می‌گویند.
تنوع سیستم. اکوسیستم‌ها را می‌توان در مقیاس‌ها یا سطوح مختلف، از درشت‌سیستم‌ها[۶] (بزرگ‌مقیاس) تا ریزسیستم‌ها[۷] (مقیاس محلی) شناسایی کرد. مثلاً، اکوسیستم جهان (بوم‌سپهر[۸]) متشکل از تمامی صُوَر، اشکال طبیعی کرۀ زمین‌ـ‌خشکی، اقیانوس‌ها، و جوّ پوشای (زمین‌سپهر[۹]) آن و همۀ موجودات زنده‌ای است که روی زمین زندگی می‌کنند (زیست‌کره[۱۰])؛ در مقیاسی کوچک‌تر، اکوسیستمِ یک برکۀ آب شیرین، گیاهان و جانورانی که در برکه زندگی می‌کنند، آب برکه و همۀ مواد حل شده یا معلق در آب، همراه با سنگ‌ها، گِل، و مادۀ پوسیده و روبه فساد کف آبگیر، را شامل می‌شود. به این‌ترتیب، اکوسیستم‌ها می‌توانند شامل سیستم‌های کوچک‌تر و خود جزئی از اکوسیستم‌های بزرگ‌تر باشند.
تعادل و توالی. اِی جی تنسلی[۱۱]، بوم‌شناس بریتانیایی، برای نخستین‌بار در ۱۹۳۵ اصطلاح اکوسیستم را وضع‌کرد که به اجتماعی از موجودات زندۀ وابسته به‌هم با روابطی پویا بین سطوح مصرف‌کننده اشاره داشت که می‌توانند بدون دگرگون‌‌کردن مشخصه‌های اولیه سیستم به تغییرات پاسخ دهند. مثلاً، تغییرات چرخه‌ای در جمعیت‌ها که از اجزای بنیادین اکثر اکوسیستم‌ها به حساب می‌آیند گاهی ممکن است به افت‌وخیزهای پردامنه‌ای در تعداد یک گونه بینجامند، اما به‌علت وابستگی متقابل همۀ این اجزاء، هر تغییری در یک جزء از ماهیّت این اجتماع منجر به بروز واکنش در سایر اجزای آن خواهد شد. در اکثر موارد، این واکنش‌ها در جهت بازگردان تعادل یا توازن طبیعت[۱۲] عمل می‌کنند، اما گاه‌گاه تغییر یا اختلال و بی‌نظمی کلی چندان شدید است که موازنۀ سیستم را به‌نحو برگشت‌ناپذیری دگرگون کرده و منجربه جایگزینی یک اکوسیستم به جای اکوسیستم دیگر می‌شود. در شرایطی که این جایگزینی به‌منزلۀ فرآیندی طبیعی پیش می‌آید، مانند کلونی‌سازی موجودات زنده بر روی یک صخرۀ خشک، یا تبدیل جنگل به علفزار درنتیجۀ آتش‌سوزی ناشی از آذرخش، این روند را توسعۀ اکوسیستم یا توالی[۱۳] بوم‌شناختی می‌گویند.
ظرفیت زیست‌محیطی. حداکثر تعداد موجودات زنده‌ای که یک محیط‌زیست خاص بتواند تحمّل کند، ظرفیت زیست‌محیطی[۱۴] نامیده می‌شود. اگر میزان ازدیاد جمعیت فراتر از ظرفیت زیست‌محیطی یک اکوسیستم باشد، منابع ناکافی خواهند بود و یک یا چندگونه از بین خواهند رفت تا مجدداً تعادل، یا موازنۀ طبیعت، برقرار شود. به همین‌ترتیب، اگر تعداد گونه‌ها در یک محیط‌زیست از ظرفیت آن کمتر باشد، جمعیت موجود در اکوسیستم روبه فزونی می‌گذارد تا با منابع موجود به موازنه درآید. دخالت انسان غالباً به ایجاد اختلال در ظرفیت زیست‌محیطی یک ناحیه می‌انجامد. چراندن بی‌رویه حیوانات در علفزار یا کشتار بیش از حد یک گونه یا واردکردن گونه‌های غیربومی به یک ناحیه از آن جمله‌اند.
خطر انسانی. زیست‌کره یا بوم‌کره لایه‌ای برهم‌کنشی است که عناصر جوّ، آب‌کره[۱۵]، و سنگ‌کره[۱۶] در آن می‌آمیزند و دربرگیرندۀ چرخه‌های طبیعی مانند چرخه‌های کربن، نیتروژن (ازت)، و چرخه‌های آب‌شناختی است. دخالت آدمی در سیستم‌های طبیعی زمین، که با گذار جامعۀ انسانی از جماعت‌های چادرنشین شکارگر و گردآورندۀ خوراک به اجتماع‌های کشاورزِ یکجانشین آغاز شد، در قرن‌های ۱۸ و ۱۹ با وقوع انقلاب کشاورزی و انقلاب صنعتی شتاب یافت. انقلاب فناوری در قرن ۲۰، با برنامه‌های صنعتی‌شدن و شهرنشینی و نیز فعالیت‌های کشاورزی فشرده آن، به تهدیدی عمده تبدیل شده و به اکوسیستم‌های کرۀ زمین در همۀ سطوح آسیب وارد آورد.
فرضیۀ گایا. نظریۀ کرۀ زمین به‌منزلۀ تک‌موجودی زنده، یا تک‌اکوسیستم، از جانب جیمز لاولاک[۱۷]، دانشمند انگلیسی، در نیمۀ دهۀ ۱۹۶۰ بیان شد. او در آن زمان دربارۀ امکان وجود حیات در مریخ در چارچوب برنامۀ فضایی ناسا تحقیق می‌کرد. فرضیۀ گایا[۱۸]، که نامش از الهه‌ای از یونان باستان گرفته شده است، سیارۀ زمین را همچون سیستمی خودتنظیم می‌نگرد که در آن تک‌تک عناصر در رابطه‌ای نمادین در کنار یکدیگر همزیستی می‌کنند. لاولاک در روند پرداختن به این فرضیه دریافت که آسیب‌هایی که انسان بر بسیاری از اکوسیستم‌های کرۀ زمین وارد آورده است، موجودیت خود این سیّاره را تهدید می‌کند. آثار این اختلال هم‌اکنون در تغییر چشم‌اندازها و اقلیم‌های تقریباً همۀ نواحی یا زیست‌بوم‌های این سیّاره خود را نشان می‌دهد. این تغییرات را می‌توان در جنگل‌زدایی منطقۀ ساحل در افریقا، پایین‌آمدن سطح آب دریاچۀ آرال در آسیای مرکزی، نابودی جنگل‌های بارانی استوایی، و ایجاد حفره در لایۀ اُزون برفراز شمالگان و جنوبگان به دلیل آلودگی جو با گازهای گلخانه‌ای مشاهده کرد. این گازها عبارت‌اند از دی‌اکسید کربن و گوگرد ناشی از سوختن سوخت‌های فسیلی، و ترکیب‌های کلروفلوئوروکربن (سی‌اف‌سی‌ها) که مادّۀ مولد فشار در افشانه‌ها و مادّۀ سردکننده‌اند. نازک‌شدن لایۀ محافظ اُزون پیرامون کرۀ زمین، و درنتیجه بروز خطر گرمایش جهانی[۱۹]، بر وظیفۀ اصلی جریان انرژی در درون هر اکوسیستم این سیّاره، از موجودات ذره‌بینی تا خود بوم‌کره تأثیر می‌گذارد.کهن‌ترین اکوسیستم. در ۱۹۹۹، دیرین‌شناسان در غرب استرالیا، در نزدیکی شهرک ماربل بار[۲۰]، در ۱۲۰۰ کیلومتری پِرت[۲۱]، شاهدی از آنچه تصور می‌شود قدیمی‌ترین اکوسیستم جهان است کشف کردند. این شاهد یا مدرک عبارت است از استروماتولیت‌ها[۲۲]ی سنگواره‌شده‌ای که برای آن‌ها عمر ۳.۴۶میلیارد ساله تعیین شده است.
- ↑ producers
- ↑ consumers
- ↑ photosynthesis
- ↑ food chain
- ↑ trophic levels
- ↑ macrosystems
- ↑ microsystems
- ↑ ecosphere
- ↑ geosphere
- ↑ biosphere
- ↑ A. G. Tansley
- ↑ balance of nature
- ↑ succession
- ↑ carrying capacity
- ↑ hydrosphere
- ↑ lithosphere
- ↑ James Lovelock
- ↑ Gaia hypothesis
- ↑ global warming
- ↑ Marble Bar
- ↑ Perth
- ↑ Stromatolites