Ecologie Generală

CE ESTE ECOLOGIA?

Din punct de vedere etimologic termenul „ecologie” este format din cuvântul „oikos” care semnifică casă în limba greacă și „logos” cu sensul de cunoaștere, știință. Deci se poate intui că ecologia ar fi știința care studiază mediul înconjurător cu toate componentele sale.

Termenul de „ecologie” (ecologie în forma sa originală din limba germană) a fost introdus de Ernst Haekel (1866) ca fiind știința care studiază relațiile dintre organisme și mediu.

În prezent ecologia este înțeleasă din perspectiva Teoriei Generală a Sistemelor (Karl Ludwig von Bertalanffy) ca fiind știința ce studiază sistemele supraindividuale de organizare ale materiei vii (populații, biocenoze, biosfera) integrate în mediul lor abiotic, inclusiv sistemul socio-economic uman și relațiile acestuia cu componentele ecosferei.

TEORIA SISTEMELOR APLICATĂ ÎN ECOLOGIE

Înainte de a începe să discutăm despre sistemele vii trebuie să vedem cum și din ce sunt acestea alcătuite. Componentele recunoscute ale universului nostru sunt materia și energia. Modul în care materia și energia sunt distribuite în cadrul sistemelor, cantitatea, tipul și forma acestora, se numește informație. Astfel, orice sistem conține aceste trei componente: materie, energie și informație. În continuare ne vom referi la aceste trei componente și la schimburile pe care sistemele le realizează cu mediul extern. Criteriul de bază în identificarea și delimitarea sistemului îl reprezintă schimburile de materie, energie și informație pe care acesta le realizează cu mediul extern. Pe baza acestui criteriu putem descrie trei categorii de sisteme:

1.Sistemele izolate sunt acele sisteme care nu realizează schimburi de materie, energie și informație cu mediul extern.

2.Sistemele închise realizează doar schimburi de energie și informație cu mediul extern, dar nu și de materie.

3.Sistemele deschise realizează schimburi de materie, energie și informație cu mediul extern. Trebuie menționat că toate sistemele vii sunt sisteme deschise.

Sistemele vii diferă radical de cele nevii deoarece sunt mobile, se pot deplasa în spațiu, se reproduc, au capacitatea de a prelua și metaboliza materie și energie din mediul extern și pot menține condiții interne diferite de mediul extern. Sistemele vii se deosebesc de cele nevii si prin faptul că sunt miniaturizate. Ele pot avea configurații foarte diferite în cantități mici și comparabile de materie, spre deosebire de sistemele nevii. O bacterie, deși este de dimensiuni microscopice, are o complexitate structurală și funcțională ce nu poate fi atinsă de un sistem neviu (cum ar fi un cristal de sare) de dimensiuni comparabile, nici chiar de dimensiuni de sute și mii de ori mai mari.

Reprezentarea schematică a structurii ierarhice a unui sistem și a schimburilor de materie, energie și informație realizate de acesta cu mediul extern.

Toate sistemele vii sunt organizate. Această caracteristică a sistemelor vii (organizarea) implică existența a două componente structurală și funcțională. Structura se referă la numărul și tipul elementelor componente, la distribuția spațială a acestora, la conexiunile existente între ele precum și la dinamica lor în timp. Funcțiile se referă la implicarea elementelor componente în fluxul de materie, energie și informație.

CARACTERUL ANTIENTROPIC AL SISTEMELOR VII

O caracteristică proprie a sistemelor vii este caracterul lor antientropic. Într-un univers în plină extindere, a cărui entropie crește și implicit gradul de organizare scade, sistemele vii de pe Pământ își mențin și chiar sporesc complexitatea și gradul de organizare. Aceasta se explică prin caracterul disipativ al sistemelor vii. Acestea preiau energie, materie și informație cu entropie scăzută din mediul extern (corespunzând unui nivel de complexitate ridicat) și exportă energie, materie și informație degradată (cu entropie ridicată). În acest mod este eliminat din sistem excesul de entropie și se permite menținerea și dezvoltarea complexității structurii sistemelor vii.

Entropia este o măsură a gradului de dezorganizare a unui sistem. Cu cât entropia este mai mare, cu atât sistemul are o structură mai simplă. Cu cât sistemul este mai complex și are un grad de organizare mai ridicat, cu atât entropia va fi mai scăzută.

Sistemele vii realizează un export de entropie, menținând entropia proprie la valori minime. Sistemele vii sunt însă strict dependente de un flux constant de materie, energie și informație pentru a putea elimina excesul de entropie. Orice întrerupere a acestui flux duce la creșterea entropiei sistemului și implicit la dezorganizarea acestuia.

La nivel planetar, principala sursă de energie este energia radiantă solară. O mică parte din aceasta este folosită în procesul de fotosinteză, proces în urma căruia energia radiantă este transformată în energia chimică conținută în materia organică care este apoi utilizată de sistemele vii. Energia radiantă solară furnizează astfel sistemelor biologice și ecologice energia necesară pentru menținerea gradului de organizare și pentru creșterea complexității.

Orice organism animal este un sistem biologic, cu un grad de complexitate mai mare sau mai mic (mic în cazul unei bacterii, mare în cazul unui mamifer), clar delimitat de mediul extern. Pentru a se menține organismul trebuie să se hrănească. Hrana este alcătuită din materie, cu un anumit conținut energetic și informațional și constituie

intrările. În același timp organismul elimină energie sub formă de căldură (energie termică) și materie degradată cu un conținut de energie și informație mai scăzut.

CATEGORII IERARHICE ÎN LUMEA VIE

Orice sistem viu este alcătuit din elemente componente (subsisteme) și este la rândul său un subsistem al unui sistem mai mare, integrator (suprasistem). Astfel putem delimita un ansamblu de sisteme cu grade de complexitate diferite constituite într-o structură ierarhizată de forma: