Noțiuni de ecologie

NOTIUNI DE ECOLOGIE

1. Ecologia

Ecologia a aparut ca stiinta de sine statatoare la inceputul aniilor 1900, insa radacinile ei se afla departe in istoria naturii, fiind tot asa de veche ca si experienta omului.

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.

Principiul de baza in intelegerea naturii de catre greci a fost "armonia ecologica" conform careia natura este desemnata sa favorizeze si sa pastreze fiecare specie, iar numarul sau abundenta fiecarei specii sa ramana constanta.

La sfarsitul secolului al XIX lea s-au conturat 2 idei majore care au luminat conceptul de armonie ecologica :

• Unele specii de organisme sunt foarte abundente , iar altele sunt foarte rare;

• Presiunea exercitata de cresterea efectiva a populatiei determina aparitia competitiei, cu rol foarte important in natura.

Pentru prima data, ecologia a fost definita ca fiind știința care studiază relațiile dintre organisme și mediu.

În prezent ecologia este înțeleasă din perspectiva Teoriei Generală a Sistemelor 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.

2. Teoria sistemelor

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:

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 se definesc 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

• pot menține condiții interne diferite de mediul extern

• sunt miniaturizate - ele pot avea configurații foarte diferite în cantități mici și comparabile de materie, spre deosebire de sistemele nevii

Toate sistemele vii sunt organizate, lucru care implică existența a două componente: structurală și funcțională.

Structura se referă la:

• numărul și tipul elementelor componente

• distribuția spațială a acestora

• conexiunile existente între ele

• dinamica lor în timp

Funcțiile se referă la implicarea elementelor componente în fluxul de materie, energie și informație.

Sistemele vii sunt dinamice în timp și spațiu. În plus, complexitatea lor crește odată ce urcăm în ierarhie, ajungând în cazul biosferei și al ecosferei la nivel planetar. Este necesar ca atunci când dorim să caracterizăm un sistem biologic sau ecologic, să delimităm clar domeniul de spațiu și de timp. Astfel, dacă vrem să caracterizăm dinamica algelor dintr-o baltă temporară vom preleva probe de apă din baltă săptămânal. Dacă vom lua o singură probă, aceasta nu ne va permite să caracterizăm procesele ce au loc. Dacă ne interesează dinamica fagilor dintr-o pădure, nu are sens să mergem și să facem observații săptămânal, ci doar de câteva ori pe an, mai mulți ani la rând. Scara spațio-temporală este un concept esențial în ecologie și evoluționism. Scara spațială și temporală este relativă și depinde de organism. Mediul este mult mai complex pentru animalele mici decât pentru cele mai mari. Ciclul de viață poate varia în timp de la câteva ore la microorganisme, la sute de ani pentru speciile foarte mari. De asemenea, dimensiunile variază de la câțiva microni pentru microorganisme, la zeci de metri pentru animalele și plantele mari. Un melc de câțiva mm lungime se va deplasa în cursul vieții, care poate fi mai scurtă de un an, doar pe o suprafață de câțiva metri pătrați. Pentru o acvilă care poate însă trăi zeci de ani, teritoriul pe care îl străbate este de sute și mii de kilometrii pătrați. Apare evident că sunt necesare abordări diferite pentru studiul populației de melci și al celei de acvile. Situația este la fel de complicată și pentru plante, dacă comparăm o populație de păpădie (plantă anuală) cu una de fag (la care indivizii pot atinge vârste de sute de ani).

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.