Concepte si terminologie ecologica

Concepte si terminologie ecologica

1. Environmentologie si ecologie. Mediu de viata. Factori de mediu (factori ecologici)

☻ - Ecologie - environmentologie

[gr. oikos = casa, interior, ambianta, lacas, culcus, sediu, adapost, refugiu, azil, cuib, barlog, salas, vizuina; logos = cuvant, discurs, lucrare, inteligenta, ratiune, stiinta]

"Simplist" spus: ecologie = interrelatii organisme vii (plante, animale, microorganisme, ciuperci) si mediu; environmentologia = interrelatii intre compenenta abiotica, componenta biotica si componenta antropica.

☺ - Simplist spus, ecologia este o disciplina, o stiinta, care se ocupa cu studiul "casei" cu toti membrii ei ("familie" si "neamuri"), precum si cu imprejurimile casei.

Ecologia este stiinta relatiilor si interrelatiilor permanente dintre organismele vii si totalitatea factorilor biotici, abiotici si populationali (factori ecologici) care actioneata asupra lor.

Ecologia este stiinta relatiilor ce leaga intre ele biosisteme individuale, populationale si biocenotice, de mediul lor de trai biotic si abiotic, realizand structuri si functii a caror existensa se fundamenteaya pe interconexiunea cibernetica dintre fluxurile de substanta, energie si informatie (Puia si colab., 2001).

Ecologia este o stiinta a naturii

Ecologia este o stiinta cu caracter relational

Ecologia este o arta a mediului ambiant. Stiinta ecologica este ca si arta, o realizare umana cu o constructie filozofica similara.

Ecologia este mai mult decat o stiinta a echilibrelor - este o stiinta a consecintelor si o stiinta a solidaritatii.

Ecologia il invata pe om sa inteleaga si sa mediteze la relatiile sale cu lumea vie, cu Universul si sa realizeze avantajele raporturilor sale cu natura, cu mediul inconjurator din imediata sa vecinatate (oikos in sens restrans) (Pearson, 1989; Karen, 1989), cu partea locuita a planetei (oikumen) (Toynbee, 1976), cu biosfera sau ecosfera in toata unitatea ei, ca un organism in permanenta viu (ex. supersistemul global GAIA) (Lovelock, 1972; Lovelock si Margulis, 1973, Lovelock, 1995). Ecologia este o stiinta a ecosferei, o stiinta universala.

Stiinta mediului este un domeniu de studiu interdisciplinar ce imbina un ansamblu de cunostinte despre coexistenta si coevolutia dintre disponibilitatile Terrei si cerintele componentelor care o alcatuiesc (componente abiotice, biotice si antropice

☻ - Mediu inconjurator (environment)

Mediul (mediul inconjurator, environmentul) = totalitatea elementelor fizice (naturale) care inconjoara un organism viu;

Mediul (mediul inconjurator, environmentul un ansamblu de factori (apa, aer, sol, organisme vii) (varianta importanta pentru ca ia in considerare si viul);

Mediul (mediul inconjurator, environmentul o stare creata prin contributia factorilor si conditiilor naturale si antropice care intrand in relatie cu un component sau un grup de componente (abiotice, biotice, antropice) le asigura existenta si functionarea (Mac, 1996).

Studiul mediului inconjurator a marcat o trecere de la nivelul singular de tip specie - biotop, la nivelul general de tip populatie - mediu (societate - mediu). Si o alta caracteristica: de la nivelul local s- trecut la cel regional si apoi gobal (planetar).

In acceptiunea data mai sus, mediul (environmentul) are caracterul unui sistem cibernetic in care actioneaza factori de reglare si care asigura mentinerea unui echilibru relativ stabil al unei stari create. Environmentul este o structura geospatiala, un ansamblu de componente (abiotice, biotice si antropice), este "ceea ce inconjoara pe om", apreciat ca fiinta superioara, creat pentru a popula si stapani Pamantul (Mac, 2003).

Mediul nu este o insumare de componente ci este o rezultanta de combinari, un produs, care se exprima calitativ sub forma de stare = stare environmentala

- Daca in postura de parte centrala (inconjurata) este orice element din componenta vie (biota), iar partea inconjuratoare (mediul inconjurator) este mediul fizic (biotopul) - studiul ia un caracter tipic ecologic!.

- Daca in rolul de componenta centrala (inconjurata) se afla orice alt component de pe Terra (ex. lac, stancarie, oras, orice este legat de biota, societatea etc), iar partea inconjuratoare este considerata mediul inconjurator in care apare neaparat Omul, intervine un aspect multipolar al structurilor environmentale, cu o sfera mai larga de cuprindere, tocmai ceea ce deosebeste environtomologia de ecologie (Mac, 2003).

a. environment. In actualitate, conceptul de environment s-a aprofundat, largit si diversificat:

Ca element central pot fi:

- componente fizice (abiotice, primare) (mediul fizic initial) ( lac, mare, vulcan, substrat, aer, apa curgatoare etc);

- componente biotice (secundare, derivate) (microorganisme, plante, animale, fungi, solul?);

- componente antropice (tertiare) (omul, populatie, baraj, asezare, localitate etc).

- Environmentul este considerat un mediu real care exista obiectiv, indiferent cine l-a generat (natura, societatea sau ambele, impreuna). "Subunitati" ale acestuia, in ordine descrescatoare ca semnificatie sunt: mediul operational, mediul perceput si mediul comportamental.

De asemenea, mai exista si alte tipuri de mediu inconjurator, in functie de perceperea pe care o are omul. Acestea ar fi: mediul urban, mediul suburban, mediul rural, medii (formatiuni) de contact, mediul natural (neinfluentat de catre om)

- Un alt punct de vedere interesant se refera la conceptul de environment (mediu inconjurator) acceptat ca resursa. Exista 2 categorii mari de resurse: naturale si umane Ce observam in cazul environmentologiei?. Ca se depaseste stilul de abordare simplist (relatie stricta intre anorganic si organic) - stilul ecologic - la o viziune mai larga asupra mediului inconjurator.

b. Peisaj [ger. landschaft; engl. landscape]. In relatia cu omul, poate deveni mediu inconjurator (Mac, 2003). Are atat inteles de imagine, priveliste dar si de o combinata spatiala, structural si functional, a componentelor din invelisul geografic.Uneori peisajul este acceptat in sens de geosistem.

c. Ecosistem. Concept al mediului care in modul cel mai simplist exprimat, reprezinta un teritoriu de coexistenta si interrelatie intre materia vie (biota) si materia nevie (Turk si colab., 1972). In capitolele urmatoare vom reveni pe larg la acest concept, unul fundamental in stiinta ecologica.

d. Mediul geografic. Era initial considerat ca tot ceea ce inconjoara omul indiferent de scara spatiala de raportare (Mac, 2003). Mai nou are semnificatia de tot ceea ce reprezinta Terra ca rezultat al interrelatiilor dintre componentele proprii (adica - atmosfera, litosfera, hidrosfera, biosfera - dar inclusiv omul). (Nu vom intra aici in definirea unor termeni specifici - mediu terestru, mediu fizic extern, mediu natural, mediu umanizat, mediu culturalizat - vezi Mac, 2003). Totusi, cateva consideratii despre doi termeni aparent opusi: mediu natural - mediu antropizat. Dupa unii, mediu natural este acela care nu a fost afectat sub nici o forma de catre om (Damengeot, 1990). Din acest punct de vedere, se poate spune ca mediul este foarte rar "natural" (Mac, 2003). Omul influenteaza mediul permanent, in cel putin doua moduri: pozitiv (prin amenajari, curatire, infrumusetare etc) si negativ (distrugeri, despaduriri, poluare etc).

E. Ambientul. Este o notiune aparent clara si logica, ce defineste o stare despre modul cum arata, cum se mentin si cum sunt localizate obiectele, fenomenele si procesele. Este un mediu general (Mac, 2003).

Legat de ambient au aparut termeni colaterali. Astfel este termenul de - mediu eficient (toate fortele care actioneaza nemijlocit, direct, imediat asupra unui organism viu; mai mult, apar si "derivatii" - mediu suficient = conditii la limita de existenta, mediu optim - o cerinta de mediu cu valori de maxim si in jurul acesteia; sunt notiuni pe care le vom intalni si in practica ecologica)

☻ - Mediu de viata si factori de mediu

O precizare de referinta: retineti diferenta de nuanta dintre mediu de viata si mediu inconjurator. Dar, nici mediul de viata nu este doar o simpla componenta fizica care se afla in jurul organismului !.

Mediul de viata = "acea parte a planetei care satisface necesitatile fiziologice ale vietii (hrana, apa, nutrienti), fiind reprezentata de o mare varietate de procese si sisteme care opereaza pentru mentinerea vietii, pe o scara larga, in spatiu si timp" (Odum, 1983). Notiunea de "suport" o intelege ca ceva strict functional, astfel ca "environmentul, organismele vii, resursele din natura si toate procesele ce au loc - toate interactioneaza".

Mediul de viata = "o parte a mediului geografic (a naturii) care inconjoara un organism viu si are cu acesta un contact, permanent, direct". Este un concept strict biologic, adica viata depinde de mediu la toate nivelele de organizare ale lumii vii (Stugren, 1994).

Mediul de viata = "o parte din natura unde un organism viu apare si traieste intr-o strinsa interrelatie cu toate componentele. Aceasta parte a naturii devine mediu de viata tocmai prin interventia nemijlocita a organismelor care intr-o interactiune si conlucrare permanenta il modifica si il perfectioneaza" (Mac, 2003).

Exista 4 medii biologice:

- hidric;

- continental terestru (aerian-terestru);    

- pedologic

- biotic (al organismelor vii) (ex. parazitismul).

Sunt recunoscute cele noua tipuri de medii:

☻- mediu cosmic: forte fizice care provin din spatiul cosmic (radiatia solara, raditii cosmice, pulbere cosmica, forta de atractie a Lunii;

☻- mediu geofizic: forte fizice dependente de alcatuirea Pamantului (campul magnetic al Terrei, activitatea tectonica, compozitia si structura scoartei, miscarea de rotatie, forta gravitationala);

☻- mediul climatic: ansamblul de distribuire (zonarea geografica) a temperaturii si umiditatii pe suprafata Pamantului;

☻- mediul orografic: toate formele de relief de la suprafata Pamantului (zona terestra si submarina);

☻- mediu edafic: solul, cu toate formele sale

☻- mediul hidrologic: apa sub toate starile si formele ei pe care le poate lua;

☻- mediul geochimic: compozitia chimia a substratului care sub forma de solutii apoase se interfereaza si reactioneaza cu organismul, cu fiziologia sau metabolismul sau;

☻- mediul biochimic: reprezinta toti produsii rezultati ca urmare a activitatii metabolice a unui organism, produsi care sunt eliberati la exterior (exometaboliti, hormoni externi, exohormoni, sociohormoni etc) si care intervin complex in influentarea altor organisme prin relatii complexe intra- si interspecifice;

☻- mediul biocenotic: reprezinta totalitatea organismelor vii (plante, animale, microorganisme, ciuperci) care intra in componenta biocenozei (comunitatii).

Factori de mediu = factori ecologici - reprezinta elemente naturale (fizice, chimice, biologice) care actioneaza asupra unui organismului (organismelor). Omul = factor be mediu (factor ecologic) constient care coordoneaza si influenteaza conlucrarea permanenta organism - mediu

Traditional erau doua categorii de factori:

- abiotici (fizici);

- biotici.

Frecvent, azi, clasificarea se refera la:

- factori abiotici (fizici) (abiogeni),

- factori biotici (biogeni)

- factori antropici

a. In categoria factorilor fizici intra:

☻- factori climatici (temperatura, umiditate, lumina, radiatii de diferite tipuri, precipitatii, presiune, circulatia aerului (curenti, vant), regim hidric, nebulozitate, textura solului, compozitia chimica a solului, chimicale, gaze dizolvate, focul, sunetele etc);

☻- factori cosmici (cosmoplanetari) (radiatii solare, radiatii cosmice, atractia Lunii, undele electromagnetice, atractia Soarelui = camp geomagnetic sau interactiunea Soare si Magnetosfera, radiatia ionizanta etc);

☻- factori geoplanetari (campul electrostatic, campul deformarilor, campul magnetic al Terrei, activitatea tectonica, compozitia si structura scoartei, miscarea de rotatie, forta gravitationala etc)

b. In categoria factorilor biotici intra: concurenta intraspecifica, concurenta interspecifica, planta gazda, dusmani naturali, baza trofica, varsta, rata sexelor, migrarea, comportamentul de zbor, densitatea populatiilor, piramida varstelor etc.

c. In categoria factorilor antropici sunt considerate toate actiunile in care este implicat omul: actiuni umane asupra ciclurilor biogeochimice, actiunea unor substante nocive asupra mediului (poluare in toate formele), actiunea unor factori fizici modificati prin actiuni antropice (zgomot, radiatii ionizante, radiatii neionizante etc), organisme modificate genetic, ingineria genetica, folosirea exagerata a stimulatorilor de crestere etc.

Asupra factorilor de mediu exista discutii si azi. Chiar notiunea de factor trebuie inteleasa in sens energetic si nu unul de substanta (Stugren, 1994). In aceasta situatie este corect a spune - factori abiogeni si factori biogeni. Factorii ecologici sunt factori abiogeni de mediu, transformati de catre fiintele vii (Dahl, 1921; Sukacev, 1926; cit. din Stugren, 1994).

Mai exisa si un alt aspect. Intr-un studiu clasic ecologic ar fi corect sa se apeleze la notiunea de factori ecologici, iar cea de factor de mediu, in cazul unui studiu complex environmental. Aspectul s-a nuantat mai ales in ultimul timp, odata cu afirmarea environmentologiei ca stiinta distincta (Mac, 2003).

Artificial, factorii de mediu au mai fost clasificati si in: climatici, orografici, edafici, biotici (Tansley si Chipp, 1926).

Mai recent (Audemard, 1979), unele stuidii de ecoetologie se refera la urmatoarele categorii:

◙ - factori climatici (temperatura, umiditate, fotoperioada, intensitatea luminii, viteza si directia vantului, precipitatii, presiune atmosferica, nebulozitate, fazele lunii);

◙ - factori biotici (planta gazda, dusmani naturali, baza trofica, varsta, concurenta intraspecifica, concurenta interspecifica);

◙ - factori populationali (rata sexelor, migrarea, comportamentul de zbor, densitatea populatiilor, piramida varstelor etc);

◙ - factori dependenti de conditiile agroecosistemului (relief, tip de ecosistem, natura ecosistemului, natura suprafetelor, soiul plantelor, fenologia plantelor etc);

◙ - factori tehnici (relativ tot ceea ce tine de activitatea umana).

Alte clasificari: factori stabili (ex. cosmici) si factori variabili (ex. cei climatici) (Zelikman, 1977).

☻ -Habitat, biotop, ecotop

Habitat. Portiunea din spatiul fizic unde un organism (un individ) traieste in mod nemijlocit si unde intervin toti factorii ecologici posibili a-l influenta, reprezinta habitatul [engl. site; germ. standort]. Majoritatea ecologilor (dupa Udvardy, 1959; Whittaker si colab., 1973) accepta terminologia de habitat (a carei sfera de cuprindere se suprapune partial peste cea de ecotop) ca fiind mediul de trai al al organismului (individului) cat si al speciei (implicit al populatiei).

Habitatul este acel mediu de viata de care dispune fiecare specie intr-o biocenoza si se compune din mediul fizic (spatiu vitalizat de indivizi sau favorabil pentru aceasta + topografia locului + microclima locala), mediul chimic (totalitatea interactiunilor dintre substrat - apa, aer, sol - si biocenoza) si mediul biologic (populatiile celorlalte specii din biocenoza) (Soran si colab., 2001).

Biotop Reprezinta in acceptiunea majoritatii ecologilor ca fiind mediul de trai al biocenozelor (comunitatilor). Deci, pe nivelul biocenozei mediul apare ca biotop (Renkonen, 1939; Gunther, 1950; Schmithsen, 1968).

Biotopul este mediul de viata in care se desfasoara existenta unei biocenoze si se compune din mediul fizic si chimic(Whittaker si colab., 1973; Soran si colab. 2001). Este deci o combinatie spatiala si temporala de factori fizici si chimici si asigura existenta si structura ecosistemelor (vezi schema structurii unui ecosistem). El exercita o actiune de selectie asupra speciilor care vor compune biocenoza, le asigura supravietuirea, adaptarea si perpetuarea.

BIOTOP. Sa lamurim mai intai notiunea de biotop. Desi aparent simpla (gr. bios = viata; topus = loc), ca si un loc unde se deruleaza viata deci locul unde sunt dispuse plantele, bacteriile, ciupercile si animalele (comunitatea, biocenoza), exista o serie de dificultati privind interpretarea, cea mai mare fiind legata de gasirea unei terminologii cu nuanta de sinonimie dar care sa nu denatureze sensul real al termenului..

Acceptiunea larga este aceaa in care biotopul = locul (soatiul) de trai alunui organism sau al unei comunitati (Fig. 1) (Odum, 1971). Whittaker (1973) considera ca termenul de biotop (utilizat frecvent in limbile franceza si germana) este sinonim cu cel de habitat (utilizat mai mult in limba engleza). Dajoz (1972) arata ca desi termenul de habitat din engleza se traduce in franceza prin biotop, sensul frantuzesc al biotopului este mai restrans, referindui-se in sens autecologic la spatiul vital al unui singur organism sau al unei singure specii.

Fig. 1. O secventa de biocenoza de la nivelul pedofaunei si locul sau de trai = biotopul.

Conceptul de ecotop este de asemenea discutabil fiind folosit diferit de diversi autori: unii ca si complex de factori fizici si geografici (Borza si Boscaiu 1965), altii ca hipervolum, drept rezultat al insumarii habitatului sau biotopului cu nisa ecologica a unei specii (Whittaker si colab., 1973).

Conceptia lui Whittaker si colab. (1973), Soran si colab. (2001) si a altor autori mai vechi (Udvardy, 1959) considera biotopul ca fiind mediul de trai al comunitatilor (biocenozelor), deci ar fi "mediul fizic si chimic al comunitatilor" (Whittaker si colab., 1973) iar pe cel de habitat ca fiind mediul de trai al speciei, populatiilor sau chiar organismului individual.

Se poate spune si asa: biotopul este universul in care se desfasoara existenta unei comunitati (biocenoze) iar habitatul este mediul pe care se intalneste fiecare specie dintr-o comunitate (Soran si colab., 2001).

Ecotop. Un termen afirmat si el de multe ori ca si sinonim cu cel de biotop, se apropie in realitate mai mult de cel de habitat. El are un continut autecologic si nu sinecologic fiind posibil abordat in cazul studiului ecologiei individului (organismului) (mai rar al speciei cu populatiile sale si in nici un caz in studiul biocenozelor !).

Organism

Organism = o vietuitoare, este un sistem deschis, unitar, structurat in spatiu si timp el practic fiind constituit din totalitatea organelor, aparatelor si sistemelor care functioneaza concomitent, se influenteaza reciproc si fiecare entitate functionala se supune intregului. Un organism poate supravietui si se poate perpetua numai prin schimb permanent de substanta (materie), energie si informatie cu mediul inconjurator. Un organism este caracterizat de autoreglare, autoreproducere si se manifesta unitar ca un individ. (Fig. 2).

Fig. Nivelele clasificare si organizare ierarhica in ecologie: organism - specie (populatie) - biocenoza - ecosistem - biosfera (dupa Stugren, 1975; Fabian si Onaca 1999).

Individul este un unic exemplar dintr-o specie. El poate fi unicelular sau pluricelular. Deci este o fiinta cu morfologie externa, cu anatomie interna cu o compozitie chimica carcateristica si de asemenea cu un comportament tipic, bine individualizat si caracteristic speciei de care apartine.

Modul de organizare individual (= organismul) este considerat o unitate ecologica de baza (Collier si colab., 1974). Existenta organismului in sine este o evidenta clara a succesului sau ecologic

Vernadski (1978) considera organismul (individul) ca un mod fundamental de organizare a materiei vii. Exista inca puncte de vedere interesante privind modul de intelegere a individului.

Individul animal este greu de definit datorita formelor coloniale, modului de reproducere sau stadiului de referinta. Unii zoologi considera indivizi numai organismele ce rezulta in urma unei reproduceri sexuate ("ceea ce iese dintr-un ovul fecundat"). Fenomenul este valabil si in cazul reproducerii asexuate si s-a ajuns la afirmatia ca individul este un corp indivizibil. Altii considera individul animal ca o forma de organizare a viului ce apare pe treapta de evolutie a materiei vii la nivelul metazoarelor (Huxley, 1912; cit. in Stugren, 1975). Daca ne referim la lumea animala a nevertebratelor apar o serie de grade de individualitate (protozoare solitare, coloniale, sifonofore - indivizi de gradul I, II, respectiv III) (Schellhorn, 1968).

La plante, apar alte dificultati din cauza fazelor de crestere. Si aici se pare ca este mai corect a vorbi de grade de individualitate, in functie de varsta si reproducere: indivizi sexual maturi, virgini, juvenili, batrani, plantule, parti supra- sau subterane (seminte, bulbi, rizomi, tuberculi etc)

3. Specia (populatia)

Specia este unitatea fundamentala a sistematicii, o unitate functionala alcatuita din indivizi de origine comuna care realizeaza un travaliu geochimic si o anumita functie pe o suprafata numita areal si unde sunt localizate populatiile sale (Fig. 2, 3).

La fel ca si organismul, specia este caracterizata de potential bioecologic (capacitatea speciei de a ocupa habitate si nise noi, de a evolua si de a rezista variatiilor factorilor de mediu prin realizarea homeostaziei). Despre speciile capabile de a ocupa nise ecologice noi spunem ca au plasticitate ecologica mare. Am evidentiat, de asemenea, la nivelul organismului ca o expresie a potentialului ecologic este valenta ecologica (masura eficientei speciei fata de variatiile factorilor de mediu) (de ex. ulmul american este plantat pe marginea apelor in Delta Dunarii si el rezista gerurilor foarte puternice, vanturilor si revarsarilor de ape; spunem ca are o valenta ecologica mare; ariciul nu poate rezista la temperaturile scazute din iarna si este nevoit sa hiberneze, el are o valenta ecologica scazuta).

Ca si in cazul organismului, diferentierea speciilor potrivit potentialului bioecologic provoaca aparitia a doua tipuri fundamentale de reactie fata de variatiile factorilor de mediu: euribioza (reactia de maxima rezistenta a speciei fata de variatiile factorilor de mediu, are o toleranta larga si suporta variatii largi ale acestora fara pierderea nisei ecologice ocupata in ecosistem) si stenobioza (reactia de minima rezistenta a speciei fata de variatiile factorilor de mediu, toleranta ingusta, suporta variatii inguste ale acestora si pierd nisa ecologica avuta in ecosistem, atunci cand variatiile factorilor de mediu depasesc limitele de toleranta ale speciei).

Rezultat al interactiunii permanente dintre organism sau organisme cu mediul se remarca ecologic, doua trepte de diferentiere a speciilor:

☻ - ecotipul (cuprinde un grup de indivizi care se deosebesc de alti indivizi ai aceleiasi specii, prin nisa ecologica, habitat sau microhabitat ocupat, proprietati biologice si structura genetica; in ecologia plantelor se foloseste termenul de ecotip, sinonim cu soiul din agrobiologie, iar in ecologia animala cel de rasa ecologica)

☻ - ecospecia (este o treapta mai profunda a diferentierii ecologice a speciilor, constand in deosebiri de nisa ecologica intre specii, corelat cu deosebiri morfologice, biologice si comportamentale pregnante; daca luam o specie de planta care traieste in mai multe habitate, se va constata ca existe diferente morfologice evidente, asa cum ar fi de exemplu marimea si forma frunzelor; la o specie animala pot sa existe sau nu diferente morfologice, dar in schimb pot aparea diferente biologice sau comportamentale

Specia, ca unitate taxonomica cu rol central in sistemele de clasificare, este o unitate naturala fundamentala ce grupeaza organismele vii. Asa cum spunea John Ray care a introdus termenul in biologie (sec. XVII) "specia este totalitatea indivizilor nascuti unii din altii sau proveniti din parinti comuni si a tuturor acelor care li-se aseamana atat de mult pe cat se aseamana intre ei". Altfel pus specia este totalitatea indivizilor sau populatiilor ce apartin unei comunitati care se reproduce, are descendenti, structura, performante si modele comportamentale unitare si un spatiu caracteristic de raspandire.

Exista un numar mare de definitii care iau in considerare o serie de criterii (asemanare de forma, descendenta comuna, afinitate de viata, asemanare comportamentala, necesitati ecologice, fenomene de selectie, lupta pentru existenta, evolutie); (Comarov (1938) - "specia este totalitatea gneratiilor care provin dintr-un stramos comun si s-au diferentiat de celelalte vietyuitoare prin selectie, sub influenta mediului si a luptei pentru existenta; specia este o etapa dterminata in procesul evolutiei"). Sunt 4 criterii fundamentale care definesc specia (morfologic, etologic, ecologic si genetic) si alte 8 criterii de recunoastere.

Populatia este un sistem alcatuit din indivizi de origine comuna, din aceeasi specie, purtatori ai unei functii specifice, alcatuind o unitate functionala si reproductiva, atasata la un anumit biotop (fragment de spatiu populat si transformat de catre organismele vii) (Fig. 3).

Populata reprezinta nivelul supraindividual de organizare a materiei vii, alcatuita dintr-un numar variabil de indivizi care apartin aceleiasi specii, organisme care se diferentiaza sub raport genotipic si fenotipic si formeaza grupuri de indivizi.

Populatia se refera la un grup de indivizi ai aceleiasi specii aflat intr-o relativa izolare teritoriala fata de alte grupuri de indivizi, formeaza o unitate naturala de existenta, de adaptare, de stabilitate si evolutie a speciei in arealul respectiv (Tufescu si Tufescu, 1981).

Populatia este o parte concreta a biocenozei cuprinzand indivizi ai aceleiati specii cu o functie specifica in ecosistem (Stugren, 1965).

Pentru ecologi este important de inteles care sunt fenomenele naturale care determina marimea si componenta populatiei de plante sau de animale si mai ales ce schimbari pot avea loc sub influenta factorilor de mediu. Au fost evidentiate corelatii ale abundentei si schimbarii populatiei de organisme cu vremea (Davidson si Andrewartha, 1948). In studii experimentale in conditii de laborator s-a evidentiat ca temperatura si umiditatea au influentat rata intrinseca a cresterii naturale (Birch, 1953). De asemenea, studii efectuate in conditii de laborator asupra unor populatii a evidentiat o buna legatura (dependenta) la un model logistic de dezvoltare. Alte studii au evidentiat modelele de fluctuatie a populatiilor in conditii naturale.

Fig. 3. Specia = populatia, treapta a doua de iererhizare in ecologie, reprezinta totalitatea indivizilor care provin din parinti comuni. O imagine sugestiva a unei populatii de pinguini

Modelul de distributie a populatiilor (speciilor) sunt limitate de factorii fizici (abiotici) de mediu (umiditate, lumina, temperatura, pH, solul, apa etc. Populatia fiind un grup de indivizi, exista un model organismal de dezvoltare in relatie cu factorii de mediu, dezvoltarea speciei insciindu-se in limita de toleranta ca euritopa sau stenotopa, ilustrind un interval optim si un maxim caracteristic.

Populatia este constituita din totalitatea indivizilor unei specii si care traiesc intr-un spatiu de viata limitat. Indivizii din cadrul unei populatii alcatuiesc o comunitate de reproducere care are un fond genetic comun. Caracteristicile unei populatii sunt: structura pe varste, raportul dintre sexe, rata natalitatii, rata mortalitatii, distributia indivizilor, densitatea populatiei, marimea relativa si absoluta a populatiei.

Populatii mici si populatii mari In functie de spatiul in care se extind indivizii unei specii pot exista populatii mar si mici. Pentru o populatie mare a unei specii, daca studiul ei ecologic nu a fost corect facut, il poate duce pe cercetator la a lua in considerare existenta mai multor populatii. Cresterea numarului de indivizi si ocuparea unui spatiu mare fac sa difere conditiile externe si interne si in acest fel evolutia este diferita in populatiile mari comparativ cu cele mici. Astfel, din punct de vedere genetic, in populatiile mici, cu genofond mic, noile mutatii aparute se impun mai repede in populatie (in aceste condtii populatiile mici se pot adapta mai repede dar pot si sa dispara mai repede). In populatiile mari genofondul este bogat, mutatiile spontrane se impun incet astfel ca adevaratele purtatoare ale evolutiei sunt populatiile mari

4. Biocenoza

[gr. bios = viata; koinos = comun, unitar, grupat]

Biocenoza este un sistem supraindividual, o colectivitate de indivizi, care este fundamentata pe cele 3 tipuri de conexiuni:

- genetice (au aceeasi zestre ereditara, provin din acelasi parinte sau stramos);

- functionale (grupari datorita unor activitati comune; pot fi relatii intraspecifice dar si interspecifice);

- spatiale (relatii reciproce, cu sau fara conexiuni functionale).

Notiunea de biocenoza are un sens morfologic, este un plan structural specific, care ilustreaza o legatura strinsa, reciproca, dintre mediul de viata (substratul pe care sta) si viata in sine. In cadrul unei reale complexitati a ecosistemului caracterizat de existenta a 5 tipuri de structuri (de biotop, spatiala, trofodinamica, biochimica si biocenotica) (Stugren, 1994).

BIOCENOZA. Sensul larg este acela de totalitate a fiintelor vii (biota) dintr-un ecosistem. Terminologia europeana termenul este de biocenoza (Mobius 1877) iar in cea americana este cel de comunitate (Clements, 1905). Unii botanisti incadreaza in biocenoza fitocenoza si zoocenoza (Borza si Boscaiu 1963), dar biocenoza cuprinde reprezentantii tuturor tipurilor de regnuri - bacterii, ciuperci, plante, animale (Stugren, 1975).

Biocenoza este deci un grup de vietuitoare reunite in functie de diversii factori de mediu care actioneaza (Dajoz, 1972) (Fig. 4).

Incercand sa stabileasca principiile unei ecologii generale, Thienemann (1939) a abordat studiul interactiunilor in constituirea biocenozelor. Astfel, indivizii si populatiile unei specii, prin actiunile lor pot limita dezvoltarea indivizilor si populatiilor altor specii. Preadaprtarea fata de un anumit biotop confera unei specii o superioritate neta fata de alte specii concurente pentru o aceeasi nisa ecologica. Conform Legii lui Gause intr-o biocenoza, doua specii nu pot ocupa in acelasi timp una si aceeasi nisa ecologica (Gause, 1934).

Fig. 4. Biocenoza, treapta 3-a de ierarhizare in ecologie, reprezinta biota, totalitatea fiintelor vii dintr-o portiune de ecosistem. Imaginea reprezinta o biocenoza din jurul unui animal - prada. Poate reprezenta si un segment din ecosistem = consortiu (vezi in continuare la Structura spatiala interna a ecosistemului

Biocenoza este componenta organica a ecosistemului, o parte a acestuia, o unitate funtionala spatial determinata, cu un sistem automat de reglare, o unitate floristico-faunistica-microorganismica rezultata din lupta pentru existenta si atasata de un anumit mediu de viata (Stugren, 1965).

Biocenoza (comunitatea biotica) este un grup de fiinte vii, unite prin atractie non-reciproca, supuse actiunii factorilor de mediu, grup caracterizat prin compozitie specific determinata de existenta fenomenului de interdependenta (un subsistem biotic) si ocupa un spatiu bine determinat denumit biotop.

Conceptul a fost formulat de catre Mobius (1877).

Delimitarea unei biocenoze (subsistem biologic) ca o unitate functionala, se bazeaza pe interactiunile complexe dintre partile care o constituie (plante, ciuperci, animale, microorganisme), bazat pe relatii de interdependenta, de preferinta pentru aceleasi conditii de viata, in lupta pentru existenta necontand categoria sistematica din care acestea fac parte. Conexiunile dintre plante si animale sau dintre animale si microorganisme sunt cu mult mai frecvente si mai stabile decat cele dintre plante si plante, animale si animale sau microorganisme si microorganisme.

Biocenoza nu este absolut dependenta de biotop si ea functioneaza ca un sistem autonom de populatii. Prin interactiunea populatiilor se realizeaza o structura biocenotica a ecosistemului. Structura biocenotica reprezinta o relatie cantitativa dintre speciile componente si numarul de indivizi ai acestora, dependent de celelalte tipuri de structuri si de factorii ecologici.

Autonomia biocenozei in raport cu biotopul se intemeiaza pe lupta pentru existenta. Acolo unde lipseste lupta pentru existenta, o legatura prin interactiuni si conexiuni diverse si stabile, iar organismele componente nu se constituie in sisteme cu relatii reciproce cu biotopul, nu se formeaza biocenoze. Biocenoza nu este asadar o simpla aglomerare de specii sau organisme, o agregare temporala, trecatoare si ocazionala.

Atat in mediul terestru cat si cel acvatic aceasta atasare si asociere a biocenozei cu biotopul este cracteristica si evidenta. Frecvent ecologii definesc subunitati ale biocenozei: fitocenoza (comunitatea de plante), fungocenoza (comunitatea de ciuperci), zoocenoza (comunitatea de animale), microbocenoza (comunitatea de microorganisme), parazitocenoza (comunitatea organismelor parazite din interiorul altor organisme). In ralitate, chiar daca aceste "subunitati" sunt frecvent folosite, clasificarea ramane una "didactica", deoarece, conform conceptiei lui Gr. Antipa, organismele, plante si animale, se "asociaza" dupa necesitatile care apar ca urmare a luptei lor pentru existenta si nu dupa inrudirea lor. Cand referirea se face la fitocenoza sau zoocenoza este reflectata compozitia taxonomica a biocenozei si nu o grupare ecologica.

Studiul corect al biocenozei implica evidentierea nivelurilor trofice (producatori, consumatori, descompunatori) sau a gruparilor ecologice (relatiile dintre specii si mediu, descrierea niselor sau a retelelor ecologice).

5. Ecosistemul

In cadrul biosferei se constituie o ierarhie caracteristica:

☼ - ecosistemul planetar;

☼ - biomul (ansamblu a mai multor ecosisteme bine deferentiate; ex. padurea);

☼ - biom-tip (subsistem al biomului; ex. padurea de foioase).

In functie de intindere, ecosistemele pot fi:

☼ - microecosisteme (balta, teren cultivat etc);

☼ - mezoecosisteme (lac, padure, curs de apa etc) (Fig. 5);

☼ - macroecosisteme (mare, ocean, tundra etc).

Fig. 5. Reprezentarea simplificata a celui de al 4-lea nivel de ierarhizare, ecosistemul. Aici - ecosistemul de pasune si fanate, aici reprezentat de speciile vegetale componente si totalitatea animalelor caracteristice (implicit cele din sol din categoria nevertebratelor mici sau a reprezentantilor regnurilor Monera si Protista)..

Ecosistemul este o unitatea functionala fundamentala a biosferei caracterizata de un tip determinat de interactiuni dintre componentele organice si anorganice si o configuratie energetica proprie ce asigura desfasurarea ciclurilor biogeochimice, circulatia substantei si transformarile energiei (Stugren, 1965).

Dintre toate sistemele ecologice supraindividuale, ecosistemul este cel mai mult mediatizat in ultimii 35 de ani. Desi termenul de ecosistem a fost introdus in stiinta abia dupa 70 de ani de la constituirea ecologiei el a fost intuit (chiar omul primitiv a avuit idee ce inseamna o padure, savana, un lac sau un teren cultivat). Un precursor al ecologiei moderne este considerat Humboldt (1769) el folosindu-se in lucrarile sale de denumirea de tipuri de vegetatie. Dupa ce s-a constituit terminologia de ecologie (Haeckel, 1866) nu s-a afirmat imediat si conceptul de ecosistem.

Sukacev (1961) propune ca sinonimie, denumirea de biogeocenoza (comunitati ale vietii si scoartei) (Fig. 6).

Fig. 6. Ecosistemul inteles ca biogeocenoza

Notiunea a fost lansata in stiinta de botanistul englez Tansley (1935): " in afara de asociatiile vegetale un concept mai fundamental este sistemul intreg, care cuprinde nu numai complexul de organisme dar si factorii fizici care formeaza ceea ce numim mediul biomului;.,.. desi obiectul care ne intereseaza mai mult este organismul atunci cand incercam sa patrundem esenta lucrurilor, nu-l putem separa de mediul sau in asociere cu care formeaza un anumit sistem fizic; .. se constituie sisteme, care din punctul de vedere al ecologului sunt unitatile de baza ale naturii pe suprafata pamantului; . aceste ecosisteme, cum le-am putea denumi sunt de cele mai variate feluri si dimensiuni si ele formeaza o categorie din multimea sistemelor fizice ale Universului.(cit. dupa trad. din Soran si colab., 2001).

Ecosistemul este unul din sistemele fizice din care este edificat Universul (Tansley, 1935). Ecosistemele sunt unitati functionale fundamentale ale biosferei, entitati diversificate cu limite spatio-temporale. Ecosistemul fiind un sistem ecologic el integreaza unitar, prin interactiuni complexe, intr-un tot unitar componentele sale caracteristice: un subsistem biotic (comunitatea, biocenoza) si un subsistem fizic (biotopul). Distinct si heterogen ca si compozitie ecosistemul are o structura interna, un ciclu al materiei si un ciclu biogeochimic.

"Ecosistemul = o unitate spatiala explicita a pamantului care include toate oraganismele din aceasta si toate componentele mediului abiotic (neviu) din cadrul ei" (Tansley, 1935). Este dificil de a determina limitele spatiale ale ecosistemului (la cele terestre este mai dificil decat la cele acvatice) (Fig. 5).

Ulterior, Lindeman (1942) defineste ecosistemul ca "unitate formata prin reunirea proceselor active fizice, chimice si biologice care se petrec in interiorul unei unitati spatiu-timp de orice marime, cupland unitatea vie cu mediul ei abiotic".

Ecosistemul este constituit asadar din biocenoza = comunitate (Mobius, 1877) = biota (= totalitatea organismelor vii - bacterii, ciuperci, plante, animale - care alcatuiesc microbocenoza = bacteriocenoza, fungicenoza, fitocenoza si zoocenoza) si biotop = ecotop = abiota = ? habitat (sol + clima - climatop si edafotop) (Fig. 7). Prezenta omului are o semnificatie deosebita in influentarea si modelarea ecosistemelor.

Multitudinea relatiilor care se stabilesc intre elementele componente ale ecosistemului (biogeocenoza) sunt mai edificator ilustrate in Fig. 8.

Clasificarea in raport de Proiectul EC CORINE al biotopurilor (European Comunities Classification)(CEC, 1991), azi sunt recunoscute urmatoarele 8 tipuri de ecosisteme:

a. Paduri.

b. Tufisuri (arbusti) si pasuni-pajisti.

c. Rauri si lacuri tipice.

d. Mlastini, smarcuri, balti.

e. Ecosisteme marine si de coasta.

f. Zone montane cu caracteristici aparte: roci si grohotis.

g. Desert si tundra.

h. Ecosisteme agricole si urbane.

Fig. 7. Ecosistemul si semnificatia prezentei omului, in cadrul unui concept generalizat in ecologie, acela al relatiei complexe dintre ecologia biologica, ecologia umana si ecologia biochimica, ansamblul de factori principali care asigura circulatia substantei, energiei si informatiei in mediu..

Fig. 8. Complexitatea activitatii biologice sub influenta mediului si rezultat al interactiunilor, intra- si interspecifice, la nivelul ecosistemului (dupa Mac, 2003).

Referitor la ecosistemele antropizate, este evident ca ponderea acestora este in continua extindere, in detrimentul ecosistemelor naturale. Ecosistemele agrare si urbane sunt caracterizate de o biodiversitate extrem de redusa ceea ce are implicatii majoare asupra echilibrelor din ecosisteme iar relatiile dintre verigile lanturilor trofice sunt extrem de deficitare. Tinderea spre monocultura fara a pune accent pe coridoarele ecologice va influenta negativ aceste echilibrul ecologic in aceste ecosisteme. Cele urbane se inscriu pe aceeasi linie. Influenta factorului antropic in operatiunile de restaurare ecologica poate modifica "peisajul urban", prin sporirea biodiversitatii. Extinderea tspatiilor verzit este rezultatul acestor actiuni, iar fizionomia unor ecosisteme urbane s-a schimbat foarte mult ca urmare a acestor actiuni.

Tipologia generala a ecosistemelor

Exista 4 categorii de ecosisteme:

a. Ecosisteme terestre. Limita dintre doua ecosisteme terestre este caracterizata de anumite combinatii de specii vegetale (uneori delimitarile sunt nete si clare). Cand limita est larga atunci exista o fasie de tranzitie numita ecoton. Este o arie de "tensiune ecologica" unde se intalnesc doua comunitati de specii. Frecvent, numarul de specii este mai ridicat in ecoton decat in oricare din ecosistemele care se invecineaza (ex. la marginea padurii, la limita cu pasunea sunt mai multe pasari decat in padure, dar si gegetatia sau fauna de insecte sunt interesante). In aceasta zona exista o influenta favorabila a fasiei de tranzitie asupra plantelor si animalelor, Se spune ca exista un efect de muchie.Ecotonul de la limita superioara a padurii este o adevarata zona de lupta pentru existenta.

b. Ecosisteme subterane. Aceste ecosisteme sunt mai interesante cu o configuratie aparte ecotonul fiind la intrarea in cavitate si unde va exista adapostita o fauna bogata de nevertebrate.

c. Ecosisteme de ape interioare. Acestea sunt lacuri, fluvii, estuare. Biocenozele din lacuri sunt delimitate dupa factori hidrologici )si dupaa configuratia substratului. Ecotonul se formeaza atat spre tarm cat si spre oglinda lacului. In fluvii delimitarea ecosistemelor se face pe baza gradientului de inclinare a pantei, de la izvor spre varsare si cu viteza apei. Principiul este valabil mai ales pentru comunitatile de necton. Pentru benton delimitarea se face pe baza naturii substratului. Estuarele fluviilor sunt zone complexe de tranzitie, un fel de ecoton intre apa dulce, continent si mare (un ecoton tipic in estuarele fluviilor tropicale este padurea de mangrove.

d. Ecosisteme marine. Ca ecoton functioneaza fasia ingusta de uscat de pe malul marii, dar spre deosebire de ecotonul padure - pajiste, aici nu are loc efectul de muchie. Nu intotdeauna fasiile marginale ale ecosistemelor marine functioneaza ca un ecoton, dar limiteledintre zonele de adancime ale marii functioneaza ca ecotonuri.

Structurarea spatiala interna a ecosistemului

a. Macrostructura orizontala (vezi Fig. 4.). In ecosistemele terestre partile structurale orizontale sunt reprezentate de consortii (consortiul = parte de dimensiuni mici a unui ecosistem, ce reuneste intr-un scetor ingust de spatiu organisme individuale din diverse specii; un ansamblu distinctiv de mai multe bioskene) Acestea se influenteaza reciproc si nu pot dainui independent unele de altele. Nu este un sistem de populatii ci un sistem de indivizi din diverse populatii sau specii constituind o grupare de organisme in jurul unui organism central de insemnatate fundamentala pentru celelalte.

Pe orizontala, dispozitia plantelor si animalelor nu este intimplatoare la nivelul diferitelor biotopuri sau ecosisteme. De-a lungul unui indelungat proces de coevolutie s-a stabilit o ierarhie bine definita ir "stratificarea" de acest tip este asociata cu capacitatea de cucerire a niselor ecologice (Fig. 9).

Fig. 9. Modele de stratificare pe orizontala a vegetatiei unui iaz (lac) (dupa Faurie si colab., 1998). 1- Carex riparia - rogoz; 2 - Juncus sp. - pipirig; 3 - Equisetum sp. - coada calului; 4 - Typha latifolia - papura; 5 - Phragmittes communis - trestie, stuf; 6 - Sparganium ramosum - sovar; 7 - Sagittalia sagitifolia - sageata apei; 8 - Ranunculus sp. - piciorul cocosului; 9 - Scirpus sp. - tipirig; 10 - Nymphaea alba - nufar; 11 - Polygonum sp.; 12 - Ceratophyllum sp. ; 13 - Potamogeton lucens - broasca apei; 14 - Hippuris sp. ; 15 - Myriophyllum spicatum - penita; 16 - Fontinale; 17 - Helodea sp. - ciuma apei; 18 - Vallisneria spicalis - orzoaica-de-apa; 19 - Chara sp.; 20 - Trapa natans - castan de apa, coltan, cornaci; 21 - Stratiotes aloides - foarfeca baltii; 22 - Utricularia vulgaris - otratel de apa; 23 - Hydrocaris sp. ; 24 - Lemna sp. - lintita.

1-3 = zona cu Carex (0 m); 4-8 = zona cu Phragmites (0-1,5m); 9 = Zona cu Scirpus (1,5-3 m); 10-12 = zona cu Nymphaea (3-4 m); 13-15 = zona cu Potamogeton (4-5 m); 16-19 = zona cu Chara (>5 m); 20, 21, 22, 23, 24 = plante flotante.

☻ - Bioskena. Baznosanu (1937, 1969) defineste prin bioskena, cel mai mic tip de ecosistem. Iata nominalizate de catre Stugren (1982) cateva bioskne (eritrocitele unor vertebrate ocupate de protozoare-gregarine; spinarea vitelor unde se localizeaza larve de diptere parazite; celulele corpului uman care sunt parazitate de virusuri si se formeaza bioskene in interiorul organismului).

☻ - Consortiu. Daca mai multe bioskene se unesc si au caracteristici comune se constituie un consortiu (Stugren, 1982). Consortiu = bioskena (dupa Popovici-Baznosanu) = cel mai mic spatiu cu conditii uniforme de existenta si cu un fond propriu de plante si animale. Alt sinonim = biochorion (dupaTischler) = centru de actiune si de concentrare a faunei in biotop (vezi anterior si alte detalii).

☻ - Sinuzia. Suprafata ocupata de un ecosistem este mai mult sau mai putin uniforma astfel ca se vor evidentia microhabitate (acesta find populat numai de anumite specii de plante, bacterii, animale, ciuperci). Se defineste astfel o arhitehtonica a ecosistemului, alcatuita din microhabitate la care se asociaza o parte specifica a biocenozei, ansamblul acesta fiind denumit sinuzii (Stugren, 1965).

Sinuziile reunesc mai multe consortii intr-un complex unitar. Spre deosebire de consortiu, sinuzia are ca nucleu central nu un organism individual ci o populatie sau un compartiment de materie organica moarta Din acest punct de vedere, consortiul este o sinuzie minimala.

Exemple de sinuzii: pernitele de muschi de pe sol, tufe de ferigi, speatiile dintre particolele de sol (aici se asociaza acarieni si colembole), ciupercile cu palarie (sinuzie tipica: pe aceasta parte structurala din ecosistem se asociaza microorganisme, insecte micetofage - colembole, diptere, stafilinide -, insecte rapitoare - nitidulide - himenoptere parazite, limacsi, acarieni, pseudoscorpioni etc).

O b s e r v a t i e. Notiunea de sinuzie s-a referit initial doar la plante (astfel unii autori - Gams - considera o ciuperca cu palarie drept o sinuzie in timp ce altii - Tischler - le incadreaza in formatiuni efemere ale cosistemului), dar Stugren - largeste acceptiunea termenului confrm cu definitia data mai sus.

☻ - Stratul. Sinuziile difera atat pe orizontala cat si pe verticala deoarece microhabitatul, ca parte fizica, anorganica, variaza in acest fel. Pe verticala ecosistemul apare astfel stratificat, Deci straturile sunt parti structurale ale ecosistemului, suprapuse pe verticala formand grupuri de sinuzii care se deosebesc intre ele prin distributia factorilor fizici, prin cantitatea de substanta vie, prin combinatia de specii si prin fizionomie ecologica. Prin stratificare se realizeaza un grad mai mare de specializare trofica a animalelor.

Iata cateva exemple de straturi pentru ecosisteme terestre bine constituite (Fig. 10):

- padure: orizontul mineral; stratul de dezagregare si concentrare; orizontul organic (stratul de humus, pantoma, planseul); zona plantelor ierboase; arbusti (subarboret); arbori (arboret);

- fanat: orizontul mineral; stratul de dezagregare si concentrare; stratul de pamant cu profile de radacini; stratul ierburilor scunde; stratul ierburilor inalte;

- lac: zona de fund (a adancurilor, de descompunere); zona plantelor submerse; stratul plantelor plutitoare; zona stufului; zona de islaz.

In afara de sinuzii, in ecosistem exista ale doua unitati structurale, dar care au durata scurta de viata si sunt aparitii intamplatoare: biochoria (microcenoza, centru de actiune) si merocenoza.

☻ - Biochoria (microcenoza). Este o parte structurala din ecosistem, un loc in care se cncentreaza substanta vie si aceasta se realizeaza acolo unde trecator exista condtii abiotice mai favorabile de viata, protectie mai buna si cantitate mai mare de hrana (ex. un trunchi de copac putred care s-a prabusit la pamant, un cadavru de animal, excrementele animalelor, vizuinile, scorburile, cuiburile, musuroaie de furnici, capite de fan, gramezi de balegar, bolovani partial ingropati in sol, licheni de pe copaci etc).

☻ - Merocenoza Este o formatine in cadrul sinuziei sau biochoriei, constituita din merohabitat (parte structurala in cadrul sinuziei sau biochoriei) si organismele ce-l populeaza (ex. de merocenoze: frunzele, conurile de brad, florile, ramurile de arbori etc).

b. Macrostructura verticala (stratificarea In ecosistemele terestre, stratificarea sau etajarea biocenozelor a fost descoperita din perspectiva botanica de aceea si nomenclatura straturilor din ecosistemele terestre este de natura botanica (Fig. 10). Trebuie retinut ca un strat nu este o biocenoza, o "stratocenoza", nu este o unitate sinecologica si functionala autonoma ci este un segment al ecosistemului. Straturile se formeaza datorita variatiilor pe verticala a factorilor fizici si astfel apar diferente in conditiile de mediu pe dferite orizonturi. In formarea straturilor ntervine )si lupta pentru existenta intre plante. In acelasi timp in ecosistem exista si o unitate a straturilor.

Fig. 10. Stratificarea pe verticala la nivelul unei paduri. Straturile de vegetati si de la nivelul solului sunt insotite de o stratificare si a reprezentantilor celorlalte regnuri ale viului. I - stratul hipogeu mineral; II - stratul hipogeu organic al solului (dupa Stugren, 1965) (1 - larve de insecte; 2 - ciuperci; 3 - micromicete; 4 - bacterii; 5 - enchitreide si nematode; 6 - protozoare; 7 - lumbricide; 8 - miriapode); III - stratul epigeu inframuscinal = patoma (constituit din muschi si licheni; A - colembole; B - izopode); IV - stratul ierbos de talie mica (specii de plante de talie mica; specii de animale vertebrate care traiesc numai pe sol; ex. caprioara); V - stratul ierbos de talie inalta si arbustiv (include si speciile de insecte si pasari ce zboara la acest nivel); VI - stratul arboricol; VII - coronamentul (e, f - specii de animale caracteristice ca mediu de viata pentru acest nivel)

Straturile se deosebesc intre ele prin valoarea factorilor microclimatici, prin combinatiile de specii si animale si prin comunitatile microbiene. Specializarea animalelor pe straturi este uneori foarte avansata, astfel ca uneleisi petrec intreaga viata in acelasi strat. La acest nivel exista urmatoarele straturi (Fig. 10):

☺ - orizontul mineral al solului,

☺ - orizontul organic al solului,

☺ - patoma (= planseul padurii) (pelicula de alge si licheni de pe sol, muschii si frunzele moarte = litiera, cu fauna lor caracteristica; straturile de desasupra patomei = epipatomice),

☺ - covorul ierbos,

☺ - arbustii = subarboretul,

☺ - arborii = arboretul.

In apele interioare stratificarea este deosebit de pregnanta in lacuri. In functie de reducerea pe verticala a cantitatii de lumina si a concentratiei de oxigen dizolvat in apa, exista 3 straturi:

☺ - litoralul

☺ - sublitoralul;

☺ - profundalul

Alteori denumirea este data de fizionomia vegetatiei in special (zona de izlaz----zona stufului----zona plantelor plutitoare-----zona plantelor submerse----zona de hranire----zona de pasaj----zona de profunzime).

Ecosistemele marine sunt stratificate pe adancime (Fig. 11) cea mai pregnanta stratificare fiind in litoral. Uneori stratificarea zoobentosului corespunde cu cea a fitobentosului, alteori nu exista nici o corelare. Un aspect interesant este cel al "stratificarii" faunei oceanului. La aceste nivele, limitele dintre zone sunt respectate corelat cu existenta si marimea niselor dependent de specie si corelat cu modelul comportamental specific (Fig. 12)

Fig. 11. Stratificarea pe verticala a unui ecosistem marin.

Fig. 1 "Stratificarea" pe verticala a megafaunei de la nivelul oceanelor.

6. Ecosfera. Biosfera

Ecosfera. Este zona din jurul unei stele radiante in care apa exista in stare lichida in mod natural, iar daca o planeta este situata si se mentine in ecosfera (cazul Terrei si al planetei Marte), exista sansa ca pe acea planeta sa apara viata.Are urmatoarea constituire:

a. Toposfera:

- atmosfera

- hidrosfera

- litosfera cu pedosfera

b. biosfera

c. noosfera (antropogeea):

- logosfera

- tehnosfera

Biosfera. In sens strict biologic, biosfera cuprinde numai invelisul viu al Terrei, adica numai crusta locuita de organisme, sau altfel spus - totalitatea ecosistemelor de pe Pamant.

In sens geochimic, biosfera esteun sistem planetar eterogen care cuprinde lumea vie + biotopurile sale cat si acele parti ale crustei terestre care nu sunt populate de organisme dar sunt influentate chimic de catre materia vie.

Limitele biosferei. Limite geochimice si biogeochimice ale biosferei se extind in crusta terestra mult mai departe decat se extinde viata. Dupa Vernadski (1778) biosfera se extinde in spatiu pana unde se gasesc substante biogene (porfirine, aminoacizi). Astfel, porfirinele, aminoacizii si alte substante chimice biogene patrund in interiorul scoartei terestre (prin migratie geochimica), mult mai departe in adancuri decat bacteriile. Substante biogene s-au gasit si in apele freatice adanci, aolo unde nu se gasesc bacterii. Organismele vii se "inghesuie" pe un spatiu relativ restrans, la limita de contact intre atmosfera - hidrosfera - litosfera (Fig. 13)

Fig. 13. Limitele biosferei. Biota se "aglomereaza" la limita spatiului vital unde se realizeaza contactul dintre cele 3 sfere esentiale (atmosfera, litosfera si hidrosfera) si se diminueaza treptat cu cat ne indepartam, in ambele sensuri, de acest spatiu.

Componentele biosferei

Biosfera este alcatuita din 8 tipuri de substante:

- materie vie ( o forma speciala de aparitie a atomilor elementelor chimice pe planeta noastra, o forma speciala de echilibru chimic; alte forme de echilibru chimic sunt: magma, rocile, mineralele, oxizii, atomii liberi dispersati);

- materie organica biogena (se refera la resturile organismelor moarte ce se gasescca suspensie in ape sau sunt ingropate in sol sau sedimente si sunt partial descompuse; aceasta materie organica biogena = detritus reprezinta pe plan continental o necromasa consderabila de carbon organic sau azot);

- materie inerta (este reprezentata prin cele 3 geosfere superficiale anorganice; litostera, hidrosfera si atmosfera; intre materia inerta si materia vie nu exista nici un fel de substanta de tranzitie);

- materie bioinerta (este o materie speciala, nici moarta nici vie; nu este o materie vie pentruca nu are proprietatile sistemelor vii, dar nu este nici moarta, adica materie inerta, deoarece este imbibata cu organisme vii (ex. sol, mal, apa freatica, scoarta de eroziune) ;

- materie radioactiva (este alcatuita din radioizotopi = izotopi cu durata limitata de existenta si reprezinta un component natural al biosferei; radiatia ionizanta care se transmite in cursul procesului de dezagregare a radioizotopilor este un factor ecologic deosebit in dinamica biosferei);

- atomi liberi dispersati (pe alocuri, in litosfera se formeaza zacaminte de minereuri metalice alcatuite numai din atomii unor metale, care nu formeaza oxizi sau saruri. Si pe aceste metale pure sunt particole de bacterii);

- pulbere cosmica (exista pe Terra un aflux annual de particole solide de origine cosmica estimat la 1,10 tone, dar schimbul de materie intre biosfera si cosmos este neglijabil; este chiar discutabil daca atomii adusi de meteoriti sunt inclusi in circulatia atomilor elementelor chimice prin biosfera)

- materie organica tehnogena (compusi organici produsi de industria chimica, mai ales pesticidele, sunt integrati in ciclurile materiei din biosfera, ajungand in sol, vegetatie sau fauna;