Sisteme biologice

SISTEME BIOLOGICE

1. Semnificatia conceptului de sistem in eco­logie

Si substanta vie, ca intregul univers, este organizata in sisteme.

Conceptul de “sistem” reprezinta ansamblul de elemente, identice sau diferite, aflate in interactiune, constituind un intreg organizat. Exemple: sistemul solar, organismul viu, sis­temul de lucrare a solului etc.

Elementele care compun sistemul pot fi obiecte (exemplu: planetele in sistemul solar), fenomene, simboluri, elemente teh­nologice.

In sistemul biologic elementele componente ale sistemului sunt: atomii, moleculele, celulele, tesuturile, organele, organismele, po­pulatiile etc.

Conform conceptiei sistemice, intreaga materie vie sau nevie, este organizata in sisteme ierarhizate si in interactiune: orice sistem este alcatuit din subsisteme si, la randul sau, este o parte (un subsistem) in cadrul unui sistem mai cuprinza­tor.

Clasificarea sistemelor

In univers materia apare sub forma de substanta si energie.

Substanta este alcatuita din molecule si atomi fiind in acelasi timp si purtatorul material al energiei.

Toate sistemele sunt grupate in 3 clase dupa comportarea lor in schimbul de substanta si energie cu mediul.

Sistemele izolate – nu schimba cu mediul materie nici sub forma de substanta si nici sub forma de energie. Sunt sisteme realizate numai teoretic pentru experiente conceptuale asupra transformarilor fizice ale materiei in conditii de stare nein­fluentata prin variatiile mediului.

La sistemele izolate, energia totala a sistemului reprezinta o valoare cons­tanta. Starea de invariabilitate cea mai probabila a unui ase­menea sistem se realizeaza cu valoare maxima a entropiei. Ex.: o fiola inchisa ermetic si introdusa intr-un bloc de plumb cu pereti foarte grosi.

Sistemele inchise – schimba cu mediul materie numai sub forma de energie. De exemplu: un vas cu apa, inchis ermetic, cedeaza sau primeste caldura mediului inconjurator. In natura nu se gasesc sisteme absolut inchise.

Sisteme deschise – schimba cu mediul materie si sub for­ma de energie si sub forma de substanta. Ecosistemele, de exemplu, un lac de campie, un tarm de mare, un recif de coralieri, o padure, sunt sisteme deschise.

3. Sisteme studiate de ecologie

Orice sistem este alcatuit din sub­sisteme si face parte dintr-un sistem mai vast.

Dintre sistemele studiate de ecologie mentionam:

Organismul sau individul  care reprezinta un mod fundamental de organizare a materiei vii si are ca lege specifica METABOLISMUL (anabolism si catabolism), functie esentiala a indivizilor.

Populatia

Populatia reprezinta totalitatea indivizilor din aceeasi specie, care traiesc pe un teritoriu bine delimitat si este treapta cea mai simpla de organizare a sistemelor vii supraindividuala (merii dintr-o plantatie; toate insectele de Anthonomus pomorum din plantatia respectiva).

Biotopul

E.P.Odum (1971) a definit biotopul, locul (spatiul) de trai al unui organism sau al unei comunitati. Ele mentele componente ale biotopului provin si apartin litosferei, hidrosferei si atmosferei. Particularitatile fiecarui biotop conditioneaza existenta unui anumit tip de biocenoza.

Biocenoza.

Termenul de biocenoza (lb.greaca, bios=viata;koinos=comun) reprezinta un sistem (grupare) de indivizi biologici din dife­rite specii atasati unui anumit biotop. Exemplu de biocenoza intr-o plantatie de mar: populatie de meri, o populatie de A. pomorum (gargarita florilor de mar), o populatie de V. inaequalis (rapan), o populatie de Sonchus arvensis (buruiana anuala) etc.. Toate acestea alcatuiesc biocenoza din livada respectiva.

In cadrul biocenozei, speciile formeaza conexiuni elemen­tare binare (intre doua specii) numite biosisteme. De exemplu, planta de mar – A. pomorum

Un loc central in structura biocenozei il ocupa fitocenoza.

Exprimarea unor raporturi cantitative precum si stabili­rea relatiilor de grupare dintre speciile unei fitocenoze, poa­te fi facuta prin folosirea unor indici. Acesti indici pot ca­racteriza fitocenozele din punct de vedere cantitativ (abunden­ta, dominanta, sociabilitatea, frecventa) dar si calitativ (stratificarea, vitalitatea, periodicitatea).

Ecosistemul

Ecosistemul este unitatea ecologica ce cuprinde biocenoza si biotopul. Ecosistemele sunt sisteme dinamice ale biosferei in care speciile sunt producatoare si consumatoare, intre ele stabilindu-se relatii sub forma de lanturi si retele trofice.

Ecosistemele sunt unitati functionale ale biosferei in care viata si me­diul sunt inseparabil reunite intr-un spatiu restrans. Ecosis­temul integreaza intr-un tot unitar biocenoza (componenta vie) si biotopul (componenta nevie). De exemplu, o padure, un parc, o cultura agricola sunt ecosisteme alcatuite din biocenoza (plantele si animalele) si biotop (spatiul ocupat de biocenoze­le respective).

Ecosistemul poseda o definita structura interna si un ci­clu intern al materiei, un ciclu biogeochimic local.

0 baltoaca temporara cu apa de ploaie in padure nu este un ecosistem, fiindca nu poseda un ciclu biogeochimic propriu ci numai o parte din ciclul biogeochimic local al ecosistemu­lui de padure. Baltoaca nu este ecosistem deoarece este impiedi­cata formarea unor conexiuni stabile intre vietuitoare si mediu.

Biosfera

In sens strict biologic biosfera cuprinde numai invelisul vitalizat al Pamantului, adica numai partea crustei terestre locuita de organisme; altfel spus, biosfera cuprinde totalita­tea ecosistemelor de pe Pamant.

Biosfera se extinde in spatiu pana unde se gasesc substante biogene (materiale rezultate prin activitatea, biogeochimica a organismelor). Ea se intinde cativa metri in profunzimea solului si cateva mii de metri in atmosfera, mari si oceane.

Biosfera cuprinde reprezentantii regnului vegetal cu aproximativ 300 mii specii si regnul animal cu aproximativ 1.385.000 specii. In regnul vegetal se remarca numarul mare al angiospermelor iar in regnul animal numarul mare al artopodelor (increngatura de nevertebrate – insecte, acarieni). In ecologie se utilizeaza tot mai frecvent termenul de ecosfera.