BRAK RÓWNOWAGI EKOLOGICZNEJ: PRZYCZYNY, KONSEKWENCJE I ZAPOBIEGANIE - BIOLOGIA - 2026

Brak równowagi ekologicznej jest definiowana jako stan, obserwowanej w społecznościach ekologicznych lub ekosystemach, że dom, w którym skład i liczebność gatunków jest niestabilny w nieskończoność.

Na teorię ekologiczną duży wpływ wywarło pojęcie rywalizacji między gatunkami o zasoby, a także założenie, że populacje i zbiorowiska przeważnie występują w środowiskach nasyconych osobnikami i gatunkami, w warunkach równowagi.

Źródło: pixabay.com

Jednak obecnie wiadomo, że we wszystkich rodzajach organizmów powszechne jest, że konkurencja nie jest decydująca lub że populacje i społeczności podlegają nieregularnym i silnym fluktuacjom. To powoduje, że istnieją ekosystemy niestabilne nawet naturalnie, a więc niezrównoważone ekologicznie.

Doprowadziło to do rosnącego zainteresowania, zarówno z teoretycznego, jak i praktycznego punktu widzenia, kwestią niestabilności ekologicznej.

Przyczyny

Nierównowaga ekologiczna może wynikać z niezdolności społeczności ekologicznych do osiągnięcia stabilnego stanu (homeostazy) poprzez konkurencyjne interakcje determinujące sukcesję ekologiczną.

W tych przypadkach, po wystąpieniu zaburzeń, zmiany w składzie i liczebności gatunków w zbiorowisku nie mają charakteru kierunkowego; to znaczy, wspólnota nie przechodzi przez określone etapy sukcesji, a zatem nie osiąga końcowego stabilnego etapu sukcesji, czyli kulminacji ekologicznej.

Jeśli gatunki tworzące społeczność nie mogą utrzymać względnie stałej liczebności populacji, generowane są sytuacje braku równowagi ekologicznej. Często zaangażowane gatunki to obce organizmy wprowadzone przez ludzi, które stają się dominujące w najeżdżanych społecznościach.

Organizmy obce zostały oddzielone od swoich konkurentów i naturalnych patogenów obecnych w ich regionach pochodzenia, więc ich liczebność nie jest ograniczona przez interakcje z gatunkami rodzimymi.

Gdy przyczyną nierównowagi ekologicznej są gatunki rodzime, których liczebność nie jest ograniczona przez inne gatunki, przyczyną są zwykle stochastyczne lub asynchroniczne oscylacje czynników biotycznych i abiotycznych, często słabo poznane, które zmieniają skład i liczebność tych gatunków.

Czynniki

Podobnie jak równowaga ekologiczna, na nierównowagę ekologiczną wpływają zewnętrzne zakłócenia, które powodują zmiany w składzie gatunkowym i liczebności. Te zewnętrzne zakłócenia mogą być pochodzenia naturalnego lub ludzkiego.

Jednak w przypadku nierównowagi ekologicznej zakłócenia zewnętrzne, mające bardziej zmienne średnie i warianty większe niż równowaga, mają tak silny wpływ, że powodują, iż wzrost populacji niektórych gatunków jest niezależny od ich zagęszczenia.

Konkurencyjne interakcje nie są w stanie przeciwdziałać skutkom takich zewnętrznych wstrząsów.

Innym czynnikiem, w tym przypadku całkowicie biotycznym, który może powodować zachwianie równowagi ekologicznej, jest długowieczność niektórych gatunków, rodzimych lub obcych. To sprawia, że ​​ich konkurencyjne wypieranie przez gatunki należące do bardziej zaawansowanych stadiów sukcesyjnych jest bardzo powolne, powodując opóźnienie w pojawieniu się punktu kulminacyjnego ekologicznego.

Opóźnienie, które może trwać ponad sto, a nawet tysiąc lat, dotyczy głównie zbiorowisk roślinnych, zarówno naturalnych, np. Lasów tropikalnych, jak i sztucznych, np. Muraw.

Częstotliwość w przyrodzie

Niektórzy autorzy, których poglądy są często wyolbrzymywane przez media, głoszą, że popularna koncepcja równowagi ekologicznej, czyli „równowagi natury”, straciła na ważności i została zastąpiona koncepcją nierównowagi ekologicznej, zgodnie z którą typowym stanem ekosystemów jest niestabilność.

W zależności od cech ekologicznych gatunków, które je tworzą, naturalne zbiorowiska można uporządkować w ciągłej kolejności, począwszy od tych o losowo określonym składzie i niskim poziomie równowagi ekologicznej, do zbiorowisk o bardzo deterministycznym składzie i wysokim poziomie równowagi. ekologiczny.

Gatunki o niskiej mobilności i małej liczebności populacji, takie jak niektóre rośliny, zwierzęta siedzące i pasożyty zewnętrzne, podlegają niższej konkurencji niż duże gatunki o dużej mobilności i gęstej populacji, takie jak duże ssaki, ptaki i owady latający.

Konsekwencje

Gdy nierównowaga ekologiczna jest bezpośrednio spowodowana działalnością człowieka, prowadzi do degradacji siedlisk, strat ekonomicznych i obniżenia jakości środowiska.

Gdy jest to spowodowane obecnością obcych organizmów, na ogół wprowadzanych przez człowieka, konsekwencje środowiskowe i ekonomiczne mogą być bardzo negatywne. Na przykład:

1) Przewagę konkurują z gatunkami rodzimymi, powodując ich wypieranie lub wyginięcie.

2) Zmieniają cykle drapieżnik / ofiara ze szkodą dla gatunków rodzimych.

3) Ze względu na niekontrolowany wzrost populacji mogą powodować degradację siedlisk, która jest szkodliwa dla rolnictwa, zwierząt gospodarskich i gatunków rodzimych.

4) Kiedy wprowadzone gatunki są nosicielami pasożytów lub organizmów chorobotwórczych, powodują epidemie, które mogą mieć wpływ na ludzi, ich zwierzęta domowe i rośliny oraz rodzimą florę i faunę.

5) Warunki nierównowagi mogą być bardzo długotrwałe, więc jeśli jest to możliwe, odzyskanie różnorodności biologicznej równoważnej z oryginałem może zająć bardzo długi czas ewolucyjny.

Brak równowagi i różnorodność biologiczna

Brak równowagi ekologicznej spowodowany działalnością człowieka prawie zawsze ma szkodliwy wpływ na bioróżnorodność zaatakowanego ekosystemu. Może nawet spowodować całkowite wyginięcie gatunków.

Gdy brak równowagi ekologicznej jest naturalną własnością społeczności lub ekosystemów, nie tylko nie ma negatywnych konsekwencji, ale może pomóc w utrzymaniu większej różnorodności.

Na przykład wiadomo, że w społecznościach lądowych i wodnych, takich jak tropikalne lasy deszczowe lub lasy wodorostów, brak równowagi spowodowany częstymi i stosunkowo silnymi zaburzeniami naturalnymi, takimi jak upadek z drzewa, umożliwia przetrwanie konkurencyjnie gorszym gatunkom.

Te podrzędne konkurencyjnie gatunki w warunkach równowagi, na przykład rośliny we wczesnych stadiach sukcesyjnych, pozwalają na istnienie gatunków do nich przystosowanych, takich jak zwierzęta roślinożerne, nektarożerne i owocożerne.

Zakłady te stwarzają również warunki środowiskowe niezbędne do tworzenia bardziej konkurencyjnych zakładów.

Brak równowagi i czas ewolucyjny

Istnieją dowody na równowagę ekologiczną na wszystkich poziomach, w czasie i przestrzeni. Na przykład społeczności ptaków na wyspach i niektóre społeczności owadów zwykle żyją w pozornych warunkach dynamicznej równowagi.

Jednak na wszystkich tych poziomach okresy stabilności często występują naprzemiennie z jeszcze dłuższymi okresami niestabilności. Na poziomie populacji wysoka częstotliwość zaburzeń środowiskowych oznacza, że ​​wiele gatunków nie żyje w równowadze ekologicznej przez większość czasu: ich przywrócenie może zająć lata.

Na poziomie społeczności istnienie pustych nisz często determinuje brak konkurencji, a zatem gatunki nie żyją w równowadze ekologicznej.

W czasie ewolucji istnienie dużej liczby pustych nisz spowodowanych masowym wymieraniem i obecnością rozległych siedlisk, które nie zostały jeszcze skolonizowane, doprowadziło do trwałej konfiguracji zupełnie nowych społeczności i ekosystemów. Doprowadziło to do wzrostu różnorodności biologicznej.

Przykłady

W Rothamsted w Anglii pewne zbiorowiska roślinne nie osiągnęły równowagi ekologicznej od ponad stu lat. Powodem jest to, że większość gatunków, które osiedlają się po zaburzeniach środowiskowych, jest wieloletnich i bardzo długowiecznych dzięki rozmnażaniu klonów przez tkanki podziemne.

W Afryce Południowej sosny posadzone prawie dwieście lat temu z nasionami pochodzącymi z podobnych klimatycznie środowisk na półkuli północnej nie są atakowane przez owady roślinożerne i rodzime patogeny. W tych warunkach nie żyją w równowadze ekologicznej z rodzimymi roślinami, które są atakowane przez tych wrogów.

W 1932 r. Na szkocką wyspę Hirta (638 ha) sprowadzono 107 owiec bez populacji ludzkiej. W latach 1948, 1961–1967 i 1985–1990 liczba owiec wahała się między 600 a 1600. Obfitość paszy pozwala na rozmnażanie owiec w okresie letnim. Głód zabija ich zimą. Sezonowość klimatyczna uniemożliwia osiągnięcie równowagi ekologicznej.

Podobnie na australijskim pustkowiu populacje kangurów rudych, pomimo ciągłego rozmnażania, podlegają dużym fluktuacjom spowodowanym zmiennością opadów. Susze, nieprzewidywalne w czasie, uniemożliwiają osiągnięcie równowagi ekologicznej, powodując wysoką śmiertelność tych ssaków.

Jak tego uniknąć lub jak utrzymać?

W celu zachowania różnorodności biologicznej, promowania zrównoważonego rozwoju i utrzymania jakości środowiska, ogólnie rzecz biorąc, idealnym rozwiązaniem byłaby jak najmniejsza zmiana stanu równowagi ekologicznej lub braku równowagi w przyrodzie.

Ludzkość charakteryzuje się tworzeniem i utrzymywaniem rozległych sztucznych ekosystemów pozbawionych równowagi ekologicznej. W tych ekosystemach składniki biotyczne zostały określone przez ludzi do określonych celów, takich jak produkcja rolna i hodowlana.

Obszary zajmowane przez monokultury rolnicze lub pastwiska dla bydła i obsadzone roślinami należą do najbardziej ekstremalnych przykładów środowisk o nierównej równowadze ekologicznej, jakie znała planeta.

Nieustanny wzrost populacji ludzkiej wymaga ekspansji sztucznych ekosystemów ze szkodą dla świata przyrody. Dlatego zasugerowano, że konieczne jest ograniczenie tego wzrostu poprzez edukację i dobrowolne planowanie rodziny.

Innymi zalecanymi środkami byłoby ograniczenie marnotrawienia żywności i promowanie spożywania żywności pochodzenia roślinnego zamiast zwierzęcego, ponieważ na jednostkę masy wyprodukowanej żywności rolnictwo wymaga mniej miejsca niż hodowla.

Bibliografia

1. Blonder, B., Nogues-Bravo, D., Borregaard, MK, Donoghue, JC, Jørgensen, PM, Kraft, NJB, Lessard, J.-P., Morueta-Holme, N., Sandel, B., Svenning, J.-C., Violle, C., Rahbek, C., Enquist, BJ 2015. Powiązanie filtrowania środowiskowego i nierównowagi z biogeografią z ramami klimatycznymi społeczności. Ecology, 96, 972–985.
2. Crois, CJ, Burgess, TI, Le Roux, JJ, Richardson, DM, Slippers, B., Wingfield, MJ 2017. Nierównowaga ekologiczna powoduje gromadzenie się szkodników i patogenów w drzewach obcych. Zakłady AoB, 9 (1).
3. Cuddington, K. 2001. Metafora „równowagi przyrody” i równowaga w ekologii populacji. Biology and Philosophy, 16, 463–479.
4. DeAngelis, DL, Waterhouse, JC 1987. Koncepcje równowagi i nierównowagi w modelach ekologicznych. Ecological Monographs, 57, 1–21.
5. Grimm, V., Schmidt, E., Wissel, C. 1992. O zastosowaniu koncepcji stabilności w ekologii. Modelowanie ekologiczne, 63, 143–161.
6. Looman, J. 1976. Równowaga biologiczna w ekosystemach 1. teoria równowagi biologicznej. Folia Geobotanica et Phytotaxonomica, 10, 337–448.
7. Olszewski, TD 2012. Utrzymywanie się dużej różnorodności w ekosystemach nierównowagowych: implikacje dla nowoczesnych i kopalnych ekosystemów. Proceedings of the Royal Society B, 279, 230–236.
8. Pianka, ER 1978. Ekologia ewolucyjna. Harper & Row, Nowy Jork.
9. Ripple, WJ, Wolf, C., Newsome, TM, Galetti, M., Alamgir, M., Crist, E., Mahmoud, MI, Laurance, WF i 15364 naukowców ze 184 krajów. 2017. Ostrzeżenie światowych naukowców dla ludzkości: drugie ostrzeżenie. BioScience, 67, 1026–1028.
10. Rohde, K. 2005. Ekologia nonquilibrium. Cambridge University Press, Cambridge.