EKOSYSTEM POWIETRZNY: CHARAKTERYSTYKA, TYPY I ZWIERZĘTA - BIOLOGIA - 2026

Ekosystem antena składa się z wszystkich istot żywych (biotycznych i abiotycznych) (obojętny elementów) czynników, które oddziałują w troposferze. W ścisłym sensie jest to ekosystem przejściowy, ponieważ żaden żywy organizm nie kończy swojego pełnego cyklu życiowego w powietrzu.

Główną cechą abiotyczną ekosystemu powietrznego jest to, że podłożem, w którym się rozwija, jest powietrze. Jest to mieszanina gazów, a zatem podłoże o mniejszej gęstości niż lądowe lub wodne.

Dźwigi (Grus grus) w locie w Hiszpanii. Źródło: Arturo de Frias Marques

Z drugiej strony atmosfera to przestrzeń, w której zachodzą procesy klimatyczne, zwłaszcza opady, wiatry i burze.

Chociaż w powietrzu par excellence dominują ptaki, są też owady i latające ssaki. W innych grupach zwierząt, takich jak ryby i gady, istnieją gatunki zdolne do lotów szybowcowych.

Podobnie rośliny, u których zapylenie jest anemofilne (przez wiatr), wykorzystują ekosystem powietrzny jako środek transportu pyłku. Podobnie wiele roślin rozrzuca swoje owoce lub nasiona w powietrzu.

Charakterystyka ogólna

Ekosystemy powietrzne powstają głównie w dolnej części troposfery, która jest dolną warstwą atmosfery. Warstwa ta osiąga miąższość 16 km na równiku i 7 km na biegunach, z powodu wybrzuszenia od obrotu Ziemi.

Te ekosystemy, w przeciwieństwie do ekosystemów lądowych i wodnych, nie mają stałego składnika biotycznego. Dlatego żaden żywy organizm nie kończy swojego całego cyklu życiowego w tym ekosystemie i nie ma pierwotnych producentów, więc nie jest samowystarczalny.

Ekosystemy powietrzne mają trzy ogólne cechy: podłożem jest powietrze, tam rozwijają się zjawiska klimatyczne, a składnik żywy ma charakter przejściowy.

- Składniki abiotyczne

Wśród abiotycznych składników ekosystemu powietrznego jest powietrze wraz z wchodzącymi w jego skład gazami i zawartą w nim parą wodną. Dodatkowo w zawiesinie znajduje się duża ilość cząstek pyłu.

Powietrze

Jest składnikiem troposfery (dolna warstwa atmosfery), bezpośrednio stykającą się z powierzchnią ziemi. Powietrze składa się głównie z 78,08% azotu i około 21% tlenu oraz CO2 (0,035%) i gazów obojętnych (argon, neon).

Gęstość

Gęstość powietrza maleje wraz z wysokością i temperaturą, co przypisuje ważną różnicę między ekosystemami powietrznymi. W związku z tym na obszarach wysokogórskich powietrze będzie mniej gęste w porównaniu z obszarami na poziomie morza.

Podobnie masy powietrza na obszarach pustynnych zmniejszają się w ciągu dnia (wysokie temperatury) i zwiększają gęstość w nocy (niska temperatura).

Temperatura

Troposfera nagrzewa się od dołu do góry, ponieważ powietrze jest generalnie niewidoczne dla promieniowania ultrafioletowego ze Słońca. Promieniowanie to uderza w powierzchnię Ziemi i ją nagrzewa, powodując, że emituje promieniowanie podczerwone lub ciepło.

Część promieniowania ucieka w przestrzeń kosmiczną, inna jest zatrzymywana przez efekt cieplarniany niektórych gazów w atmosferze (CO2, para wodna).

Temperatura powietrza jest mniej stabilna niż na lądzie i wodzie, zmieniając się wraz z prądami wiatru i wysokością. Wraz ze wzrostem troposfery temperatura spada w tempie 6,5 ° C / km. W górnej części troposfery (tropopauzy) temperatura spada do -55 ºC.

Wilgotność

W ramach cyklu wodnego w fazie ewapotranspiracji do atmosfery wprowadzana jest woda w stanie gazowym lub para wodna. Ilość pary wodnej w powietrzu (wilgotność względna) jest ważną cechą różnych ekosystemów powietrznych.

Wilgotność względna powietrza na obszarach pustynnych wynosi około 20% w południe i 80% w nocy. Podczas gdy w powietrzu w tropikalnym lesie deszczowym wilgotność wynosi 58-65% w południe i 92-86% we wczesnych godzinach porannych.

Wiatry

Prądy powietrzne. Źródło: Oryginalnym przesyłającym była Ellywa z holenderskiej Wikipedii.

Różnice temperatur spowodowane ruchami Ziemi w stosunku do Słońca generują różnice w ciśnieniu atmosferycznym między regionami. To powoduje, że masy powietrza przemieszczają się z obszarów wysokiego ciśnienia do obszarów niskiego ciśnienia, generując wiatry.

Deszcze i burze

Troposfera jest domeną zjawisk klimatologicznych, w tym gromadzenia się chmur pary wodnej. Odparowana woda unosi się wraz z masami gorącego powietrza i po ochłodzeniu kondensuje wokół zawieszonych cząstek, tworząc chmury. Kiedy ładunek skroplonej wody osiągnie punkt krytyczny, pojawia się deszcz.

Burze, huragany, tornada

Innym zaburzeniem, które wpływa na ekosystem powietrzny, są burze, które w niektórych przypadkach przechodzą w huragany z silnymi wiatrami i ulewnymi deszczami. Burze to zjawiska meteorologiczne, które mają miejsce, gdy naprzeciw siebie stoją dwie masy powietrza o różnych temperaturach.

W innych przypadkach powstają tornada, czyli kolumny powietrza wirujące z bardzo dużą prędkością, których wierzchołek styka się z ziemią.

Cząsteczki kurzu

Innym abiotycznym składnikiem ekosystemu powietrznego jest pył (małe cząsteczki materiału w zawiesinie). Wiatry i parowanie przeciągają cząsteczki z powierzchni ziemi i zbiorników wodnych do troposfery.

Pył saharyjski. Źródło: Bank Zdjęć Geologicznych

Na przykład co roku chmura pyłu z afrykańskich pustyń przenosi się do Ameryki. To około setek milionów ton pyłu, który przepływa przez Ocean Atlantycki i jest osadzany w różnych miejscach w Ameryce.

Stężenie pyłu z Sahary w niektórych częściach Ameryki może sięgać od 30 do 50 mikrogramów na metr sześcienny.

- składniki biotyczne

Jak wspomniano, w ekosystemie powietrznym nie ma żywej istoty, która zakończyłaby cały swój cykl biologiczny. Stwierdzono jednak obecność w troposferze dużej różnorodności mikroorganizmów lądowych i morskich.

Bakterie, grzyby i wirusy

Zawieszone bakterie, zarodniki grzybów i wirusy wykryto w próbkach powietrza pobranych przez samoloty NASA. W tym sensie prowadzi się badania w celu ustalenia, czy niektóre gatunki bakterii są zdolne do pełnienia funkcji metabolicznych w tym środowisku.

Bakteria. Źródło: NIAID

Bakterie są przenoszone z powierzchni morza lub przenoszone wraz z pyłem lądowym przez wiatry i wznoszące się masy gorącego powietrza. Bakterie te żyją w cząsteczkach kurzu i zawieszonych kropelkach wody.

Pyłki i zarodniki

Inne żywe składniki, które przechodzą przez ekosystem powietrzny, to ziarna pyłku i zarodniki. Spermatofity (rośliny nasienne) rozmnażają się drogą płciową poprzez połączenie ziarna pyłku i zalążka.

Ziarna pyłku. Źródło: Zakład Mikroskopów Elektronowych Dartmouth College

Aby tak się stało, ziarno pyłku (gameta męska) musi dotrzeć do komórki jajowej (gameta żeńska). Proces ten zachodzi przez wiatr, zwierzęta lub wodę.

W przypadku zapylenia przez wiatr (anemofilne) lub przez zwierzęta latające (zooidiofil) pyłek staje się przejściową częścią ekosystemu powietrznego. To samo dzieje się z zarodnikami, które tworzą strukturę rozmnażania paproci i innych roślin bezpestkowych.

Zwierząt

Istnieje duża liczba zwierząt, które przystosowały się do wejścia w ekosystem powietrzny. Wśród nich są ptaki latające, owady latające, ssaki latające, latające gady, a nawet latające ryby.

Rodzaje ekosystemów powietrznych

Podejścia do środowiska powietrznego jako ekosystemu są rzadkie iw tym sensie nie ma klasyfikacji różnicujących typy ekosystemów powietrznych. Jednak w kontekście troposfery istnieją różnice między regionami, zarówno w wymiarze równoleżnikowym i podłużnym, jak i pionowym.

Strefy podłużne

Ekosystem powietrzny różni się wysokością, ciśnieniem i temperaturą między równikiem a biegunami. W ten sam sposób zmienia się w zależności od tego, czy słup powietrza znajduje się nad lądem, czy nad morzem.

Dlatego żywe istoty, które przechodzą przez ekosystem powietrzny, różnią się w zależności od regionu, w którym znajduje się kolumna powietrza.

Podział na strefy pionowe

W miarę wznoszenia się w troposferze zmieniają się również warunki abiotyczne ekosystemu powietrznego; temperatura spada, podobnie jak gęstość powietrza. Na pierwszych 5000 metrów nad poziomem morza do ekosystemu powietrznego wtargnęły ptaki i niektóre owady.

Z kolei reszta zwierząt wchodzi w interakcje w tym ekosystemie tylko na wysokości koron drzew. Ponadto w ekosystemie powietrznym powyżej 5000 m npm można znaleźć bakterie i zarodniki grzybów.

Jednocześnie ujawnia się podział na strefy terytorialne, w którym stwierdzono, że gatunki bakterii lądowych dominują na lądzie i na morzu.

Zwierzęta ekosystemu powietrznego

Istnieją różne grupy zwierząt, które potrafią latać lub przynajmniej szybować, aby wyruszyć w powietrze. Chociaż niektóre mogą latać nawet miesiącami, wszyscy muszą w pewnym momencie opuścić ten ekosystem, aby się odżywiać, odpoczywać lub rozmnażać.

- Ptaki

Na świecie występuje około 18 000 gatunków ptaków, z których większość potrafi latać. Ptaki nie tylko poruszają się w powietrzu, wiele z nich poluje na zdobycz w locie, a nawet wypełnia część swojego cyklu rozrodczego.

King Swift (

Gatunek ten może utrzymywać się w locie przez miesiące i według przeprowadzonych badań może przebywać w powietrzu do 200 nieprzerwanych dni.

King Swift (Tachymarptis melba) w locie. Źródło: Birdwatching Barcelona

Wciąż trwają badania mające na celu ustalenie, w jaki sposób ten ptak udaje się pozostawać w powietrzu tak długo, a zwłaszcza jeśli jest w stanie spać w locie. Szybki król nie musi zatrzymywać się, aby jeść, ponieważ żywi się owadami, które łapie w locie.

Albatros (Diomedeidae)

Albatros. Źródło: Duncan Wright

To rodzina ptaków morskich bardzo wydajnych w lotach szybowcowych, które są szeroko rozpowszechnione na całym świecie. Wśród jej gatunków jest albatros wędrowny (Diomedea exulans), który osiąga średnią rozpiętość skrzydeł 3 m.

Albatrosy szarogłowe (Thalassarche chrysostoma) latają 950 km dziennie z południowej Gruzji, okrążając Antarktydę. Podróż tym ptakom trwa 46 dni.

- Owady

Owady to największa istniejąca grupa zwierząt, zarówno pod względem gatunku, jak i wielkości populacji. Leci wiele gatunków owadów, w tym pszczoły, osy, muchy, komary, chrząszcze, homary i inne.

Pszczoła (Anthophila)

Pszczoła odwiedzająca kwiat (Źródło: pixabay.com/)

Pszczoły są bardzo cenionymi owadami ze względu na produkcję miodu i rolę w zapylaniu roślin. Najpopularniejszym gatunkiem w pszczelarstwie (produkcja miodu) jest Apis mellifera.

Są owadami społecznymi i pracownicy nieustannie podróżują na duże odległości w poszukiwaniu pyłków i nektaru. Gatunki pszczół mają różne zasięgi lotu, czyli maksymalny dystans, z którego udaje im się wrócić do gniazda.

W Melipona sp. maksymalna zarejestrowana odległość wynosi 2,1 km, podczas gdy Bombus terrestris 9,8 km, a Apis mellifera 13,5 km. Jednak maksimum odnotowane to 23 km, osiągnięte przez gatunek Euplusia surinamensis.

Homar (Acrididae)

Ta rodzina owadów obejmuje około 7 000 gatunków wędrownych, które ostatecznie tworzą ogromne populacje i stają się szkodnikami. Przemierzają wiele kilometrów w dużych rojach, pożerając plony i inne rośliny, które napotkają na swojej drodze.

- Ssaki

Wśród ssaków, które dostają się do ekosystemu powietrznego, wyróżniają się nietoperze (Chiroptera). To jedyne ssaki, które wykonują aktywny lot (pod wpływem impulsu skrzydeł).

Istnieją inne pasywne ssaki latające lub szybujące, takie jak latająca wiewiórka syberyjska (Pteromys volans) lub wiewiórka środkowoamerykańska (Glaucomys volans).

Wśród gryzoni są również szybowce, takie jak te z rodzaju Idiurus oraz inne grupy, takie jak dermoptera lub colugos (ssaki łożyskowe) i petaury (torbacze).

- Gady

Niektóre gatunki azjatyckie, które rozwinęły zdolność do ucieczki przez powietrzny ekosystem. Robią to, wyskakując z drzew i spłaszczając swoje ciało do dwukrotnej normalnej szerokości i udaje im się szybować nawet lepiej niż latające wiewiórki.

- Ryby

Istnieje grupa tak zwanych ryb latających (Exocoetidae), które mogą tymczasowo przedostawać się do ekosystemu powietrznego, aby uciec przed drapieżnikami. Jest to około 70 gatunków, które mają odpowiednie płetwy ogonowe, aby wyrzucić je z wody.

Ryba latająca (Cheilopogon melanurus). Źródło: Patrick Coin (Patrick Coin)

Z tego pędu ryby te mogą szybować na odległość około 50 m, osiągając prędkość do 60 km / h. Ta zdolność szybowania jest dzięki ich niezwykle dużym płetwom piersiowym.

Bibliografia

1. Calow, P. (red.) (1998). Encyklopedia ekologii i zarządzania środowiskowego.
2. Greensmith, A. (1994). Ptaki świata. Wydania Omega.
3. Ludwig-Jiménez, LP (2006). Obserwacja zasięgu lotu Bombus atratus (Hymenoptera: Apidae) w środowisku miejskim. Biologiczny rekord Kolumbii.
4. Lutgens, FK, Tarbuck, EJ, Herman, R. i Tasa, DG (2018). Atmosfera. Wprowadzenie do meteorologii.
5. Margalef, R. (1974). Ekologia. Wydania Omega.
6. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH and Heller, HC (2001). Życie. Nauka o biologii.