اکوسیستم

اکوسیستم یا بوم سازگان[ ۲] ( انگلیسی: Ecosystem ) به معنی یک اجتماع بوم شناسی عناصر اجزای زنده و اجزای غیرزنده و تعامل آن ها با یکدیگر در محیط های تعریف شده است. [ ۳] یک اکوسیستم جامعه ای از ارگان های زنده نظیر گیاهان، حیوانات و میکروب ها در تقابل با اجزا غیر زنده محیط مانند هوا، آب و خاک است که با یکدیگر برهم کنش دارند. جاندارانی که در یک اکوسیستم زندگی می کنند به سه دسته تقسیم می شود: تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کنندگان. [ ۴]
اصطلاح اکوسیستم برای نخستین بار در سال ۱۹۳۵ در نشریه ای توسط آرتور تانزلی، بوم شناس انگلیسی استفاده شد. [ ۵] وی بعداً این اصطلاح را تصحیح کرد و آن را چنین توصیف کرد: «کل سیستم، … نه تنها از مجموعه موجودات زنده، بلکه مجموعه تمام عوامل فیزیکی تشکیل دهنده آنچه ما محیط می نامیم». [ ۶] تانزلی اکوسیستم ها را نه فقط به عنوان واحدهای طبیعی بلکه به عنوان «ایزوله های ذهنی» در نظر می گرفت. [ ۷] تانزلی بعداً با استفاده از اصطلاح بومگاه دامنه مکانی اکوسیستم ها را تعریف کرد. [ ۸]
جی اِولین هاچینسون ( انگلیسی: J . Evelyn Hutchinson، ) آبگیرشناس معاصر تانزلی، نظرات چارلز التون در مورد بوم شناسی تغذیه ای و نظرات ولادیمیر ورنادسکی، ژئوشیمیست روسی را ترکیب کرد. در نتیجه، وی پیشنهاد کرد که حضور مواد معدنی مغذی در یک دریاچه شکوفایی جلبک را محدود می کند. این امر، به نوبه خود، میزان فراوانی جانورانی را که از جلبک ها تغذیه می کنند، محدود می کند. ریموند لیندمن این ایده ها را بیشتر پیش برد و پیشنهاد کرد که جریان انرژی در یک دریاچه محرک اصلی اکوسیستم است. [ ۹]
اکوسیستم ها توسط عوامل خارجی و داخلی کنترل می شوند. به عوامل بیرونی، عوامل دولتی نیز گفته می شود. آب وهوا از جمله مهم ترین عوامل بیرونی است که تحت تأثیر اکوسیستم نیستند، اما ساختار کلی یک اکوسیستم و نحوه کار در آن را کنترل می کنند، آب وهوا عامل حیاتی که اکوسیستم در آن تعبیه شده است را تعیین می کنند. الگوهای بارندگی و دمای فصلی بر فتوسنتز تأثیر می گذارد و در نتیجه مقدار آب و انرژی موجود در اکوسیستم را تعیین می کنند. [ ۱۰] [ ۱۱]

اِکوسیستِم (ecosystem)
اِکوسیستِم
در بوم شناسی، واحدی یکپارچه، متشکل از اجتماع موجودات زنده (باکتری ها، جانوران، و گیاهان) و محیط زیست طبیعی (هوا، خاک، آب، و اقلیم) که زیستگاه آن موجودات به شمار می آید. یکایک موجودات زنده باهم و با محیط زیست یا زیستگاه شان، در قالب یک رشته روابط کنش و واکنش می کنند که به جریان انرژی و مواد غذایی در آن سیستم وابسته است. این روابط معمولاً پیچیده و به خوبی در حال تعادل اند و از لحاظ نظری، اکوسیستم های طبیعی خود بسنده اند. اما تغییرات عمده در یک اکوسیستم، از قبیل تغییر اقلیم، افزایش بیش از حدّ جمعیت، یا حذف یک گونه ممکن است ثبات سیستم را تهدید کند و به تخریب و نابودی آن بینجامد. مثلاً، حذف یک شکارگر گوشت خوارِ مهم ممکن است از طریق فزون چرایی علف خواران به نابودی اکوسیستم منجر شود.زنجیره های غذایی. یکی از جنبه های عمدۀ هر اکوسیستم تنوع زیستی آن است. اعضای اکوسیستم معمولاً به یکی از این دو دسته تعلق دارند: تولیدکنندگانیا اعضایی که می توانند انرژی را به غذا تبدیل کنند، و مصرف کنندگانیا آن هایی که برای تأمین نیازهایشان به تولیدکنندگان وابسته اند. به این ترتیب، گیاهان، در مقام تولیدکننده، انرژی خورشید را طی فرآیند نورساخت (فتوسنتز)می گیرند و مواد غذایی را از خاک و آب جذب می کنند. این ذخیره های انرژی و مواد غذایی سپس در دسترس مصرف کنندگان قرار می گیرد. مثلاً، انرژی و مواد غذایی از طریق علف خواران، که گیاهان را می خورند، به گوشت خواران، که علف خواران را می خورند، منتقل می شود. توالی و ترتیبی که انرژی و مواد غذایی طی آن از سیستم عبور می کنند زنجیرۀ غذایی۴ نام دارد و سطوح انرژی در داخل زنجیرۀ غذایی را سطوح غذایی می گویند.
تنوع سیستم. اکوسیستم ها را می توان در مقیاس ها یا سطوح مختلف، از درشت سیستم ها (بزرگ مقیاس) تا ریزسیستم ها (مقیاس محلی) شناسایی کرد. مثلاً، اکوسیستم جهان (بوم سپهر) متشکل از تمامی صُوَر، اشکال طبیعی کرۀ زمین ـ خشکی، اقیانوس ها، و جوّ پوشای (زمین سپهر) آن و همۀ موجودات زنده ای است که روی زمین زندگی می کنند (زیست کره)؛ در مقیاسی کوچک تر، اکوسیستمِ یک برکۀ آب شیرین، گیاهان و جانورانی که در برکه زندگی می کنند، آب برکه و همۀ مواد حل شده یا معلق در آب، همراه با سنگ ها، گِل، و مادۀ پوسیده و روبه فساد کف آبگیر، را شامل می شود. به این ترتیب، اکوسیستم ها می توانند شامل سیستم های کوچک تر و خود جزئی از اکوسیستم های بزرگ تر باشند.
تعادل و توالی. اِی جی تنسلی، بوم شناس بریتانیایی، برای نخستین بار در ۱۹۳۵ اصطلاح اکوسیستم را وضع کرد که به اجتماعی از موجودات زندۀ وابسته به هم با روابطی پویا بین سطوح مصرف کننده اشاره داشت که می توانند بدون دگرگون کردن مشخصه های اولیه سیستم به تغییرات پاسخ دهند. مثلاً، تغییرات چرخه ای در جمعیت ها که از اجزای بنیادین اکثر اکوسیستم ها به حساب می آیند گاهی ممکن است به افت وخیزهای پردامنه ای در تعداد یک گونه بینجامند، اما به علت وابستگی متقابل همۀ این اجزاء، هر تغییری در یک جزء از ماهیّت این اجتماع منجر به بروز واکنش در سایر اجزای آن خواهد شد. در اکثر موارد، این واکنش ها در جهت بازگردان تعادل یا توازن طبیعت عمل می کنند، اما گاه گاه تغییر یا اختلال و بی نظمی کلی چندان شدید است که موازنۀ سیستم را به نحو برگشت ناپذیری دگرگون کرده و منجربه جایگزینی یک اکوسیستم به جای اکوسیستم دیگر می شود. در شرایطی که این جایگزینی به منزلۀ فرآیندی طبیعی پیش می آید، مانند کلونی سازی موجودات زنده بر روی یک صخرۀ خشک، یا تبدیل جنگل به علفزار درنتیجۀ آتش سوزی ناشی از آذرخش، این روند را توسعۀ اکوسیستم یا توالی بوم شناختی می گویند.
ظرفیت زیست محیطی. حداکثر تعداد موجودات زنده ای که یک محیط زیست خاص بتواند تحمّل کند، ظرفیت زیست محیطی نامیده می شود. اگر میزان ازدیاد جمعیت فراتر از ظرفیت زیست محیطی یک اکوسیستم باشد، منابع ناکافی خواهند بود و یک یا چندگونه از بین خواهند رفت تا مجدداً تعادل، یا موازنۀ طبیعت، برقرار شود. به همین ترتیب، اگر تعداد گونه ها در یک محیط زیست از ظرفیت آن کمتر باشد، جمعیت موجود در اکوسیستم روبه فزونی می گذارد تا با منابع موجود به موازنه درآید. دخالت انسان غالباً به ایجاد اختلال در ظرفیت زیست محیطی یک ناحیه می انجامد. چراندن بی رویه حیوانات در علفزار یا کشتار بیش از حد یک گونه یا واردکردن گونه های غیربومی به یک ناحیه از آن جمله اند.
خطر انسانی. زیست کره یا بوم کره لایه ای برهم کنشی است که عناصر جوّ، آب کره، و سنگ کره در آن می آمیزند و دربرگیرندۀ چرخه های طبیعی مانند چرخه های کربن، نیتروژن (ازت)، و چرخه های آب شناختی است. دخالت آدمی در سیستم های طبیعی زمین، که با گذار جامعۀ انسانی از جماعت های چادرنشین شکارگر و گردآورندۀ خوراک به اجتماع های کشاورزِ یکجانشین آغاز شد، در قرن های ۱۸ و ۱۹ با وقوع انقلاب کشاورزی و انقلاب صنعتی شتاب یافت. انقلاب فناوری در قرن ۲۰، با برنامه های صنعتی شدن و شهرنشینی و نیز فعالیت های کشاورزی فشرده آن، به تهدیدی عمده تبدیل شده و به اکوسیستم های کرۀ زمین در همۀ سطوح آسیب وارد آورد.
فرضیۀ گایا. نظریۀ کرۀ زمین به منزلۀ تک موجودی زنده، یا تک اکوسیستم، از جانب جیمز لاولاک، دانشمند انگلیسی، در نیمۀ دهۀ ۱۹۶۰ بیان شد. او در آن زمان دربارۀ امکان وجود حیات در مریخ در چارچوب برنامۀ فضایی ناسا تحقیق می کرد. فرضیۀ گایا، که نامش از الهه ای از یونان باستان گرفته شده است، سیارۀ زمین را همچون سیستمی خودتنظیم می نگرد که در آن تک تک عناصر در رابطه ای نمادین در کنار یکدیگر همزیستی می کنند. لاولاک در روند پرداختن به این فرضیه دریافت که آسیب هایی که انسان بر بسیاری از اکوسیستم های کرۀ زمین وارد آورده است، موجودیت خود این سیّاره را تهدید می کند. آثار این اختلال هم اکنون در تغییر چشم اندازها و اقلیم های تقریباً همۀ نواحی یا زیست بوم های این سیّاره خود را نشان می دهد. این تغییرات را می توان در جنگل زدایی منطقۀ ساحل در افریقا، پایین آمدن سطح آب دریاچۀ آرال در آسیای مرکزی، نابودی جنگل های بارانی استوایی، و ایجاد حفره در لایۀ اُزون برفراز شمالگان و جنوبگان به دلیل آلودگی جو با گازهای گلخانه ای مشاهده کرد. این گازها عبارت اند از دی اکسید کربن و گوگرد ناشی از سوختن سوخت های فسیلی، و ترکیب های کلروفلوئوروکربن (سی اف سی ها) که مادّۀ مولد فشار در افشانه ها و مادّۀ سردکننده اند. نازک شدن لایۀ محافظ اُزون پیرامون کرۀ زمین، و درنتیجه بروز خطر گرمایش جهانی، بر وظیفۀ اصلی جریان انرژی در درون هر اکوسیستم این سیّاره، از موجودات ذره بینی تا خود بوم کره تأثیر می گذارد.کهن ترین اکوسیستم. در ۱۹۹۹، دیرین شناسان در غرب استرالیا، در نزدیکی شهرک ماربل بار، در ۱۲۰۰ کیلومتری پِرت، شاهدی از آنچه تصور می شود قدیمی ترین اکوسیستم جهان است کشف کردند. این شاهد یا مدرک عبارت است از استروماتولیت های سنگواره شده ای که برای آن ها عمر۳.۴۶میلیارد ساله تعیین شده است.