Էկոլոգիա #8. Էկոհամակարգերի հիմնախնդիրը

Էկոհամակարգը բիոտիկ (կենդանի օրգանիզմներ) և աբիոտիկ միջավայրերի ամբողջությունն է, որոնց փոխհարաբերության ժամանակ տեղի է ունենում համարյա լրիվ բիոտիկ շրջապտույտ, որին մասնակցում են պրոդուցենտները, կոնսումենտները և ռեդուցենտները: Էկոհամակարգը — բարդ ինքնակարգավորվող, ինքնակազմակերպվող և ինքնուրույն զարգացող համակարգ է։

Էկոհամակարգը էկոլոգիայի հիմնական հասկացություններից է։ Այն էկոլոգիայում հիմնական ֆունկցիոնալ միավորն է, քանի որ դրա մեջ են մտնում և՛ օրգանիզմները, և՛ անկենդան միջավայրը, որոնք փոխադարձ ազդում են մեկը մյուսի հատկությունների վրա և անհրաժեշտ են կյանքի ապահովման համար այն ձևով, որը գոյություն ունի երկրի վրա:

Էկոհամակարգի օրինակ է հանդիսանում ջրավազանը նրանում բնակվող բույսերի, ձկների, անողնաշարավորների, միկրոօրգանիզմների հետ։

Էկոհամակարգը հանդիսանում է բաց համակարգ և բնութագրվում է էներգիայի մուտքային և ելքային հոսքերով։ Գործնականում ցանկացած էկոհամակարգի գոյության հիմքը արևի լույսի էներգիայի հոսքն է, որը ֆոտոսինթեզի հետևանք է։

Կենսաբանական շրջապտույտի անխափան գործունեությամբ է պայմանավորված էկոհամակարգերի, հետևապես և կենսոլորտի գոյությունն ու զարգացումը: Անընդատ և հավիտենական գործընթացը` կենսաբանական շրջապտույտը, հիմնականում կատարվում է առանց արտադրության մնացորդների  ու թափոնների կուտակման: Էկոհամակարգերը ձեռք են բերել ամբողջականություն, կայունություն և զարգացման հարաբերական անկախություն:

Ավտոտրոֆ գործընթացները ավելի ակտիվ ընթանում են վերին հարկում, որտեղ տեսանելի լույսը մատչելի է: Այդ հարկը կոչվում է կանաչ գոտի: Հետերոտրոֆ գործընթացները ավելի ակտիվ ընթանում են ստորին հարկում, որտեղ հողում և նստվածքներում կուտակվում են օրգանական նյութեր:

Էկոհամակարգերը, բացի էներգիայի հոսքից ու նյութերի շրջապտույտից, բնութագրվում են նաև զարգացած տեղեկատվական ցանցերով, որոնք իրենց մեջ ներգրավում են ֆիզիկական և քիմիական ազդանշանների հոսքերը: Դրանք կապում են համակարգի բոլոր մասերը և ղեկավարում կամ կարգավորում դրանք որպես ամբողջություն: Այդ իսկ պատճառով կարելի է համարել, որ էկոհամակարգերն ունեն կիբեռնետիկական բնույթ և, ի տարբերություն մարդու կողմից ստեղծված կիբեռնետիկական սարքերի, իրենց կառավարող գործառույթները կենտրոնացնում են հենց իրենց մեջ:

Այնուամենայնիվ, էկոհամակարգերի այդ 3 կենդանի բաղադրիչներին` պրոդուցենտներին, կոնսումենտներին և ռեդուցենտներին, կարելի է դիտարկել որպես բնության երեք կիրառական թագավորություններ:

Իսկ հիմա փորձեմ ասել, թե որոնք են էկոհամակարգերի (իմ կարծիքով) կարևոր հատկանիշները.

• բաց համակարգ
• ամբողջականություն
• կայունություն
• անկախություն

Երկրագնդի վրա կան բազմաթիվ էկոհամակարգեր, որոնք չունեն ընդհանուր թիվ, ուղղակի հնարավոր չէ դրանք հաշվել: Էկոհամակարգի օրինակ է անտառը, սննդային շղթան նույնպես, իրենից էկոհամակարգ է ներկայացնում… և էսպես շարունակ: Մենք ինքներս մեծ էկոհամակարգի փոքր, սակայն կարևոր մասն ենք:

Մեկ վարկյան  . չխոսեցի այն մասին, թե ինչ ազդեցություն կարող է ունենալ մարդը էկոհամակարգի և նրա զարգացման վրա.

Մարդը բնության կարևոր մասնիկ է ու միայն իրեն է տրված շրջակա միջավայրը փոխելու ունակությունը, սակայն մարդն իր հնարավորություններն օգտագործում է անարդյունավետորեն և խախտում է էկոլոգիական հավասարակշռությունը:

 Բնության նկատմամբ մարդու սպառողական վերաբերմունքի առաջին հետևանքները դրսևորվեցին դեռևս ստրկատիրության և ֆեոդալիզմի դարաշրջաններում։ Արդեն այն ժամանակ ոչնչացան կենդանիների որոշ տեսակներ (դրանով խախտվում է նաև սննդային շղթան, որոշ տեսակների շատացման հետևանքով այլ տեսակներ ոչնչանում են), նվազեցին անտառաները, անփույթ հողագործության պատճառով արգավանդ դաշտերի վայրում տափաստաններ ու անապատներ են։
Բնության վրա մարդու ազդեցությունն իրոք հսկայական է։ Իսկ երբ մարդը միջամտում է էկոհամակարգի զարգացմանը, ապա էկոհամակարգը վերածվում է ագրոէկոհամակարգի : Ագրոէկոհամակարգերի օրինակ կարող են ծառայել արհեստականորեն ստեղծված այգիները, բանջարանոցները, խոշոր անասնապահական համալիրները, արոտավայրերը, մարգագետինները և այլն: Բնական էկոհամակարգերի համեմատությամբ ագրոէկոհամակարգերը տարբերվում են մի շարք առանձնահատկություններով:

Ի՞նչ տեղի կունենա էկոհամակարգերի հետ, եթե պակասի Էներգիայի, ֆոսֆորի, ածխածնի ու ազոտի հոսքը:

Էներգիա: Էկոհամակարգերում էներգիայի և նյութերի փոխանցումը մի մակարդակից մյուսին իրագործվում է սննդային շղթայի միջոցով: Այսպիսով` էկոհամակարգերում զարգացման ընթացքում ստեղծվել են իրար հետ փոխադարձ կապված տեսակների շղթաներ: Տեսակների միջև գոյություն ունեցող այսպիսի կապերը կոչվում են սննդային կապեր: Յուրաքանչյուր սննդային շղթա սկսվում է կա՛մ կանաչ բույսերով (պրոդուցենտներ), կա՛մ դրանց մնացորդներով: Սննդային շղթայի օրինակներ կարելի է տեսնել ամենուրեք: Սննդային շղթաները, որոնք բնության մեջ առանձնակի կարևոր դե՜ ունեն, սկիզբ են առնում էներգիայից, ուստի եթե պակասի էներգիան, ապա կպակասեն նաև սննդային շղթայի մյուս շերտերը:

Ֆոսֆոր: Շրջանառության ընթացքում ֆոսֆորը հիմնականում կուտակվում է լճերում, ծովերում և գետաբերաններում: Բույսերի համար առավել մատչելի է միայն օրգանական միացությունների և հումուսի ֆոսֆորը: Հողերի հումուսային շերտը ֆոսֆորի միացությունների բնական կուտակիչ է հանդիսանում: Ֆոսֆորը, ինչպես և ազոտը,   հանդիսանում է ջրամբարների ծաղկման և ջրերի աղտոտման հիմնական աղբյուրը: Ի տարբերություն մյուս կենսածին տարրերի` ֆոսֆորը չի առաջացնում գազային միացություններ: Կենսոլորտում ֆոսֆորի շրջանառությունը կապված է կենդանիների և բույսերի մեջ ընթացող նյութերի փոխանակության հետ: Ֆոսֆորի կենսաբանական և կենսաքիմիական դերը կենդանի բջջի կյանքում մեծ է:

Ածխածին: Բոլոր կենսաքիմիական շրջանների համեմատությամբ ածխածնի շրջանառությունը ընթանում է ավելի ուժգին: Առաջին, ածխաթթու գազը կլանվում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ, որի արդյունքում սինթեզվում են բույսերի հյուսվածքները կազմող գլյուկոզ և այլ օրգանական նյութեր:  Բույսերի և կենդանիների մահից հետո օրգանական նյութերը հանքայնացվում են, անջատվում է CO₂ գազ, որն էլ անցնում է միջավայր (մթնոլորտ): Ածխածնի ատոմները մթնոլորտ են անցնում նաև օրգանական նյութերի այրման հետևանքով: Եթե ածխածնի քանակը բնության մեջ պակասեր, ապա շատ նյութեր, որոնց բաղադրության մեջ կա ածխածինը (օրինակ. կավիճ, կիր, մարմար, դոլոմիտներ, բնափայտ, տորֆ, բնական այրվող գազեր, այրվող թերթաքարերում) չէին լինի , սակայն որքան էլ քիչ պահանջվեն մյուս տարրերը միևնույն է դրանք ևս խիստ անհրաժեշտ են էկոհամակարգերի գոյության համար:

Ծծումբ:  Ծծմբի միացությունները մասնակցում են կենդանի բջջի կենսագործունեության պրոցեսում, մտնում են հողերի քիմիական կազմի մեջ, մեծ քանակությամբ պարունակվում են ստորգետնյա ջրերում: Երկրի կեղևում պարունակվում է մոտ 0.05% ծծումբ: Ի տարբերություն Ազոտի ու ածխածնի, ծծումբը մեծ քանակությամբ պարունակվում է քարոլորտում: Ծծումբը նաև վերոհիշյան նյութերի համեմատ էկոհամակարգերին ավելի քիչ քանակությամբ է անհրաժեշտ, բայց մեծ դեր ունի:

Ազոտի շրջանառությունը: Ազոտը մտնում է սպիտակուցների և նուկլեինաթթուների կազմության մեջ և համարվում անփոխարինելի կենսածին տարր:  Սակայն խիստ կարևոր այդ կենսածին տարրը (մթնոլորտում եղած ազոտը) անմատչելի է և չի կարող անմիջապես օգտագործվել օրգանիզմների կողմից: Բույսերը բակտերիաներից ստանում են ազոտի մատչելի ձևերը, իսկ բակտերիաները բույսերից վերցնում են սնուսնդ և ձեռք են բերում բնակատեղի: Օրգանական նյութերի ձևով, սննդային շղթաների միջոցով, ազոտը փոխանցվում է էկոհամակարգերի մյուս օրգանիզմներին: