Name: why biodiversity matters in ecosystems
Uploaded: 2019-01-29T11:04:46.000Z
Duration: 5 min 41 s
Channel: JoVE

K12 Standards

north-carolina-k-12-science-standard-course-of-study

North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Earth and Environmental Science

Earth's Systems

ESS.EES.4.5

Measuring Biodiversity

Биоразнообразие. Это слово ассоциируется с великолепием большого леса или изобилующим богатством океана и просто определяется как разнообразие организмов в экосистеме, представляющей интерес. Чтобы защитить биоразнообразие, ученые должны иметь возможность его измерить. Это означает, что нужно выяснить, сколько различных видов живут вместе в определенном пространстве. Каков удобный способ подсчета видов? 

Попытка подсчитать все во всей экосистеме была бы невозможной, поэтому ученые используют инструмент под названием квадрат, который представляет собой рамку фиксированного размера, случайным образом размещенную в окружающей среде, в которой проводится подсчет. После каталогизации видов и особей, найденных в этом небольшом разделе, процесс повторяется, размещая больше квадратов случайным образом или, в качестве альтернативы, в заданных положениях вдоль линии окружающей среды, называемой трансектом.

Для последующей оценки общего числа видов в районе используются кривые накопления видов. Если совокупное число видов, найденных в квадрате, сопоставить с числом отобранных квадратов, то получится кривая. Например, в этом наборе данных, когда были исследованы четыре квадрата, было обнаружено, что существует 10 уникальных видов. Шесть содержали 17 и так далее. Асимптота кривой этого типа представляет собой оценку числа видов, поддерживаемых окружающей средой. В данном случае это около 30. Но в то время как измерение разнообразия на одном участке невероятно полезно, сравнение участков на большей территории может дать нам еще более масштабное представление о разнообразии. 

В 1972 году эколог Роберт Уиттакер описал три основных вида биоразнообразия: альфа, бета и гамма. Альфа-разнообразие относится просто к количеству видов в районе и часто упоминается как видовое богатство. Например, на этом участке обитает семь различных видов, поэтому альфа-оценка равна семи. На втором участке, участке В, обитает пять видов, а на третьем, участке С, — семь. Но, сравнивая участки, мы можем определить то, что называется бета-разнообразием, суммой видов, уникальных для каждой области. Таким образом, если мы сравним участок А с участком Б, мы увидим три общих вида между ними. Подсчитывая остальные виды, мы обнаруживаем, что их шесть. Это означает, что существует бета-разнообразие между участком А и участком В, равное шести. Участки А и С также имеют три общих вида, оставляя восемь уникальных. Это бета-разнообразие из восьми. Участки B и C имеют два общих вида между собой, или значение бета-разнообразия, равное восьми. Наконец, гамма-разнообразие – это количество различных видов на всех участках вместе взятых. В этом примере гамма-разнесение равно 12. Итак, подводя итог трем видам биоразнообразия, мы можем посмотреть на них следующим образом: альфа, бета и гамма. Помимо учета разнообразия, ученые часто ссылаются на видовую равномерность, то есть на то, сколько особей каждого типа присутствует. Например, эти два участка имеют одинаковое богатство, или альфа-разнообразие, поскольку оба имеют семь видов. Но участок А относительно заселен кроликами с небольшим количеством других видов, в то время как участок Б имеет довольно равномерное распределение видов, поэтому считается, что он имеет большую равномерность по сравнению с участком А. Ученые в целом считали наиболее здоровыми экосистемы с более высоким богатством и равномерностью, т.е. много равномерно распределенных видов. Нарушенные места обитания, часто вызванные действиями человека, такими как сельское хозяйство или загрязнение окружающей среды, часто имеют низкую насыщенность и равномерность. Возможность сравнения участков имеет решающее значение, поскольку позволяет исследователям определить относительное состояние экосистем. 
В этой лаборатории вы проведете отбор квадратных и поперечных проб на трех различных участках окружающей среды, а также проведете лабораторное моделирование, а затем проанализируете собранные данные для описания наблюдаемого биоразнообразия.

Измерение биоразнообразия

Разнообразие экосистем важно для здоровья планеты и нашего выживания как людей, поэтому для нас невероятно важно понимать и измерять биоразнообразие, которое определяется как изменчивость живых организмов в экосистеме. Биоразнообразие можно измерить на многих различных уровнях, включая генетический, видовой, общинный и экосистемный. Одним из способов измерения биоразнообразия является оценка видового богатства экосистемы, которое представляет собой общее количество отдельных видов в местном сообществе. В то время как наличие большого количества видов обычно совпадает с наличием разнообразной и здоровой экосистемы, равномерность также необходимо учитывать. Равномерность относится к равенству доли каждого вида в пределах области или сообщества. Например, когда один вид доминирует в этом районе, в то время как другие встречаются очень редко, биоразнообразие в этом районе ниже, чем в районе с видами с одинаковой численностью. Таким образом, районы с большим количеством видов, которые относительно равны по численности, имеют самые высокие значения биоразнообразия.

<h4>Оценка биоразнообразия</h4>

Различия в богатстве и равномерности между двумя сообществами можно визуализировать с помощью кривых ранг-распространенность. Если число видов равно, то форма линии может сказать нам, какое сообщество более разнообразно. Если линия ровная, то наблюдается высокая равномерность между видами. Однако, если леска быстро опускается, ровность получается низкой. Если богатство и равномерность различаются между двумя сообществами, биологи должны использовать уравнения для вычисления разнообразия. Эти уравнения по-разному оценивают важность каждого компонента, и консенсус по поводу того, какое уравнение лучше всего подходит для вычисления разнообразия, все еще обсуждается.

Иногда в районе слишком много видов, так что сосчитать каждый отдельный вид нереально. Например, одно дерево в тропических лесах Амазонки может содержать сотни видов жуков. Чтобы обойти эту проблему, экологи используют инструменты отбора проб, называемые квадратами. Квадрат — это просто рама с известной внутренней площадью. Например, чтобы измерить видовое богатство травяного поля площадью в один акр, экологи случайным образом размещают квадрат на поле и подсчитывают виды внутри квадрата, вместо того чтобы подсчитывать все виды в пределах акра. Они также могут систематически брать пробы с помощью трансектических лент. Трансекты растягиваются по полю, а квадраты затем размещаются вдоль разреза через равные промежутки. Этот метод является полуслучайным и обеспечивает широкий охват выборкой по всему полю для оценки его биоразнообразия.

В то время как квадраты и трансекты могут захватывать большинство видов, некоторые редкие виды могут остаться незамеченными. В этом случае экологи могут использовать кривую накопления видов, которая представляет собой совокупное количество видов, наблюдаемых в ряду квадратов. Ось y кривой представляет общее количество наблюдаемых видов, тогда как ось x представляет количество квадратов, для которых были перечислены виды. Общее количество видов в первом квадрате представляет собой первую точку на графике. Каждая последующая точка представляет собой количество новых видов, обнаруженных в каждом новом квадрате, а также все виды из предыдущих квадратов. В какой-то момент в каждом новом квадратном квадрате будет обнаружено мало или вообще не будет обнаружено дополнительных видов, и кривая приблизится к асимптоте, которая является оценкой общего числа присутствующих видов. Даже если асимптота так и не будет достигнута из-за множества редких видов, биологи могут оценить общую численность на основе этой кривой.

Если необходимо провести сравнения между различными областями или масштабами, используются измерения альфа-, бета- и гамма-разнообразия. Альфа-разнообразие (α) относится к количеству видов в районе. Бета-разнообразие (β) сравнивает две разные области и представляет собой сумму видов, уникальных для каждой области. Гамма-разнообразие (γ) — это количество видов во многих областях, объединенных в регион. Используя эти измерения, биологи могут получить представление о разнообразии в космосе, включая как малые, так и большие масштабы.

<h4>Угрозы биоразнообразию и их последствия</h4>

Биоразнообразию во всем мире угрожают загрязнение, изменение климата и инвазивные виды. Основная причина, лежащая в основе усилий по поддержанию биоразнообразия, основана на функционировании экосистем. Экосистемы состоят из многих рабочих частей, включая первичных продуцентов, травоядных, плотоядных и детритиворных, которые вносят свой вклад в функционирование экосистемы. Если виды будут потеряны, экосистема может рухнуть. И если экосистема рухнет, то и услуги, которые она предоставляет людям, тоже рухнут. Тропические коралловые рифы являются хорошим примером этой концепции1. Скачки температуры воды приводят к тому, что кораллы теряют свои симбиотические клетки водорослей. Без водорослей кораллы начинают голодать, умирать, а затем деградировать и терять свою структуру. Когда кораллы разлагаются, они больше не обеспечивают укрытие для рыбы, и численность видов рыб сокращается, что, в свою очередь, влияет на местных рыбаков и людей, которые полагаются на рыбу для пропитания. Со временем мертвые коралловые рифы деградируют в больших масштабах и больше не служат буфером для прилегающих береговых линий, в конечном итоге размывая побережье и разрушая острова. Очень разнообразное сообщество с меньшей вероятностью рухнет из-за функциональной избыточности2. Например, кораллы могут различаться по своей чувствительности к высоким температурам. Если один коралл чрезвычайно чувствителен к температуре, его место в сообществе может занять другой, но если видов всего несколько, вероятность того, что такой заменитель будет доступен, меньше.

Значительное количество лекарств, которыми мы пользуемся, является прямым результатом разнообразия жизни. Лекарства, которые мы сейчас синтезируем, когда-то были выделены из животных, растений, грибов и бактерий. Существует целая индустрия, посвященная открытию новых потенциальных лекарств путем сканирования различных видов на наличие биологически активных соединений. Например, растения вырабатывают химические вещества для защиты от инфекций и травоядных. Пауки и змеи производят разнообразные яды. Оба класса организмов были источником важных лекарств, таких как Таксол из тисовых деревьев, который лечит рак молочной железы, легких и яичников, или Оганин из яда королевской кобры, который является болеутоляющим средством3-4. Каждый вид, который вымирает, может содержать ключ к излечению неизлечимых в настоящее время болезней. Чем быстрее мы потеряем эти виды, тем меньше шансов найти решения.

Как только вид вымрет, мы никогда не сможем его увидеть. Такой тип мышления привел к сохранению панд, морских выдр и других харизматичных животных. Эти виды называются флагманскими видами, и их сохранение может привести к защите биоразнообразия. Несмотря на то, что эти животные являются лишь небольшой частью всей экосистемы, их сохранение означает сохранение экосистемы, которую они занимают. Усилия по спасению морской выдры на западном побережье Северной Америки привели к созданию здоровых лесов ламинарии, в которых обитают многие тысячи других видов5. Без защиты морских выдр травоядные животные, такие как морские ежи, которых обычно едят выдры, способны полностью пожирать леса ламинарии, оставляя бесплодные скалы, где могли выжить очень немногие виды.

<h4>Ссылки</h4>

<ol class="ссылки">
	<li>Ноултон, Нэнси. Будущее коралловых рифов. PNAS. 2001, Том 98, (10) 5419-5425.</li>
	<li>Андреа С. Даунинг, Эгберт Х. ван Нес, Вольф М. Мой, Мартен Шеффер. Устойчивость и устойчивость экосистемы к коллапсу разнообразия. PLoS One. . .2012; , Том 7(9): e46135.</li>
	<li>Уолл, Монро Э. Камптотекин и таксол: открытие в клинике. Med Res Rev. 1998, Vol. 18, 5 (299-314).</li>
	<li>Ю Фен Пунг, Питер Т. Х. Вонг, Пракаш. Кумар, Уэйн К. Ходжсон, Р. Манджунатха Кини. Оханин, новый белок из яда королевской кобры, вызывает гиполокомоцию и гипералгезию у мышей. J Biol Chem. 2005, 280, 13137-13147.</li>
	<li>Estes, J.A., et al. Сложные трофические взаимодействия в лесных экосистемах ламинарии. Бюллетень морских наук, том . 2004, Том 7, 3: 621-638.</li>
</ol>

Разнообразные экосистемы важны для здоровья планеты и нашего выживания как людей; Поэтому для нас невероятно важно понимать и...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

Биология

Ecology

Экология

why biodiversity matters in ecosystems

Biodiversity matters because it helps keep ecosystems healthy and stable. Biodiversity is the variety of living organisms in an ecosystem, and it can be measured at the genetic, species, community, and ecosystem levels. Ecologists often focus on species richness, which is the total number of different species in a local community. They also consider evenness, which describes how similar the abundances of those species are.

A community with many species is not always the most diverse if one species dominates. When species are more evenly distributed, biodiversity is higher than in a community where rare species make up only a small part of the total. Biologists can compare communities with rank-abundance curves. A flat curve shows high evenness, while a curve that drops quickly shows low evenness. If richness and evenness both differ, ecologists use equations to calculate diversity, although there is still debate about which equation works best.

Counting every organism is often impossible. A single tree in the Amazon Rainforest may hold hundreds of beetle species. To estimate biodiversity, ecologists use quadrats, which are frames with a known area. They place quadrats randomly in a field or along transects, which are tapes stretched across an area so samples can be taken at regular intervals. This approach helps cover the site while making the survey practical.

Even with quadrats and transects, rare species can be missed. Ecologists use species accumulation curves to track the total number of species found as more quadrats are sampled. The curve rises as new species appear and eventually approaches an asymptote, which gives an estimate of the total number of species in the area. If the asymptote is not fully reached, scientists can still estimate how many species are likely present.

Biologists also compare diversity across space with alpha, beta, and gamma diversity. Alpha-diversity is the number of species in one area. Beta-diversity compares two areas and includes the species unique to each one. Gamma-diversity measures the number of species across many areas in a region. Together, these measures show diversity at small and large scales.

Biodiversity is threatened by pollution, climate change, and invasive species. Ecosystems depend on many working parts, including primary producers, herbivores, carnivores, and detritivores. If species are lost, the ecosystem can collapse, and the services it provides to people can disappear too. Coral reefs show this clearly. When water temperatures rise, corals lose their symbiotic algae cells, then starve, die, and lose their structure. Fish lose cover, fish numbers decline, fishermen are affected, and damaged reefs can no longer protect coastlines from erosion.

High biodiversity can make a community more resistant to collapse because of functional redundancy. If one coral species is very sensitive to heat, another may be able to fill its role. With only a few species, that backup is less likely. Biodiversity also supports medicine. Many medicines were first isolated from animals, plants, fungi, and bacteria. Scientists continue to search species for bioactive compounds, such as Taxol from yew trees for cancer treatment and Ohanin from king cobra venom as a painkiller. Each extinct species may remove a possible source of future cures.

Conservation often focuses on flagship species such as pandas and sea otters. Protecting these animals can also protect the ecosystems they live in. On the West Coast of North America, efforts to save sea otters helped keep kelp forests healthy and full of many other species. Without otters, sea urchins can overgraze kelp forests and leave barren rocks with very few species able to survive.

Why Biodiversity Matters in Ecosystems

animal behavior

Drosophila Taxis in Animal Behavior

Drosophila taxis behavior is a key part of animal behavior studies. The common fruit fly, Drosophila melanogaster, is a widely used model organism in biology. It is easy to keep in small tubes, it has a short generation time of about two weeks, and males and females are easy to tell apart because males have black coloration toward the posterior and females have banded abdomens. Scientists have used Drosophila for more than a century. Thomas Hunt Morgan and his students studied mutant flies in...

energy dynamics

Food Chain Energy Flow and Biomass

Food chain energy flow shows how energy moves through ecosystems from one organism to the next. Energy cannot be created or destroyed, so it can only change form or be passed along to another organism. When a cow grazes on grass or an osprey eats fish, energy moves to the consumer. Each transfer is part of a trophic level, and these links help explain how ecosystems stay balanced. Primary producers sit at the base of the food chain. They are autotrophs, or self-feeding organisms, because they...

measuring biodiversity

Biodiversity matters because it helps keep ecosystems healthy and stable. Biodiversity is the variety of living organisms in an ecosystem, and it can be measured at the genetic, species, community, and ecosystem levels. Ecologists often focus on species richness, which is the total number of different species in a local community. They also consider evenness, which describes how similar the abundances of those species are. A community with many species is not always the most diverse if one...

extinction

Mass Extinction and the Fossil Record

Mass extinction is a major loss of species, and the fossil record shows how these events changed life on Earth. Fossils from different rock layers helped scientists see that life has a long history. In the early 19th century, that idea helped launch paleontology, the study of fossils and ancient life. At first, many scientists did not fully accept that a species could disappear forever. They thought unknown organisms seen only in fossils might still live in unexplored places on Earth. By 1859,...

species distribution and biogeography

Island Biogeography and Species Richness

Island biogeography explains why species are found in some places and not others. It looks at how biotic factors, like competition and predation, and abiotic factors, like habitat size and distance, shape birth, death, immigration, and emigration rates. For a species to avoid local extinction, births and immigration must match or exceed deaths and emigration. Edward O. Wilson and Robert MacArthur helped define this field in 1967 by studying isolated oceanic islands. Islands gave early...

population growth

Population Models and Carrying Capacity

Population ecology examines how a species population changes over time. A population is a group of individuals of the same species living in the same area at the same time. To persist, a population must grow or at least stay about the same size. Ecologists study birth rate, death rate, and age distribution to understand whether a population is increasing, declining, or at risk of extinction. Population ecologists use models to predict how population size changes. Two simple models are...

community diversity

Measuring Ecosystem Health

Ecosystem health is measured by looking at how species, habitats, and nonliving conditions interact in the same area. An ecological community includes many populations that live together and affect one another. When biotic parts, or living parts, also interact with abiotic parts, or nonliving parts, they form an ecosystem. These systems can be very small, like microbes in the human digestive tract, or very large, like a forest linked by the carbon cycle. Ecologists study ecosystem health...

climate change

Climate Change Effects on Sea Level and Species

Climate change affects Earth’s average temperature, sea level, and living things. Scientists distinguish climate from weather by time scale. Weather describes short-term conditions in one place, such as temperature and precipitation. Climate describes those same conditions over long periods, and global climate is measured using data from across the entire Earth. Researchers track climate change with help from meteorology, geography, oceanography, and computer models. Much of this work focuses...

group behavior

Hawk-Dove Strategy in Animal Populations

Hawk-dove strategy helps explain how animals compete and cooperate in populations. Organisms often face costs when they try to get food, shelter, or mates. Because of that, individuals can use different behavioral strategies to gain an advantage. This is clear in polymorphic mating systems, where one sex, usually males, uses more than one mating strategy. For example, dominant male sea lions defend groups of females on the beach. Non-dominant males stay in or near the water and try to mate...

optimal foraging

Patch Use in Optimal Foraging

Patch use in optimal foraging explains how organisms balance food gain against the time and energy needed to search for it. Foraging is not limited to food. Animals also search for habitats, shelter, and mates. Each choice has costs and benefits. A resource provides a benefit, but finding and capturing it takes effort. Optimal Foraging Theory models how organisms reach the best balance between those costs and gains. A key idea in this theory is that resources are often clumped into patches...

sexual selection and mate choice

Mate Competition and Fitness Traits

Mate competition and fitness traits shape how organisms choose partners and pass genes to the next generation. Evolutionary fitness depends on surviving and producing offspring, and sexual selection is a major part of that process. It creates pressure on traits used in courtship and mating, such as bright colors, ornamentation, and other features that help attract a mate. These traits can also create sexual dimorphism, which means males and females of the same species look different. Sexual...

eusociality and division of labor

Honeybee Altruism and Inclusive Fitness

Eusociality is a highly organized form of animal social life. It includes division of labor, where different individuals take on different roles in the group. In these systems, some animals help others even when it comes at a cost to their own survival or reproduction. That self-sacrificing behavior is called altruism. Early evolutionary biologists used to explain fitness only at the level of the individual. Observations of eusocial species, such as honeybees, challenged that idea. W. D.

ecology

Learn how biodiversity is measured with richness, evenness, quadrats, and diversity curves, and why it protects ecosystems, medicine, and conservation.

Why Biodiversity Matters in Ecosystems | JoVE K12

Louisiana Student Standards for Science

High School

Earth Science

Human Sustainability

HS-ESS3-3

Life Sciences

ecosystems-interactions-energy-and-dynamics

Ecosystems: Interactions, Energy And Dynamics

HS-LS2-7

Environmental Science

Tennessee Academic Standards

Biological Change: Unity and Diversity

BIO1.LS4.3

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

BIO.8

BIO.8.d

new-jersey-student-learning-standards-for-science

New Jersey Student Learning Standards for Science

Life Science

Ecosystems: Interactions, Energy, and Dynamics

HS-LS2-2

Arizona Science Standards

HS+B.L2

HS+B.L2U1.1

Alabama Course of Study Science

Ecosystems: Interactions Energy and Dynamics

9-12.B.2.9

Unity and Diversity

9-12.EVS.2.3.a

Next Generation Science Standards

heredity-inheritance-and-variation-of-traits

Heredity: Inheritance and Variation of Traits

HS-LS4-6

Earth and Space Science

Earth’s Systems

HS-ESS2-6

Florida Department of Education

SC.912.L.15

SC.912.L.15.3

south-carolina-college-and-career-ready-science-standards

South Carolina College and Career Ready Science Standards

Biological Evolution: Unity and Diversity

B-LS4-6.

Georgia Standards of Excellence

SEV2.

SEV2.a

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

interdependent-relationships-in-ecosystems

Interdependent Relationships in Ecosystems

HS-LS2-2.

HS-LS2-7.

Earth and Space Sciences

HS-ESS2-7.

Entomology

SEN1.

SEN1.c

SEC5.

SEC5.c

SB5.a

Подготовьтесь к преподаванию Измерение биоразнообразия с помощью этого 2-минутного руководства для преподавателей. Охватывает ключевые этапы подготовки для лаборатории Biology на JoVE Lab Manual.

Подготовка преподавателя по Измерение биоразнообразия в Biology - Более 3.6K просмотров | JoVE Lab Manual

Следуйте пошаговым процедурам Измерение биоразнообразия в этом 8-минутном видео студенческого протокола. Часть коллекции Biology на JoVE Lab Manual.

Студенческий протокол по Измерение биоразнообразия в Biology - Более 6.3K просмотров | JoVE Lab Manual

Igneous Volcanic Rock

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Igneous rocks are the products of cooling and crystallization of magma. Volcanic rocks ...

The Carbon Cycle

Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among ...

Igneous Intrusive Rock

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Igneous rocks are products of the cooling and crystallization of high temperature ...

using-topographic-maps-to-generate-topographic-profiles

Using Topographic Maps to Generate Topographic Profiles

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Topographic maps are &#34;plan-view&#34; representations of Earth&#39;s ...

determining-spatial-orientation-rock-layers-with-brunton

Determining Spatial Orientation of Rock Layers with the Brunton Compass

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Most rock units exhibit some form of planar surfaces or linear features. Examples ...

Making a Geologic Cross Section

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Geologic maps were first made and utilized in Europe, in the mid-to-late 18th century. ...

Use models to explain how mantle convection powers plate tectonics.

ESS.EES.2.1

Analyze and interpret data to predict locations of volcanoes and earthquakes based on plate boundaries.

ESS.EES.2.2

an-overview-of-alkenone-biomarker-analysis-for-paleothermometry

An Overview of Alkenone Biomarker Analysis for Paleothermometry

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
Throughout this series of videos, natural samples were extracted and ...

Topographic Surveying and Contours

Topographic surveying is critical for documenting the Earth's surface, focusing on capturing elevations, slopes, and natural and man-made features. It is ...

Plotting of Topographic Maps

Topographic maps represent the Earth's surface features using contour lines, which connect points of equal elevation to create a two-dimensional ...

Methods of Obtaining Topography

Topography involves measuring and mapping land elevations, natural features, and artificial structures to create accurate representations of the terrain. ...

Use models to explain how plate tectonics influence topography.

ESS.EES.2.3

The Soil Ecosystem

Plants obtain inorganic minerals and water from the soil, which acts as a natural medium for land plants. The composition and quality of soil depend not ...

Conditions on Early Earth

What are Biogeochemical Cycles?

The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited ...

The Water Cycle

The Earth&rsquo;s hydrosphere includes all of the areas where the storage and movement of water occurs. Since water is the basis of all living processes, ...

The Nitrogen Cycle

Nitrogen atoms, present in all proteins and DNA, are recycled between abiotic and biotic components of the ecosystem. However, the primary form of ...

The Phosphorus Cycle

Unlike carbon, water, and nitrogen, phosphorus is not present in the atmosphere as a gas. Instead, most phosphorus in the ecosystem exists as compounds, ...

The Sulfur Cycle

Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the ...

Bioremediation

Bioremediation is the use of prokaryotes, fungi, or plants to remove pollutants from the environment. This process has been used to remove harmful toxins ...

Carry out investigations to explain how the rock cycle and rates of weathering, erosion, and soil formation influence Earth's systems.

ESS.EES.2.4

What is Climate?

Climate refers to the prevailing weather conditions in a specific area over an extended period. As the saying goes, &#8220;Climate is what you expect. ...

What is Weather?

Overview

Weather refers to the current state of atmospheric conditions at a specific time and place. Weather is temporary and is influenced by the ...

Variation of Atmospheric Pressure

Change in atmospheric pressure with height is particularly interesting. The decrease in atmospheric pressure with increasing altitude is due to the ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14711.jpg

Analyze and interpret data to explain how volcanic activity influences changes in Earth's atmosphere, geosphere, biosphere, and hydrosphere.

ESS.EES.2.5

States of Water

Water exists in any one of the three classical states: solid (ice), liquid (water), and gas (steam or water vapor). The state of water depends on i) the ...

The potential of hydrogen (pH) is a measure of the acidity or basicity of a water-based solution determined by the concentration of hydronium ions (H3O+). ...

Solvents

A solvent is a substance, most often a liquid, that can dissolve other substances. Here, the substance being dissolved is called a solute. When a solvent ...

Redox Reactions

Oxidation-reduction or redox reactions involve the transfer of electrons from one molecule or atom to another. When an atom gains an electron, another ...

Adhesion

Adhesion occurs when one type of molecule is attracted to a different molecule. Water exhibits adhesive properties in the presence of polar surfaces, such ...

Cohesion

Cohesion is the attraction between molecules of the same type, such as water molecules. Water molecules have an overall neutral charge but are polar ...

Specific Heat

The specific heat capacity of a substance refers to the energy required to increase the temperature of one gram of that substance by one degree Celcius. ...

Vaporization

The physical form of a substance changes by changing its temperature. For example, raising the temperature of a liquid causes the liquid to vaporize ...

Role of Water in Human Biology

Water is the one of the most significant components of the human body; it plays a crucial role in several physiological activities because of its unique ...

solubility-equilibria-ionic-product-of-water

Solubility Equilibria: Ionic Product of Water

Water is a weak electrolyte and undergoes a small amount of self-ionization.
At any given temperature, the concentration of undissociated water is ...

Carry out investigations to explain the properties of water.

ESS.EES.3.1

Analyze how the geosphere is shaped by plate tectonics and the rock cycle.

Why Biodiversity Matters in Ecosystems

Description

Transcript

More videos by Standards