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27.1: Was ist ein Ökosystem?
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What is an Ecosystem?
 
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27.1: What is an Ecosystem?

27.1: Was ist ein Ökosystem?

Overview

An ecosystem is the interaction between all abiotic and biotic factors in an environment and can be classified as terrestrial or aquatic. Terrestrial ecosystems are categorized based on the climate, including annual temperature, rainfall, and seasonality. Aquatic ecosystems are separated further into freshwater and marine, and then by depth, which influences water temperature and the amount of sunlight that penetrates the water.

Terrestrial Ecosystems

Terrestrial ecosystems are classified into biomes, characterized by both the climate of the environment and the types of organisms that live there. Areas near the Earth’s equator that exhibit high, aseasonal temperatures and high quantities of annual rainfall are rainforests and house some of the most diverse habitats in the world. Ecosystems with high temperatures but deficient annual rainfall are deserts. Although desert ecosystems share these characteristics, their biodiversity can vary vastly.

On the other side of the spectrum, the ecosystem with very low annual temperatures and low annual rainfall is the arctic biome. This ecosystem has the lowest biodiversity. Between these three major biomes are the seasonal tundra, temperate grassland and savanna ecosystems. These ecosystems exhibit oscillatory annual changes in both temperature and rainfall and harbor animals and plants specifically adapted to those seasonal changes.

Freshwater Ecosystems

Aquatic ecosystems are further divided into two categories: freshwater and marine environments. Freshwater ecosystems—the rarest of the ecosystems composing around 2% of the Earth’s surface—include lakes, rivers, streams, and wetlands. The major factors that influence the biodiversity within these ecosystems are the water flow, temperature, and depth.

The shallow area near the edges of ponds and lakes is called the littoral zone. The littoral zone is the warmest area of the water body and includes many aquatic producers, consumers, and animals that have both terrestrial and aquatic lifestyles. The limnetic zone, or the deep-water surface, is well lit and is dominated by plankton. The profundal zone, or deep water, mostly consists of organisms that eat dead organisms and do not photosynthesize since little light penetrates the depth.

In streams and rivers, water flows quickly, recycling oxygen and also keeping the water relatively cool. Species diversity is related to the width and depth of the river, with larger sections of the river being more diverse than the narrower sections. Finally, wetlands are areas of shallow standing water like marshes, swamps, and bogs, and are characterized by often hot and moist environments. These ecosystems have the highest biodiversity of all of the freshwater ecosystems including a variety of plant, animal, fungi and bacterial life.

Marine Ecosystems

Marine ecosystems—the most common composing almost 75% of the Earth’s surface—are different from freshwater ecosystems due to the high salinity of the water. They are also separated based on water depth: shallow ocean, deep ocean water, and deep ocean surface. The most diverse of these ecosystems is shallow water, which hosts most of the world’s coral reefs and associated marine life. In addition to shallow-ocean, the deep ocean surface also hosts a variety of marine life—due to the amount of sunlight that penetrates—including plankton, which performs around 40% of all the photosynthesis on Earth.

Due to the minimal amounts of light that penetrates the depths of the water, the deep ocean ecosystem contains a less diverse but often unusual set of organisms adapted to the darkness and high pressures. This ecosystem is also the least known of all of the ecosystems due to the vast amount of space it covers. However, scientists are now able to explore this frontier due to new technologies such as the human occupied vehicle Alvin. Currently, this vehicle has allowed researchers to access 2/3 of the ocean floor up to 4,500 m deep.

Ecosystem Dynamics

Regardless of the characteristics of the specific ecosystem, all share the same dynamic processes of energy and matter transformation through photosynthesis and feeding relationships among organisms. Ecosystems are powered by a constant influx of solar energy that flows through the ecosystem while the matter is recycled.

Überblick

Als Ökosystem wird die Interaktion zwischen allen abiotischen und biotischen Faktoren in einer Umwelt bezeichnet. Sie wird in terrestrische und aquatische Bereiche eingeteilt. Terrestrische Ökosysteme werden auf der Grundlage des Klimas, einschließlich der Jahrestemperatur, des Niederschlags und der Saisonalität kategorisiert. Aquatische Ökosysteme werden weiter in Süß -und Meerwasser und dann nach der Tiefe unterteilt. Diese Faktoren beeinflussen die Wassertemperatur und die Menge des Sonnenlichts, das in das Wasser eindringt.

Terrestrische Ökosysteme

Terrestrische Ökosysteme werden in Biome eingeteilt, die sowohl durch das Klima der Umwelt als auch durch die Arten der dort lebenden Organismen gekennzeichnet sind. Gebiete in der Nähe des Äquators, in denen hohe, jahreszeitlich bedingte Temperaturen und große Mengen an jährlichen Niederschlägen auftreten, stellen Regenwälder dar und beherbergen einige der vielfältigsten Lebensräume der Welt. Ökosysteme mit hohen Temperaturen, aber geringer jährlicher Niederschlagsmenge sind Wüsten. Obwohl die Wüstenökosysteme diese Eigenschaften gemeinsam haben, kann ihre Biodiversität stark variieren.

Auf der anderen Seite des Spektrums befindet sich das Ökosystem mit sehr niedrigen Jahrestemperaturen und geringen jährlichen Niederschlägen, das arktische Biome. Dieses Ökosystem hat die geringste Artenvielfalt. Zwischen diesen drei Hauptbiomen befinden sich die saisonalen Ökosysteme Tundra, gemäßigtes Grasland und Savanne. Diese Ökosysteme weisen oszillierende jährliche Veränderungen sowohl der Temperatur als auch des Niederschlags auf und beherbergen Tiere und Pflanzen, die speziell an diese jahreszeitlichen Veränderungen angepasst sind.

Frischwasser-Ökosysteme

Aquatische Ökosysteme werden ferner in zwei Kategorien unterteilt: Süßwasser-und Meeresökosysteme. Süßwasser-Ökosysteme die seltensten der Ökosysteme, die etwa 2% der Erde ausmachen, umfassen Seen, Flüsse, Bäche und Sumpfgebiete. Die wichtigsten Faktoren, die die biologische Vielfalt innerhalb dieser Ökosysteme beeinflussen, sind der Wasserfluss, die Temperatur und die Tiefe.

Das flache Gebiet in der Nähe der Ufer von Teichen und Seen wird als Litoralzone bezeichnet. Die Litoralzone ist der wärmste Bereich des Gewässers und umfasst viele aquatische Produzenten, Konsumenten und Tiere, die sowohl an Land als auch im Wasser leben. Die limnische Zone, oder die Tiefwasseroberfläche, ist gut beleuchtet und wird von Plankton dominiert. Die Tiefzone, oder das Tiefenwasser, besteht meist aus Organismen, die tote Organismen fressen und keine Fotosynthese betreiben, da nur wenig Licht in die Tiefe eindringt.

In Bächen und Flüssen fließt das Wasser schnell, wobei Sauerstoff recycelt wird und das Wasser auch relativ kühl bleibt. Die Artenvielfalt hängt mit der Breite und Tiefe des Flusses zusammen, wobei größere Abschnitte des Flusses vielfältiger sind als die schmaleren Abschnitte. Schließlich sind Feuchtgebiete Gebiete mit flachem, stehendem Wasser wie Sümpfe, Moore und Moorgebiete, die sich durch eine oft heiße und feuchte Umgebung auszeichnen. Diese Ökosysteme haben die höchste Artenvielfalt aller Süßwasserökosysteme, darunter eine Vielzahl von Pflanzen, Tieren, Pilzen und Bakterien.

Marine-Ökosysteme

Marine-Ökosysteme machen fast 75% der Erdoberfläche aus. Sie unterscheiden sich aufgrund des hohen Salzgehaltes des Wassers von Süßwasser-Ökosystemen. Sie werden auch nach der Wassertiefe getrennt: flache Ozeane, tiefes Ozeanwasser und tiefe Ozeanoberflächen. Das vielfältigste dieser Ökosysteme ist das Flachwasser, in dem der größte Teil der Korallenriffe und des damit verbundenen Meereslebens der Welt liegt. Zusätzlich zum flachen Ozean beherbergt die Oberfläche der Tiefsee auch eine Vielzahl von Meereslebewesen, die durch die Menge an Sonnenlicht, das in den Ozean eindringt, und durch das Plankton, das etwa 40% der gesamten Fotosynthese auf der Erde ausführt, entstehen.

Aufgrund der minimalen Lichtmengen, die in die Tiefe des Wassers eindringen, enthält das Tiefseeökosystem eine weniger vielfältige, aber oft außergewöhnliche Gruppe von Organismen, die an die Dunkelheit und den hohen Druck angepasst sind. Dieses Ökosystem ist auch das am wenigsten bekannte von allen Ökosystemen, da es viel Platz einnimmt. Dank neuer Technologien wie dem vom Menschen besetzten Fahrzeug Alvin können Wissenschaftler diese Grenze nun jedoch erforschen. Dieses Fahrzeug hat es den Forschern derzeit ermöglicht, 2/3 des Meeresbodens bis zu einer Tiefe von 4.500 m zu erforschen.

Ökosystem-Dynamik

Ungeachtet der Charakteristika des spezifischen Ökosystems teilen alle die gleichen dynamischen Prozesse der Energie -und Stofftransformation durch Fotosynthese und Nahrungsbeziehungen zwischen den Organismen. Ökosysteme werden durch einen konstanten Zufluss von Sonnenenergie angetrieben, die durch das Ökosystem fließt, während die Materie recycelt wird.


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