Ekologio (scienco)
Ekologio estas la scienco, kiu studas la vivantajn estaĵojn en ilia medio kaj la rilatojn inter ili. La termino ekologio venas de la greka oikos (domo, loĝejo) kaj logos (parolo, scienco) ĝi montras la sciencon de la loĝejo. La vorton inventis en 1866 Ernst Haeckel, germana biologo pordarvinisma. En lia verko « ĝenerala morfologio de organismoj », li indikas per tiu termino « la sciencon de la organismrilatoj kun la ĉirkaŭa mondo, t. e. en larĝa senso, la scienco de ekzistkondiĉoj ». Difino kutime agnoskita, aparte en homa ekologio, difinas ekologion kiel triangula rilato inter la uloj de iu specio, la organizita aktivado de tiu specio kaj la medio de tiu aktivado. La medio estas kaj la produktitaĵo kaj la kondiĉo de tiu aktivado, kaj konsekvence de la vivteno de la specio. Ekologo estas fakulo pri ekologio, kiun oni ne konfuzu kun ekoligiisto.
Historio
redaktiLa iniciatintoj de ekologio
redaktiUnu el la unuaj ekologoj povus esti Aristotelo, kiu interesiĝis pri multaj bestoj. Lin sekvis multaj naturasciencistoj, kiel Linnaeus aŭ Buffon, kies laborojn oni kelkfoje agnoskas kiel premisoj de moderna ekologio.
La botanika geografio kaj Alexander von Humboldt
redaktiEn la 18a kaj komence de la 19a jarcento, la grandaj marpotencaj landoj, kiel Francio aŭ Germanio, faris multajn ekspediciojn por esplori la mondon, disvolvi la transmaran komercon kun aliaj landoj, malkovri novajn naturajn resursojn kaj inventari ilin. Komence de la 18a jarcento ĉirkaŭ 20 000 specioj estis konataj, kontraŭ 40 000 komence de la 19a kaj preskaŭ 400 000 hodiaŭ. Multaj scientistoj kaj precipe botanikistoj partoprenis tiujn ekspediciojn, kiel la germana esploristo Alexander von Humboldt, kiun oni ofte taksas vera ekologiiniciatinto. Li estis la unua esploranta la rilatojn inter medio kaj organismoj. Li klarigis la rilatojn inter vegetaĵaj specioj kaj klimatoj, priskribis la vegetaĵarzonecon kun la alteco aŭ la latitudo, kion oni nomis plantogeografio. En 1804 ekzemple, li raportas imponan kvanton da specioj, aparte vegetaĵoj, kies geografian dispartigadon li serĉe eksplikas apogiĝante sur la geologiaj donitaĵoj. Fama verko de Humboldt estas «Eseo pri la geografio de plantoj» (1805). Aliaj gravaj botanikistoj estas ekzemple Aimé Bonpland, kiu partoprenis la ekspedeciojn de Humboldt aŭ Eugenius Warning.
La nocio de biocenozo – Darwin kaj Wallace
redaktiĈirkaŭ 1850 okazis ŝanĝo per la apero de la verko de Charles Darwin pri Origino de Specioj : oni pasas de meĥanikaj kaj ripetiĝantaj prezentadoj al prezentadoj biologiaj, organaj kaj do evolueblaj. Alfred Russel Wallace, samtempulo kaj rekta konkuranto de Darwin, unuule proponis « geografion » de animalaj specioj. Pluraj sciencistoj tiam ekkonscias, ke la specioj ne estas sendependaj unuj de aliaj, kaj arigas ilin en vegetaĵaj specioj, animalaj specioj, kaj pli poste en komunumoj de vivantaj estaĵoj, kiel la mamuto kaj la marlutro, aŭ biocenozo. Tiu termino estos inventita de Karl Möbius en 1877.
La nocio de biosfero – Eduard Suess kaj Vernadsky
redaktiEn la 19-a jarcento la esploroj pliriĉiĝas per konoj akiritaj en kemio de Lavoisier kaj de Saussure, kiuj interalie studas la nitrogenciklon. Kun la fakta observado, ke vivo disvolviĝas nur en tre precizaj limoj ene de tri fakoj, kiujn konsistigas atmosfero, hidrosfero kaj litosfero, la aŭstria geologo Eduard Suess proponas la terminon biosfero en 1875. Suess proponas nomi biosfero, tiun vivkoverton karakterizantan Teron, kiu enhavas flaŭron, faŭnon, mineralojn, matericiklojn, ktp. En la 1920-aj jaroj, Vladimir Ivanovich Vernadsky, rusa geologo rifuĝita en Francio, precizigas la biosfernocion en sia verko La biosfero (1926) kaj priskribas la fundamentajn principojn de la grandaj biogeokemiaj cikloj. Tiam li redifinas biosferon kiel la aro de la ekosistemoj. Aliflanke la unuajn ekologajn difektojn oni datis je la 18a jarcento, kiam la multobligo de kolonioj kaŭzas senarbarigon. Jam en la 19a jarcento kun la industria revolucio, pli kaj pli premaj duboj naskiĝas pri la konsekvencoj de la homaj aktivadoj sur la medio. La termino ekoligiisto aperas jam fine de la 19a jarcento.
La nocio de ekosistemoj kaj Arthur Tansley
redaktiEn la 19aj, biogeografio, kiu starigas la lokstato de la specioj, estas konsiderata kiel scienca ne konfuzendaj kun ekologio ; ĝi celas ekspliki la ĉeestkialojn de specioj en iu loko. En 1935 Arthur Tansley, brita ekologiisto, nomas ekosistemo, la interagan sistemon, kiu estiĝas inter la biocenozo (la vivularo) kaj la biotopo (ilia vivmedio). Ekologio tiam iĝis la scienco de ekosistemoj.
Hipotezo Gaia kaj James Lovelock
redaktiDe post la dua mondmilito, nuklea energio, industriigo, konsekvencoj de poluadoj, malŝparado de la naturaj resursoj far la industriaj landoj kaj eksponenciala pliiĝo de demografio de malriĉaj landoj, pli kaj pli starigas la problemon de la loko kaj de la rolo homa sur la Tero, kaj estas la origino de subdisciplino de ekologio nomita homa ekologio. La vido de Gaïa, simptoma pri iu epoko, hipotezo far James Lovelock, komparas Teron al unusola organismego en lia verko « Tero estas vivulo ». Kvankam kontraŭstarita, la hipotezo Gaïa ebligis disvolvon de iu « ekologia zorgo » ene de la publiko, ebligante al ĝi ekkonscii, ke patrina Tero, Gaïa, estis malsana pro homoj kaj iliaj aktivadoj. Laŭ scienca vidpunkto, tiu hipotezo situas la novan vidon de ekologio, kiel entuta vido de la biosfero kaj de la biodiverseco.
La homa ekologio
redaktiLa homa ekologio aperis en la 1920-aj jaroj, pere de la studado de vegetaĵaj sinsekvoj en la usona urbo Ĉikago. Ĝi iĝis aparta esplorkampo en la jaroj 1970. Homo koloniisto de ĉiuj kontinentoj, estas nun agnoskita kiel ĉefa ekologa faktoro. Li modifegas sian medion pere de la disvolvo de sia loĝloko (aparte la urba disvolvo), de la disvolvo de fiŝkaptado kaj de agrikulturaj kaj industriaj aktivaĵoj. Studadoj kaj instruado pri homa ekologio ekestiĝas, per la kunlaboro de antropologoj, arkitektoj, biologoj, demografoj, ekologoj, ergonomoj, etnologoj, urbanizistoj kaj kuracistoj.
Homa ekologio estas la parto de ekologio, kiu studas la homan specion, la organizitan aktivadon de tiu specio kaj ĝian medion. Aliflanke filozofio naskita de ekologio kaj taŭga por homaj socioj, disvolviĝis : ekologiismo. Finfine politika ekologio aperis en la 1920-aj jaroj ; ĝi konsistas en aplikado de ekologa scienco al politiko kaj regado de socio.
La ekologio entuta
redaktiUNESKO estis lanĉinta en 1971 esplorprogramon Homo kaj Biosfero (Man and Biosphere), kun la celo plibonigi konojn pri la reciprokaj rilatoj inter homo kaj Naturo. Kelkajn jarojn poste, la sama organizo difinas la nocion biosferrezervejo. En 1972, la unua internacia konferenco de Unuiĝintaj Nacioj pri homa medio, okazis en Stockholmo, preparita interalie de la fakulo René Dubos. Okaze de tiu konferenco estis agnoskita la slogano « entute pensi, surloke agi » La lastaj gravegaj eventoj en la ekolgia kampo estis la disvolviĝo de la nocio de biosfero kaj la apero de la terminoj biologia diverseco kaj de biodiverseco en la jaroj 1980. Tiuj tri terminoj estis agnoskitaj okaze de la kulmin-konferenco de Tero en Rio-de-Ĵanejro en 1993. Tie la koncepto de biosfero estis agnoskita de la grandaj internaciaj organizaĵoj kaj ankaŭ la risko de perdo de biodiverseco. Fine la danĝeroj kiujn la biosfero devas alfronti estis aparte internacie agnoskitaj en Kyoto en 1997. Tiu konferenco aparte reliefigis la pliiĝon de la forceja efiko ligita al la pliiĝanta koncentriĝadon de forcejekifaj gasoj en la atmosfero, kaŭzante entutajn klimatajn ŝanĝiĝojn. Tiuokaze estis agnoskita la graveco konsideri ekologion laŭ entuta nacia vidpunkto, mondskale, kaj kalkuli kun la premo de la homa specio.
Fundamentaj ekologiaj principoj
redaktiLa diversaj fakoj
redaktiPor multaj, ekologio apartenas al bazaj biologiaj sciencoj, kiuj koncernas la vivularon. En biologio ekzistas diversaj organizniveloj, tiu de la molekula biologio (kiu pritraktas la nukleoacidojn), de la ĉela biologio, la individua biologio (je nivelo de individuoj kaj organismoj), la studado de populacioj de komunumoj, de la ekosistemoj kaj de la biosfero.
La ekologikampo arigus la lastajn kategoriojn. Efektive ĝi estas holisma scienco, kiu studas ne nur ĉiujn elementojn tra ĝiaj rilatoj kun la aliaj, sed ankaŭ la evoluon de tiuj rilatoj laŭ la modifiĝoj suferitaj de la medio, de la animalaj kaj vegetaĵaj populacioj. Tiuj rilatoj estas priskribitaj de la plej malgranda ĝis la plej entuta nivelo. Kelkaj el tiuj subfakoj estas:
- ekofisiologio (aŭ aŭtoekologio), kiu studas la rilatojn inter iuspeca organismo kaj la faktoroj de ĝia medio ;
- populaciekologio, kiu studas la rilatojn inter populacio de samspeciaj individuoj kaj ĝia medio ;
- kunekologio, kiu studas la rilatojn inter komunumo de malsamspeciaj individuoj kaj ĝia medio ;
- studado de la ekosistemoj ;
- entuta ekologio, kiu studas ekologion je la biosferskalo ;
- ekonomio de la medio, kiu studas la konsumadon de la naturaj resursoj, kaj la ekonomiajn instigojn por raciigi ties konsumadojn kaj la poluadon. Estas do reale nomita ekologio, aro da sciencoj, la ekologiaj sciencoj. Ili arigas sufiĉe grandan nombron da disciplinoj, pli-malpli sendependaj, kiel geologio, biokemio, geografio, pedologio, fiziko, ktp.
Biosfero kaj biodiverseco
redaktiPor la modernaj ekologoj, ekologion alireblas laŭ pluraj niveloj : la populacio (samspeciaj individuoj), la biocenozo (specikomunumoj), la ekosistemo kaj la biosfero. Ni unue konsideru la biosferan nivelon. La Tero laŭ ekologia vidpunkto, konsistigas la sinon aŭ la mamojn de pluraj fakoj : hidrosfero (akvosfero), geosfero (grundsfero) kaj atmosfero (aersfero).
La biosfero, kelkfoje kvalifikita kiel kvara koverto, estas la planedparto, kie le vivo disvolviĝis. Temas pri maldikega surfaca tavolo alta ĝis 15000 metroj kaj profunda ĝis 11000 metroj, kvankam la plimulto de la specioj vivas en zono situanta inter -100 metroj et +100 metroj.
La vivo unue disvolviĝis en la hidrosfero, malprofunde en la lumohava zono. Plurĉelaj estaĵoj poste aperis kaj kapablis ankaŭ kolonii la bentajn zonojn. La surtera vivo pli malfrue disvolviĝis, post kiam la ozontavolo formiĝis ŝirmante la vivulojn kontraŭ la ultraviola radiado. La surteraj specioj des pli diversiĝos, ju pli la kontinentoj diseriĝos aŭ kontraŭe unuiĝos.
Biosfero kaj biodiverseco estas ne disigeblaj, karakterizaj de la planedo Tero. Oni difinas la biosferon kiel la sfero de vivo kvankam la biodiverseco estas ĝia diverseco. La sfero esta la ujo kvankam la diverseco estas ties enhavo. Tiu diverseco esprimiĝas kaj je ekologia nivelo (ekosistemoj), populacio (enspecia diverseco) kaj specio (interspecia diverseco).
La biosfero enhavas grandajn kvantojn da elementoj kiel karbono, nitrogeno, kaj oksigeno. Aliaj elementoj kial fosforo, kalcio kaj kalio estas ankaŭ nepraj por la vivo. Je nivelo de la ekosistemoj kaj de la biosfero, ekzistas ĉiama reciklado de ĉiuj tiuj elementoj, kiu ŝanĝiĝas de la minerala stato ĝis la organika stato kaj inverse.
Efektive la funkciado de la ekosistemoj esence baziĝas sur la transformado de sunenergio en kemian energion dank'al la fotosintezo. Tiu ĉi estigas liberigadon de oksigeno, kiu ebligas al la evoluintaj estaĵoj (kiel mamuloj) diserigi la sukerojn per la ĉelspirado, tiel liberigante akvon kaj karbonan dioksidon. Tiel la aparta konsisto de la teratmosfero originas el la aktivado de la vivuloj, la cirkuladon de la gasoj estigante de la grandaj aerfluoj. Akvo same interŝanĝas inter la fakoj. La oceanoj estas ujegoj, kiuj stokas akvon, certigas varmstabilecon kaj klimatstabilecon, kaj la transportadon de elementoj dank’al la grandaj oceanfluoj. Por pli bone kompreni la biosferofunkciadon kaj la fuŝojn ligitaj kun la homa aktivado, usonaj sciencistoj estigis sub forcejo, reduktitan bisfermodelon nomitan Biosfero 2.
La nocio de ekosistemo
redaktiLa unua principo de ekologio estas, ke ĉiu vivulo senĉese ligiĝas kun ĉio, kio konsistigas ĝian ĉirkaŭaĵon. Oni diras, ke estas ekosistemo, ĉiufoje kiam estas interago inter organismo kaj ĉirkaŭaĵo. Ekosistemo konsistas el du aroj, la vivularo nomita biocenozo kaj la medio nomita biotopo. Ene de la ekosistemo, la specioj nutre interdependas kaj interŝanĝas inter si kaj kun la medio energion kaj materion. La nocio ekosistemo taŭgas por diversdimensiaj eroj, lageto, kampo aŭ mortinta lignospeco. Malgranddimensian unuon oni nomas mikroekosistemo. Povas ekzemple temi pri ŝtoneto kaj la vivo, kiu kaŝiĝas sube. Mezekosistemo povus esti arbaro kaj Macroekosistemo regiono. La ĉefaj demandoj por la ekologo, kiam li studas ekosistemojn estas:
- kiel sukcesis la kolonigado de sekega tero ?
- kiel daŭre disvolviĝis tiu evoluado ?
- ĉu la nuna stato stabilas ?
- Kiuj estas la rilatoj ekzistantaj inter la diversaj eroj de la sistemo ?
La ekosistemojn oni ofte ordigas laŭ la biotopoj priparolitaj. Oni parolos pri:
- ekosistemoj kontinentaj (aŭ surteraj), kiel la arbaraj ekosistemoj (arbaroj), la herbejaj ekositemoj (herbejoj, stepoj, savanoj), la agroekosistemoj (agrikulturaj sistemoj) ;
- ekosistemoj kontinentakvaj (lagoj, lagetoj, riveroj) ;
- ekosistemoj oceanaj (maroj, oceanoj).
Alia klasifikado eblas laŭ la biocenozoj : ekzemple arbara ekosistemo aŭ homa ekosistemo.