Un ecosistem este format din biotop (mediul fizic) și biocenoză (totalitatea organismelor care trăiesc în acel mediu), legate între ele prin circulația materiei și fluxul de energie. Pentru BAC biologie trebuie să știi să recunoști nivelurile trofice, să construiești un lanț trofic corect și să calculezi câtă energie ajunge la fiecare nivel.
Ce este ecosistemul: biotop + biocenoză
Ecosistemul este unitatea de bază a ecologiei. Îl poți gândi ca pe o „ecuație” simplă: ecosistem = biotop + biocenoză. Cele două componente nu sunt doar puse una lângă alta, ci se influențează permanent: plantele modifică solul și microclimatul, iar temperatura, lumina sau umiditatea decid ce specii pot trăi acolo.
Biotopul este componenta nevie: substratul (solul, apa), relieful, clima, lumina, temperatura, compoziția aerului și a apei. Biocenoza este componenta vie și cuprinde toate populațiile de plante, animale, ciuperci și microorganisme dintr-un anumit biotop. O populație înseamnă indivizii aceleiași specii care trăiesc pe același teritoriu, în același timp — o noțiune pe care BAC-ul o testează des în grile, tocmai pentru că se confundă ușor cu biocenoza.
După intervenția omului, ecosistemele se împart în naturale (pădurea, lacul, pajiștea alpină) și antropizate (un lan de grâu, o livadă, un parc), adică ecosisteme create sau puternic modificate de activitatea umană. Cele antropizate au de obicei mai puține specii și depind de intervenția omului (arat, irigat, îngrășăminte) ca să se mențină.
| Noțiune | Ce înseamnă | Exemplu |
|---|---|---|
| Biotop | Mediul fizic, nevii, al ecosistemului | Apa, fundul mâlos, lumina și temperatura unui lac |
| Biocenoză | Totalitatea organismelor dintr-un biotop | Algele, stuful, peștii, broaștele și bacteriile din lac |
| Populație | Indivizii unei singure specii dintr-un teritoriu | Toți știucii din același lac |
| Ecosistem | Biotop + biocenoză, cu relațiile dintre ele | Lacul în ansamblul lui |
Nivelurile trofice: producători, consumatori, descompunători
„Trofic” vine de la hrană. Nivelul trofic arată locul pe care îl ocupă un organism în funcție de felul în care își procură hrana.
- Producătorii sunt organismele autotrofe — în principal plantele verzi și algele — care, prin fotosinteză, produc substanțe organice din substanțe anorganice (CO2, apă, săruri minerale), folosind energia luminii. Sunt baza oricărui lanț trofic: fără ei, energia solară nu ar intra în ecosistem.
- Consumatorii primari (de ordinul I) sunt ierbivorele, care se hrănesc direct cu producători: iepurele, căprioara, lăcusta, omida.
- Consumatorii secundari (de ordinul II) sunt carnivorele care consumă ierbivore: vulpea care mănâncă iepuri, broasca care mănâncă insecte.
- Consumatorii terțiari (de ordinul III) sunt carnivorele care se hrănesc cu alte carnivore: uliul care prinde șerpi, știuca adultă care mănâncă bibani.
- Descompunătorii sunt bacteriile și ciupercile care transformă materia organică moartă (resturi vegetale, cadavre, excremente) în substanțe anorganice, pe care producătorii le pot reutiliza.
Atenție: un organism nu are un nivel trofic „fix” pentru toată viața. Omnivorele (ursul, mistrețul, omul) pot fi consumatori primari când mănâncă fructe și consumatori secundari sau terțiari când mănâncă animale. La BAC, nivelul se stabilește întotdeauna în lanțul dat.
Lanțul trofic și rețeaua trofică
Un lanț trofic este o succesiune liniară de organisme în care fiecare verigă se hrănește cu cea dinaintea ei. Săgeata se desenează de la hrană spre consumator, adică în sensul în care trece energia:
iarbă → lăcustă → broască → șarpe → uliu
Aici iarba este producătorul, lăcusta consumator primar, broasca consumator secundar, șarpele consumator terțiar, iar uliul consumator de ordinul IV. În realitate, lanțurile au rar mai mult de 4–5 verigi, pentru că energia disponibilă scade foarte repede de la un nivel la altul.
Într-un ecosistem real, lanțurile nu sunt izolate: aceeași broască poate mânca și muște, și lăcuste, iar pe ea o pot mânca și șerpii, și bâtlanii. Totalitatea lanțurilor trofice interconectate formează rețeaua trofică. Cu cât rețeaua este mai complexă, cu atât ecosistemul este mai stabil: dacă o specie dispare, consumatorii ei au surse alternative de hrană. Aici se face legătura cu biodiversitatea și factorii de mediu — un ecosistem bogat în specii rezistă mai bine la perturbări.
Exemplu de item BAC (Subiectul I, D — adevărat/fals): „Energia circulă circular printr-un ecosistem, fiind refolosită la infinit.” Afirmația este falsă. Corectarea: energia circulă unidirecțional (de la producători spre consumatori) și se pierde treptat sub formă de căldură; materia este cea care circulă ciclic, prin intervenția descompunătorilor.
Fluxul de energie și circuitul materiei
Aceasta este cea mai importantă idee teoretică a capitolului și apare des în itemii de tip „explicați”:
- Energia intră în ecosistem ca energie luminoasă, este transformată de producători în energie chimică (stocată în substanțe organice) și trece de la un nivel trofic la altul. La fiecare trecere, o mare parte se pierde: este consumată în respirația celulară, eliminată ca căldură sau rămâne în părțile nedigerate. De aceea fluxul de energie este unidirecțional și energia nu se reciclează.
- Materia (carbonul, azotul, fosforul, apa) circulă ciclic: substanțele anorganice sunt încorporate de producători în substanțe organice, trec prin consumatori, iar descompunătorii le readuc în formă anorganică în sol, apă și aer.
Ca regulă de lucru, la BAC se folosește regula de 10%: la trecerea de la un nivel trofic la următorul se transferă aproximativ 10% din energie, restul de circa 90% pierzându-se. Este o aproximare didactică, dar e suficientă pentru problemele de la examen.
Exemplu rezolvat (Subiectul al II-lea, tip calcul): Energia disponibilă la nivelul producătorilor este de 100.000 kcal. Știind că la trecerea de la un nivel trofic la altul se transferă 10% din energie, calculează energia disponibilă la nivelul consumatorilor terțiari.
Etapa 1 — consumatori primari: 10% din 100.000 kcal = 10.000 kcal.
Etapa 2 — consumatori secundari: 10% din 10.000 kcal = 1.000 kcal.
Etapa 3 — consumatori terțiari: 10% din 1.000 kcal = 100 kcal.
Greșeala clasică: să numeri producătorii drept „primul nivel de consumatori” și să faci o împărțire în plus sau în minus. Scrie mereu etapele separat, fiindcă baremul punctează și raționamentul, nu doar rezultatul.
Piramidele ecologice
Piramidele ecologice sunt reprezentări grafice ale nivelurilor trofice, cu producătorii la bază și consumatorii de ordin superior spre vârf:
- piramida numerelor — numărul de indivizi de la fiecare nivel;
- piramida biomasei — masa totală de materie vie de la fiecare nivel;
- piramida energiei — energia acumulată la fiecare nivel; este singura care are întotdeauna forma unei piramide cu baza largă, tocmai din cauza pierderilor de la fiecare transfer.
Piramida numerelor poate fi „răsturnată”: un singur stejar (producător) poate hrăni mii de omizi. De aceea, dacă te întreabă care piramidă reflectă cel mai fidel funcționarea ecosistemului, răspunsul este piramida energiei.
Greșeli frecvente la acest capitol
- Săgețile desenate invers (de la consumator spre hrană). Săgeata arată sensul transferului de energie: iarbă → iepure, nu iepure → iarbă.
- Descompunătorii puși la capătul lanțului, ca „ultimul consumator”. Ei acționează asupra resturilor de la toate nivelurile, nu doar asupra ultimei verigi.
- Confuzia biocenoză – populație. Biocenoza cuprinde toate speciile; populația, o singură specie.
- Ciupercile trecute la producători. Ciupercile sunt heterotrofe — vezi regnurile lumii vii — și în ecosistem au rol de descompunători.
- „Energia se reciclează”. Se reciclează materia; energia doar trece prin ecosistem.
- Ecosistem = biotop (mediul nevii) + biocenoză (totalitatea organismelor).
- Producătorii sunt autotrofi fotosintetizanți; consumatorii sunt heterotrofi; descompunătorii (bacterii, ciuperci) mineralizează materia organică moartă.
- Energia circulă unidirecțional și scade la fiecare nivel trofic (aproximativ 10% se transferă mai departe); materia circulă ciclic.
- Rețeaua trofică = lanțuri trofice interconectate; cu cât e mai complexă, cu atât ecosistemul e mai stabil.
- Piramida energiei are întotdeauna baza largă; piramida numerelor poate fi inversată.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre biotop și biocenoză?
Biotopul este partea nevie a ecosistemului (sol, apă, climă, lumină), iar biocenoza este partea vie (toate populațiile de organisme care trăiesc în acel biotop). Împreună formează ecosistemul.
De ce lanțurile trofice au puține verigi?
Pentru că la fiecare transfer se pierde cea mai mare parte din energie (consumată în procesele vitale și eliberată ca căldură). După 4–5 niveluri, energia rămasă nu mai poate susține o populație viabilă de consumatori.
Unde se pun descompunătorii într-o schemă de lanț trofic?
De obicei, separat, cu săgeți care pleacă de la fiecare nivel (resturi, cadavre) spre descompunători și apoi spre sol, de unde substanțele minerale sunt preluate din nou de producători. Nu sunt o verigă „după” ultimul consumator.
Este omul consumator primar sau secundar?
Depinde de lanțul analizat. Omul este omnivor: când mănâncă legume este consumator primar, iar când mănâncă carne de vită este consumator secundar. La BAC, stabilești nivelul în funcție de hrana din lanțul dat.
Exersează ecologia în BacBiologie
În aplicație găsești grile și flashcard-uri pe tema „Ecologie generală: ecosisteme și lanțuri trofice”, plus simulări BAC B1 cu barem în care apar itemi despre niveluri trofice și transferul de energie.
Descarcă gratuit pe App Store