Маленька штучна екосистема акваріума. Як працює закрита екосистема акваріума?

Поняття екосистема зазвичай застосовують до природних об`єктів різної складності і розмірів: тайга або невеликий ліс, океан або маленький ставок. У них функціонують складно врівноважені природні процеси. Існують також біологічні системи, створені штучно. Прикладом може служити екосистема акваріума, необхідну рівновагу в якій підтримується людиною.

Види екосистем та їх особливості

Екосистемою називають сукупність живих організмів самих різних видів на певній ділянці біосфери, які пов`язані не тільки між собою, але і з компонентами неживої природи кругообігом речовин і перетворення енергії. Вона може бути природною і штучною.

Природні екосистеми (ліси, степи, савани, озера, моря та інші) є саморегулюючої структурою. Штучні екосистеми (агроценоз, акваріуми та інші) створюються і підтримуються людиною.

Структура екосистеми

В екології екосистема є головною функціональною одиницею. У неї входять нежива середу і організми як компоненти, взаємно впливають на властивості один одного. Її структура, незалежно від виду, будь це екосистема природної водойми або екосистема акваріума, включає такі складові:

• Просторова - розміщення організмів у певній біологічній системі.
• Видова - число мешкають видів і співвідношення їх чисельності.
• Компоненти співтовариства: абіотичні (нежива природа) і біотичні (організми - споживачі, виробники і руйнівники).
• Кругообіг речовин і енергії - важлива умова існування екосистеми.
• Стійкість екосистеми, що залежить від числа мешкають в ній видів і довжини утворених ланцюгів живлення.

Розглянемо приклад однієї з біологічних систем - акваріум. Штучна екосистема його включає всі структурні одиниці. В акваріумі певного розміру (просторове розміщення) мешкає живий компонент системи (риби, рослини, мікроорганізми). Його компонентами є також вода, грунт, корчі. Акваріум - замкнута екосистема, тому для його мешканців штучно створюються умови близькі до природних. Для чого використовується освітлення, так як ніщо живе не може повноцінно розвиватися і жити без світла-терморегуляція - для підтримки постійного рівня температури-аерація і фільтрація - для подачі кисню у воду і постійної її очищення.

Відмінності екосистем

На перший погляд може здатися, що екосистема акваріума мало чим відрізняється від природної водойми. Адже сам акваріум - це своєрідна невелика копія закритого водоймища, призначеного для утримання та розведення рибок і рослин. Життя в ньому протікає за схожими біологічним процесам. Тільки акваріум - маленька штучна екосистема. У ній ступінь впливу абіотичних компонентів (температура, світло, жорсткість води, pH та інших) на біотичні компоненти врівноважується людиною. Він же підтримує в акваріумі всю необхідну життєдіяльність, тривалість якої багато в чому залежить від досвіду аквариумиста, його вміння керувати рівновагою середовища. Однак навіть при грамотному догляді вона періодично приходить в занепад, і людині належить терпляче влаштовувати її заново в кімнатному водоймі. Чому це відбувається?

Причинні фактори

Екосистема акваріума залежить від віку її водного середовища. Вона проходить етапи становлення, молодості, зрілості і деградації. Порушення рівноваги в екосистемі витримують небагато рослин, а риби перестають розмножуватися.

Чималу роль відіграє і величина акваріума. Від його обсягу безпосередньо залежить тривалість життя середовища. Це подібно екосистемі в природі. Відомо, що чим більший об`єм водойми, тим більше у нього стійкість до порушень необхідної рівноваги. В акваріумі до 200 літрів неважко сформувати середовище проживання, близьку до природної, проте значно важче порушити в ній баланс своїми невмілими діями.

Акваріуми маленької місткості до 30-40 літрів вимагають регулярної підміни води. У розумних межах її зміна на 1 / 3-1 / 5 може похитнути рівноважну стійкість, але середовище відновлюється через пару днів самостійно, а от у випадку заміни всієї води можна легко порушити усталений баланс.

Акваріуміст повинен знати, що, сформувавши екосистему, необхідно підтримувати в ній рівновагу мінімальним втручанням.

Модель довкілля

Акваріум - маленька штучна екосистема, структура якої мало відрізняється від природного. Складовими екосистеми є біотоп і біоценоз. В акваріумі неорганічної природою (біотопом) служить вода, грунт, їх властивості. Вона ж включає в себе обсяг простору водного середовища, її рухливість, температуру, освітленість та інші параметри. Необхідні властивості середовища проживання створюються і підтримуються людиною. Він годує мешканців акваріума, дбає про чистоту грунту і води. Тим самим створює лише модель екосистеми. У природі вона замкнута і незалежна.

Абіотичні фактори

Природну сукупність відрізняють значно глибші взаємозв`язку і взаємозалежності. У домашньому водоймі вони регулюються людиною. Умовно і в домашньому водоймищі всі живі організми іменуються акваріумним біоценозом. Вони займають у ньому певні екологічні ніші, створюючи гармонію місцеперебування. Сприятливі умови для життєдіяльності створюють для них з урахуванням абіотичних факторів - відповідної температури, освітлення і руху води.

Температурний режим залежить від мешканців акваріума. Оскільки навіть незначні його перепади можуть привести до загибелі деяких видів риб, рекомендується використовувати обігрівачі з вбудованим терморегулятором.

Режим освітлення необхідний для нормального функціонування всіх складових акваріумний середовища. Джерела світла зазвичай розташовують над поверхнею води. Довжина світлового дня повинна відповідати фотоперіоду мешканців в їх природних умовах життя.

У природі стояча вода більш рухлива через вплив дощу, вітру та інших хвилювань. В акваріумі необхідна постійна циркуляція води. Вона досягається за допомогою аерації або прогонки води через фільтр.

Постійна циркуляція забезпечує вертикальне обертання води в акваріумі. Вона також вирівнює показник кислотності, запобігає швидке зниження редокс-потенціалу в придонних шарах.

Органічні та неорганічні сполуки

Вода, кисень, вуглекислота, амінокислоти, азотні і фосфорні солі, гумінові кислоти - основні органічні і неорганічні сполуки, які також належать до абіотичних елементам. Велика їх частина укладена в самих організмах акваріума і в донних відкладеннях.

Швидкість переходу даних поживних речовин у водний розчин забезпечується в результаті функціонування продуцентів і редуцентів екосистеми. Органічні азотсодержащие виділення утилізують бактерії, перетворюючи їх на більш прості речовини, необхідні для засвоєння рослинами. Органічні сполуки переходять в мінеральну (неорганічну) форму також завдяки різним видам бактерій.
Дані найважливіші процеси залежать від температурного режиму води, показника її кислотності, насиченості киснем. Вони регулюють нормальне функціонування екосистеми.

При створенні закритою екосистеми акваріума важливо знати, що до прийому своїх мешканців він готовий, але повністю не урівноважений, оскільки багато важливих типи бактерій стабілізуються протягом двох тижнів.

Стійкість екосистеми і круговорот речовин в акваріумі

Мешканці акваріума не можуть забезпечити повного кругообігу речовин. У ньому виявляється розрив ланцюга між консументами і продуцентами. Цьому сприяє закрита екосистема акваріума. Креветки, молюски, рачки (консументи) їдять рослини (продуценти), але ніхто не харчується самими консументами. Ланцюг переривається. У той же час інша ланцюг живлення риби - мотилі і інший корм - підтримується людиною штучно.

Створити умови для утримання в акваріумі необхідної кількості дафній і циклопів для харчування риб досить складно. Так як ці дрібні ракоподібні, в свою чергу, також мають потребу в їжі. Життя найпростіших залежить від наявності в акваріумі органічних речовин. Кількість інфузорій повинно перевищити кількість ракоподібних, останні, в свою чергу, повинні міститися в більшому співвідношенні до риб. Подібного рівноваги в ланцюгах харчування важко домогтися в таких просторових умовах, як закритий акваріум. Екосистема його не сприяє підтримці кількісних показників екологічних факторів на певних рівнях.

У природних екосистемах кожен вид урівноважений співвідношенням з іншими видами. Кожен з них займає свою нішу, визначає взаємозалежність видів. Пропорції хижаків та їхніх жертв у розвитку екосистеми суворо врівноважені. Подібного балансування не домогтися в такому замкнутому просторі, як акваріум. Штучна екосистема вимагає грамотної підбірки своїх мешканців. Екологічні ніші риб, рослин повинні сполучатися, але не накладатися одна на іншу. Вони підбираються так, щоб їхні життєві потреби і так звані «професії» (споживачі, виробники і руйнівники) не були на шкоду іншим.

Врівноважений підбір мешканців по їх «професійному» призначенню в моделі акваріумний екосистеми є найважливішою умовою її тривалого здоров`я.

«Адреса» мешканців акваріума

Місцепроживання у водоймі кожного виду також має чимале значення. Всі вони повинні знайти собі відповідне притулок. Не можна перенасичувати акваріум, щоб не призвести до деградації інших видів. Так, плаваючі рослини, розростаючись, перекривають світло зростаючим нижче водоростям, брак укриттів на дні і місць проживання для донних видів риб призводять до сутичок і до загибелі більш слабких особин.

Також важливо пам`ятати, що всі тварини і рослини безперервно змінюються, що, відповідно, не може не позначитися на їхньому оточенні. Необхідно стежити за поведінкою риб, які не перегодовувати їх, доглядати за рослинами, відрізати їх згнилі ділянки, стежити за чистотою грунту.

Для збереження стійкості екосистеми в акваріумі необхідно за будь-яких спробах втручання подумати - чи не зашкодить це рівноваги.