2. Økosystemers opbygning

2.1 Abiotiske og biotiske faktorer

I Danmark finder vi nogle af vores største økosystemer under havets overflade. Et økosystem er et afgrænset område i naturen, hvor organismer lever i samspil med deres omgivende miljø. Man kan betragte hele jorden som et samlet økosystem, men det kan også være en skov, et ocean eller en spand med vand og gamle blade, du har glemt i haven. 

Ligesom vi mennesker har brug for vand og ilt, så bliver organismerne i et økosystem også påvirket af fysiske og kemiske forhold i deres miljø. Vi kalder det de abiotiske faktorer. Abiotisk betyder ikke-levende. Lys er et eksempel på en abiotisk faktor, der spiller en afgørende rolle for havplanter, fordi de har brug for lys for at kunne lave fotosyntese og vokse.

På figuren nedenfor kan du se, at abiotiske faktorer i havet for eksempel også kan være vind, temperatur, ilt, næringsstoffer og saltholdighed.

2.1. Eksempler på abiotiske og biotiske faktorer i havet. 

De abiotiske forhold danner hele grundlaget for et økosystem, og de forhold er organismerne nødt til at være tilpasset for at kunne overleve, vokse og formere sig. Men det er ikke nok. De skal også kunne klare sig i samspil med de andre organismer i økosystemet.

I havet kan planktonalger, der er små organismer, som bruger solens lys til fotosyntese, blive udsat for prædation. Det vil sige, at de bliver spist af et dyr. Men planktonalger i vandet kan også skygge for lyset, så havplanter nede på havbunden ikke kan få lys nok til deres fotosyntese. Man siger, at der er konkurrence om lyset. På samme måde kan der være konkurrence, hvis to fisk jager den samme fisk, som det er vist på figur 2.1. 

Prædation og konkurrence er eksempler på faktorer, der skyldes samspillet mellem levende organismer. Biotisk betyder levende, og derfor kaldes prædation og konkurrence for biotiske faktorer. 

Organismerne i jordens økosystemer er altså påvirket af biotiske og abiotiske faktorer. Samtidig er en del af dem i stand til at danne organisk stof ud fra uorganisk stof, og de kaldes for primærproducenter. 

 2.2 Primærproducenter

Organisk stof er dannet af levende organismer. Du er bygget af organisk stof. Det er den mad, du spiser, og den levende natur omkring dig også. I organisk stof finder man molekyler, der er bygget op omkring kulstof (C) og indeholder grundstofferne hydrogen (H) og oxygen (O). Organiske molekyler kan også indeholde andre grundstoffer som for eksempel fosfor (P) og kvælstof (N). DNA, kulhydrater, fedt og proteiner er vigtige organiske stoffer.

Alt det, der ikke er organisk stof, er uorganisk stof. Det kan for eksempel være rene grundstoffer eller forbindelser som vand (H2O) og kuldioxid (CO2) eller nitrat (NO3-) og fosfat (PO43-), som planter behøver for at kunne vokse.

2.2. Organisk stof og uorganisk stof. 

For 4 milliarder år siden var der intet liv og næsten intet organisk stof på jorden, så hvordan er det blevet skabt, alt det organiske stof, som nutidens mennesker, dyr og planter er bygget af?

Det er naturligvis en længere forklaring, som hovedsageligt handler om primærproducenter. Som du allerede har læst, er primærproducenter organismer, der kan danne organisk stof ud fra uorganisk stof.  

Planter er primærproducenter, fordi de kan producere organisk stof. Det gør de ved at bruge solens lysenergi til at danne organisk stof i form af glukose (C6H12O6) ud fra kuldioxid (CO2) og vand (H2O), der er uorganiske molekyler. Samtidig bliver der frigivet ilt (O2) i processen, der kaldes fotosyntese. Det kan du læse mere om i afsnittet om fotosyntese

Fotosyntese: 6CO2 + 6H2O + lysenergi   C6H12O6 + 6O2

Selvom tang, havplanter og visse andre organismer er primærproducenter i havet, udgør planktonalger den vigtigste gruppe. Planktonalger er små fotosyntetiserende organismer, som på trods af deres ringe størrelse er nogle af de vigtigste producenter af organisk stof og ilt på jorden. Planktonalger er plankton, der er en fællesbetegnelse for planter og dyr, der bliver ført omkring med vandstrømme.

Planktonalger og jordens andre primærproducenter producerer det organiske stof, som alle andre organismer i sidste ende skal leve af. Derfor er de forudsætningen for alt andet liv på jorden og det første led i livets fødekæde. I alle andre fødekædeled finder vi økosystemernes konsumenter.

2.3 Konsumenter 

Konsumenter er organismer, der lever af æde andre organismer. Alle dyr fra de største hvaler til det mindste dyreplankton hører til konsumenterne. Dyreplankton er den del af planktonet, som består af dyr. Vandlopper og dafnier er dyreplankton ligesom fiskelarver og mange andre dyr. Dyreplankton er typisk mikroskopisk i størrelsen, og det meste dyreplankton lever af planktonalger.

En beskrivelse af, hvem der æder hvem, kaldes en fødekæde. Det kan være en planktonalge, der bliver spist af dyreplankton, som bliver spist af en reje, der bliver fanget af en torsk. I sådan en fødekæde er planktonalgen et eksempel på en primærproducent, dyreplankton hører til blandt planteæderne, og rejen og torsken er rovdyr.

Forestil dig, at planktonalgen i stedet bliver spist af en musling, som bliver spist af en søstjerne, der ender i maven på en fugl. I den fødekæde hører muslingen til blandt planteæderne, mens søstjernen og fuglen er rovdyr.

Når man skal beskrive hvilke dyr, der er afhængige af hinanden i et økosystem, bruger man tit betegnelsen fødenet. Som du kan se på figur 2.3 består et fødenet af et netværk af fødekæder. 

2.3. Fødenet.

En fødekæde, der tager udgangspunkt i noget levende, er en græsningsfødekæde. Eksemplet med planktonalgen, der bliver spist af en musling, som bliver spist af en søstjerne, der ender i maven på en fugl, er  altså en græsningsfødekæde.

Men planktonalgen kan også dø, før den bliver spist af muslingen, og i stedet blive nedbrudt af en bakterie. En bakterie er her et eksempel på en nedbryder. Nedbrydere er organismer, som lever af dødt organisk materiale. Det kan for eksempel være svampe og bakterier, men større dyr som strandkrabber kan også høre til nedbryderne, hvis de spiser døde dyr.

Dødt organisk materiale består af rester af døde planter, dyr og mikroorganismer og bliver ofte kaldt for detritus. Hvis de første organismer i en fødekæde æder dødt organisk materiale, er det en nedbryderfødekæde. Figuren nedenfor viser en nedbryderfødekæde og en græsningsfødekæde. 

2.4. Græsningsfødekæde og nedbryderfødekæde.

I en nedbryderfødekæde, hvor organisk stof for eksempel bliver nedbrudt af bakterier, som bliver spist af en børsteorm, bliver der frigivet næringsstoffer som en del af nedbrydningsprocessen. Næringsstofferne kan være grundstoffer som fosfor (P) og kvælstof (N), der har været bundet i det døde organiske materiale.

Da fosfor er en del af DNA, og kvælstof både indgår i protein og DNA, har planktonalger og andre organismer brug for næringsstoffer. De næringsstoffer, der er blevet frigivet fra det døde organiske materiale, vil igen kunne optages af primærproducenter, og derfor udgør nedbryderfødekæden et vigtigt led i økosystemernes cirkulation af næringsstoffer. I økologi er det ofte næringsstofferne kvælstof og fosfor, som er i fokus.

Planteædere, nedbrydere og rovdyr bliver tilsammen kaldt for økosystemets konsumenter. Livets fødekæde starter altså med primærproducenterne, mens alle andre led består af konsumenter.
 

Autotrof og heterotrof

Primærproducenter er autotrofe. Autotrof er en betegnelse for organismer, der ernærer sig ved selv at opbygge organisk materiale ud fra uorganisk materiale. Det er netop det, der sker i fotosyntesen, når planter og planktonalger bruger solens lysenergi til at danne organisk stof i form af glukose ud fra de uorganiske molekyler kuldioxid og vand. Derfor er planter og planktonalger autotrofe.

Der findes også heterotrofe organismer. De kan ikke opbygge organisk stof ud fra uorganisk stof, og derfor er de afhængige af, at andre organismer har produceret organisk stof, som de kan indtage. Når en søstjerne for eksempel spiser muslinger, eller bakterier nedbryder døde planktonalger, er det for at skaffe organisk stof. Du hører til de heterotrofe organismer ligesom alle dyr, svampe og mange bakterier.