Låt oss säga att du träffar en kvinna på ett flygplan på ett flyg från Boston till Brisbane. Ni två sitter bredvid varandra i ett par dussin timmar, och du pratar hela tiden - om böcker, politik, Aktuella händelser, religion, vädret, etc. Du hör några av kvinnans personliga berättelser, observera hur hon äter och dricker, du ser henne spela ett spel på sin telefon och märker att hon snarkar när hon sover.

När du kommer till Australien, du känner att du har en ganska bra känsla av vem den här personen är, men då hela hennes familj dyker upp för att träffa henne på flygplatsen, och omedelbart lär du dig mer - och några av de antaganden du gjorde på planet måste omvärderas med tanke på denna nya ingång.

Senare, hon inbjuder dig att besöka henne hemma och hennes berättelse vidgas:Doften av hennes hus, smaken av hennes dricksvatten, utsikten från hennes veranda, innehållet i hennes kylskåp och inställningen av hennes termostat talar mycket. Några av dessa detaljer förstärker det du trodde att du redan visste, och vissa ändrar dig. Vid något tillfälle, dina undersökningar blir, inte om kvinnan själv, men om hela systemet där hon lever.

För att förstå någonting, det är bra att förstå allt - eller så mycket du kan. I studien av ekologi, begreppet ekosystem erkänner det faktum att, som 1800 -talets naturforskare John Muir sa, "När vi försöker plocka ut något själv, vi tycker att det hänger ihop med allt annat i universum. "

Men det är svårt att titta på allt på en gång! Och naturliga system, av allt vi kan undersöka med vetenskap, är särskilt svåra att spika fast. Men ekologer försöker alltid.

År 1935, en engelsk botaniker vid namn Arthur Tansley - starkt påverkad av danska botanisten Eugenius Warming - introducerade termen "ekosystem" i en uppsats med titeln "The Use and Abuse of Vegetal Concepts and Terms, "publicerad i tidskriften Ecology. Han definierade ett ekosystem som" hela systemet, ... inklusive inte bara organiskkomplexet, men också hela komplexet av fysiska faktorer som bildar det vi kallar miljön. "

Nivåerna i ett ekosystem

Det Tansley försökte komma på var tanken att man kan titta på ett naturligt system på en massa olika nivåer - och det fanns en nivå som ännu inte hade ett namn. Till exempel, du kan titta på en järv - det är en enda organism, precis som kvinnan du träffade på planet. Men den järven lever inte i ett vakuum - den lever i en population av andra järv som interagerar och organiserar sig på specifika sätt (alltså en ekolog kan välja att undersöka järv på befolkningsnivå). Men det är inte det enda sättet att studera järv! Ekologer pratar också om samhällen av levande ting:En järv interagerar inte bara med medlemmar av sin egen art - det är en allätare, så den äter andra djur som älg och kanin, liksom bär, rötter och ägg. Det får parasiter, den gräver hålor som påverkar växts rotsystem - en järv påverkar många levande saker i sitt hemområde, och de levande sakerna påverkar det. Tanlseys definition av ekosystem erkände att det fanns en nivå av vetenskaplig undersökning som kunde omfatta alla organismer i järvens hem, förutom saker som inte lever.

"Ekosystemkonceptet som ekologer nu använder har förfinats sedan det först introducerades av Tansley för nästan ett sekel sedan, "säger Stephen Carpenter, en forskare vid Center for Limnology vid University of Wisconsin-Madison. "Ekosystemvetenskap studerar interaktionen mellan alla levande och icke-levande enheter på en viss plats. Denna definition överensstämmer med moderna energibegrepp, näringsflöde och biogeokemi, som knappt fanns under Tansleys karriär. "

Ekosystemets lockelse till forskare har att göra med "system" -delen av ordet. Ett ekosystem som ett korallrev kör mycket liknande programvara som för den arktiska tundran där järven lever, eller en tropisk skog. Samma grundläggande storskaliga processer kan gälla var som helst:Organiskt material sönderfaller och blir näring för något annat i ett gräsmark eller en bergsström; näringsämnen som kol, fosfor, kväve och svavel förs över som monopolpengar överallt - det händer bara mycket snabbare och det finns mycket mer av det i en tropisk regnskog än i öknen; sjukdomar bärs på vatten eller luft eller av olyckliga organismer på liknande sätt, vart du än tittar; en högsta rovdjur tas bort från ekosystemet på en bergstopp i Anderna, och hela dynamiken förändras precis som om du tar bort alla vargar från Yellowstone National Park i Wyoming.

Ett ekosystem är en ram

Detta är att säga, ekosystem är ett bra ämne för teori - som en ram för att hänga idéer om hur komplexa naturliga system fungerar. Men, samtidigt som det är en teoretisk idé, ett ekosystem är också en verklig sak - det är bara en sak utan tydliga gränser.

Enligt Eugene Odums ekologiska grunder, publicerades första gången 1953, du vet att du har kommit till kanten av ett ekosystem när mer material och energi cyklar inom gränsen än att korsa det. Så, en våg i en bäck kan inte vara ett ekosystem, för även om vissa typer av fiskar och vattenlevande ryggradslösa djur gillar att leva i en fasta, ytlig del av en bäck, rikligt material strömmar in och ut ur vallen hela tiden. Vissa kanske stannar kvar i den ett tag, men det mesta lämnar ganska snart efter det kommer. Även sedimentet och stenarna stannar inte för alltid; när de rör sig, det är mestadels inte inuti riffeln, men in eller ut ur det.

Å andra sidan, vattendelar är klassiska ekosystemgränser, men de är också extremt knepiga:Själva floden är ett ekosystem, för även om mycket material och energi passerar in och ut ur det hela tiden (löv och jord och döda djur faller in, landdjur använder floden som livsmedelsbutik), mycket cyklar inom det, för. Så, även om floden i sig kan betraktas som ett ekosystem, det är svårt att se floden och det torra landet runt den som riktigt åtskilda eftersom material och energi utbyts över den mycket flytande gränsen hela tiden, åt båda hållen (floder översvämmar, trots allt, och avsätta det näringsrika sedimentet på landet).

Ekosystem, sedan, är inte statiska.

"Det abiotiska och det biotiska är viktiga delar av ekosystemet, och de har gränser, om än mänskligt definierade gränser, säger Kathleen Weathers, en ekolog vid Cary Institute of Ecosystem Studies. "Och inte bara har ekosystem struktur och funktion, men dessa styrs av många faktorer, och att ekosystem förändras med tiden. "

I hans bok, "En historia om ekosystemkonceptet inom ekologi, "författaren Frank Golley gör poängen att, inte bara har det aldrig funnits en bred vetenskaplig enighet om definitionen av ett ekosystem, det har inte varit ett strikt vetenskapligt koncept sedan det blev populärt bland naturvårdare på 1960 -talet.