Ökologie: Definition, Ebenen und Bedeutung für die Umwelt

Ökologie und ihre Ebenen

Einleitung

Die Ökologie ist ein Teilgebiet der Biologie, das die biotischen und abiotischen Komponenten sowie die Beziehungen zwischen ihnen untersucht, die zusammen ein System namens Biosphäre bilden. Sie ist die Wissenschaft, die die Beziehungen von Lebewesen untereinander und zu ihrer Umwelt erforscht.

Der Begriff wurde 1866 von Ernst Haeckel geprägt, der als Erster das Wort „Ökologie“ verwendete. Es leitet sich von den griechischen Wörtern „oikos“ (Haus) und „logos“ (Wissenschaft, Lehre) ab.

Die Erde ist unser Zuhause, und die Ökologie untersucht, was in unserem „Haus“ geschieht sowie unsere Beziehung zur natürlichen Umwelt. Laut Haeckel befasste sich die Ökologie ursprünglich mit der Untersuchung biologischer Arten in ihren Beziehungen zur Umwelt. Derzeit hat die Ökologie aufgrund des ständigen Anstiegs der menschlichen Bevölkerung und ihrer wachsenden Auswirkungen auf die Umwelt eine enorme Bedeutung erlangt. Zu diesen Auswirkungen zählen die Erwärmung der Atmosphäre, umweltbedingte Krankheiten, die Zerstörung der Recyclingkapazität von Abfallsystemen und die Verknappung natürlicher Ressourcen, insbesondere Wasser auf lokaler und regionaler Ebene.

Ebenen der Organisation

In der lebenden Materie gibt es unterschiedliche Komplexitätsgrade, die als Organisationsebenen bezeichnet werden. Innerhalb dieser Ebenen lassen sich abiotische (unbelebte Materie) und biotische (lebende Materie, d.h. die vier Funktionen der Lebewesen) Ebenen unterscheiden. Die verschiedenen Ebenen sind:

Abiotische Organisationsebenen

Die abiotischen Organisationsebenen sind jene, die auch in der unbelebten Materie existieren. Es gibt drei Hauptstufen:

Subatomare Ebene

Diese Ebene besteht aus den kleinsten Teilchen der Materie, wie Protonen, Neutronen und Elektronen.

Atomare Ebene

Hierzu gehören die Atome, aus denen Lebewesen bestehen und die wir als Bioelemente bezeichnen. Etwa 70% aller chemischen Elemente des Periodensystems sind in organischer Materie zu finden. Die atomare Ebene besteht aus Atomen, die der kleinste Teil eines chemischen Elements sind und an chemischen Reaktionen teilnehmen können.

Molekulare Ebene

Diese Ebene umfasst Moleküle, die aus Gruppen von Atomen (Bioelementen) gebildet werden. Organische Moleküle werden als Biomoleküle oder unmittelbare Prinzipien bezeichnet. Diese Prinzipien lassen sich in zwei Kategorien unterteilen:

• Anorganische Moleküle: Wasser, Mineralien, Ionen, Gase.
• Organische Moleküle: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren.

Auf dieser Ebene finden sich auch Makromoleküle und Viren. Makromoleküle entstehen aus der Vereinigung von Monomeren (z.B. Aminosäuren, Nukleotide), während Viren eine Verbindung von Proteinen mit Nukleinsäuren darstellen. Innerhalb der molekularen Ebene gibt es unterschiedliche Komplexitätsgrade:

Makromoleküle

Makromoleküle entstehen durch die Vereinigung vieler organischer Moleküle zu einem Polymer. Jede Einheit eines Polymers wird als Monomer bezeichnet. Zum Beispiel ist Stärke (ein Makromolekül) ein Polymer aus Glucose (ein Monomer). Proteine sind Makromoleküle, die Polymere von Aminosäuren sind, und Nukleinsäuren sind Polymere aus Nukleotiden.

Supramolekulare Komplexe

Diese Komplexe werden aus der Verbindung mehrerer Moleküle gebildet. Ein Beispiel ist die Bindung von Kohlenhydraten und Proteinen, die Glykoproteine ergeben.