वृषाली धोंगडी
मागील लेखातून आपण प्रदूषणांचे प्रकार आणि त्याच्या प्रदूषकांबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण जैव-भूरासायनिक चक्रे आणि परिस्थितीकीय सुस्थान यासारख्या पर्यावरणातील काही महत्त्वाच्या संकल्पनांबाबत जाणून घेऊ या. सजीव व निर्जीव घटकांच्या परस्परसंबंधाच्या अभ्यासास परिस्थितीकी शास्त्र, असे म्हणतात. सजीव आणि त्यांच्याभोवतालचे पर्यावरण हे एकमेकांशी परस्परसंबंधित क्रिया करीत असतात. ‘परिस्थितीकी’ ही संज्ञा ब्रिटिश परिस्थितीकी तज्ज्ञ ए. जी. टॅन्सले यांनी मांडली. “पर्यावरणातील सजीव आणि निर्जीव यांच्या एकत्रीकरणामुळे उदयास येणारी प्रणाली अथवा व्यवस्था” म्हणजे परिस्थितीकी, अशी व्याख्या करण्यात आली. परिस्थितीकी ही संज्ञा दोन शब्दांपासून तयार झाली आहे. ‘इको’ म्हणजे ‘पर्यावरण’ व ‘सिस्टीम’ म्हणजे प्रणाली.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पर्यावरण : जलप्रदूषण म्हणजे काय?
परिस्थितीकी संकल्पना काय?
परिस्थितीकी संकल्पना ही विस्तृत असून, भौतिक पर्यावरणातील घटकांचा सजीवांशी असणारा परस्परसंबंध आणि परस्परावलंबन यांची त्यातून कल्पना येते. परस्परसंबंध आणि परस्परावलंबन यांचा एकत्रित असा कार्य गट तयार होतो. हे कार्य घटक परिस्थितीकीचे अविभाज्य घटक आहेत. ते एकत्रितपणे कार्य करून परिस्थितीकीचा समतोल राखतात. सर्व परिस्थितीकीचे (जमिनीवरील पाण्यातील किंवा समुद्रातील) एक ठळक वैशिष्ट्य म्हणजेच स्वयंपोषी व परपोषी यांच्यामधील परस्पर क्रिया होय.
उदाहरणार्थ : प्रकाश संश्लेषण ही क्रिया स्वयंपोषीमध्ये होते आणि या क्रियेमध्ये तयार होणारी ऊर्जा जैववस्तुमानात संचयित होते. ही जैववस्तुमानात संचयित केलेली ऊर्जा परपोषी (शाकाहारी) प्राण्याकडून वापरली जाते आणि ती द्वितीय जैववस्तुमानात संश्लेषित होऊन त्यापुढील अन्नसाखळीमध्ये वापरली जाते. म्हणूनच स्वयंपोषी आणि परपोषीमधील परस्परसंबंध परिस्थितीकीला विशिष्ट रचना देण्यास कारणीभूत ठरतात.
पृथ्वीवर वेगवेगळ्या प्रकारच्या परिस्थितीकी आढळतात आणि त्यामध्ये दोन भिन्न परिस्थितीकी या वेगळ्या सीमारेखांनी विभागलेल्या नसतात. एका विशिष्ट जागेत कोणत्याही प्रकारच्या वनस्पती आणि प्राणी एकमेकांशी परस्पर कार्यरत असतात आणि त्यातूनच जैविक समूह निर्माण होत असतो. अशा समूहामध्ये वेगवेगळ्या प्रजाती एकमेकांबरोबर परस्परसंबंधित असतात आणि त्या जीवनस्थितीत सुधारणा घडवून आणतात.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पर्यावरण : ओझोन अवक्षय म्हणजे काय?
परिस्थितिकी : काही मूलभूत संकल्पना
परिस्थितीकी विज्ञानाचे पूर्ण ज्ञान प्राप्त करून घेण्याआधी काही परिस्थितीकीय संकल्पना समजावून घेणे गरजेचे आहे.
अधिवास (Habitat) : पर्यावरणातील सजीव ज्या ठिकाणी जन्मास येतात, वाढतात, आपला जीवनक्रम व्यतीत करतात आणि शेवटी मृत होतात, त्या ठिकाणास किंवा स्थानास सजीवांचा अधिवास/निवास क्षेत्र, असे म्हणतात. थोडक्यात सजीव ज्या परिसरात राहतो, तो परिसर म्हणजे अधिवास होय. उदा. तलाव, दलदलीय प्रदेश, जंगल, महासागर इ.
जीव प्रजाती (Species) : परस्परांमध्ये मुक्तपणे समागम करून सक्षम संततीचे प्रजनन करणाऱ्या सजीवांच्या समूहास जीव प्रजाती ,असे म्हणतात. उदा. Panthera tigris (वाघ), Homo sapiens (मानव), Pisum sativum (वाटाणा) इ.
जीवसंख्या (Population) : एका विशिष्ट प्रदेशात विशिष्ट वेळी असणाऱ्या एकाच विशिष्ट जीव प्रजातीच्या सदस्यांच्या समूहास (किंवा सदस्यसंख्येस) जीवसंख्या असे म्हणतात. उदा. मेळघाटमधील वाघांची जीवसंख्या (Population), सुंदरबनमधील वाघांची जीवसंख्या. अभयारण्यातील ह्युलॉक वानरांची जीवसंख्या इ.
डीम्स (Demes ) किंवा स्थानिक जीवसंख्या : एकाच प्रजातीच्या भौगोलिकदृष्ट्या वेगळ्या झालेल्या जीवसंख्यांना डीम्स (Demes), असे म्हणतात.
जीवसमुदाय (Community) : एकाच अधिवासात राहणाऱ्या, परस्परांमध्ये, तसेच भौतिक पर्यावरणाशी आंतरक्रिया करणाऱ्या सर्व सजीवांचा (सर्व जीव प्रजातींच्या जीवसंख्यांचा) समूह म्हणजेच जीवसमुदाय होय. जीवसमुदाय हा भौतिक पर्यावरणापासून वेगळा करता येत नसला तरीही जीवसमुदाय हा शब्द परिसंस्थेतील केवळ जैविक घटकच (सजीव) दर्शवितो.
- परिसंस्था = सर्व सजीव + भौतिक पर्यावरण (जैविक घटक)
जीवसमुदाय हे कितीही लहान किंवा मोठ्या आकाराचे असू शकतात. जीवसमुदायांमध्ये जीवसमुदाय अशी संरचना आढळत असते. जीवसमुदायांना निश्चित व सुस्पष्ट अशा सीमा नसतात. सुस्पष्ट आणि निश्चित सीमा असणारा ‘जीवावरण’ हाच एकमेव जीवसमुदाय आहे. कोणत्याही जीवसमुदायामध्ये एक किंवा अनेक जीव प्रजाती असतात. जीवसमुदायातील प्रजातींच्या संख्या आणि त्यांच्या जीवसंख्यांचा आकार हा बदलत असतो. विविध पर्यावरणीय घटक जीवसमुदायाची वैशिष्ट्ये आणि आकृतिबंध नियमित करीत असतात.
परिसंस्था (Ecosystem)
विविध सजीवांमध्ये, तसेच सजीव आणि पर्यावरण यामध्ये परस्पर आंतरक्रिया घडत असतात. पर्यावरण आणि सजीवांमधील आंतरक्रिया ही दोन्हीही दिशांमध्ये घडणारी प्रक्रिया असते. परिसंस्था हा पारिभाषिक शब्द योजण्याचे व त्याची व्याख्या करण्याचे श्रेय आर्थर टान्सली (१९३५) या ब्रिटिश वनस्पतीशास्त्रज्ञास जाते. त्याने केलेली व्याख्या अशी, “पर्यावरणातील जैविक आणि अजैविक घटकांच्या एकीकरणातून आकारास येणारी व्यवस्था म्हणजे परिसंस्था होय.”
कुठल्याही प्रदेशातील जीवसमुदाय आणि भौतिक पर्यावरण यांची मिळून परिसंस्था बनते. म्हणजेच परिसंस्थेमध्ये त्या प्रदेशातील जैविक, तसेच अजैविक घटकांचा समावेश होतो. परिसंस्था ही परिस्थितीकी विज्ञानातील अत्यंत महत्त्वाची
संकल्पना असून, ती परिस्थितिकीय अभ्यासाचे एकक आहे. परिसंस्था ही अभ्यासकाच्या उद्देशांनुसार कितीही लहान (जसे जंगलातील कुजणारे लाकूड व त्यातील जीवसमुदाय, शेणाचा गोळा व त्यामधील सजीव) किंवा कितीही मोठी (उदा. उष्ण कटिबंधीय सदाहरित वने किंवा संपूर्ण पृथ्वी) असू शकते. परिसंस्थेमधील विविध घटक हे परस्परांशी अनेकार्थांनी संबंधित असतात.
अन्नजाळे (Food Web) : निसर्गातील अन्नसाखळ्या या गुंतागुंतीच्या आणि परस्परसंबंधित असतात. एकच सजीव परिसंस्थेतील एकापेक्षा जास्त अन्नसाखळ्यांशी संबंधित असू शकतो. त्याशिवाय तो वेगवेगळ्या साखळ्यांमध्ये वेगवेगळ्या पोषण पातळ्यांवर कार्यरत असू शकतो. उदा. वाघ हा एका अन्नसाखळीत द्वितीयक भक्षक (हरणाचे भक्षण); तर दुसऱ्या अन्नसाखळीत तृतीयक भक्षक (लांडग्यांचे भक्षण) म्हणून कार्य करू शकतो. या कारणामुळे विविध अन्नसाखळ्या या परस्परसंबंधित असतात.
परिस्थितीकीय पिरॅमिड : परिसंस्थेमधील अन्नसाखळ्यांमध्ये विविध पोषण पातळ्यांमधील संख्या, जैववस्तुमान (Biomass) आणि ऊर्जा या बाबतीत असणारे परस्परसंबंध अभ्यासण्यासाठी परिस्थितीकीय पिरॅमिड्स उपयुक्त ठरतात जसे की,
- संख्येचा पिरॅमिड (Pyramid of Number)
- जैववस्तुमानाचा पिरॅमिड (Pyramid of Biomass)
- ऊर्जेचा पिरॅमिड (Pyramid of Energy)
हेही वाचा – UPSC-MPSC : ‘आम्ल वर्षा’ म्हणजे काय? त्याची कारणे कोणती?
जैव-भूरासायनिक चक्रे (Biogeochemical Cycles)
कुठलीच परिसंस्था सजीवांना पोषणद्रव्यांचा अमर्यादित पुरवठा करू शकत नाही. मृदा किंवा जलीय परिसंस्था यांमध्ये पोषणद्रव्ये मर्यादितच असतात. परिसंस्थांमध्ये या पोषणद्रव्यांचे चक्रीकरण आणि अभिसरण होत असते. पोषणद्रव्यांचे पुन्हा पुन्हा चक्रीकरण होत असते.
पोषणद्रव्यांचे चक्रीकरण :- पृथ्वीवरील सजीव हे विशिष्ट स्वरूपातील पोषणद्रव्यांचाच वापर करू शकतात. उदा. सर्व सजीवांना नायट्रोजनची गरज असते. मात्र सजीव केवळ नायट्रेट्स किंवा अमोनियाच्या स्वरूपातील नायट्रोजनच वापरू शकतात. पोषणद्रव्ये अजैविक घटकाकडून जैविक घटकाकडे व पुन्हा अजैविक घटकाकडे, अशी चक्राकार पद्धतीने फिरत असतात. त्यामुळे त्यांना भू-रासायनिक चक्रे, असे संबोधले जाते. पोषणद्रव्याच्या उपलब्धतेनुसार ती पुढीलप्रमाणे विभागली जातात.
१) वायूरूप चक्रे (Gaseous) : प्रमुख भांडार (Reserve) वातावरण असते आणि प्रमुख टप्पा वायूरूप असतो.
२) गाळरूपी चक्रे (Sedimentary) : प्रमुख भांडार शिलावरण असून, त्यामध्ये खडकांची झीज होऊन पोषणद्रव्ये मुक्त होतात. उदा. सल्फर चक्र.
निश/ परिस्थितीकीय सुस्थान (Niche)
परिस्थितीकीय विज्ञानातील ही अत्यंत महत्त्वाची संकल्पना आहे. कोणत्याही सजीवाचे परिस्थितीकीय सुस्थान हे त्या समुदायातील असणारे स्थान दर्शविते. सजीवाने व्यापलेली परिस्थितीकीय सुस्थाने खालील दोन गोष्टी दर्शवितात. त्या सजीवाने व्यापलेला अधिवास किंवा भौतिक जागा (Physical Space) किंवा जागा. त्या सजीवाचे अन्नसाखळीतील असणारे स्थान किंवा त्या सजीवाची अन्नसाखळीतील पोषणाची पातळी (Trophic level) म्हणजेच काय तर सजीवाचे परिसंस्थेत असणारे कार्यात्मक स्थान म्हणजेच तो सजीव उत्पादक आहे की भक्षक आहे, हे सूचित होते.
‘Niche’ने सजीवाच्या पोषणाच्या सवयीदेखील (Feeding Habits) समजतात. दोन सजीवांचे ‘परिस्थितीकीय सुस्थान एक असणे याचाच अर्थ असा की, त्यांचा अधिवास किंवा अन्नसाखळीतील त्यांचे स्थान (पोषण पातळी किंवा ऊर्जा विनिमय पातळी) समान असणे, साहजिकच या दोन सजीवांमध्ये अधिवास किंवा अन्नासाठी (Food) स्पर्धा निर्माण होईल. ही स्पर्धा टाळण्यासाठी किंवा कमी करण्यासाठी अनेक परिसंस्थांमध्ये सजीवांच्या वेगवेगळ्या प्रजाती वेगवेगळी ‘परिस्थितीकीय सुस्थाने’ व्यापताना आढळतात. मात्र, ही स्पर्धा टाळण्यात सजीव नेहमीच यशस्वी होतात असे नाही. परिस्थितिकीय सुस्थाने ही अमर्यादित नसल्याने, अनेक प्रजातींना एकाच परिस्थितीकीय सुस्थानामध्ये एकत्रित राहणे भाग पडते. अस्तित्वाच्या संघर्षातून निर्माण होणारी ही स्पर्धा परिसंस्थेच्या स्थैर्यासाठी आवश्यकदेखील असते.
कीस्टोन प्रजाती/कुंजीशिळा प्रजाती (Keystone Species)
आपल्या मुबलकेतेपेक्षा (संख्येपेक्षा) जास्त प्रमाणात परिसंस्थेवर प्रभाव टाकणाऱ्या जीव प्रजातीस कुंजीशिळा (कीस्टोन) प्रजाती म्हणतात. जैवविविधता, ऊर्जा व पोषणद्रव्ये प्रवाह या दोघांनाही कीस्टोन प्रजाती प्रभावीत करू शकते. समुद्री तारा पाइसैस ओकोसियस (Pisaster Ochraceous) जो उत्तर अमेरिकेतील प्रशांत महासागराच्या किनारपट्टीवर आंतरज्वारीय (Intertidal)
परिसंस्थांमध्ये राहतो; तो कीस्टोन प्रजातीचे उत्तम उदाहरण आहे. त्याचे आवडते भक्ष्य मिरिलस केलिफोर्नियास- शिंपला (Mussel) आहे. समुद्री ताऱ्यांच्या (Sea Stars) अनुपस्थितीत, हे शिपले आंतरज्वारीय प्रदेशात इतक्या मोठ्या संख्येने वाढतात की, ते त्यांच्या इतर स्पर्धकांना जागाच शिल्लक ठेवत नाहीत. या शिंपल्याचे भक्षण करून आंतरज्वारीय प्रदेशात समुद्री तारे इतर प्रजातींसाठी जागा उपलब्ध करून देतात.
