Questo articolo definirebbe ed evidenzierebbe esempi di ecosistemi chiusi con un confronto tra ecosistemi chiusi e aperti.
Gli ecosistemi sono di due tipi generali, aperti e chiusi in base al movimento della materia complessiva all'interno o all'esterno dell'intero sistema. I sistemi chiusi sono estremamente autonomi e si impegnano a scambiare solo energia e non materia.
Cos'è l'ecosistema chiuso?
I sistemi chiusi sono descritti come l'ecosistema "auto-rigenerante" che ha la capacità di mantenere la vita senza l'aiuto di alcuna fonte esterna. Garantisce il completo riutilizzo di tutti i materiali disponibili attraverso l'instaurazione di cicli continui.
Qui, l'anidride carbonica esalata e altri insiemi di materiali di scarto vengono effettivamente convertiti, chimicamente o attraverso la fotosintesi, in prodotti come cibo, acqua o ossigeno. Questo è estremamente autonomo. Questo è usato principalmente per descrivere la forma in miniatura degli ecosistemi artificiali ed è scientificamente interessante. Questi ecosistemi tendono a mostrare un forte potenziale nella creazione di un sistema di supporto vitale, specialmente durante i voli spaziali o in qualsiasi stazione spaziale o anche nella creazione di qualsiasi habitat spaziale.
In un ecosistema chiuso, è importante includere almeno un organismo che sia di natura autotrofo poiché quasi tutti gli ecosistemi chiusi progettati sono basati sugli autotrofi, per esempio le alghe verdi. È anche importante che qualsiasi forma di prodotto di scarto prodotto da un organismo sia utilizzato dall'altro all'interno di un ecosistema chiuso.
L'intero scopo rimane quello di mantenere una vita, che può essere un essere umano o qualsiasi altra specie, per la quale i prodotti di scarto come feci o urina o anidride carbonica dovrebbero essere convertiti in cibo, acqua e ossigeno.
Esempio di ecosistema chiuso
Biosphere 2: Un sistema ecologico artificiale su larga scala in Arizona, progettato per esplorare la complessa rete di interazioni all'interno dei sistemi di vita. Comprende vari biomi come la foresta pluviale, l'oceano e la savana.
Acquari: Ecosistemi acquatici chiusi contenenti pesci, piante e microrganismi. Questi sistemi sono attentamente bilanciati per mantenere un ambiente sostenibile per la vita acquatica.
terrari: Ambienti chiusi dove crescono piante e talvolta piccoli animali come gli insetti. Simulano un mini ecosistema con temperatura, luce e umidità controllate.
Giardini delle bottiglie: I giardini in bottiglia e i piccoli acquari sono contenitori di vetro completamente o parzialmente chiusi che sono di natura autosufficiente. Altri ecosistemi chiusi artificiali possono essere MELiSSA, Biosphere 2, BIOS 1, BIOS 2 e anche BIOS 3. Questi chiusi e ecosistemi artificiali sono stati creati con lo scopo di sostenere la vita umana sulla terra.
Serre: Ambienti controllati utilizzati per la coltivazione delle piante. Gestiscono la temperatura, l'umidità e la luce per creare una condizione di crescita ideale, simulando un ecosistema chiuso.
Habitat spaziali: Habitat concettuali o sperimentali progettati per la vita nello spazio. Questi habitat mirano a creare un sistema di supporto vitale autosufficiente per missioni spaziali di lunga durata
Tappetini microbici: Formazioni naturali di microrganismi, spesso presenti in ambienti estremi. Sono ecosistemi autonomi, che eseguono tutti i processi biochimici necessari all'interno della loro struttura.
Ecosistema idrico chiuso
Gli ecosistemi acquatici chiusi sono identificati come l'ecosistema isolato dal mondo esterno. Questi sono autosufficienti e sono una forma in miniatura del mondo acquatico. Una volta eseguito correttamente questo allestimento con piante, sedimenti e animali adeguati, tutti gli elementi dell'ambiente necessari per sopravvivere vengono generati naturalmente. Questi ecosistemi acquatici in miniatura non necessitano di alcuna forma di alimentazione o filtrazione o di qualsiasi fonte esterna diversa dalla luce solare naturale.
Sistema acquaponico: Un ecosistema sostenibile che combina l'acquacoltura (allevamento di pesci) e l'idroponica (coltivazione di piante in acqua). In questo sistema, i rifiuti prodotti dai pesci d’allevamento forniscono nutrienti alle piante, che a loro volta purificano l’acqua.
Ecosfera (sistema ecologico chiuso): Un contenitore di vetro sigillato che contiene un ecosistema acquatico che comprende gamberetti, alghe e microrganismi. Gli organismi e l'ambiente nell'ecosfera interagiscono per mantenere un ecosistema equilibrato.
Barriera corallina artificiale: Si tratta di strutture sottomarine create dall'uomo progettate per imitare le caratteristiche delle barriere coralline naturali. Forniscono un habitat per la vita marina e aiutano a bilanciare gli ecosistemi marini locali.
Come creare un ecosistema chiuso?
Un ambiente chiuso autosufficiente, che può essere un ambiente acquatico, avrebbe bisogno di tre cose essenziali, una è la luce, poi i nutrienti e la terza è la gestione dei rifiuti.
La fonte di luce è principalmente il sole che viene utilizzato dalle piante per creare energia e le sostanze nutritive vengono ulteriormente riutilizzate dagli altri elementi dell'ambiente. È stato identificato che tutti gli organismi generano rifiuti, ma alcuni gruppi di batteri hanno la capacità di abbattere gli elementi di scarto che aiutano a disintossicare l'ecosistema.
Pertanto, per realizzarne uno, alcuni ingredienti includerebbero un barattolo con un coperchio ermetico, uno stagno naturale, un secchio, una pala, una rete e una lente d'ingrandimento opzionale. La semplice serie di passaggi per realizzare l'ecosistema chiuso con gli ingredienti è la seguente:
Passo 1: con la Pala sarebbe importante raccogliere qualche sedimento o terra da mettere sul fondo del vaso.
Passo 2: raccogliere l'acqua dal vicino laghetto e lasciarla riposare per alcuni giorni.
Passo 3: aggiungi una serie di poche piante come erba acquatica, lenticchia d'acqua, hornwort poiché le alghe in genere finirebbero per crescere nel barattolo che funzionerebbe anche come autotrofo.
Passo 4: aggiungere alcune serie di lumache d'acqua dolce o qualsiasi forma di crostacei. Assicurati di evitare di aggiungere animali o pesci di grandi dimensioni, poiché tendono a produrre un elevato carico biologico, poiché i prodotti di scarto generati da questi animali di grandi dimensioni non possono essere trasformati nel piccolo ecosistema chiuso.
Passo 5: tienilo sigillato per alcuni giorni e lascia che le vite nell'ecosistema chiuso sopravvivano e poi mantienilo alla luce del sole.
Ecosistema chiuso vs aperto
La tabella metterebbe in evidenza le differenze tra i due grandi tipi di ecosistemi:
| Ecosistema chiuso | Ecosistema aperto |
| Si impegna a scambiare energia ma non qualsiasi forma di materia con l'ambiente circostante | Si impegna a scambiare sia energia che qualsiasi forma di materia con l'ambiente circostante |
| È autonomo | Non è autonomo. |
| Non richiede alcuna fonte esterna per mantenere la vita. | Richiede fonti esterne per mantenere la vita. |
- Il lato sinistro dell'immagine mostra un ecosistema chiuso, raffigurato come autonomo con interazioni esterne minime.
- Il lato destro rappresenta un ecosistema aperto, interconnesso con l'ambiente circostante, che illustra lo scambio di risorse e specie.
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Ciao, sono Sayantani Mishra, un appassionato di scienza che cerca di far fronte al ritmo degli sviluppi scientifici con un master in Biotecnologie.