Cân bằng sinh thái

Cân bằng sinh thái hay cân bằng tự nhiên, là một lý thuyết đề xuất rằng các hệ sinh thái thường ở trạng thái cân bằng ổn định hoặc cân bằng nội môi, nghĩa là một thay đổi nhỏ (ví dụ như quy mô của một quần thể cụ thể) sẽ được điều chỉnh bởi một số phản hồi tiêu cực sẽ đưa thông số này trở lại "điểm cân bằng" ban đầu với phần còn lại của hệ thống. Sự cân bằng đôi khi được mô tả là dễ bị xáo trộn và mong manh, trong khi những lần khác, nó được miêu tả ngược lại là đủ mạnh để tự điều chỉnh bất kỳ sự mất cân bằng nào. Khái niệm này đã được mô tả là "quy phạm", cũng như mục đích luận, vì nó đưa ra tuyên bố về cách tự nhiên nên như thế nào: tự nhiên được cân bằng bởi vì "nó được cho là cân bằng". Lý thuyết này đã được sử dụng để mô tả cách các quần thể phụ thuộc vào nhau, ví dụ như trong hệ thống săn mồi-con mồi hoặc mối quan hệ giữa động vật ăn cỏ và nguồn thức ăn của chúng. Nó đôi khi cũng được áp dụng cho mối quan hệ giữa hệ sinh thái Trái đất, thành phần của khí quyển và thời tiết.

Lý thuyết này đã bị các nhà khoa học làm việc trong ngành sinh thái học bác bỏ, vì người ta phát hiện ra rằng những xáo trộn liên tục dẫn đến những thay đổi hỗn loạn và năng động là quy luật trong tự nhiên. Trong nửa sau của thế kỷ 20, nó đã được thay thế bởi thuyết thảm họa, thuyết hỗn loạn và nhiệt động lực học. Tuy nhiên, ý tưởng này vẫn được các nhà bảo tồn, bảo vệ môi trường và công chúng tán thành.

Lịch sử của lý thuyết

Herodotus khẳng định những kẻ săn mồi không bao giờ tiêu thụ quá mức quần thể con mồi và mô tả sự cân bằng này là "tuyệt vời".

Khái niệm thiên nhiên duy trì tình trạng của nó có nguồn gốc cổ xưa. Herodotus khẳng định những kẻ săn mồi không bao giờ tiêu thụ quá mức quần thể con mồi và mô tả sự cân bằng này là "tuyệt vời". Hai trong số các cuộc đối thoại của Plato, huyền thoại Timaeus và Protagoras, ủng hộ sự cân bằng của khái niệm tự nhiên. Cicero đã nâng cao lý thuyết về "sự cân bằng của tự nhiên được tạo ra bởi tỷ lệ sinh sản và đặc điểm khác nhau giữa các loài, cũng như sự tương tác giữa các loài".

Khái niệm cân bằng tự nhiên từng chi phối nghiên cứu sinh thái và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Điều này dẫn đến một học thuyết phổ biến trong một số phong trào bảo tồn rằng tốt nhất nên để tự nhiên vận hành theo quy luật riêng của nó, và sự can thiệp của con người vào đó là không thể chấp nhận được.

Lý thuyết này là một chủ đề trọng tâm trong cuốn sách Silent Spring năm 1962 của Rachel Carson, được xem là cuốn sách môi trường quan trọng nhất của thế kỷ 20. Thuyết Gaia gây tranh cãi được James Lovelock và Lynn Margulis phát triển vào những năm 1970. Nó khẳng định rằng các sinh vật sống tương tác với Trái Đất để tạo thành một hệ thống phức tạp tự điều chỉnh nhằm duy trì sự cân bằng của tự nhiên.

Tính hợp lệ của lý thuyết cân bằng tự nhiên đã bị đặt dấu hỏi từ đầu những năm 1900, nhưng việc các nhà khoa học làm việc trong lĩnh vực sinh thái học từ bỏ lý thuyết này chỉ xảy ra vào quý cuối cùng của thế kỷ đó, khi các nghiên cứu cho thấy nó không phù hợp với những gì có thể quan sát được ở quần thể thực vật và động vật.

Tương tác giữa động vật ăn thịt và con mồi

Quần thể con mồi và kẻ săn mồi có xu hướng thể hiện hành vi hỗn loạn trong giới hạn nhất định, trong đó quy mô quần thể thay đổi theo cách có vẻ ngẫu nhiên nhưng trên thực tế lại tuân theo các định luật quyết định chỉ dựa trên mối quan hệ giữa quần thể và nguồn thức ăn của nó được minh họa bằng phương trình Lotka–Volterra. Một ví dụ thực nghiệm về điều này đã được chứng minh trong một nghiên cứu kéo dài tám năm về các sinh vật nhỏ biển Baltic như sinh vật phù du, được cách ly khỏi phần còn lại của đại dương. Mỗi thành viên của chuỗi thức ăn được chứng minh là lần lượt sinh sôi nảy nở và suy giảm, mặc dù các nhà khoa học giữ các điều kiện bên ngoài không đổi. Một bài báo trên tạp chí Nature đã nêu: "Các kỹ thuật toán học tiên tiến đã chứng minh sự hiện diện không thể chối cãi của hỗn loạn trong chuỗi thức ăn này ... dự đoán ngắn hạn là có thể, nhưng dự đoán dài hạn thì không."

Sự can thiệp của con người

Mặc dù một số tổ chức bảo tồn cho rằng hoạt động của con người không tương thích với một hệ sinh thái cân bằng, nhưng lịch sử có rất nhiều ví dụ cho thấy một số môi trường sống hiện đại có nguồn gốc từ hoạt động của con người: một số khu rừng mưa ở Mỹ Latinh có được là nhờ con người trồng và di dời chúng, trong khi sự phong phú của các loài động vật ăn cỏ ở đồng bằng Serengeti của châu Phi được một số nhà sinh thái học cho là một phần do các đám cháy do con người gây ra tạo ra môi trường sống trảng cỏ.

Một ví dụ thường được trích dẫn về ảnh hưởng của con người đến các quá trình sinh thái là tập quán canh tác bằng lửa của người Úc bản địa. Tập quán này sử dụng lửa có cường độ thấp, được đốt khi độ ẩm đủ cao để hạn chế sự lan rộng, nhằm giảm lượng vật liệu dễ cháy ở mặt đất và do đó giảm cường độ và phạm vi của các vụ cháy rừng do sét đánh vào cuối mùa khô. Một số loài thực vật thích nghi với chế độ lửa như vậy, và một số thậm chí cần nhiệt độ cao để kích thích sự nảy mầm của hạt giống.

Trong văn hóa đại chúng

Trong loạt truyện giả tưởng Earthsea của Ursula K. Le Guin, việc sử dụng phép thuật có nghĩa là "tôn trọng và bảo tồn sự cân bằng siêu hình vốn có của tự nhiên."

Sự cân bằng của tự nhiên (được gọi là "vòng tuần hoàn của sự sống") là một chủ đề chính trong bộ phim "Vua Sư Tử" năm 1994. Trong một cảnh, nhân vật Mufasa mô tả cho con trai Simba rằng mọi thứ tồn tại trong trạng thái cân bằng mong manh.

Nhân vật Agent Smith trong bộ phim "The Matrix" năm 1999 mô tả loài người như một loại virus, cho rằng con người không thể đạt được trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh; không giống như các loài động vật có vú khác.

Sự phá vỡ cân bằng tự nhiên là một chủ đề phổ biến trong các bộ phim của Hayao Miyazaki: Nàng công chúa ở Thung lũng gió, phát hành năm 1984, bộ phim lấy bối cảnh một thế giới hậu tận thế, nơi con người đã phá vỡ sự cân bằng của tự nhiên thông qua chiến tranh.; Bộ phim "Công chúa Mononoke" năm 1997 miêu tả những hoạt động thiếu trách nhiệm của con người đã phá vỡ sự cân bằng của thiên nhiên; Trong bộ phim "Ponyo" năm 2008, nhân vật chính đã phá vỡ sự cân bằng của tự nhiên khi cô tìm cách trở thành con người.

Nhân vật chính trong bộ phim năm 2014 Godzilla chiến đấu với những quái vật biển khác được gọi là "MUTO" nhằm khôi phục lại sự cân bằng của tự nhiên.

Trong bộ phim năm 2018 "Avengers: Infinity War", nhân vật phản diện Thanos tìm cách khôi phục lại sự cân bằng của tự nhiên bằng cách loại bỏ một nửa số sinh vật trong vũ trụ.