БІОГЕОЦЕНОЗ І ЭКОСИСТЕМА

Згадаєте! Що таке комменсализм і мутуалізм? Що таке гомеостаз?

Біогеоценоз і экосистема. Популяції видів, що входять до складу біоценозу, тісно зв'язані не тільки між собою, але й з умовами фізичного середовища перебування (тобто неживою природою). Зокрема, вони одержують із навколишнього середовища речовини, необхідні для забезпечення їхньої життєдіяльності й виділяють туди кінцеві продукти обміну речовин. Таким чином, співтовариства організмів утворять із фізичним середовищем перебування єдину функціональну систему - экосистему.

Поняття «экосистема» запропонував в 1935 році англійський еколог Артур Джордж Тенсли (1871-1955), підкресливши тим самим тісні взаємозв'язки живих організмів з фізичним середовищем їхнього перебування. Экосистемы він розглядав як функціональні одиниці природи нашої планети, які можуть охоплювати будь-які ділянки біосфери.

Экосистема (від греч. ойкос - житло, місцеперебування й система - сполучення, об'єднання) - це сукупність популяцій організмів різних видів, взаємодіючих між собою й з неживою природою таким чином, що усередині системи виникає потік енергії, що створює певну трофічну структуру (тобто ланцюга харчування, мова про які піде далі), і круговорот речовин. Таким чином, потік енергії й круговорот речовин усередині экосистемы забезпечують її функціонування. Круговорот речовин - це обмін речовинами між абиотической (неживий) і биотической (живий) частинами экосистем.

В 1940 року російський еколог Володимир Миколайович Сукачев (1880-1967) запропонував поняття «біогеоценоз». Біогеоценоз (від греч. биос - життя, ге - Земля й койнос - загальний) - певна територія, з більш-менш однорідними умовами перебування, населена взаємозалежними популяціями різних видів, об'єднаних між собою й фізичним середовищем перебування круговоротом речовин і потоками енергії. Основою будь-якого біогеоценозу є фотосинтезуючі організми.

Таким чином, поняття «экосистема» і «біогеоценоз» досить близькі, але не тотожні. Біогеоценоз, на відміну від экосистемы, поняття більше конкретне, оскільки він займає ділянку місцевості з однорідними умовами перебування з певним рослинним співтовариством. Термін «экосистема» ставиться до будь-якої сукупності організмів, між якими існують трофічні зв'язки, але не що обов'язково займають однорідна ділянка місцевості.

Структура біогеоценозу. Оскільки біогеоценоз - це сукупність популяцій живих організмів, взаємодіючих

між собою й фізичним середовищем перебування, у ньому виділяю г биотическую (сукупність популяцій організмів - біоценоз) і абиотическую (умови фізичного середовища перебування) частини. До складу абиотической частини входять такі компоненти:

- неорганічні з'єднання (вуглекислий газ, кисень вода й ін.), які, завдяки діяльності живих організмів, включаються в круговорот речовин;

- органічні сполуки (залишки живих організмів або продукти їхньої життєдіяльності), що зв'язують воєдино абиотическую й биотическую частини біогеоценозу;

- кліматичний режим, або мікроклімат (середньорічна температура, кількість опадів і ін.), що визначає умови існування організмів.

Биотическую частина біогеоценозу становлять різні екологічні групи організмів, об'єднаних між собою просторовими й трофічними зв'язками:

- продуценти (від лат. продуцентис - що виробляє, що створює) - популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних (фототроф-ные або хемотрофные організми);

- консументы (від лат. консумо - споживаю) - популяції гетеротрофних організмів, що харчуються іншими живими організмами або мертвою органікою (фітофаги, хижаки, паразити, сапротрофы);

- редуценты (від лат. редуцентис - що повертає, що відновлює) - популяції організмів, що харчуються мертвою органікою, розкладаючи її до неорганічних з'єднань (різноманітні бактерії, гриби).

Властивості біогеоценозів. Становлення певного біогеоценозу - це тривалий процес, у ході якого популяції організмів різних видів пристосовуються до спільного існування, а також до факторів фізичного середовища перебування. У ході розвитку біогеоценозу його структура ускладнюється й формуються такі властивості, як цілісність, стійкість, здатність до саморегуляції й самовідтворення.

Цілісність біогеоценозів забезпечується тісними взаємозв'язками популяцій організмів між собою й фізичним середовищем перебування: фактори неживої природи впливають на життєдіяльність організмів, а вона - на мікроклімат біогеоценозу. Виникаючі в результаті взаємодії популяцій організмів між собою й з фізичним середовищем перебування потоки енергії й круговорот речовин, зв'язують усе компоненти біогеоценозів у єдину систему.

Здатність біогеоценозів до самовідтворення залежить від взаємодії саморегулюючих популяцій, що входять у їхній склад, і забезпечується наявними ресурсами середовища перебування (водою, їжею й ін.). Завдяки цій взаємодії

популяції організмів відтворюють свою чисельність і необхідні умови середовища перебування. Стійкість біогеоценозів, що зложилася в результаті взаємного пристосування популяцій організмів різних видів, а також їхньої адаптації до умов фізичного середовища перебування, проявляється в здатності протистояти несприятливим зовнішнім впливам.

Саморегуляція біогеоценозів полягає в коливаннях кількісних і якісних показників його биопродуктивности, швидкості біогенної (тобто за участю живих організмів) міграції атомів і потоків енергії навколо певних середніх (оптимальних) значень. Як регулюючі фактори при цьому виступають внутрішньовидові й міжвидові зв'язки, що згладжують коливання чисельності окремих видів. Як тільки щільність певної популяції перевищить деякий середній (оптимальний) рівень, у біогеоценозі починають діяти регуляторні механізми (напр., вплив популяцій хижаків на популяції їхніх жертв, популяцій паразитів - на популяції хазяїна й т.д.), що приводять її у відповідність із умовами середовища перебування.

Нарушения взаємозв'язків організмів у біогеоценозах у результаті впливу діяльності людини можуть привести до різкого скорочення чисельності одних видів (напр., промислових) і масовому розмноженню інших (зокрема, шкідників сільського й лісового господарств).

Взаємозв'язку організмів у біогеоценозах. Всі популяції організмів, що входять до складу певного біогеоценозу, більш-менш зв'язані між собою тісними взаємозв'язками, що забезпечують його існування. Ці зв'язки можуть бути прямими й непрямими. Прямі зв'язки безпосередньо зв'язують популяції двох видів, наприклад хижака й жертви. У випадку непрямих зв'язків популяція одного виду впливає на популяцію іншого опосередковано, через популяції третього виду. Наприклад, хижаки, що регулюють чисельність растительноядного виду, опосередковано впливають і на популяції тих видів рослин, якими харчується їхня жертва.

Взаимосвязи популяцій двох видів можуть бути причиною періодичних коливань їхньої чисельності (популяционные хвилі). Наприклад, активно выедая видобуток, хижаки знижують щільність її популяції. Але тим самим хижак підриває й власну кормову базу. У результаті цього через якийсь час буде знижуватися й щільність популяції хижака, що, у свою чергу, зменшує тиск на популяцію жертви. Це створює умови для активного розмноження жертви й росту чисельності її популяції, збільшуючи тим самим кормову базу хижака й т.д. Все це спричиняється взаємозалежні коливання чисельності популяцій хижака й жертви. Циклічність таких коливань підсилюється деяким запізненням реакції популяції хижака на ріст чисельності популяції жертви {мал. 98). Періоди колі-

баний чисельності популяцій хижака й жертви відносно постійні, але їхній розмах під впливом різних екологічних факторів може змінюватися в широких межах. У процесі загальної еволюції хижаків і їхніх жертв прош содит взаємне пристосування: перші вдосконалюють способи полювання, а другі - способи захисту й запобігання хижаків. Такі взаємні пристосування виробляються й у процесі загальної еволюції растительноядных тварин і рослин.

Зв'язку між популяціями різних видів у біогеоценозі можна розділити на антагоністичні, мутуалистические й нейтральні.

При антагоністичних взаємозв'язках (напр., конкуренції, паразитизмі, хижацтві) кожна із взаємодіючих популяцій різних видів відчуває негативний вплив іншої. Конкуренція (від лат. конкуренції - зіштовхуватися) - взаємозв'язку між популяціями одного (внутрішньовидова) або різних (міжвидова) видів, при яких використання певного ресурсу навколишнього середовища одними з них зменшують його доступність для інших. Форми конкурентних взаємин можуть бути різноманітними - від прямої боротьби до опосередкованого впливу (напр., полювання популяцій різних видів хижаків на популяцію загальної жертви). Найбільш гостра конкуренція спостерігається між представниками одного виду або різних видів, що мають подібні екологічні потреби.

Існує правило конкурентного виключення: популяції двох видів з однаковими екологічними потребами не можуть тривалий час існувати в одному біогеоценозі. У результаті такої конкуренції або один, більше конкурентоспроможний, вид витисне інший, або їхні екологічні ніші розійдуться, i

Наприклад, протягом XX ст. на території України спостерігалося витиснення широкопалого річкового раку узкопалым. Широкопалый річковий рак, що домінував у водоймах на початку століття, тепер зустрічається тільки в ріках північної частини країни й занесений у Червону книгу України. Після масової загибелі широкопалого рака в результаті вірусного захворювання - рачачої чуми -у прісних водоймах звільнилися екологічні ніші, які зайняв узкопалый річковий рак. Цей вид виявився більше стійким до усе більше зростаючого антропогенного впливу: він менш вимогливий до чистоти води, змісту в ній кисню, і більше плідний.

При нейтральних взаєминах існування на загальній території популяцій двох видів не викликає для них ніяких наслідків. Жоден з видів не відчуває на собі безпосереднього негативного або позитивного впливу іншого. Наприклад, хижаки, які харчуються різними видами видобутку, не конкурують між собою. Але стан їхніх популяцій опосередковано залежить від щільності популяцій рослин, які служать кормовою базою для жертви - растительноядных видів.

При мутуалистических (взаємовигідних) взаємозв'язках кожний із взаємодіючих видів одержує певну поля-

зу. Ви помнете про взаємозв'язки клубеньковых бактерій і бобових рослин, жгутиковых одноклітинних тварин, що живуть у кишечнику деяких комах.

Таким чином, між популяціями різних видів, що входять до складу певного біогеоценозу, виникають складні й різноманітні взаємозв'язки, які можуть бути більш-менш тісними. Їхня сукупність забезпечує функціонування біогеоценозу як єдиної цілісної системи і його саморегуляцію. Ніж різноманітніше ці взаємозв'язки, тим стабильнее біогеоценоз (напр., при достатній видовій розмаїтості трохи растительноядных видів обмежують щільність популяцій певного виду рослин більш ефективно, ніж один). Тому рівень видової розмаїтості прямо визначає рівень гомеостазу біогеоценозу (його здатності до саморегуляції).

Поиск по сайту: