Întregul concept de biogeocenoză reflectă plinătatea interacțiunilor și interdependenței ființelor vii și a elementelor de natură neanimată în domeniul propagării vieții.
Biogeocoenosis - o comunități dinamice și durabile de plante, animale și microorganisme, care sunt în interacțiune constantă și contactul direct cu componentele atmosferei, hidrosfera și litosfera. Biogeocoenosis constă din biotic (biocenozei) și părțile abiotice (ecotope), care sunt conectate un schimb continuu de materie și energie și este un sistem real deschis (Fig. 16.2). Primeste energia soarelui, substantele minerale ale solului, gazele atmosferei, apa. Din aceasta, căldura, oxigenul, dioxidul de carbon, substanțele biogene transportate cu apă, humus sunt eliberate.
Biogeocenoza conține următoarele componente obligatorii (Figura 16.3): 1) substanțele anorganice și organice abiotice ale mediului; 2) organisme autotrofice - producători de substanțe organice biotice; 3) organismele heterotrofice (consumatorii) - consumatorii de substanțe organice finite din primul animal (animale erbivore) și următoarele (animale) carnivore; 4) organisme detritoriale - descompunere-distrugătoare, descompunând materia organică.
Ca și prin orice sistem disipativ (de ex., Disipând energia), un flux regulat de energie curge prin biogeocenoză. Această energie este cheltuită pentru asigurarea unui ciclu constant de substanțe, menținerea integrității sistemului și asigurarea evoluției acestuia. Energia trece printr-o serie de niveluri trofice, care sunt legături de lanțuri alimentare.
Fig. 16.2. Biogeocenoza este un sistem ecologic deschis
Energia stocată în biomasa vegetală reprezintă o producție primară de biogeocenoză primară. Fitobiomassul este folosit ca sursă de energie și material pentru crearea biomasei de consumatori de prim rang - animale erbivore și apoi de-a lungul lanțului alimentar. Cantitatea de energie consumată pentru menținerea funcțiilor vitale în lanțul de niveluri trofice crește, iar productivitatea scade. De obicei, productivitatea nivelului trofic ulterior nu este mai mare de 5-20% din cea precedentă. Acest lucru se reflectă în raportul dintre biomasa plantelor de origine vegetală și animală.
Astfel, biomasa totală a organismelor care trăiesc pe uscat este de circa 3 • 10 12 tone. Numai 1-3% din această cantitate este zoobiomass. Masa materiei animale pe persoană este de aproximativ 0,0002% din masa totală de materie vie a planetei. Cantitatea de energie necesară pentru a asigura activitatea vitală a organismului crește odată cu creșterea nivelului organizării morfofuncționale. În consecință, cantitatea de biomasă creată la niveluri trofice mai mari scade. De exemplu, 95-99,5% din zoobiomii în diferite biogeocenoză apar în nevertebrate.
Fig. 16.3. Organismele vii sunt componente ale biogeocenozelor
Scăderea progresivă a energiei asimilate într-un număr de niveluri trofice se reflectă în structura piramidelor ecologice.
Producția de materii vii de către animalele erbivore este în acest caz 12,5%, iar bărbații - 0,6% din producția vegetală. Scăderea cantității de energie disponibilă la fiecare nivel trofic ulterior este însoțită de o scădere a biomasei și a abundenței indivizilor. Astfel, piramidele biomasei și numărul de organisme pentru o repetare biogeocenoză dată conturează, în general, configurația piramidei de productivitate.
Dimensiunile biogeocenozelor, distinse de ecologiști, sunt diferite. Agregatele anumitor biogeocenozate formează principalele ecosisteme naturale care au o semnificație globală în schimbul de energie și materie de pe planetă. Acestea includ: 1) pădurile tropicale; 2) pădurile din zona climatică temperată; 3) terenuri de pășune (stepă, savană, tundră, peisaje ierboase); 4) deserturi și semi-deserturi; 5) lacuri, mlaștini, râuri, delte; 6) munți; 7) insule; 8) a mării.
Componenta principală a biogeocenozei, pe baza căreia depinde existența și schimbările în timp, este biocenoza. Biocenele diferă în ceea ce privește compoziția speciilor, iar cea mai importantă caracteristică a acestora este interacțiunea directă sau indirectă a populațiilor de organisme între ele. Influența oricărei populații se extinde și asupra elementelor ecologice de la distanță ale biocenozelor prin interacțiunea cu concurenții, prădătorii, victimele. Astfel, păsările insectivore nu au un efect direct asupra plantelor, ci prin reducerea numărului de insecte care se hrănesc cu frunze sau plante polenizante, ele influențează astfel reproducerea fitobiomassului. Acesta din urmă este esențial pentru starea populațiilor și productivitatea animalelor erbivore, a prădătorilor, a paraziților. Influențele ecologice ale unei populații individuale se răspândesc în biocenoză în toate direcțiile, dar pe măsură ce legăturile succesive din lanțul de interacțiune trec, intensitatea influenței slăbește.
Indicatorii structurii și funcționării biocenozelor sunt compoziția speciilor, numărul de niveluri trofice, productivitatea primară, intensitatea fluxului de energie și ciclurile substanțelor. Structura biocenozei se formează în procesul de evoluție, fiecare specie de organisme evoluează astfel încât să ocupe un anumit loc în biocenoză. Dezvoltarea istorică comună a multor specii într-o zonă promovează specializarea lor în utilizarea doar a unei părți din resursele alimentare disponibile și a unui habitat limitat. Ca rezultat, se realizează starea de adaptare reciprocă a speciilor între ele sau co-adaptarea, care este o condiție indispensabilă pentru stabilitatea biocenozei.
Ca exemplu, să luăm în considerare situația care a apărut într-un lac artificial. Gatun, care a fost format la începutul secolului XX în zona Canalului Panama. Timp de câteva decenii biocenozitatea lacului a fost stabilă datorită co-adaptare a organismelor principalelor lanțuri alimentare: pești care consumă fitoplancton-zooplancton-plancton. Cel din urmă, consumând zooplancton, și-a redus abundența, ceea ce a contribuit la menținerea cantității de fitoplancton la un nivel suficient de ridicat. În 1967, în mod accidental, un pește dărăpănat, dulce de tukaner a fost introdus în lac. A redus rapid numărul de pești care consumă plancton, ceea ce a dus la înmulțirea zooplanctonului și la reducerea cantității de fitoplancton. În același timp, a scăzut numărul de viață de pe rândunici și pescarusii lac, pește subnutriția, și a crescut numărul de larve de țânțari, care mânca peștele înainte.
Astfel, apariția unei noi specii a cauzat perturbări grave ale economiei de biocenoză a lacului și a destabilizat temporar structura sa. În viitor, odată cu dezvoltarea co-adaptării, cu modificarea compoziției speciilor, se poate restabili stabilitatea biocenozelor. Starea de co-adaptare este atinsă chiar și între specii-antagoniști: prădător și pradă, gazdă și parazit.
Cele mai stabile sunt biogeocenozele, caracterizate prin: 1) diversitate mare de specii, 2) prezența speciilor nespecializate, 3) un grad scăzut de delimitare din sistemele ecologice învecinate și 4) biomasă mare. Într-adevăr, diversitatea compoziției speciilor de biocenoze prevede existența reală lanțuri ca Food Network nu atât de mult, pentru că la fiecare organisme la nivel trofice sunt de diferite specii care pot substitui reciproc în îndeplinirea funcțiilor circulației biotice substanțelor în funcție de evoluția situației de mediu (Fig. 16.4).
Speciile nespecializate, care pot trăi în schimbarea condițiilor și utilizarea diferitelor surse de nutriție, combină diferite niveluri trofice ale piramidei ecologice, consolidând astfel structura sa. Schimbul de specii între biocenozii vecini poate asigura restaurarea chiar și a unui echilibru ecologic esențial distrus. O cantitate mare de materie acumulată sub formă de biomasă are proprietăți tamponare, oferind un sistem de materie și energie în timpul de acțiune nefavorabile factori de mediu prelungite, cum ar fi în timpul nopții polare la latitudini mari sau la inundații lungi sezoniere în țările climei musonice.
Fig. 16.4. Rețea alimentară în biogeocenoza pădurilor mixte
Se manifestă apropierea coadaptării populațiilor diferitelor specii care alcătuiesc biocenoza, precum și orice alte evenimente evolutive; la nivel fenotipic, dar, de fapt, ele sunt rezultatul proceselor micro- și macroevoluționare, afectând în primul rând bazinele genetice ale acestora. Prin urmare, homeostazia ecologică se bazează pe co-adaptarea grupei de populație și se manifestă ca expresie a proprietății eredității la nivel biogeocenotic. Achiziționarea de noi tipuri de sisteme ecologice sau pierderea lor, modificarea vitezei și volumului de circulație a substanțelor asociate cu modificări ale bazine genetice ale populațiilor comunitare ecologice, precum și adaptarea sa, în general, ca sisteme la schimbarea factorilor de mediu este o manifestare a proprietăților de variabilitate. Alte caracteristici ale sistemelor vii - metabolismul, biogeocoenose în calitate de ciclism nutrienți, și auto-reproducere, în care, pe baza originalului poate să apară subsidiarele ecosistemelor biogeocoenose - apar, de asemenea, la acest nivel de organizare a vieții. Datorită acestui fapt, în biogeocenoză se realizează o astfel de proprietate fundamentală a celor vii ca abilitatea de a evolua.
Orice teritoriu potrivit pentru viață de un set de factori abiotici este populat. Acest proces se numește succesiune. În conformitate cu structura trofică a biocenozelor, rolul primordial în dezvoltarea unor habitate noi aparține organismelor vegetale. Dezvoltarea vegetației în habitate în cazul în care plantele nu au fost desemnate anterior ca succesiune primară și în locuri cu o pre-existente, dar a distrus capacul rastitelnm - ca secundar.
În procesul de succesiune, compoziția speciilor biocenozelor și a caracteristicilor habitatelor se schimbă. După plante, reprezentanții regnului animal sunt implicați succesiv, iar bio-geocenoza în curs de dezvoltare devine din ce în ce mai bogată în specii; Circuitele de putere din acesta sunt complicate, ramificate și transformate în rețele electrice. Printre animale, numărul speciilor omnivore este în creștere, funcția descompunătorilor este activată, iar materia organică se întoarce din sol în biomasă, datorită căreia volumul său crește constant.
Succesiunea se încheie cu un punct culminant - formarea unei comunități a cărei compoziție de specii se schimbă ulterior nesemnificativ. Viteza succesiunii scade odată cu abordarea stării de menopauză. Procesul practic încetează atunci când adăugarea sau excluderea speciilor nu duce la o schimbare a mediului biogeocenozelor în curs de dezvoltare, adică Între elementele biocenozelor și mediul fizic, după atingerea punctului culminant, se stabilește echilibrul.
Din observațiile populației dune de nisip sau de fluxurile de lavă nou formate ca urmare a succesiunii primare, precum și exploatarea forestieră sau terenurile agricole abandonate în procesul de succesiune secundar, rezultă că, pentru a realiza o stare de punct culminant necesită sute de mii de ani. Comunitățile climatice care rezultă din succesiunea diferitelor habitate diferă în biomasa produsă: pădurile tropicale, pădurile temperate, mlaștinile. Volumul maxim de biomasă este limitat de climatul zonei respective.
Un exemplu de succesiune este supraaglomerarea rezervoarelor mici de apă dulce. muribundă secvențială și sedimentele de organisme mici planctonice, alge bentonice, plante acvatice, însoțite de schimbarea speciilor dominante și microorganisme care sunt responsabile pentru transformarea apei în biogeotse-nozov biogeocoenoses tip marsh.
comunitate Climax de ceva timp caracterizat prin starea de echilibru stabil, care se manifestă în capacitatea lor de a reveni la starea inițială după ce efectele externe pe termen scurt, condițiile de schimbare și de a rezista acestor influențe. Astfel, într-una din punctul culminant temporar biogeocoenoses precipitații au scăzut cu 50% în comparație cu producția lor obișnuită cantitatea fitobiomassy a scăzut cu 25%, iar populațiile de erbivore - doar 10%. Stabilitatea acestor comunități depinde atât de reacțiile homeostatice ale organismelor și populațiilor cât și de condițiile mediului fizic. În exemplul dat, se poate datora rezervei de umiditate din sol și răspunsului plantelor la secetă. In ciuda gradului ridicat de stabilitate biogeocenosis, schimbările globale în condiții de mediu asociate cu schimbările epocale ale climei, și duce la punctul culminant al evoluției sistemelor ecologice.
În prezent, sub influența factorilor antropogeni, sistemele ecologice climatice sunt înlocuite cu sisteme mai puțin stabile, fie datorită distrugerii lor directe, fie datorită poluării mediului.
Deci, în zona Moscovei, condițiile solului și climatice corespund dezvoltării biogeocenozelor din pădurile de stejar care au predominat aici până în secolele XV-XVIII. Drumul pădurilor de stejar și dezvoltarea economică a teritoriilor au condus la apariția în locul lor a biogeocenozelor epuizate de păduri de mesteacan și aspen și de molid. Locurile pădurilor de stejar vechi au fost păstrate în locuri în parcuri vechi și la granița Moscovei în partea de nord-est, dar menținerea unei stări de echilibru relativ în ele necesită costuri materiale considerabile.
Adaptarea reciprocă a populațiilor diferitelor specii incluse în biogeocenoza evolutivă este un proces al evoluției lor corelative, însoțit de schimbări direcționate în alelefundurile acestor populații. În consecință, sistemul alelefundelor biogeocenozelor în ansamblu, ca nivel al organizării vieții, se schimbă.
Astfel, biogeocoenose evoluție bazată pe evoluția populațiilor individuale ale diferitelor organisme, iar rezultatul este apariția comunității, inclusiv o nouă specie, fiecare dintre care îndeplinește o trăsătură caracteristică el în întregul sistem.
Articole similare
-
4 Niveluri de organizare a vieții pentru cei care doresc să-și realizeze propriile
-
Ghid pentru organizarea vieții 7 sfaturi despre cum să faceți totul
Trimiteți-le prietenilor: