Сообщества- ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Группы организмов в экосистеме

Сообщество состоит из продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты - организмы, создающие из неорганических веществ органические, используя солнечную или иную энергию (в основном это растения и цианобактерии). Консументы - это потребители органических веществ (животные, грибы, бактерии и растения-паразиты). Различают консументов 1-го порядка (травоядные животные), 2-го порядка (хищники и паразиты травоядных) и 3-го порядка (паразиты хищников). Редуценты - организмы, разрушающие органические соединения (в основном это грибы и бактерии).

Связи в биогеоценозе

Основными связями в любом сообществе являются пищевые (трофические).

Цепи питания

В биоценозе формируются цепи питания. Существует две их разновидности:

1) цепь выедания, или пастбищная цепь, - всегда начинается с зеленого растения;

2) цепь разложения, или детритная цепь, - всегда начинается с мертвой органики.

На каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90% и только 10% переходит к очередному потребителю (правило 10%). Потери происходят из-за того, что какое-то количество пищи не переваривается и не усваивается, а большая часть полученной энергии рассеивается в виде тепла и тратится на поддержание обменных процессов.

Экологические пирамиды

На основании цепей питания и закономерностей перехода в них энергии и вещества создают экологические пирамиды.

Пирамида биомассы - это соотношение биомассы на разных трофических уровнях. В наземных экосистемах пирамида биомассы по форме соответствует пирамиде энергии, в океане она имеет перевернутую форму: узкое основание и широкую вершину.

Пирамида энергии (пирамида биологической продуктивности). Органическое вещество, создаваемое в сообществах за единицу времени, именуют биологической продукцией. Продукцию растений называют первичной, продукцию животных и других консументов - вторичной. Продуктивность растений всегда выше, чем продуктивность животных.

Взаимосвязи популяций в биогеоценозе

В сообществе выделяют шесть типов взаимодействий между организмами.

1. Нейтрализм - виды обитают вместе и не оказывают друг на друга практически никакого воздействия (синицы и копытные леса).

2. Мутуализм - совместное существование выгодно обоим организмам (актиния и рак-отшельник). Крайним проявлением мутуализма является симбиоз - тип взаимовыгодных отношений, при котором организмы не могут существовать друг без друга (лишайники, состоящие из гриба и водоросли).

3. Конкуренция - отношения, невыгодные обеим группам. Возникает из-за борьбы за ресурсы (чаще всего за пищу и территорию). В любом сообществе действует закон Гаузе (закон конкурентного исключения): в одной экологической нише не может существовать два вида. Экологическая ниша - это совокупность факторов, необходимых для нормального существования вида, т. е. место, занимаемое популяцией данного вида в сообществе. Если виды пытаются занять одну экологическую нишу, то в результате или один вид вытесняет другой, или у обоих развивается различная экологическая специализация.

4. Хищничество и паразитизм - отношения, выгодные одному организму и невыгодные другому. Но для видов в целом данные взаимоотношения считаются выгодными.

5. Комменсализм - отношения, при которых одному организму (комменсалу) совместное существование выгодно, а второму - безразлично. Среди этого типа взаимоотношений выделяют квартиранство и нахлебничество. Нахлебничество заключается в получение остатков пищи комменсалом после хозяина (рыбы-прилипалы - комменсалы акул). Квартиранство - это использование видом убежищ, построенных другими организмами (в муравейниках встречаются различные жуки).

6. Аменсализм - одному организму совместное существование невыгодно, а второму - безразлично. Обычно встречается у растений. Так, ель выделяет вещества, губительно действующие на травы, а для самой ели являющиеся естественными продуктами обмена веществ.

Саморегуляция и устойчивость биогеоценоза

Любое сообщество - это саморегулирующаяся система, стремящаяся к достижению устойчивого состояния. Саморегуляция биоценоза выражается в поддержании постоянства видового состава и определенной численности организмов. Отклонение системы от нормы приводит в действие силы, направленные на возвращение ее в нормальное состояние. Например, повышение плотности популяции сверх определенного уровня вызывает уменьшение размножения и усиление эмиграционных процессов.

Биогеоценозы стремятся к устойчивости. Чем больше видов в сообществе, тем оно стабильнее. При уменьшении видового разнообразия устойчивость биоценоза понижается: нарушаются биотические связи, изменяется видовой состав. Уничтожение доминирующих видов сообщества приводит к его разрушению.

Сукцессии

В природе существуют как стабильные, так и нестабильные экосистемы. Первые действуют длительное время, иногда - тысячелетиями, а вторые могут быстро сменяться другими экосистемами.

Основная причина неустойчивости экосистем - несбалансированность круговорота веществ. Одни популяции вытесняются другими, более устойчивыми к данным условиям. Этот процесс происходит до тех пор, пока не сформируется сообщество, способное поддержать баланс веществ.

В природе происходит развитие экосистем от неустойчивых к устойчивым. Этот процесс называют сукцессией. Примером сукцессии может служить зарастание водоема. Из-за нехватки кислорода в придонных слоях редуценты не могут обеспечить полный распад органики, поэтому образуется ил. Озеро мелеет и начинает зарастать с краев, образуется торф, и водоем постепенно превращается в болото. Болото сменяется мокрым лугом, а он, в свою очередь, кустарниковыми зарослями, а затем лесом.

Некоторые устойчивые сообщества после нарушения их структуры способны к самовосстановлению. Эти процессы называют вторичными сукцессиями, или восстановительными сменами. В качестве примера рассмотрим восстановлении елового леса. После пожара (вырубки и т. п.) ельник не может восстановиться сразу, так как проростки деревьев не выдерживают конкуренции светолюбивых трав. Травянистое сообщество сменяется зарослями кустарника, а затем светолюбивыми деревьями, под пологом которых начинают развиваться проростки ели. Они впоследствии вытесняют лиственные деревья, вновь формируя ельник.

Искусственные экосистемы

Искусственные биогеоценозы возникают в результате хозяйственной деятельности человека. К ним относятся поля, парки, сады и т. д. При их создании необходимо учитывать взаимоотношения между организмами в природных сообществах.

Агроценозы отличаются от природных сообществ пониженным видовым разнообразием (монокультура); неустойчивостью и неспособностью к самовозобновлению; слабыми территориальными связями; дополнительными источниками питания и затратами энергии; короткими цепями питания. Агроценозы поддерживаются человеком с помощью техники.