Біогеоценоз, його склад і структура
Поняття “біоценоз”, “екосистема” і “біогеоценоз”. Життя на Землі завжди існувала у формі сложноорганізованних комплексів. Сукупність рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, що населяють дану ділянку суші або водоймища і характеризуються певними відносинами між собою і пристосованістю до умов навколишнього середовища, утворює біоценоз (від грец. Bios – життя, koinos – загальний).
Поняття “біоценоз” вперше ввів у науку К. Мебіус в 1877 р Вивчаючи устричні банки (морські мілини, населені устрицями), він прийшов до висновку про те, що кожна з них являє собою співтовариство живих істот, всі члени якого знаходяться в тісному взаємозв’язку.
У 1935 р англійський геоботанік А. Тенслі вперше запропонував термін “екосистема”. Він вважав, що екосистема – це будь-яка природна система, що складається з живих організмів (біоценозу) і середовища їх проживання (біотопу).
Сукупність умов неживої природи утворює абиотическую середовище проживання живих організмів. Біотична і абиотическая складові кожної екосистеми впливають один на одного і необхідні для підтримки життя. Гниючий пень з населяють його мікроорганізмами може бути розглянутий як екосистема невеликого масштабу. Озеро з водними і біляводними організмами (у тому числі птахами, що харчуються гідробіонтами і прибережною рослинністю) також являє собою екосистему, але вже більшого масштабу. Найбільшою, глобальної екосистемою виступає біосфера. Іншими словами, біосферу можна розглядати як сукупність всіх екосистем Землі. (Про биосферной організації життя докладно буде розказано в темі “Біосферний рівень”.) Існує ієрархія екосистем: екосистеми низького порядку входять в екосистеми високого порядку (рис. 40).
Взаємозв’язок живих організмів і умов неживої природи показав вітчизняний вчений В. М. Сукачов у створеному ним вченні про біогеоценозах (від грец. Bios – життя, ge – земля, koinos – цілий). Біогеоценоз, у розумінні В. Н. Сукачова, відрізняється від екосистеми визначеністю свого об’єму.
Поняття “екосистема” і “біогеоценоз” подібні. Але є відмінності: екосистема може охоплювати простір будь-якої протяжності – від краплі ставкової води, калюжі, озера, ліси до біосфери в цілому. Інакше кажучи, екосистема – поняття “безрозмірне”. Біогеоценоз ж прийнято характеризувати як сухопутну екосистему, обмежену рослинним співтовариством, що дає умови для життя тварин, грибів, бактерій. Можна сказати, що біогеоценоз – один з безлічі видів екосистем.
Отже, біогеоценоз – це еволюційно що склалася, просторово обмежена природна система, яка складається з комплексу живих організмів і навколишнього їх абіотичного середовища (рис. 41).
Приклад біогеоценозу – будь-який ліс: сосняк, ялинник, діброва, змішаний ліс. Зазвичай лісові біогеоценози отримують бінарне назва виходячи з провідних видів рослин: сосняк-брусничник, сосняк-беломошніком, ялинник-чорничник, ялинник-зеленомошннк та ін.
До різних видів біогеоценозів відносяться болота, лісові, тундрові, степові і пустельні екосистеми (див. Рис. 41).
Склад біогеоценозу. У всякому біогеоценозах можна виділити абіотичні і біотичні компоненти.
До абіотичних компонентів біогеоценозу відносять:
неорганічні речовини (вуглекислий газ, вода, кисень; іони кальцію, магнію, калин, натрію та ін.);
органічні сполуки, що зв’язують абиотическую і биотическую частини біогеоценозу (білки, вуглеводи, ліпіди, гумінові кислоти та ін.);
кліматичний режим (температура, вологість, солоність води, радіація, тиск та ін.).
Біотичні компоненти являють собою три взаємопов’язані функціональні групи організмів: продуценти, консументи, редуценти.
Продуценти (від лат. Producens – виробляє) – автотрофні організми, які синтезують органічні речовини з неорганічних. Це головним чином зелені рослини і меншою мірою – фотосинтезирующие і хемосинтезирующие бактерії.
Гетеротрофи (від лат. Consumo – споживати) – гетеротрофні організми, споживають готові органічні речовини як джерело їжі та енергії. Це – всі тварини, гриби і багато бактерії (з останніх в основному – паразити).
Редуценти (від лат. Reducens – повертає) – гетеротрофні організми, переважно бактерії і гриби, вони розщеплюють складні органічні сполуки до неорганічних речовин (води, вуглекислого газу, мінеральних солей та ін.), Придатних для використання продуцентами.
Продуценти вловлюють енергію сонячних променів (при фотосинтезі) або енергію хімічних зв’язків неорганічних речовин (при хемосинтезу) і переводять її в енергію хімічних зв’язків синтезованих ними органічних речовин. Гетеротрофи, харчуючись продуцентами, поглинають утворені ними органічні речовини. Перетворена в процесі харчування енергія використовується консументами для життєдіяльності та побудови тіла. Нарешті, редуценти, які розкладають органічні речовини, вивільняють енергію, що міститься в їх хімічних зв’язках, і використовують її для здійснення процесів життєдіяльності.
Таким чином, биотическую структуру біогеоценозу утворюють три групи органіамов: продуценти, консументи, редуценти. Вони трансформують енергію і забезпечують біологічний кругообіг (рис. 42).
Потік енергії і круговорот речовин в біогеоценозі
Рис. 42. Потік енергії і круговорот речовин в біогеоценозі
Структура біогеоценозу. Важливий принцип організації біогеоценозу полягає в об’єднанні продуцентів, консументів і редуцентів в ланцюзі харчування, або трофічні (від лат. Trophe – харчування) ланцюга.
Ланцюги живлення – це ланцюги взаємопов’язаних видів, послідовно витягають органічна речовина та енергію з вихідного харчової речовини; кожне попереднє ланка ланцюга є їжею для наступного. Випадання хоча б однієї ланки в складній харчового ланцюга призводить до порушення трофічних зв’язків.
Існують різні рівні цінуй харчування. Це так звані трофічні (харчові) рівні. Трофічний рівень – одна ланка в ланцюзі харчування, яке може бути або продуцентом, або консументи, або редуцентам.
У кожній ланці трофічного ланцюга з енергії засвоєної їжі зазвичай менша частина йде на приріст речовин, а інша, більша частина – на енергетичний обмін. Продукція кожного трофічного рівня зазвичай в 10 разів менше продукції попереднього рівня. Чим довше ланцюга, тим менше продукція її кінцевих ланок.
Представники різних трофічних рівнів в ланцюгах харчування пов’язані між собою односторонньо спрямованої передачею речовин і закладеною у них енергії (рис. 43).
Рис. 43. Схема потоку речовин і закладеною у них енергії в біогеоценозах
Харчові (трофічні) ланцюги можна поділити на пасовищні і детрітние.
Пасовищні мети завжди починаються з зеленого рослини. Це означає, що перший трофічний рівень представлений автотрофами. Другий трофічний рівень складають консументи 1-го порядку – травоїдні тварини (зерноядние птиці, зайці, рослиноїдні комахи і т. Д.). Третій трофічний рівень представлений консументами 2-го порядку – м’ясоїдними тваринами (дрібними хижаками, комахоїдними птахами, паразитами травоїдних тварин). Далі харчовий ланцюг продовжують консументи 3-го, 4-го порядків, представлені м’ясоїдними тваринами (більш великими хижаками або паразитами хижаків).
Як приклад наведемо відносно коротку і просту харчовий ланцюг:
трав’янисті рослини (продуценти) ? заєць (консумент 1-го порядку) ? рись (консумент 2-го порядку).
Більш довга і складна ланцюг може виглядати наступним чином:
хвоя сосни (продуцент) ? личинки соснового шовкопряда (консументи 1-го порядку) ? синиці (консументи 2-го порядку) ? яструби (консументи 3-го порядку).
У детритной (від лат. Detritus – потертий) харчових ланцюгах, найбільш поширених в лісах, перший трофічний рівень завжди представлений рослинними і тваринними залишками і їх виділеннями, які в результаті діяльності редуцентов – мікроорганізмів – перетворюються на органічні і частково мінеральні речовини – детрит. Другий трофічний рівень складають консументи 1-го порядку (тварини, які харчуються детритом), третій – консументи 2-го порядку. Детрітние ланцюга бувають досить довгими, в них можуть входити і хижаки. Наведемо приклад детритной харчової цінуй:
гній? личинки комах? птиці? хижаки.
Пасовищні і детрітние харчові ланцюги найчастіше представлені в біогеоценозах спільно, але майже завжди одні з них переважають над іншими.
Харчові ланцюги тісно переплетені, в результаті чого створюються складні мережі живлення (рис. 44).
Як правило, вид займає один, іноді два трофічних рівня. Наприклад, песець зазвичай харчується дрібними гризунами – лемінгами, але при низькій чисельності лемінгів видобуває яйця і пташенят гусей, куликів. Будь трофічний рівень представлений не одним, а багатьма видами, в результаті чого ланцюга живлення складно переплетені.
Ярусність. Функціонування біогеоценозу і його стійкість визначаються різноманітністю видів, а й обумовлені також зв’язками між популяціями різних видів, характером їх взаємодії з умовами неживої природи, розподілом організмів у просторі.
Поширення організмів в просторі рідко буває рівномірним. У будь-якому співтоваристві зустрічаються групи рослин різної висоти, що утворюють вертикальну структуру біоценозу – ярусность. Наприклад, в лісі рослинність може бути представлена??деревами першого верхнього ярусу (сосна, ялина), деревами другого ярусу (горобина, осика), чагарниками, що утворюють третій ярус, а також формують четвертий ярус кустарничками (чорниця, брусниця) і травами. На грунті в лісі завжди є опале листя, відмерлі пагони, сухі гілки. У грунті також спостерігається ярусное розташування коренів рослин.
Завдяки ярусності організми повніше використовують середовища.
Отже, біогеоценоз як єдиний природний комплекс складається з популяцій різних видів, які взаємодіють між собою і неживою природою.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)