Yhteisö (biosenoosi) on järjestelmän elävä osa. Tutkimus eläinten suhteesta muihin biokenoosituntisuunnitelman komponentteihin (luokka 7) aiheesta Miten biosenoosin komponentit liittyvät toisiinsa
toisistaan koossa c) niillä on yhteinen alue d) asuvat eri tasoilla
Valitse neljästä annetusta väitteestä yksi oikea.
.yksi. Oikein suunniteltu ravintoketju:
a) mätä kanto - hunaja helttasieni - hiiri - käärme - haukka;
b) hiiri - mätä kanto - hunaja helttasieni - käärme - haukka;
c) haukka - käärme - hiiri - mätä kanto - hunaja helttasieni;
d) hunaja helttasieni - mätä kanto - hiiri - käärme - haukka.
2. Graafinen esitys tuottajien, kuluttajien ja vähentäjien välisestä suhteesta biokenoosissa massayksiköinä, yksilöiden lukumääränä tai energiana ilmaistuna:
a) virtalähde;
b) virtalähdeverkko;
c) ekologinen pyramidi;
d) ekologinen pylväs.
3. Metsäkasvien auringonvaloenergian tehokas käyttö saavutetaan seuraavista syistä:
a) suuri määrä stomatteja lehtien ihossa;
b) karvojen esiintyminen lehtien pinnalla
c) kasvien monikerroksinen järjestely;
d) kasvien kukinta ennen lehtien muodostumista.
4. Kaikki biokenoosien organismien väliset ravitsemussuhteet
a) virtalähde;
b) virtalähdeverkko;
c) ekologinen pyramidi;
d) ekologinen pylväs.
5. Ympäristötekijät tulee ottaa huomioon:
a) tekijät, jotka aiheuttavat muutoksia elävien organismien genotyypissä;
b) tekijät, jotka saavat organismit sopeutumaan muuttuvaan ympäristöön;
c) kehoon vaikuttavat tekijät;
d) ympäristön elementit, jotka mahdollistavat organismin selviytymisen olemassaolon taistelussa.
6. Ilman lämpötila, ilman kosteus, auringonvalo ovat: a) abioottisia tekijöitä;
b) abioottiset helpotustekijät c) bioottiset tekijät;
d) antropogeeniset tekijät.
7. Mäntymetsä, kuusimetsä, niitty, suo - esimerkkejä: a) biokenoosit; b) biogeosenoosit; c) agrosenoosit; d) biomit.
8. Toisen luokan kuluttajia ovat: a) hamsteri, b) lisko; c) heinäsirkka; d) myyrä.
9. Aineen ja energian siirtymistä organismityypistä toiseen kutsutaan: a) lukujen pyramidiksi; b) ravintoketju c) energiapyramidi; d) ekologinen pyramidi.
10. Ensiluokkaisia kuluttajia ovat: a) susi, b) sakaali; c) ilves; d) myyrä.
II. Valitse kolme oikeaa väitettä kuudesta tarjotusta.
1. Biokenoosien lajien määrää säätelevät tekijät: a) ravinnon määrän muutos; b) petoeläinten lukumäärän muutos c) kaupallinen metsästys; d) tartuntataudit e) kalastus syötillä; f) maalaistalon rakentaminen
.2. Biokenoosit sisältävät: a) niitty; b) omenatarha; c) järvi d) mäntymetsä; e) vehnäpelto; e) puisto.
3. Agrosenoosiin kuuluvat: a) niitty; b) omenatarha; c) järvi d) mäntymetsä; e) vehnäpelto; e) puisto.
III. Valitse ottelut. Kirjoita annettuja käsitteitä vastaavien lauseiden lukumäärä.
1. Biokenoosin osatekijät A) Hajottajat: _________________________________ B) Tuottajat _________________________________ C) Ensimmäisen luokan kuluttajat: ___________________ E) Toisen luokan kuluttajat: _____________________ 1) Kasvinsyöjäorganismit; 2) lihansyöjäorganismit, 3) viherkasvit; 4) orgaanisia yhdisteitä tuhoavat organismit
.2. Ympäristötekijät: A) Bioottinen: ________________________________ B) Abioottinen: ________________________________ 1) valo; 2) lämpötila; 3) maasto; 4) kasvit; 5) eläimet; 6) mies.IV. Lue teksti. Käytä alla olevia sanoja viitteeksi (sanaluettelo on tarpeeton), lisää puuttuvat termit (päätteiden muutokset ovat mahdollisia).1. Biokenoosien eläviin organismeihin vaikuttavia ympäristöolosuhteita kutsutaan __________ tekijöiksi. Niitä on kolmea tyyppiä: _________ - elottoman luonnon vaikutus, _________ - vuorovaikutus muiden organismien kanssa, ___________ - ihmisen toiminnan synnyttämä. Jälkimmäiset voivat olla suoria ja ___________ tekijöitä a) ympäristötekijöitä; b) optimaalinen; c) bioottinen; d) bioottinen; e) rajoittava f) antropogeeninen; h) määräajoin; g) epäsuorat; i) määräämätön Sanojen lukumäärä: _____________________________________.2. Organismien toiminnalliset ryhmät biokenoosissa ovat: _________ eli tuottajat; ____________ tai kuluttajat; ___________ tai hävittäjät a) tuottajat; b) loiset; c) hajottajat; d) kuluttajat; e) saprofyytit. Sananumerot: _________________________________.
selkärankaisten kehossa on luita, joilla ei ole nivelpintoja. miksi niitä saattaisi tarvita? Antaa esimerkkejä. 3. Jotkut koppisiemeniset kukkivat harvemmin kuin yhden yksilön keskimääräinen elinikä. Miten tämä voidaan selittää ja mikä voisi olla tämän biologinen merkitys? 4. Monissa ekosysteemeissä on organismeja, joita yksikään tutkija (tai ihmiset yleensä) ei ole koskaan nähnyt. Joissakin tapauksissa tällaisten organismien olemassaolo voidaan kuitenkin todistaa. Ehdota todisteita. 5. Miksi terveiden kasvisolujen spontaania kuolemaa voidaan tarvita? 6. Mitä voi tapahtua organismeille, jotka elävät siinä suolasäiliön osassa, joka on ikuisesti erotettu pääsäiliöstä?
1. anna esimerkki maantieteellisestä lajikkeesta 2. ekologisella lajikkeella, toisin kuin maantieteellisellä, uusi lajisyntyy...
3. makroevoluutio päättyy uusien muodostumiseen.
4. Nisäkkäiden alkioiden samankaltaisuus todistaa..
5. Anna esimerkkejä ekologisesta erikoistumisesta.
Kiireellinen apu 1. Eri elävät organismit tuottavat eri määrän jälkeläisiä. Antaa esimerkkejä.......2. Mikä tahansa elävä organismi tuottaa enemmän lapsia kuin se pystyy selviytymään. Eliöiden kuolinsyyt ovat --- ......,.......,
3. Kaikkien elävien organismien on kohdattava elämälle epäsuotuisat olosuhteet. Anna esimerkkejä epäsuotuisista olosuhteista - kasveille -..........., eläimille - ........., ihmisille - ...........
4. Kaikkea elävää organismia ympäröivää kutsutaan ...... , .... .
5. Kokeilussasi siemenillä ne, jotka kehittyivät .....
ehdot. Loput kuolivat.
7. Kasvit muodostavat orgaanisia aineita epäorgaanisista aineista.
Tätä varten he tarvitsevat ......
8. Ihmisten ja eläinten elämä riippuu kasveista, koska ........ .
9. Kasvien elämä riippuu ihmisistä ja eläimistä. Esimerkiksi - ......... .
10. Ihmisen tulisi tietää, että kaikki elävät organismit maapallolla ovat yhteydessä toisiinsa. Tuhoamalla joitain hän aiheuttaa toisten kuoleman ja vaarantaa oman henkensä. Anna esimerkkejä ihmisen vaikutuksesta eläviin organismeihin alueellasi: a) Mielestäsi positiivinen vaikutus. b) negatiivinen vaikutus.
YLEISEN EKOLOGIAN PERUSTEET
1.1. MODERNIN EKOLOGIAN RAKENNE
Kaikki ekologiset tieteet voidaan systematisoida joko tutkimuskohteiden tai niissä käytettyjen menetelmien mukaan.
1. Tutkimuskohteiden koon mukaan erotetaan seuraavat alueet:
Autoekologia (kreikaksi autos - itse) - ekologian osa, joka tutkii yksittäisen organismin (keinotekoisesti eristetyn organismin) suhdetta ympäristöön;
Demekologia (kreikaksi demos - ihmiset) - tutkii väestöä ja sen ympäristöä;
Eidekologia (kreikaksi eidos - kuva) - lajien ekologia;
Synekologia (kreikaksi syn - yhdessä) - pitää yhteisöjä yhtenäisinä järjestelminä;
Maisemaekologia - tutkii organismien kykyä olla olemassa erilaisissa maantieteellisissä ympäristöissä;
Megaekologia tai globaali ekologia on tiedettä maapallon biosfääristä ja ihmisen asemasta siinä.
2. Tutkimuskohteeseen asenteen mukaisesti erotetaan seuraavat ekologian osat:
Mikro-organismien ekologia;
Sienten ekologia;
kasvien ekologia;
Eläinekologit;
Sosiaalinen ekologia - ottaa huomioon ihmisen ja ihmisyhteiskunnan vuorovaikutuksen ympäristön kanssa;
Ihmisekologia - sisältää tutkimuksen ihmisyhteiskunnan vuorovaikutuksesta luonnon kanssa, ihmispersoonallisuuden ekologiasta ja ihmispopulaatioiden ekologiasta, mukaan lukien etnisten ryhmien oppi;
Teollisuuden tai tekniikan ekologia - ottaa huomioon teollisuuden ja liikenteen molemminpuolisen vaikutuksen luontoon;
Maatalouden ekologia - tutkii tapoja saada maataloustuotteita kuluttamatta luonnonvaroja;
Lääketieteellinen ekologia - tutkii ympäristön saastumiseen liittyviä ihmisten sairauksia ja tapoja ehkäistä ja hoitaa niitä.
3. Ympäristöjen ja komponenttien mukaan erotetaan seuraavat tieteenalat:
Maan ekologia;
Merien ekologia;
Jokien ekologia;
Aavikon ekologia;
Metsäekologia - tutkii tapoja käyttää metsävaroja niiden jatkuvalla ennallistamisella;
Ylämaan ekologia;
Kaupunkiekologia (lat. urbanus - kaupunki) - kaupunkisuunnittelun ekologia;
4. Käytettyjen menetelmien mukaisesti erotetaan seuraavat soveltavat ympäristötieteet:
Matemaattinen ekologia - luo matemaattisia malleja populaatioiden ja yhteisöjen tilan ja käyttäytymisen ennustamiseksi ympäristöolosuhteiden muuttuessa;
Kemiallinen ekologia - kehittää menetelmiä epäpuhtauksien analysointiin ja tapoja vähentää kemiallisen saastumisen haittoja;
Talousekologia - luo taloudellisia mekanismeja luonnonvarojen järkevää käyttöä varten;
Oikeusekologia - tavoitteena on kehittää ympäristölakijärjestelmä.
1.2.ELOAINEEN JÄRJESTYKSEN TASO
Saadakseen kokonaisvaltaisen näkemyksen ekologiasta ja ymmärtääkseen sen roolin eläviä organismeja tutkivien tieteiden joukossa, on välttämätöntä perehtyä käsitteeseen elävän aineen organisoitumistasoista ja biologisten järjestelmien hierarkiasta (kuva 3). . 1).
Biosysteemit ovat järjestelmiä, joissa eri organisoitumistasojen bioottiset komponentit (kaikki elävät organismit) vuorovaikuttavat järjestyneesti ympäröivän bioottisen ympäristön kanssa, ts. abioottiset komponentit (energia ja aine).
Kuva 1. Elävän aineen organisaatiotasojen hierarkia:
Molekyyli - se ilmentää sellaisia prosesseja kuin aineenvaihdunta ja energian muuntaminen, perinnöllisen tiedon siirto;
Solu - solu on tärkein rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö kaikesta elämästä maapallolla;
Organismia - organismia (latinaksi organizo - järjestän, annan hoikan ulkonäön) käytetään sekä suppeassa merkityksessä - yksilö, yksilö, "elävä olento" ja laajassa, yleisimmässä merkityksessä - monimutkaisesti järjestetty kokonaisuus . Tämä on todellinen elämän kantaja, jolle on ominaista kaikki sen merkit;
Populaatiokohtainen - populaatio (lat. populus - ihmiset) on akateemikko S.S. Schwartzin määritelmän mukaan tietyn lajin organismien alkeisryhmä, jolla on kaikki tarvittavat edellytykset populaation ylläpitämiseksi äärettömän pitkään jatkuvasti muuttuvat olosuhteet. Termin "populaatio" otti käyttöön V. Iogazen vuonna 1903. Populaatio on lajin erityinen olemassaolon muoto luonnossa. Biologinen laji on joukko yksilöitä, joilla on yhteisiä ominaisuuksia, jotka voivat risteytyä vapaasti keskenään ja tuottaa hedelmällisiä jälkeläisiä, miehittää tietyn alueen (latinaksi alue - alue, tila) ja jotka on rajattu muista lajeista risteytymättä jättämisellä luonnollisissa olosuhteissa. . Lajien käsitteen tärkeimpänä rakenne- ja luokitteluyksikkönä elävien organismien järjestelmässä esitteli K. Linnaeus, joka julkaisi teoksensa "Systems of Nature" vuonna 1735;
Biokenoottinen - biokenoosi (kreikaksi bios - elämä, koinos - yleinen) - joukko eri lajien organismeja ja monimutkaisia organisaatioita tietyn elinympäristön kaikkien tekijöiden kanssa. K. Möbius ehdotti termiä "biokenoosi" vuonna 1877. Biokenoosin elinympäristöä kutsutaan biotoopiksi. Biotooppi (kreikaksi: bios - elämä, topos - paikka) on tila, jossa on homogeeniset olosuhteet (reljeef, ilmasto), jossa on tietty biokenoosi. Mikä tahansa biokenoosi liittyy erottamattomasti biotooppiin, muodostaen sen kanssa vakaan biologisen makrojärjestelmän, jolla on vielä korkeampi arvo - biogeocenoosi. Termiä "biogeocenoosi" ehdotti vuonna 1940 Vladimir Nikolaevich Sukachev. V. N. Sukachevin mukaan biogeosenoosi on joukko homogeenisia luonnonilmiöitä tunnetulla laajuudella maan pinnasta: ilmakehä, kivet, hydrologiset olosuhteet, kasvillisuus, villieläimet, mikro-organismit ja maaperä. Siten biokenoosin käsitettä käytetään viittaamaan vain maan ekosysteemeihin, joiden rajat määrittävät fytokenoosin (kasvillisuuden) rajat. Biogeocenoosi on suuren ekosysteemin erikoistapaus;
Biosfääri (kreikaksi bios - elämä, spharia - pallo) - koko maapallon globaali ekosysteemi, Maan kuori, joka koostuu kaikista elävistä organismeista (eliöstö), aineista, niiden komponenteista ja niiden elinympäristöstä. Biosfääri on elämän jakautumisalue maan päällä, joka sisältää ilmakehän alaosan, koko hydrosfäärin ja litosfäärin yläosan. Termin "biosfääri" otti käyttöön itävaltalainen geologi E. Suess ja vuonna 1873. Biosfääriopin päämääräykset julkaisi V. I. Vernadsky vuonna 1926. V. I. Vernadsky kehittää teoksessaan "Biosfääriä" ajatus maapallon pintaevoluutiosta elottoman tai "inertin" aineen ja elävän aineen välisen vuorovaikutuksen kiinteänä prosessina.
1.4. NÄKYMÄN TÄRKEIMMÄT KRITEERIT
Eri arvioiden mukaan biologisten lajien kokonaismäärä maapallolla on 1,5-3 miljoonaa. Tähän mennessä on kuvattu noin 0,5 miljoonaa kasvilajia ja noin 1,5 miljoonaa eläinlajia. Ihminen on yksi nykyään tunnetuista biologisista lajeista maan päällä.
Lajin evoluutionaalinen vakaus varmistetaan geneettisesti monimuotoisten populaatioiden olemassaololla lajin sisällä. Lajit eroavat toisistaan monella tapaa.
Lajikriteerit ovat lajille ominaisia piirteitä ja ominaisuuksia. Lajilla on morfologisia, geneettisiä, fysiologisia, maantieteellisiä ja ekologisia kriteerejä. Yksilöiden kuulumisen yhteen lajiin toteamiseksi ei riitä, että käytetään yhtä kriteeriä. Ainoastaan kriteerien soveltaminen yksilöiden erilaisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien molemminpuolisella vahvistuksella kokonaisuutena luonnehtii lajia.
Morfologinen kriteeri perustuu saman lajin yksilöiden ulkoisen ja sisäisen rakenteen samankaltaisuuteen. Mutta lajin sisällä olevat yksilöt ovat joskus niin vaihtelevia, että lajia ei aina ole mahdollista määrittää pelkästään morfologisilla kriteereillä. Lisäksi on lajeja, jotka ovat morfologisesti samanlaisia, mutta tällaisten lajien yksilöt eivät risteydy - nämä ovat kaksoislajeja.
Geneettinen kriteeri on joukko kullekin lajille ominaisia kromosomeja, joiden lukumäärä, koko ja muoto on tiukasti määritelty. Se on lajin pääominaisuus. Eri lajien yksilöt, joilla on erilaiset kromosomit, eivät voi risteytyä. Luonnossa on kuitenkin tapauksia, joissa eri lajien yksilöt risteytyvät ja antavat hedelmällisiä jälkeläisiä.
Fysiologinen kriteeri on kaikkien elintärkeiden prosessien samankaltaisuus saman lajin yksilöissä, ennen kaikkea lisääntymisprosessien samankaltaisuus.
Maantieteellinen kriteeri on tietyn lajin miehittämä alue (alue, vesialue) luonnossa.
Ekologinen kriteeri on joukko ympäristötekijöitä, joissa laji esiintyy.
1.5. VÄESTÖ JA SILLÄ TUNNUSOMAINEN VUOROVAIKUTUSTYYPIT
Minkä tahansa elävän olennon elämässä suhteilla oman lajinsa edustajiin on tärkeä rooli. Nämä suhteet toteutuvat populaatioissa.
On olemassa seuraavan tyyppisiä populaatioita:
Alkeis- (paikallinen) populaatio on ryhmä saman lajin yksilöitä, jotka miehittävät jonkin pienen alueen neliöstä, joka on homogeeninen elinympäristön olosuhteiden suhteen.
Ekologinen populaatio - joukko peruspopulaatioita. Pohjimmiltaan nämä ovat lajinsisäisiä ryhmiä, jotka on rajoittunut tiettyihin ekosysteemeihin.
Maantieteelliset populaatiot - joukko ekologisia populaatioita, jotka asuvat alueella, jolla on maantieteellisesti homogeeniset olemassaoloolosuhteet.
Suhteet populaatioissa ovat lajinsisäisiä vuorovaikutuksia. Näiden vuorovaikutusten luonteesta johtuen eri lajien populaatiot ovat erittäin erilaisia. Populaatioissa on kaikenlaisia eläville organismeille luontaisia suhteita, mutta yleisimmät ovat molempia osapuolia hyödyttävät ja kilpailevat suhteet. Joissakin lajeissa yksilöt elävät yksin ja tapaavat vain lisääntymistä varten. Toiset luovat tilapäisiä tai pysyviä perheitä. Jotkut populaatioiden sisällä yhdistyvät suuriksi ryhmiksi: parviksi, karjoiksi, siirtomaiksi. Toiset muodostavat klustereita epäsuotuisina aikoina ja selviävät yhdessä talvesta tai kuivuudesta. Populaatiolla on piirteitä, jotka kuvaavat ryhmää kokonaisuutena, eivät ryhmän yksittäisiä yksilöitä. Tällaisia ominaisuuksia ovat väestön rakenne, lukumäärä ja tiheys. Populaation rakenne on eri sukupuolten, ikäisten, kokoisten, genotyyppien jne. yksilöiden määrällinen suhde. Tämän mukaisesti erotetaan sukupuoli, ikä, koko, geneettiset ja muut populaatiorakenteet.
Väestön rakenne riippuu useista syistä. Esimerkiksi väestön ikärakenne riippuu kahdesta tekijästä:
Lajien elinkaaren ominaisuuksista;
ulkoisista olosuhteista.
On lajeja, joilla on hyvin yksinkertainen populaation ikärakenne ja jotka koostuvat lähes samanikäisistä edustajista (yksivuotiset kasvit, heinäsirkat). Populaatioiden monimutkaiset ikärakenteet syntyvät, kun niissä on edustettuna kaikki ikäryhmät (apinaparvi, norsulauma).
Epäsuotuisat ulkoiset olosuhteet voivat muuttaa väestön ikärakennetta heikoimpien yksilöiden kuoleman vuoksi, mutta vakaimmat ikäryhmät säilyvät hengissä ja palauttavat sitten väestörakenteen. Populaation spatiaalinen rakenne määräytyy yksilöiden avaruudessa jakautumisen luonteen mukaan ja riippuu sekä ympäristön ominaisuuksista että lajin itsensä käyttäytymisestä. Kaikilla populaatioilla on taipumus hajaantua. Ratkaisu jatkuu, kunnes väestö kohtaa esteen. Populaation tärkeimmät parametrit ovat sen runsaus ja tiheys.
Populaatiokoko on yksilöiden kokonaismäärä tietyllä alueella tai tietyssä tilavuudessa. Sen säilymisen takaava populaatiotaso riippuu lajista.
Kantatiheys on yksilöiden lukumäärä pinta-ala- tai tilavuusyksikköä kohti. Mitä suurempi luku, sitä parempi tämän populaation organismien sopeutumiskyky. Populaatiokoko ei ole koskaan vakio ja riippuu lisääntymisintensiteetin (hedelmällisyyden) ja kuolleisuuden suhteesta, ts. tiettynä ajanjaksona kuolleiden yksilöiden määrä. Myös väestötiheys vaihtelee runsaudesta riippuen. Lukumäärän kasvaessa tiheys ei kasva vain, jos populaatioalueen laajentaminen on mahdollista. Luonnossa minkä tahansa populaation koko on erittäin dynaaminen.
Populaatio säätelee lukumääräänsä ja sopeutuu muuttuviin ympäristöolosuhteisiin päivittämällä ja korvaamalla yksilöitä. Yksilöt ilmestyvät väestöön syntymän ja maahanmuuton kautta ja katoavat kuoleman ja maastamuuton seurauksena.
Populaation kokoon vaikuttavat myös ikäkoostumus, yksilöiden kokonaiselinikä, murrosiän saavuttamisaika ja pesimäkauden kesto.
Jokaisen lajin populaatiolla on ylä- ja alatiheysrajat, joita se ei voi ylittää. Näitä resurssirajoja kutsutaan tiettyjen väestöryhmien ympäristökapasiteetiksi. Luonnollisissa olosuhteissa populaatioiden lukumäärä vaihtelee itsesäätelykyvyn vuoksi yleensä tietyn tason ympärillä, joka vastaa ympäristön kapasiteettia.
BIOKENOOSI JA SILLÄ OMINAISUUDET
Biokenoosit eivät ole satunnaisia eri organismien kokoelmia. Samanlaisissa luonnonoloissa ja samanlaisessa eläimistön ja kasviston koostumuksessa syntyy samanlaisia, säännöllisesti toistuvia biokenoosia. Biokenoosilla on erityinen ja spatiaalinen rakenne.
Biosenoosin lajirakenne tarkoittaa lajien määrää tietyssä biokenoosissa. Lajien monimuotoisuus heijastaa elinympäristön monimuotoisuutta. Lajeja, jotka hallitsevat yhteisöä lukumääräisesti, kutsutaan dominanteiksi. Hallitsevat lajit määrittävät biokenoosin pääyhteydet, luovat sen perusrakenteen ja ulkonäön. Yleensä maanpäälliset biokenoosit nimetään vallitsevien lajien mukaan (koivulehto, kuusimetsä, höyhenheinä aro). Osa massalajeista on lajeja, joita ilman muita lajeja ei voi olla olemassa. Niitä kutsutaan rakentajiksi (ympäristönmuodostajiksi), niiden poistaminen johtaa yhteisön täydelliseen tuhoutumiseen. Yleensä hallitseva laji on myös rakentaja. Biokenoosien monimuotoisimmat ovat harvinaisia ja harvoja lajeja. Pienet lajit muodostavat biosenoosin suojelualueen. Niiden ylivoima on kestävän kehityksen tae. Rikkaimmissa biokenoosissa periaatteessa kaikkia lajeja on vähän, mutta mitä pienempi monimuotoisuus, sitä enemmän hallitsevia.
Biokenoosin tilarakenteen määräävät ilmakehän, maaperän kallion ja sen vesien ominaisuudet. Pitkän evoluutiomuutoksen aikana, tiettyihin olosuhteisiin sopeutuen, elävät organismit sijoitetaan biokenoosiin siten, että ne eivät käytännössä häiritse toisiaan. Kasvillisuus muodostaa tämän jakauman perustan. Kasvit luovat kerrostumista biokenoosiin asettamalla lehdet toistensa alle kasvumuotonsa ja valoa rakastavansa mukaisesti.
Jokainen taso kehittää oman suhdejärjestelmänsä, joten tasoa voidaan pitää biokenoosin rakenneyksikkönä.
Kerrostumisen lisäksi biokenoosin tilarakenteessa havaitaan mosaiikkia - muutosta eläinmaailman kasvillisuuteen horisontaalisesti.
Viereiset biokenoosit siirtyvät yleensä vähitellen toisilleen, eikä niiden välille voi vetää selkeää rajaa. Rajavyöhykkeellä naapuribiokenoosien tyypilliset olosuhteet kietoutuvat yhteen, osa kasvi- ja eläinlajeista katoaa ja toiset ilmaantuvat. Rajavyöhykkeellä sopeutuneita lajeja kutsutaan ekotoneiksi. Kasvien runsaus houkuttelee tänne erilaisia eläimiä, joten rajavyöhyke on monimuotoisempi ja lajirikkaampi kuin jokainen viereinen biokenoosi. Tätä ilmiötä kutsutaan reunaefektiksi, ja sitä käytetään usein luomaan puistoja, joissa halutaan palauttaa lajien monimuotoisuus.
Biokenoosin lajirakenne, lajien alueellinen jakautuminen biotoopin sisällä, määräytyy pääasiassa lajien välisen suhteen ja lajin toiminnallisen roolin perusteella yhteisössä.
EKOLOGINEN markkinarako
Määrittääkseen roolin, joka tietyllä lajilla on ekosysteemissä, J. Grinnell esitteli "ekologisen markkinaraon" käsitteen. Ekologinen markkinarako on joukko kaikkia ympäristöparametreja, joissa laji voi esiintyä luonnossa, sen asema avaruudessa ja sen toiminnallinen rooli ekosysteemissä. Y. Odum esitti kuvaannollisesti ekologisen markkinaraon ammattina, biokenoosissa olevan organismin "ammattina", ja sen elinympäristö on lajin "osoite", jossa se elää. Organismin tutkimiseksi on tiedettävä paitsi sen osoite, myös sen ammatti. G. E. Hutchinson määritti ekologisen markkinaraon. Hänen mielestään markkinarako on määritettävä ottaen huomioon kaikki ne fysikaaliset, kemialliset ja bioottiset ympäristötekijät, joihin lajin tulee sopeutua. G. E. Hutchinson erottaa kahden tyyppisen ekologisen markkinaraon: perustavanlaatuisen ja toteutuneen. Ekologista markkinarakoa, jonka määräävät vain organismien fysiologiset ominaisuudet, kutsutaan perustavanlaatuiseksi (potentiaaliseksi), ja sitä, jossa laji todella esiintyy luonnossa, kutsutaan toteutuneeksi. Jälkimmäinen on se osa potentiaalista markkinarakoa, jota tämä laji pystyy puolustamaan kilpailussa. Lajit elävät rinnakkain samassa ekosysteemissä osana biokenoosia tapauksissa, joissa niiden ekologiset vaatimukset eroavat toisistaan ja heikentää siten kilpailua keskenään. Kaksi lajia yhdessä biokenoosissa ei voi olla samassa ekologisessa markkinarakossa. Usein jopa läheiset lajit, jotka elävät rinnakkain samassa biokenoosissa, ovat eri ekologisia markkinarakoja. Tämä johtaa niiden välisen kilpailun jännitteen vähenemiseen. Lisäksi sama laji voi miehittää eri ekologisia markkinarakoja eri kehityskausien aikana.
biokenoosi ekosysteemi luonto ihminen
BIOKENOOSI (kreikaksi bios - elämä, coenosis - yleinen) on historiallisesti vakiintunut joukko kasveja, eläimiä, sieniä ja mikro-organismeja, jotka ovat sopeutuneet yhteiseloon homogeenisella alueella alueen tai vesialueen.
Termiä "biokenoosi" ehdotti saksalainen biologi K. Möbius (1877). Biokenoosi on biogeocenoosi-organismien kompleksi, joka muodostuu olemassaolotaistelun, luonnonvalinnan ja muiden evoluutiotekijöiden seurauksena.
Aineiden biogeeniseen kiertokulkuun osallistumisen mukaan biokenoosissa on kolme organismiryhmää: tuottajat, kuluttajat ja hajottajat.
Tuottajat (tuottajat) ovat autotrofisia (itsesyöttäviä) organismeja, jotka pystyvät tuottamaan (syntetisoimaan) monimutkaisia orgaanisia aineita yksinkertaisista epäorgaanisista yhdisteistä.
Tällaisia organismeja on kahdenlaisia: fotosynteettisiä ja kemosynteettisiä.
Fotosynteettiset organismit syntetisoivat orgaanisia yhdisteitä CO2:sta, H2O:sta ja mineraaleista aurinkoenergian avulla. Näitä organismeja ovat vihreät kasvit, levät ja jotkut bakteerit.
Kemosynteettiset organismit suorittavat orgaanisten yhdisteiden synteesiä ammoniakin, rikkivedyn, raudan jne. hapettamisesta saadun energian ansiosta. Kemosynteesi tapahtuu maanalaisissa olosuhteissa, maailman valtameren syvänmeren alueilla. Fotosynteesiin verrattuna sillä on merkityksetön rooli orgaanisten aineiden primäärituotannossa, vaikka tämän prosessin rooli biosfäärin kemiallisten alkuaineiden kierrossa on melko suuri.
Tuottajien syntetisoima orgaanisen aineksen biomassan kokonaismäärä on bruttoalkutuotanto. Osa kasvien elinprosessissa syntetisoidusta biomassasta kuluu niiden omiin tarpeisiin. Loput kutsutaan puhtaaksi alkutuotannoksi, joka toimii ravintolähteenä seuraavan troofisen tason organismeille (kreikan trofe - ruoka, ravitsemus) - kuluttajille.
Kuluttajat ovat heterotrofisia (kreikaksi heteros-muita) eliöitä, eli organismeja, jotka käyttävät ravintolähteenä muiden eliöiden (eläimet, merkittävä osa mikro-organismeista, hyönteissyöjäkasvit) tuottamia orgaanisia aineita.
Kuluttajat muodostavat useita troofisia tasoja (enintään 3-4):
Ensimmäisen luokan kuluttajat - eliöt, jotka ovat luonnonmukaisten primäärituotteiden suoria kuluttajia. Yleensä nämä ovat kasvinsyöjiä eläimiä (fytofage). Osa ravinnosta, jota he käyttävät elämänprosessien varmistamiseen. Jäljelle jäänyt ruoka muunnetaan uusiksi orgaanisiksi aineiksi, joita kutsutaan nettosekundaarituotannoiksi.
Toisen luokan kuluttajat ovat lihansyöjätyyppisiä eläimiä (eläintarha). Pääsääntöisesti kaikki saalistajat sisältyvät tähän ryhmään riippumatta siitä, onko saalis kasvi- vai zoofaagi. Zoofageille on ominaista erityiset mukautukset ruokinnassa. Monissa eläintarhoissa suulaite on sovitettu ruokiin tarttumiseen ja pitämiseen sekä joskus suojakuoren tuhoamiseen. Joissakin tapauksissa ruoan hankintatapa on erittäin epätavallinen. Esimerkiksi petolliset nilviäiset tuhoavat uhrien kuoret erityisten rauhasten tuottamien mineraalihappojen avulla.
Pelkistimet (lat. Reductionntis - palauttaa, palauttaa) tai tuhoajat - eliöt, jotka hajottavat kuollutta orgaanista ainetta ja muuttavat sen epäorgaanisiksi aineiksi. Hajottajia ovat bakteerit, sienet, alkueläimet, ts. maaperän heterotrofiset mikro-organismit. Kasvit voivat jälleen ottaa mainitut epäorgaaniset aineet mukaan ainekiertoon ja sulkea sen.
Biokenoosi on dialektisesti kehittyvä kokonaisuus, joka muuttuu sen aineosien toiminnan seurauksena, minkä seurauksena tapahtuu luonnollinen muutos ja biokenoosin muutos (peräkkäisyys), joka voi johtaa jyrkästi häirittyjen biokenoosien palautumiseen (esim. metsät tulipalon jälkeen jne.).
Biosenoosille on ominaista jakautuminen pienempiin alisteisiin yksiköihin - merosenoosiin, toisin sanoen säännöllisesti koostuviin komplekseihin, jotka riippuvat koko biokenoosista (esimerkiksi mätänevien tammen kantojen asukkaiden kompleksi tammimetsässä). Jos biokenoosin energialähde ei ole autotrofit, vaan eläimet (esimerkiksi lepakot luolabiokenoosissa), tällaiset biokenoosit riippuvat ulkopuolelta tulevasta energianvirrasta ja ovat huonompia, edustaen pohjimmiltaan merosenoosia. Biokenoosissa voidaan erottaa muita alisteisia organismiryhmiä, esimerkiksi sinusia. Biokenoosille on ominaista myös jakautuminen vertikaalisiin organismiryhmiin (biosenoosin tasoihin). Biokenoosin vuosikierrossa yksittäisten lajien runsaus, kehitysvaiheet ja aktiivisuus muuttuvat, syntyy biokenoosin säännöllisiä vuodenaikoja.
Biokenoosin osatekijät ovat fytokenoosi (vakaa kasviyhteisö), zookenoosi (joukko toisiinsa liittyviä eläinlajeja), mykosenoosi (sieniyhteisö) ja mikrobiosenoosi (mikro-organismien yhteisö).
Biokenoosi on avoin järjestelmä, eikä se ole selkeästi määriteltyjä alueita. Usein erilaiset biokenoosit ovat niin kietoutuneet toisiinsa, että niiden rajojen määrittäminen on pohjimmiltaan mahdotonta.
Biokenoottisten eliöryhmittymien (biokenoosien) asteikot ovat erilaisia - puunrungon, kuopan tai suon ryyppyyhteisöistä (niitä kutsutaan mikroyhteisöiksi) tammimetsän, mänty- tai kuusimetsän, niityn, järven populaatioon. , suo tai lampi. Eri mittakaavaisten biokenoosien välillä ei ole perustavaa laatua olevaa eroa, koska pienet yhteisöt ovat olennainen osa suurempia yhteisöjä, joille on ominaista monimutkaisuuden lisääntyminen ja lajien välisten epäsuorien suhteiden osuus.
On olemassa tyydyttyneitä ja tyydyttymättömiä biokenoosia.
Kyllästetyssä biokenoosissa kaikki ekologiset markkinaraot ovat miehitettyinä ja uuden lajin tuonti on mahdotonta ilman c.-l. osa biosenoosia.
Tyydyttymättömille biokenoosille on ominaista mahdollisuus tuoda niihin uusia lajeja tuhoamatta muita komponentteja.
On mahdollista erottaa primaariset biokenoosit, jotka ovat kehittyneet ilman ihmisen vaikutusta (neitsyt arot, neitsytmetsä), ja toissijaiset, ihmisen toiminnan muuttamat (metsät, jotka ovat kasvaneet litistyneiden paikoille, altaiden populaatio).
Erityistä luokkaa edustavat agrobiokenoosit, joissa ihminen säätelee tietoisesti biokenoosin pääkomponenttien komplekseja. Ensisijaisen biokenoosin ja agrobiosenoosin välillä on kokonainen kirjo siirtymiä. Biosenoosin tutkiminen on tärkeää maiden ja vesitilojen järkevän kehittämisen kannalta, koska vain biokenoosin säätelyprosessien oikea ymmärtäminen mahdollistaa osan biosenoosin tuotannosta vetäytymisen häiritsemättä ja tuhoamatta sitä.
Osaa maan pinnasta (maa tai vesi), jolla on homogeeniset elinolosuhteet ja jota yksi tai toinen biokenoosi miehittää, kutsutaan biotoopiksi (kreikaksi bios - elämä, topos - paikka).
Jokainen biokenoosi vastaa vyöhykettä, jossa on homogeenisia abioottisia ympäristötekijöitä, jota kutsutaan biotoopiksi (kreikaksi topos - paikka). Biotooppi on biokenoosin luonnollinen, melko homogeeninen elintila. Biotoopin koostumukseen kuuluu ilmasto-, maa- ja maaperäolosuhteita, ympäristön kosteus- ja pH-olosuhteita sekä ilmasto- ja pH-olosuhteita kuvaavia ilmasto-, edafotooppeja ja hydrotooppeja (kuva 1).
Osajärjestelmä "biotooppi - biokenoosi" ovat dynaamisessa tasapainossa, mikä varmistaa korkeamman tason - biogeocenoosi -järjestelmän vakauden.
Biokenoosin ja biotoopin läheinen vuorovaikutus perustuu jatkuvaan energian, aineen ja tiedon vaihtoon.
Paikallisesti biotooppi vastaa biokenoosia. Biokenoosin rajat määrittää fytokenoosi, jolla on helposti tunnistettavia piirteitä. Esimerkiksi mäntymetsät erottuvat helposti kuusimetsistä, kohosot alangoista jne. Lisäksi fytosenoosi on minkä tahansa biokenoosin päärakennekomponentti, koska se määrää eläin-, myko- ja mikrobi-kenoosien lajikoostumuksen.
Biokenoosin jäsenten sopeutumiskyky yhdessä asumiseen ilmenee heidän vaatimustensa tietyssä samankaltaisuudessa tärkeimpien abioottisten ympäristöolosuhteiden suhteen (valaistus, maaperän ja ilman kosteuden luonne, lämpöolosuhteet jne.) sekä säännöllisissä suhteissa kunkin kanssa. muu. Organisaatioiden välinen kommunikaatio on välttämätöntä niiden ravinnon, lisääntymisen, uudelleenasutumisen, suojelun jne. kannalta. Se sisältää kuitenkin myös tietyn uhan ja jopa vaaran yhden tai toisen yksilön olemassaololle. Ympäristön bioottiset tekijät toisaalta heikentävät eliötä, toisaalta ne muodostavat perustan luonnolliselle valinnalle, lajittelun tärkeimmälle tekijälle.
Biokenoosi (kreikaksi bios - elämä, koinos - yleinen) on järjestäytynyt ryhmä kasveja, eläimiä, sieniä ja mikro-organismeja, jotka elävät yhdessä samoissa ympäristöolosuhteissa.
Käsitteen "biokenoosi" ehdotti vuonna 1877 saksalainen eläintieteilijä K. Möbius. Moebius tuli osteripurkkeja tutkiessaan siihen tulokseen, että jokainen niistä on elävien olentojen yhteisö, jonka kaikki jäsenet ovat läheisessä suhteessa. Biokenoosi on luonnollisen valinnan tuote. Sen selviytyminen, vakaa olemassaolo ajassa ja avaruudessa riippuu osapopulaatioiden vuorovaikutuksen luonteesta ja on mahdollista vain Auringon säteilyenergian pakollisella vastaanottamisella ulkopuolelta.
Jokaisella biokenoosilla on tietty rakenne, lajikoostumus ja alue; sille on ominaista tietty ruokasuhteiden järjestäytyminen ja tietyntyyppinen aineenvaihdunta
Mutta mikään biokenoosi ei voi kehittyä itsestään, ulkopuolella ja ympäristöstä riippumatta. Tämän seurauksena luonnossa muodostuu tiettyjä komplekseja, elävien ja elottomien komponenttien aggregaatteja. Niiden yksittäisten osien monimutkaista vuorovaikutusta tuetaan monipuolisen keskinäisen kuntoilun pohjalta.
Tilaa, jossa on enemmän tai vähemmän homogeeniset olosuhteet ja jossa yksi tai toinen organismiyhteisö asuu (biokenoosi), kutsutaan biotoopiksi.
Toisin sanoen biotooppi on olemassaolon paikka, elinympäristö, biokenoosi. Siksi biokenoosia voidaan pitää historiallisesti vakiintuneena organismien kompleksina, joka on ominaista tietylle biotoopille.
Mikä tahansa biokenoosi muodostaa dialektisen yhtenäisyyden biotoopin kanssa, vielä korkeamman tason biologisen makrojärjestelmän - biogeocenoosin. Termiä "biogeosenoosi" ehdotti vuonna 1940 V. N. Sukachev. Se on käytännössä identtinen ulkomailla laajalti käytetyn termin "ekosysteemi" kanssa, jota A. Tensley ehdotti vuonna 1935. On olemassa mielipide, että termi "biogeocenoosi" heijastaa paljon enemmän tutkittavan makrojärjestelmän rakenteellisia ominaisuuksia, kun taas käsite "ekosysteemi" sisältää ensisijaisesti sen toiminnallisen olemuksen. Itse asiassa näillä termeillä ei ole eroa. Epäilemättä V.N. Sukachev, joka muotoili "biogeocenoosin" käsitteen, yhdisti siinä paitsi makrojärjestelmän rakenteellisen, myös toiminnallisen merkityksen. V.N. Sukachevin mukaan biogeocenoosi- Tämä joukko homogeenisia luonnonilmiöitä tunnetulla laajuudella maan pinnasta- ilmakehä, kivet, hydrologiset olosuhteet, kasvillisuus, eläimistö, mikro-organismien maailma ja maaperä. Tämä joukko erottuu sen muodostavien komponenttien vuorovaikutuksen erityispiirteistä, niiden erityisrakenteesta ja tietynlaisesta aineen ja energian vaihdosta keskenään ja muiden luonnonilmiöiden kanssa.
Biogeosenoosit voivat olla erikokoisia. Lisäksi ne ovat erittäin monimutkaisia - joskus on vaikea ottaa huomioon kaikkia elementtejä, kaikkia niissä olevia linkkejä. Näitä ovat esimerkiksi sellaiset luonnolliset ryhmittymät kuin metsä, järvi, niitty jne. Esimerkki suhteellisen yksinkertaisesta ja selkeästä biogeosenoosista voi olla pieni säiliö, lampi. Sen elottomiin komponentteihin kuuluvat vesi, siihen liuenneet aineet (happi, hiilidioksidi, suolat, orgaaniset yhdisteet) ja maaperä - säiliön pohja, joka sisältää myös suuren määrän erilaisia aineita. Säiliön elävät komponentit on jaettu alkutuotteiden tuottajiin - tuottajiin (vihreät kasvit), kuluttajiin - kuluttajiin (ensisijaiset - kasvinsyöjäeläimet, toissijaiset - lihansyöjät jne.) ja hajottajiin - tuhoajiin (mikro-organismit), jotka hajottavat orgaaniset yhdisteet epäorgaanisiksi aineiksi. . Mikä tahansa biogeosenoosi koosta ja monimutkaisuudesta riippumatta koostuu näistä päälinkeistä: tuottajat, kuluttajat, tuhoajat ja elottoman luonnon komponentit sekä monet muut linkit. Niiden välillä syntyy eri luokkaa olevia yhteyksiä - rinnakkaisia ja leikkaavia, sotkeutuneita ja kietoutuneita jne.
Yleisesti ottaen biogeosenoosi edustaa sisäistä ristiriitaista dialektista yhtenäisyyttä, joka on jatkuvassa liikkeessä ja muuttumassa. "Biogeosenoosi ei ole biosenoosin ja ympäristön summa", N.V. Dylis huomauttaa, "vaan kokonaisvaltainen ja laadullisesti eristetty luonnonilmiö, joka toimii ja kehittyy omien lakiensa mukaan, jonka perustana on sen komponenttien aineenvaihdunta."
Biogeosenoosin elävät komponentit eli tasapainoiset eläin- ja kasviyhteisöt (biokenoosit) ovat organismien korkein olemassaolomuoto. Niille on ominaista suhteellisen vakaa eläimistön ja kasviston koostumus, ja niillä on tyypillinen joukko eläviä organismeja, jotka säilyttävät pääpiirteensä ajassa ja tilassa. Biogeosenoosien stabiilisuutta tukee itsesäätely, eli kaikki järjestelmän elementit ovat olemassa yhdessä, eivätkä koskaan tuhoa toisiaan kokonaan, vaan rajoittavat vain kunkin lajin yksilöiden lukumäärän tiettyyn rajaan. Siksi eläin-, kasvi- ja mikro-organismilajeihin on historiallisesti muodostunut sellaisia suhteita, jotka varmistavat kehityksen ja pitävät lisääntymisen tietyllä tasolla. Jommankumman ylikansoitus voi jostain syystä syntyä massalisäyksen puhkeamisena, jolloin lajien välinen vakiintunut suhde häiriintyy tilapäisesti.
Biosenoosin tutkimuksen yksinkertaistamiseksi se voidaan jakaa ehdollisesti erillisiin komponentteihin: fytokenoosi - kasvillisuus, zookenoosi - villieläimet, mikrobiosenoosi - mikro-organismit. Mutta tällainen pirstoutuminen johtaa keinotekoiseen ja itse asiassa virheelliseen erottamiseen yhdestä luonnollisesta ryhmien kompleksista, joka ei voi olla olemassa itsenäisesti. Missään elinympäristössä ei voi olla dynaamista järjestelmää, joka koostuisi vain kasveista tai vain eläimistä. Biokenoosia, fytosenoosia ja zookenoosia on pidettävä erityyppisinä ja -vaiheisina biologisina yksiköinä. Tämä näkemys heijastaa objektiivisesti nykyajan ekologian todellista tilannetta.
Tieteellisen ja teknisen kehityksen olosuhteissa ihmisen toiminta muuttaa luonnollisia biogeokenoosia (metsät, arot). Ne korvataan viljeltyjen kasvien kylvöllä ja istutuksella. Näin muodostuu erityisiä sekundaarisia agrobiogeosenoosia tai agrokenoosia, joiden määrä maapallolla kasvaa jatkuvasti. Agrosenoosit eivät ole vain peltoja, vaan myös suojavyöhykkeitä, laitumia, keinotekoisesti uudistettuja metsiä raivauksilla ja tulipaloilla, lampia ja tekoaltaita, kanavia ja ojitettuja suita. Agrobiokenoosien rakenteessa on pieni määrä lajeja, mutta niiden runsaus. Vaikka luonnollisten ja keinotekoisten biokenoosien rakenteessa ja energiassa on monia erityispiirteitä, niiden välillä ei ole teräviä eroja. Luonnollisessa biogeosenoosissa eri lajien yksilöiden määrällinen suhde on riippuvainen toisistaan, koska sillä on mekanismeja, jotka säätelevät tätä suhdetta. Seurauksena on, että tällaisissa biogeosenoosissa muodostuu vakaa tila, joka säilyttää sen ainesosien suotuisimmat kvantitatiiviset suhteet. Keinotekoisissa agrosenoosissa tällaisia mekanismeja ei ole, siellä ihminen huolehti täysin lajien välisen suhteen virtaviivaistamisesta. Agrokenoosien rakenteen ja dynamiikan tutkimukseen kiinnitetään paljon huomiota, koska lähitulevaisuudessa primaarisia, luonnollisia biogeosenoosia ei käytännössä ole.
- Biosenoosin trofinen rakenne
Biokenoosien päätehtävä - aineiden kierron ylläpitäminen biosfäärissä - perustuu lajien ravitsemussuhteisiin. Tämän perusteella autotrofisten organismien syntetisoimat orgaaniset aineet käyvät läpi useita kemiallisia muutoksia ja palaavat lopulta ympäristöön epäorgaanisina jätetuotteina, jotka ovat jälleen mukana kierrossa. Siksi, kun otetaan huomioon eri yhteisöjä muodostavien lajien monimuotoisuus, jokainen biokenoosi sisältää välttämättä edustajia kaikista kolmesta pääasiallisesta ekologisesta organismiryhmästä - tuottajat, kuluttajat ja hajottajat . Biosenoosien troofisen rakenteen täydellisyys on biosenologian aksiooma.
Organismiryhmät ja niiden suhteet biokenoosissa
Biokenoosien aineiden biogeeniseen kiertoon osallistumisen mukaan erotetaan kolme organismiryhmää:
1) Tuottajat(tuottajat) - autotrofiset organismit, jotka luovat orgaanisia aineita epäorgaanisista. Päätuottajat kaikissa biokenoosissa ovat viherkasveja. Tuottajien toiminta määrää orgaanisten aineiden alkuperäisen kertymisen biokenoosissa;
KuluttajatminäTilaus.
Tämä trofiataso muodostuu alkutuotannon suorista kuluttajista. Tyypillisimmissä tapauksissa, kun jälkimmäinen on fotoautotrofien luoma, nämä ovat kasvinsyöjiä. (fytofagit). Tätä tasoa edustavat lajit ja ekologiset muodot ovat hyvin monipuolisia ja sopeutuneet syömään erilaisia kasviperäisiä ravinteita. Koska kasvit ovat yleensä kiinnittyneinä substraattiin ja niiden kudokset ovat usein erittäin vahvoja, monet kasvifaagit ovat kehittäneet purevan tyyppisen suulaitteiston ja erilaisia mukautuksia ruoan jauhamiseen ja jauhamiseen. Näitä ovat erilaisten kasvinsyöjien nisäkkäiden pureva- ja jauhamistyyppiset hammasjärjestelmät, lintujen lihaksikas vatsa, joka ilmentyy erityisen hyvin jyväsyöjissä ja niin edelleen. n. Näiden rakenteiden yhdistelmä määrittää kiinteän ruoan jauhamismahdollisuuden. Pureva suulaite on ominaista monille hyönteisille jne.
Jotkut eläimet ovat sopeutuneet syömään kasvien mehua tai kukkanektaria. Tämä ruoka sisältää runsaasti korkeakalorisia, helposti sulavia aineita. Tällä tavalla ruokkivien lajien suun laite on järjestetty putken muotoon, jonka avulla nestemäinen ruoka imeytyy.
Kasvien mukautuksia ravintoon löytyy myös fysiologisella tasolla. Ne ovat erityisen voimakkaita eläimillä, jotka ruokkivat kasvien kasvullisten osien karkeita kudoksia, jotka sisältävät suuren määrän kuitua. Useimpien eläinten elimistö ei tuota sellulolyyttisiä entsyymejä, ja kuidun hajoaminen tapahtuu symbioottisten bakteerien (ja joidenkin suoliston alkueläinten) toimesta.
Kuluttajat osittain käyttävät ruokaa tukemaan elämänprosesseja ("hengityskustannukset") ja osittain rakentavat omaa kehoaan sen pohjalle ja suorittavat siten ensimmäisen, perustavanlaatuisen vaiheen tuottajien syntetisoiman orgaanisen aineksen muuntamisessa. Biomassan muodostumis- ja kertymisprosessia kuluttajatasolla kutsutaan nimellä , toissijaiset tuotteet.
KuluttajatIITilaus.
Tämä taso yhdistää eläimet lihansyöjätyyppiseen ruokaan. (eläinfaagit). Yleensä kaikki petoeläimet otetaan huomioon tässä ryhmässä, koska niiden erityispiirteet eivät käytännössä riipu siitä, onko saalis kasvifaagi vai lihansyöjä. Mutta tarkasti ottaen vain saalistajat, jotka ruokkivat kasvinsyöjäeläimiä ja edustavat siten orgaanisen aineksen muuntamisen toista vaihetta ravintoketjuissa, tulisi katsoa toisen asteen kuluttajiksi. Eläinorganismin kudokset muodostavat kemikaalit ovat melko homogeenisia, joten muuttuminen kuluttajatasolta toiselle siirtymisen aikana ei ole yhtä olennaista kuin kasvikudosten muuttuminen eläimiksi.
Tarkemmalla lähestymistavalla toisen asteen kuluttajien taso tulisi jakaa alatasoihin aineen ja energian virtauksen suunnan mukaan. Esimerkiksi troofisessa ketjussa "viljat - heinäsirkat - sammakot - käärmeet - kotkat" sammakot, käärmeet ja kotkat muodostavat peräkkäisiä toisen asteen kuluttajien alatasoja.
Zoofageille on ominaista niiden erityiset mukautukset ruokavalionsa luonteeseen. Esimerkiksi heidän suukappaleensa on usein sovitettu tarttumaan ja pitämään elävää saalista. Kun ruokitaan eläimiä, joilla on tiheä suojapeite, kehitetään mukautuksia niiden tuhoamiseksi.
Fysiologisella tasolla zoofaagien mukautukset ilmaistaan ensisijaisesti eläinperäisen ruoan sulatukseen "viritettyjen" entsyymien toiminnan spesifisyydessä.
KuluttajatIIITilaus.
Biokenoosien tärkeimmät ovat troofiset suhteet. Näiden organismien yhteyksien perusteella kussakin biokenoosissa erotetaan ns. ravintoketjut, jotka syntyvät kasvi- ja eläinorganismien monimutkaisista ravitsemussuhteista. Ravintoketjut yhdistävät suoraan tai epäsuorasti suuren joukon organismeja yhdeksi kompleksiksi, joita yhdistävät suhteet: ruoka - kuluttaja. Ravintoketju koostuu yleensä useista lenkeistä. Seuraavan lenkin organismit syövät edellisen lenkin eliöt ja näin tapahtuu energian ja aineen ketjun siirto, joka on luonnossa olevien aineiden kierron taustalla. Jokaisella siirrolla linkistä linkkiin suuri osa (jopa 80 - 90 %) potentiaalisesta energiasta häviää ja häviää lämmön muodossa. Tästä syystä linkkien (lajien) määrä ravintoketjussa on rajoitettu eikä yleensä ylitä 4-5.
Kaavamainen kaavio ravintoketjusta on esitetty kuvassa. 2.
Täällä ravintoketju perustuu lajeihin - tuottajiin - autotrofisiin organismeihin, pääasiassa vihreisiin kasveihin, jotka syntetisoivat orgaanista ainetta (rakentavat kehonsa vedestä, epäorgaanisista suoloista ja hiilidioksidista, omaksuen auringonsäteilyn energiaa), sekä rikistä, vetyä. ja muut bakteerit, jotka käyttävät orgaanista ainetta syntetisoimaan aineita, kemikaalien energiahapetusta. Ravintoketjun seuraavat lenkit ovat orgaanista ainesta kuluttavat heterotrofiset kuluttajalajit. Ensisijaisia kuluttajia ovat kasvinsyöjäeläimet, jotka syövät ruohoa, siemeniä, hedelmiä, maanalaisia kasvien osia - juuria, mukuloita, sipuleita ja jopa puuta (jotkut hyönteiset). Toissijaisia kuluttajia ovat lihansyöjät. Lihansyöjät puolestaan jaetaan kahteen ryhmään: jotka ruokkivat massasaalista piensaalista ja aktiivisia saalistajia, jotka usein hyökkäävät itse petoeläintä suuremman saaliin kimppuun. Samaan aikaan sekä kasvinsyöjillä että lihansyöjillä on sekaruokavalio. Esimerkiksi nisäkkäiden ja lintujen runsaudesta huolimatta näädät ja soopelit syövät myös hedelmiä, siemeniä ja pinjansiemeniä, ja kasvinsyöjäeläimet kuluttavat jonkin verran eläinravintoa, jolloin ne saavat tarvitsemansa välttämättömät eläinperäiset aminohapot. Tuottajatasolta alkaen on olemassa kaksi uutta tapaa käyttää energiaa. Ensinnäkin sitä käyttävät kasvinsyöjät (fytofagit), jotka syövät suoraan kasvien eläviä kudoksia; toiseksi ne kuluttavat saprofageja jo kuolleiden kudosten muodossa (esimerkiksi metsän karikkeen hajoamisen aikana). Saprofageiksi kutsutut organismit, pääasiassa sienet ja bakteerit, saavat tarvittavan energian hajottamalla kuollutta orgaanista ainetta. Tämän mukaisesti ravintoketjuja on kahta tyyppiä: syömisketjut ja hajoamisketjut, kuva. 3.
On syytä korostaa, että hajoamisketjut eivät ole vähemmän tärkeitä kuin laiduntamisen ketjut. Maalla nämä ketjut alkavat kuolleista orgaanisista aineista (lehdet, kuori, oksat), vedessä - kuolleista levistä, ulosteesta ja muista orgaanisista jäämistä. Bakteerit, sienet ja pienet eläimet voivat kuluttaa orgaaniset jäämät kokonaan - saprofagit; tässä tapauksessa vapautuu kaasua ja lämpöä.
Jokaisessa biokenoosissa on yleensä useita ravintoketjuja, joita on useimmissa tapauksissa vaikea pukea yhteen.
Biosenoosin määrälliset ominaisuudet: biomassa, biologinen tuottavuus.
Biomassa ja biosenoosin tuottavuus
Kaikkien kasvi- ja eläinorganismiryhmien elävän aineen määrää kutsutaan biomassaksi. Biomassan tuotannon nopeudelle on ominaista biokenoosin tuottavuus. On olemassa primäärituottavuutta - fotosynteesin aikana aikayksikköä kohti muodostuvaa kasvibiomassaa ja toissijaista - primaarituotteita kuluttavien eläinten (kuluttajien) tuottamaa biomassaa. Toissijainen tuotanto muodostuu sen seurauksena, että heterotrofiset organismit käyttävät autotrofien varastoimaa energiaa.
Tuottavuus ilmaistaan yleensä massayksiköinä vuodessa kuiva-aineena pinta-ala- tai tilavuusyksikköä kohti, mikä vaihtelee merkittävästi eri kasviyhteisöissä. Esimerkiksi 1 hehtaari mäntymetsää tuottaa 6,5 tonnia biomassaa vuodessa ja sokeriruokoviljelmä 34-78 tonnia.Yleensä maailman metsien primäärituottavuus on korkein muihin muodostumiin verrattuna. Biokenoosi on historiallisesti perustettu organismikokonaisuus ja osa yleisempää luonnonkompleksia - ekosysteemiä.
Ekologisten pyramidien sääntö.
Kaikki ravintoketjun muodostavat lajit elävät vihreiden kasvien luomalla orgaanisella aineella. Samalla ravitsemusprosessissa energian käytön ja muuntamisen tehokkuuteen liittyy tärkeä säännöllisyys. Sen olemus on seuraava.
Vain noin 0,1 % Auringosta saadusta energiasta sitoutuu fotosynteesiin. Tämän energian ansiosta voidaan kuitenkin syntetisoida useita tuhansia grammaa orgaanista kuiva-ainetta 1 m 2:tä kohden vuodessa. Yli puolet fotosynteesiin liittyvästä energiasta kuluu välittömästi kasvien itsensä hengitysprosessissa. Toinen osa siitä siirtyy useiden organismien kautta ravintoketjuja pitkin. Mutta kun eläimet syövät kasveja, suurin osa ruoan sisältämästä energiasta kuluu erilaisiin elämänprosesseihin, samalla kun se muuttuu lämmöksi ja haihtuu. Vain 5-20 % ravintoenergiasta siirtyy eläimen kehon äskettäin rakennettuun aineeseen. Ravintoketjun perustana toimivan kasvimateriaalin määrä on aina useita kertoja suurempi kuin kasvinsyöjien kokonaismassa, ja myös ravintoketjun jokaisen seuraavan lenkin massa pienenee. Tätä erittäin tärkeää sääntöä kutsutaan ekologinen pyramidisääntö. Ekologinen pyramidi, joka on ravintoketju: viljat - heinäsirkat - sammakot - käärmeet - kotka on esitetty kuvassa. 6.
Pyramidin korkeus vastaa ravintoketjun pituutta.
Biomassan siirtyminen alla olevalta trofialta tasolta yläpuolelle liittyy aineen ja energian häviämiseen. Keskimäärin uskotaan, että vain noin 10 % biomassasta ja siihen liittyvästä energiasta siirtyy jokaiselta tasolta toiselle. Tästä johtuen kokonaisbiomassa, tuotanto ja energia sekä usein yksilöiden määrä vähenevät asteittain trofiatasoja noustessa. Tämän säännönmukaisuuden muotoili Ch. Elton (1927) säännöksi ekologiset pyramidit (Kuva 4) ja toimii päärajoittimena ravintoketjujen pituudelle.