Gemenskapen (biocenos) är en levande del av systemet. Studiet av djurs förhållande till andra komponenter i biocenos lektionsplanen (Åk 7) på ämnet Hur komponenterna i biocenos är sammankopplade med varandra
från varandra i storlek c) har ett gemensamt område d) bor på olika nivåer
Välj ett korrekt påstående bland de fyra givna.
.ett. Korrekt utformad näringskedja:
a) rutten stubbe - honungssvamp - mus - orm - hök;
b) mus - rutten stubbe - honungssvamp - orm - hök;
c) hök - orm - mus - rutten stubbe - honungssvamp;
d) honungssvamp - rutten stubbe - mus - orm - hök.
2. Grafisk representation av förhållandet mellan producenter, konsumenter och reducerare i biocenosen, uttryckt i massenheter, antal individer eller energi:
a) strömförsörjning;
b) strömförsörjningsnät;
c) ekologisk pyramid;
d) ekologisk kolonn.
3. Effektiv användning av solljusenergi av skogsväxter uppnås på grund av:
a) ett stort antal stomata i bladens hud;
b) förekomsten av hårstrån på ytan av bladen
c) flerskiktsarrangemang av växter;
d) blomning av växter före bildandet av löv.
4. Alla näringsförhållanden mellan organismer i biocenoser
a) strömförsörjning;
b) strömförsörjningsnät;
c) ekologisk pyramid;
d) ekologisk kolonn.
5. Miljöfaktorer bör beaktas:
a) faktorer som orsakar förändringar i genotypen av levande organismer;
b) faktorer som gör att organismer anpassar sig till en föränderlig miljö;
c) alla faktorer som verkar på kroppen;
d) delar av miljön som gör att organismen kan överleva i kampen för tillvaron.
6. Lufttemperatur, luftfuktighet, solljus är: a) abiotiska faktorer;
b) abiotiska lindringsfaktorer, c) biotiska faktorer;
d) antropogena faktorer.
7. Tallskog, granskog, äng, träsk - exempel på: a) biocenoser; b) biogeocenoser; c) agrocenoser; d) biomer.
8. Konsumenter av den andra ordningen inkluderar: a) en hamster, b) en ödla; c) en gräshoppa; d) sork.
9. Överföringen av materia och energi från en typ av organism till en annan kallas: a) en pyramid av tal; b) näringskedja, c) pyramid av energi; d) ekologisk pyramid.
10. Konsumenter av första ordningen inkluderar: a) varg, b) schakal; c) lodjur; d) sork.
II. Välj tre korrekta påståenden av de sex som erbjuds.
1. Faktorer som reglerar antalet arter i biocenoser: a) förändring i mängden föda; b) förändring av antalet rovdjur, c) kommersiell jakt; d) infektionssjukdomar, e) fiske med bete; f) konstruktion av ett hus på landet
.2. Biocenoser inkluderar: a) äng; b) en äppelodling; c) en sjö d) tallskog; e) vetefält; e) en park.
3. Agrocenoser inkluderar: a) äng; b) en äppelodling; c) en sjö d) tallskog; e) vetefält; e) en park.
III. Välj matcher. Skriv antalet påståenden som motsvarar de givna begreppen.
1. Beståndsdelar i biocenosen A) Nedbrytare: ____________________________ B) Producenter __________________________ C) Konsumenter av 1:a ordningen: ________________ E) Konsumenter av 2:a ordningen: _________________ 1) växtätande organismer; 2) köttätande organismer, 3) gröna växter; 4) organismer som förstör organiska föreningar
.2. Miljöfaktorer: A) Biotiska: ____________________________ B) Abiotiska: __________________________ 1) ljus; 2) temperatur; 3) terräng; 4) växter; 5) djur; 6) man.IV. Läs texten. Använd orden nedan som referens (listan med ord är överflödig), infoga de saknade termerna (ändelser är möjliga).1. Miljöförhållanden som påverkar levande organismer av biocenoser kallas __________ faktorer. De är av tre typer: _________ - påverkan av den livlösa naturen, _________ - interaktioner med andra organismer, ___________ - född av mänsklig aktivitet. Det senare kan vara direkta och ___________ faktorer a) miljö; b) optimal; c) biotisk; d) biotisk; e) begränsande, f) antropogen; h) periodisk; g) indirekt; i) obestämd Antal ord: _____________________________.2. De funktionella grupperna av organismer i biocenosen är: ______, eller producenter; ____________ eller konsumenter; ___________ eller jagare a) producenter; b) parasiter; c) nedbrytare; d) Konsumenter. e) saprofyter. Ordnummer: ____________________________.
i ryggradsdjurens kropp finns ben som inte har artikulära ytor. varför kan de behövas? Ge exempel. 3. Vissa angiospermer blommar mindre ofta än en individs genomsnittliga livslängd. Hur kan detta förklaras och vad kan den biologiska innebörden av detta vara? 4. I många ekosystem finns det organismer som ingen upptäcktsresande (eller människor i allmänhet) någonsin har sett. I vissa fall kan dock förekomsten av sådana organismer bevisas. Föreslå sätt att bevisa. 5. Varför kan spontan död av friska växtceller behövas? 6. Vad kan hända med organismer som lever i den del av saltreservoaren, som för alltid är separerad från huvudreservoaren?
1. ge ett exempel på geografisk artbildning 2. med ekologisk artbildning, till skillnad från geografisk, en ny artuppstår...
3. makroevolution slutar med bildandet av nya ..
4. Likheten mellan däggdjurs embryon bevisar..
5. Ge exempel på ekologisk specialisering.
Akut hjälp 1. Olika levande organismer producerar olika antal avkommor. Ge exempel.......2. Varje levande organism producerar fler barn än den kan överleva. Orsakerna till organismers död är --- ......,.......,
3. Alla levande organismer måste hantera ogynnsamma förhållanden för livet. Ge exempel på ogynnsamma förhållanden - för växter -..........., för djur - ........., för människor - ...........
4. Allt som omger en levande organism kallas ...... , .... .
5 . I ditt experiment med frön, de som utvecklades under .....
betingelser. Resten dog.
7. Växter bildar organiska ämnen av oorganiska ämnen.
För att göra detta behöver de ......
8. Människans och djurens liv beror på växter, eftersom ........ .
9. Växternas liv beror på människor och djur. Till exempel - ......... .
10. En person bör veta att alla levande organismer på jorden är förbundna med varandra. Genom att förstöra vissa, orsakar han andras död och äventyrar sitt eget liv. Ge exempel på mänsklig påverkan på levande organismer i ditt område: a) ett positivt, enligt din åsikt, inflytande. b) negativ påverkan.
BASER FÖR ALLMÄN EKOLOGI
1.1. STRUKTUR AV MODERN EKOLOGI
Alla ekologiska vetenskaper kan systematiseras antingen enligt studieobjekten eller enligt de metoder de använder.
1. I enlighet med studieobjektens storlek särskiljs följande områden:
Autoekologi (grekiska autos - sig själv) - en del av ekologin som studerar förhållandet mellan en individuell organism (artificiellt isolerad organism) med miljön;
Demekologi (grekiska demos - människor) - studerar befolkningen och dess miljö;
Eidekologi (grekiska eidos - bild) - arternas ekologi;
Synecology (grekiska syn - tillsammans) - betraktar samhällen som integrerade system;
Landskapsekologi - studerar organismers förmåga att existera i olika geografiska miljöer;
Megaekologi eller global ekologi är vetenskapen om jordens biosfär och människans position i den.
2. I enlighet med inställningen till studieobjektet kommer följande avsnitt av ekologi att särskiljas:
Ekologi av mikroorganismer;
Svampens ekologi;
växtekologi;
Djurekologer;
Social ekologi - beaktar samspelet mellan människan och det mänskliga samhället med miljön;
Människoekologi - inkluderar studiet av det mänskliga samhällets interaktion med naturen, den mänskliga personlighetens ekologi och mänskliga befolkningars ekologi, inklusive doktrinen om etniska grupper;
Ekologi industriell eller ingenjörskonst - beaktar industrins och transporternas ömsesidiga inflytande på naturen;
Jordbruksekologi - studerar sätt att erhålla jordbruksprodukter utan att utarma naturresurser;
Medicinsk ekologi - studerar mänskliga sjukdomar associerade med miljöföroreningar och sätt att förebygga och behandla dem.
3. I enlighet med miljöerna och komponenterna särskiljs följande discipliner:
Markekologi;
Havens ekologi;
Ekologi av floder;
Ökenekologi;
Skogsekologi - studerar sätt att använda skogsresurser med deras ständiga restaurering;
Höglandets ekologi;
Stadsekologi (lat. urbanus - urban) - stadsplaneringens ekologi;
4. I enlighet med de använda metoderna särskiljs följande tillämpade miljövetenskaper:
Matematisk ekologi - skapar matematiska modeller för att förutsäga tillståndet och beteendet hos befolkningar och samhällen när miljöförhållandena förändras;
Kemisk ekologi - utvecklar metoder för att analysera föroreningar och sätt att minska skadorna från kemiska föroreningar;
Ekonomisk ekologi - skapar ekonomiska mekanismer för rationell användning av naturresurser;
Juridisk ekologi - syftar till att utveckla ett system av miljölagar.
1.2.NIVÅ PÅ ORGANISATION AV LEVANDE MATERA
För att få en holistisk syn på ekologi, för att förstå vilken roll den spelar bland de vetenskaper som studerar levande organismer, är det nödvändigt att bekanta dig med begreppet organiseringsnivåer för levande materia och de biologiska systemens hierarki (fig. . 1).
Biosystem är system där biotiska komponenter (alla levande organismer) av olika organisationsnivåer interagerar på ett ordnat sätt med den omgivande biotiska miljön, d.v.s. abiotiska komponenter (energi och materia).
Figur 1. Hierarki av nivåer av organisering av levande materia:
Molekylär - det manifesterar sådana processer som metabolism och energiomvandling, överföring av ärftlig information;
Cellulär - en cell är den huvudsakliga strukturella och funktionella enheten för allt liv på planeten jorden;
Organisk - en organism (latin organizo - jag arrangerar, jag ger ett smalt utseende) används både i snäv mening - en individ, en individ, en "levande varelse", och i en bred, mest allmän mening - en komplext organiserad helhet . Detta är den verkliga bäraren av livet, kännetecknad av alla dess tecken;
Populationsspecifik - population (lat. populus - människor), enligt definitionen av akademiker S.S. Schwartz, är en elementär gruppering av organismer av en viss art, som har alla nödvändiga förutsättningar för att upprätthålla sin population under oändligt lång tid i ständigt förändrade förutsättningar. Termen "population" introducerades av V. Iogazen 1903. En population är en specifik form av existens av en art i naturen. En biologisk art är en samling individer som har gemensamma egenskaper, som fritt kan korsa sig med varandra och producera fertil avkomma, som upptar ett visst område (latinskt område - område, rymd) och avgränsas från andra arter genom att inte korsas under naturliga förhållanden. . Artbegreppet som den huvudsakliga strukturella och klassificeringsenheten i systemet av levande organismer introducerades av K. Linnaeus, som publicerade sitt arbete "Naturens system" 1735;
Biocenotic - biocenosis (grekiska bios - liv, koinos - allmänt) - en uppsättning organismer av olika arter och varierande komplexitet i organisationen med alla faktorer i en viss livsmiljö. Termen "biocenos" föreslogs av K. Möbius 1877. Biotopen för en biocenos kallas biotop. En biotop (grekiska: bios - liv, topos - plats) är ett utrymme med homogena förhållanden (relief, klimat), bebott av en viss biocenos. Varje biocenos är oupplösligt kopplad till biotopen och bildar med den ett stabilt biologiskt makrosystem av ännu högre rang - biogeocenos. Termen "biogeocenosis" föreslogs 1940 av Vladimir Nikolaevich Sukachev. Enligt V. N. Sukachev är biogeocenos en uppsättning homogena naturfenomen över en känd utsträckning av jordens yta: atmosfären, stenar, hydrologiska förhållanden, vegetation, vilda djur, mikroorganismer och mark. Således används begreppet biocenos för att endast referera till terrestra ekosystem, vars gränser bestäms av gränserna för fytokenos (vegetation). Biogeocenos är ett specialfall av ett stort ekosystem;
Biosfär (grekiska bios - liv, spharia - boll) - ett globalt ekosystem av hela jordklotet, jordens skal, bestående av helheten av alla levande organismer (biota), ämnen, deras komponenter och deras livsmiljö. Biosfären är området för distribution av liv på jorden, vilket inkluderar den nedre delen av atmosfären, hela hydrosfären och den övre delen av litosfären. Termen "biosfär" introducerades av den österrikiske geologen E. Suess och 1873. De viktigaste bestämmelserna i biosfärens doktrin publicerades av V. I. Vernadsky 1926. I sitt arbete, som kallas "Biosphere", utvecklar V. I. Vernadsky idén om jordens ytutveckling som en integrerad process av interaktion mellan livlös eller "inert" materia med levande materia.
1.4. HUVUDKRITERIER FÖR UTSYN
Enligt olika uppskattningar varierar det totala antalet biologiska arter på jorden från 1,5 till 3 miljoner. Hittills har cirka 0,5 miljoner växtarter och cirka 1,5 miljoner djurarter beskrivits. Människan är en av de biologiska arter som idag är kända på jorden.
Den evolutionära stabiliteten för en art säkerställs av existensen inom en art av genetiskt olika populationer. Arter skiljer sig från varandra på många sätt.
Artkriterier är egenskaper och egenskaper som är karakteristiska för en art. Det finns morfologiska, genetiska, fysiologiska, geografiska och ekologiska kriterier för arten. För att fastställa individers tillhörighet till en art räcker det inte att använda ett enda kriterium. Endast tillämpningen av en uppsättning kriterier med ömsesidig bekräftelse av olika egenskaper och egenskaper hos individer i deras helhet kännetecknar en art.
Det morfologiska kriteriet är baserat på likheten mellan den yttre och inre strukturen hos individer av samma art. Men individer inom en art är ibland så varierande att det inte alltid är möjligt att bestämma arten enbart med morfologiska kriterier. Dessutom finns det arter som är morfologiskt lika, men individer av sådana arter korsar sig inte - det är tvillingarter.
Ett genetiskt kriterium är en uppsättning kromosomer som är karakteristiska för varje art, ett strikt definierat antal, storlek och form. Det är artens huvuddrag. Individer av olika arter med olika uppsättningar av kromosomer kan inte korsa sig. Men i naturen finns det fall när individer av olika arter korsar sig och ger fertil avkomma.
Det fysiologiska kriteriet är likheten mellan alla vitala processer hos individer av samma art, först och främst likheten mellan reproduktionsprocesser.
Ett geografiskt kriterium är ett visst område (territorium, vattenområde) som upptas av en art i naturen.
Ett ekologiskt kriterium är en uppsättning miljöfaktorer där en art finns.
1.5. BEFOLKNING OCH TYPER AV INTERAKTIONER KÄNNESKAP FÖR DET
I alla levande varelsers liv spelar relationer med representanter för sin egen art en viktig roll. Dessa relationer realiseras i populationer.
Det finns följande typer av populationer:
En elementär (lokal) population är en grupp individer av samma art som upptar en liten yta av en kvadrat som är homogen när det gäller habitatförhållanden.
Ekologisk population - en uppsättning elementära populationer. I grund och botten är dessa intraspecifika grupper begränsade till specifika ekosystem.
Geografiska populationer - en uppsättning ekologiska populationer som bor i ett territorium med geografiskt homogena existensvillkor.
Relationer i populationer är intraspecifika interaktioner. Genom arten av dessa interaktioner är populationer av olika arter extremt olika. I populationer finns det alla typer av relationer som är inneboende i levande organismer, men de vanligaste är ömsesidigt fördelaktiga och konkurrenskraftiga relationer. Hos vissa arter lever individer ensamma och träffas endast för reproduktion. Andra skapar tillfälliga eller permanenta familjer. Vissa, inom populationer, förenas i stora grupper: flockar, flockar, kolonier. Andra bildar kluster under ogynnsamma perioder, överlever vintern eller torkan tillsammans. En population har egenskaper som kännetecknar gruppen som helhet, och inte enskilda individer i gruppen. Sådana egenskaper är befolkningens struktur, antal och täthet. En populations struktur är det kvantitativa förhållandet mellan individer av olika kön, åldrar, storlekar, genotyper etc. Följaktligen särskiljs kön, ålder, storlek, genetiska och andra befolkningsstrukturer.
Befolkningsstrukturen beror på olika orsaker. Till exempel beror åldersstrukturen för en befolkning på två faktorer:
Från egenskaperna hos artens livscykel;
från yttre förhållanden.
Det finns arter med en mycket enkel åldersstruktur av befolkningen, som består av representanter för nästan samma ålder (ettåriga växter, gräshoppor). Komplexa åldersstrukturer av populationer uppstår när alla åldersgrupper är representerade i dem (en flock apor, en flock elefanter).
Ogynnsamma yttre förhållanden kan förändra befolkningens ålderssammansättning på grund av att de svagaste individerna dör, men de mest stabila åldersgrupperna överlever och återställer sedan befolkningsstrukturen. Befolkningens rumsliga struktur bestäms av arten av fördelningen av individer i rymden och beror både på miljöns egenskaper och på artens beteende. Vilken befolkning som helst tenderar att skingras. Bosättningen fortsätter tills befolkningen stöter på någon barriär. Huvudparametrarna för en befolkning är dess överflöd och täthet.
Populationsstorleken är det totala antalet individer i ett givet område eller i en given volym. Den populationsnivå som garanterar dess bevarande beror på den specifika arten.
Befolkningstäthet är antalet individer per ytenhet eller volym. Ju högre antal, desto högre anpassningsförmåga hos organismerna i denna population. Populationsstorleken är aldrig konstant och beror på förhållandet mellan intensiteten av reproduktion (fertilitet) och dödlighet, d.v.s. antalet individer som dog under en given period. Befolkningstätheten varierar också beroende på överflöd. Med en ökning av antalet ökar tätheten inte bara om en expansion av befolkningsutbredningen är möjlig. I naturen är storleken på vilken befolkning som helst extremt dynamisk.
Befolkningen reglerar sitt antal och anpassar sig till förändrade miljöförhållanden genom att uppdatera och ersätta individer. Individer dyker upp i befolkningen genom födsel och invandring, och försvinner till följd av död och emigration.
Populationsstorleken påverkas också av ålderssammansättningen, individernas totala livslängd, tiden för puberteten och häckningssäsongens varaktighet.
För en population av varje art finns det övre och nedre täthetsgränser, bortom vilka den inte kan gå. Dessa resursgränser kallas miljökapaciteten för specifika populationer. Under naturliga förhållanden, på grund av förmågan att självreglera, fluktuerar antalet populationer vanligtvis kring en viss nivå som motsvarar miljöns kapacitet.
BIOCENOS OCH RELATIONER KARAKTÄRISKT FÖR DET
Biocenoser är inte slumpmässiga samlingar av olika organismer. Under liknande naturliga förhållanden och med en liknande sammansättning av fauna och flora uppstår liknande, regelbundet upprepade biocenoser. Biocenoser har en specifik och rumslig struktur.
Artstrukturen för en biocenos betyder antalet arter i en given biocenos. Mångfalden av arter speglar mångfalden av livsmiljöförhållanden. Arter som dominerar samhället vad gäller antal kallas dominanter. Dominerande arter bestämmer de huvudsakliga sambanden i biocenosen, skapar dess grundläggande struktur och utseende. Vanligtvis benämns landlevande biocenoser enligt den dominerande arten (björklund, granskog, fjädergrässtäpp). En del av massarterna är arter utan vilka andra arter inte kan existera. De kallas edificators (miljöbildare), deras avlägsnande kommer att leda till fullständig förstörelse av samhället. Vanligtvis är den dominerande arten också en uppbyggare. De mest olikartade i biocenoser är sällsynta och få arter. Små arter utgör reserven för biocenosen. Deras dominans är en garanti för hållbar utveckling. I de rikaste biocenoserna är i princip alla arter få till antalet, men ju lägre mångfald desto mer dominerande.
Biocenosens rumsliga struktur bestäms av atmosfärens egenskaper, jordens berg och dess vatten. Under loppet av en lång evolutionär omvandling, anpassad till vissa förhållanden, placeras levande organismer i biocenoser på ett sådant sätt att de praktiskt taget inte stör varandra. Vegetationen utgör grunden för denna fördelning. Växter skapar skiktning i biocenoser, placerar lövverk under varandra i enlighet med deras form av tillväxt och ljusälskande.
Varje nivå utvecklar sitt eget system av relationer, så nivån kan betraktas som en strukturell enhet av biocenosen.
Förutom skiktning, i biocenosens rumsliga struktur, observeras mosaicism - en förändring i djurvärldens vegetation horisontellt.
Närliggande biocenoser går vanligtvis gradvis över i varandra, det är omöjligt att dra en tydlig gräns mellan dem. I gränszonen är typiska förhållanden för närliggande biocenoser sammanflätade, vissa växt- och djurarter försvinner och andra dyker upp. Arter som har anpassat sig i gränszonen kallas ekotoner. Det överflöd av växter lockar hit en mängd olika djur, så att gränszonen är mer mångsidig och artrik än var och en av de intilliggande biocenoserna. Detta fenomen kallas kanteffekten och används ofta för att skapa parker där man vill återställa artmångfalden.
Biocenosens artstruktur, den rumsliga utbredningen av arter inom biotopen, bestäms främst av förhållandet mellan arter och artens funktionella roll i samhället.
EKOLOGISK NISCH
För att bestämma vilken roll en viss art spelar i ekosystemet introducerade J. Grinnell begreppet "ekologisk nisch". En ekologisk nisch är en uppsättning av alla miljöparametrar inom vilka en art kan existera i naturen, dess position i rymden och dess funktionella roll i ekosystemet. Y. Odum presenterade bildligt en ekologisk nisch som ett yrke, ett "yrke" för en organism i en biocenos, och dess livsmiljö är "adressen" till arten där den lever. För att studera organismen är det nödvändigt att känna till inte bara dess adress utan också dess yrke. G. E. Hutchinson kvantifierade den ekologiska nischen. Enligt hans åsikt måste nischen bestämmas med hänsyn till alla fysiska, kemiska och biotiska miljöfaktorer som arten måste anpassas till. G. E. Hutchinson särskiljer två typer av ekologisk nisch: grundläggande och realiserad. Den ekologiska nischen, som endast bestäms av organismernas fysiologiska egenskaper, kallas fundamental (potential), och den inom vilken arten faktiskt förekommer i naturen kallas realiserad. Det senare är den del av den potentiella nisch som denna art kan försvara i konkurrens. Arter samexisterar i samma ekosystem som en del av en biocenos i de fall de skiljer sig åt i ekologiska krav och därigenom försvagar konkurrensen med varandra. Två arter i en biocenos kan inte ockupera samma ekologiska nisch. Ofta upptar även närbesläktade arter, som lever sida vid sida i samma biocenos, olika ekologiska nischer. Detta leder till att konkurrensspänningen dem emellan minskar. Dessutom kan samma art ockupera olika ekologiska nischer under olika perioder av dess utveckling.
biocenos ekosystem naturen människan
BIOCENOS (grekisk bios - liv, coenosis - allmänt) är en historiskt etablerad stabil uppsättning populationer av växter, djur, svampar och mikroorganismer anpassade till samlevnad i ett homogent område av territoriet eller vattenområdet.
Termen "Biocenosis" föreslogs av den tyske biologen K. Möbius (1877). Biocenosis är ett komplex av organismer av biogeocenosis, som bildas som ett resultat av kampen för tillvaron, naturligt urval och andra evolutionsfaktorer.
Enligt deltagande i den biogena cykeln av ämnen i biocenosen finns det tre grupper av organismer: producenter, konsumenter och nedbrytare.
Producenter (producenter) är autotrofa (självätande) organismer som kan producera (syntetisera) komplexa organiska ämnen från enkla oorganiska föreningar.
Det finns två typer av sådana organismer: fotosyntetiska och kemosyntetiska.
Fotosyntetiska organismer syntetiserar organiska föreningar från CO2, H2O och mineraler med hjälp av solenergi. Dessa organismer inkluderar gröna växter, alger och vissa bakterier.
Kemosyntetiska organismer utför syntesen av organiska föreningar på grund av energin som erhålls från oxidation av ammoniak, vätesulfid, järn, etc. Kemosyntes äger rum i underjordiska förhållanden, i djupvattenszoner i världshavet. Jämfört med fotosyntes spelar den en obetydlig roll i primärproduktionen av organiska ämnen, även om rollen av denna process i cykeln av kemiska element i biosfären är ganska stor.
Den totala mängden biomassa av organiskt material som syntetiseras av producenter är bruttoprimärproduktionen. En del av den syntetiserade biomassan i växtlivet spenderas på deras egna behov. Resten kallas ren primärproduktion, som fungerar som en näringskälla för organismer på nästa trofiska nivå (grekisk trofe - mat, näring) - konsumenter.
Konsumenter är heterotrofa (grekiska hetero- andra) organismer, det vill säga organismer som använder organiska ämnen som produceras av andra organismer (djur, en betydande del av mikroorganismer, insektsätande växter) som matkälla.
Konsumenter bildar flera trofiska nivåer (högst 3-4):
Konsumenter av första ordningen - organismer som är direktkonsumenter av primära ekologiska produkter. I allmänhet är dessa växtätande djur (fytofager). En del av maten de använder för att säkerställa livsprocesser. Den återstående maten omvandlas till nya organiska ämnen, så kallade nettosekundärproduktion.
Konsumenter av andra ordningen är djur med köttätande näring (zoofager). I regel ingår alla rovdjur i denna grupp, oavsett om bytet är en fytofag eller zoofag. Zoofager kännetecknas av specifika anpassningar för utfodring. I många zoofager är munapparaten anpassad för att greppa och hålla i mat, och ibland för att förstöra skyddshöljet. I vissa fall är sättet att få fram mat extremt ovanligt. Till exempel förstör rovdjurens skal offrens skal med hjälp av mineralsyror som produceras av speciella körtlar.
Reducerare (lat. reducentis - återvändande, återställande) eller förstörare - organismer som bryter ner dött organiskt material och gör det till oorganiska ämnen. Nedbrytare inkluderar bakterier, svampar, protozoer, d.v.s. heterotrofa markmikroorganismer. De nämnda oorganiska ämnena kan återigen vara involverade av växter i kretsloppet av ämnen och därmed stänga det.
Biocenos är en dialektiskt utvecklande enhet som förändras som ett resultat av aktiviteten hos dess beståndsdelar, som ett resultat av vilket en naturlig förändring och förändring av biocenos (succession) inträffar, vilket kan leda till återställande av kraftigt störda biocenoser (till exempel, skogar efter en brand etc.).
Biocenosen kännetecknas av en uppdelning i mindre underordnade enheter - merocenoser, det vill säga regelbundet sammansatta komplex som är beroende av biocenosen som helhet (till exempel ett komplex av invånare av ruttnande ekstubbar i en ekskog). Om energikällan för biocenosen inte är autotrofer, utan djur (till exempel fladdermöss i grottbiocenosen), är sådana biocenoser beroende av inflödet av energi utifrån och är underlägsna, och representerar i huvudsak merocenoser. I biocenosen kan andra underordnade grupper av organismer urskiljas, till exempel sinusia. Biocenosen kännetecknas också av en uppdelning i vertikala grupper av organismer (nivåer av biocenosen). I den årliga cykeln i biocenos förändras överflöd, utvecklingsstadier och aktivitet hos enskilda arter, och regelbundna säsongsaspekter av biocenosen skapas.
Komponenterna i biocenosen är fytokenos (en stabil växtgemenskap), zoocenos (en uppsättning sammanhängande djurarter), mykocenos (svampgemenskap) och mikrobiocenos (gemenskap av mikroorganismer).
Biocenosis är ett öppet system och upptar inte tydligt definierade områden. Ofta är olika biocenoser så sammanflätade att det i grunden är omöjligt att fastställa deras gränser.
Skalorna för biokenotiska grupperingar av organismer (biocenoser) är olika - från samhällen på en trädstam, i ett hål eller på en sumptuva (de kallas mikrosamhällen) till befolkningen i en ekskog, tall- eller granskog, äng, sjö , träsk eller damm. Det finns ingen grundläggande skillnad mellan biocenoser av olika skala, eftersom små samhällen är en integrerad del av större, som kännetecknas av ökad komplexitet och andelen indirekta relationer mellan arter.
Det finns mättade och omättade biocenoser.
I en mättad biocenos är alla ekologiska nischer upptagna och införandet av en ny art är omöjligt utan förstörelse eller efterföljande förskjutning av c.-l. en del av biocenosen.
Omättade biocenoser kännetecknas av möjligheten att introducera nya arter i dem utan att förstöra andra komponenter.
Det är möjligt att skilja mellan primära biocenoser som har utvecklats utan mänsklig påverkan (jungfrustäpp, urskog) och sekundära, förändrade av mänsklig aktivitet (skogar som har vuxit på platsen för tillplattade sådana, populationen av reservoarer).
En speciell kategori representeras av agrobiocenoser, där komplexen av huvudkomponenterna i biocenosen medvetet regleras av människan. Det finns en hel skala av övergångar mellan den primära biocenosen och agrobiocenosen. Studiet av biocenosen är viktigt för den rationella utvecklingen av mark och vattenrum, eftersom endast en korrekt förståelse av de reglerande processerna i biocenosen tillåter en person att dra tillbaka en del av produktionen av biocenosen utan att störa och förstöra den.
En bit av jordens yta (land eller vatten) med homogena levnadsförhållanden, upptagen av en eller annan biocenos, kallas en biotop (grekiska bios - liv, topos - plats).
Varje biocenos motsvarar en zon med homogena abiotiska miljöfaktorer, kallad biotop (grekisk topos - plats). En biotop är ett naturligt, ganska homogent livsrum för en biocenos. Biotopens sammansättning inkluderar klimatop, edafotop och hydrotop, som kännetecknar homogena klimat-, jord- och markförhållanden, fuktighetsförhållanden och miljöns pH (Fig. 1).
Delsystemet "biotop - biocenosis" är i dynamisk jämvikt, vilket säkerställer stabiliteten i systemet på en högre nivå - biogeocenos.
Det nära samspelet mellan biocenosen och biotopen bygger på ett ständigt utbyte av energi, materia och information.
I rumsliga termer motsvarar biotopen biocenosen. Gränserna för biocenosen fastställs av fytocenosen, som har lätt igenkännliga egenskaper. Till exempel är tallskogar lätt att skilja från granskogar, högmossar från lågland etc. Dessutom är fytokenos den huvudsakliga strukturella komponenten i varje biocenos, eftersom den bestämmer artsammansättningen av zoo-, myko- och mikrobiella cenoser.
Biocenosens medlemmars anpassningsförmåga till att leva tillsammans uttrycks i en viss likhet mellan deras krav på de viktigaste abiotiska miljöförhållandena (belysning, markens och luftfuktens beskaffenhet, termiska förhållanden etc.) och i regelbundna relationer med varje Övrig. Kommunikation mellan organismer är nödvändig för deras näring, reproduktion, vidarebosättning, skydd, etc. Den innehåller dock också ett visst hot och till och med en fara för en eller annan individs existens. Biotiska faktorer i miljön, å ena sidan, försvagar organismen, å andra sidan utgör de grunden för naturligt urval, den viktigaste faktorn i artbildning.
Biocenosis (från grekiska bios - liv, koinos - allmänt) är en organiserad grupp av sammankopplade populationer av växter, djur, svampar och mikroorganismer som lever tillsammans under samma miljöförhållanden.
Begreppet "biocenos" föreslogs 1877 av den tyske zoologen K. Möbius. Moebius, som studerade ostronburkar, kom till slutsatsen att var och en av dem är en gemenskap av levande varelser, som alla medlemmar är i nära relation. Biocenos är en produkt av naturligt urval. Dess överlevnad, stabila existens i tid och rum beror på arten av interaktionen mellan de ingående populationerna och är endast möjlig med det obligatoriska mottagandet av solens strålningsenergi utifrån.
Varje biocenos har en viss struktur, artsammansättning och territorium; den kännetecknas av en viss organisation av matrelationer och en viss typ av metabolism
Men ingen biocenos kan utvecklas på egen hand, utanför och oberoende av omgivningen. Som ett resultat bildas vissa komplex, aggregat av levande och icke-levande komponenter, i naturen. De komplexa interaktionerna mellan deras individuella delar stöds på basis av mångsidig ömsesidig fitness.
Ett utrymme med mer eller mindre homogena förhållanden, bebott av en eller annan gemenskap av organismer (biocenos), kallas en biotop.
En biotop är med andra ord en plats för existens, en livsmiljö, en biocenos. Därför kan en biocenos betraktas som ett historiskt etablerat komplex av organismer, karakteristiskt för en viss biotop.
Varje biocenos bildar en dialektisk enhet med en biotop, ett biologiskt makrosystem av ännu högre rang - en biogeocenos. Termen "biogeocenosis" föreslogs 1940 av V.N. Sukachev. Det är praktiskt taget identiskt med termen "ekosystem" som används mycket utomlands, som föreslogs 1935 av A. Tensley. Det finns en uppfattning om att termen "biogeocenos" i mycket större utsträckning återspeglar de strukturella egenskaperna hos det makrosystem som studeras, medan begreppet "ekosystem" i första hand innefattar dess funktionella väsen. I själva verket finns det ingen skillnad mellan dessa termer. Utan tvekan, V.N. Sukachev, som formulerade begreppet "biogeocenosis", kombinerade i det inte bara den strukturella utan också den funktionella betydelsen av makrosystemet. Enligt V.N. Sukachev, biogeocenos- Det här uppsättning homogena naturfenomen över en känd utsträckning av jordens yta- atmosfär, stenar, hydrologiska förhållanden, vegetation, fauna, mikroorganismernas och markens värld. Denna uppsättning kännetecknas av detaljerna i interaktionerna mellan dess komponenter, deras speciella struktur och en viss typ av utbyte av materia och energi mellan sig själva och med andra naturfenomen.
Biogeocenoser kan vara av olika storlekar. Dessutom är de väldigt komplexa - det är ibland svårt att ta hänsyn till alla element, alla länkar i dem. Det är till exempel sådana naturliga grupperingar som en skog, en sjö, en äng etc. Ett exempel på en relativt enkel och tydlig biogeocenos kan vara en liten reservoar, en damm. Dess livlösa komponenter inkluderar vatten, ämnen lösta i det (syre, koldioxid, salter, organiska föreningar) och jord - botten av en reservoar, som också innehåller ett stort antal olika ämnen. Reservoarens levande komponenter är indelade i producenter av primärprodukter - producenter (gröna växter), konsumenter - konsumenter (primära - växtätande djur, sekundära - köttätare, etc.) och nedbrytare - förstörare (mikroorganismer), som sönderdelar organiska föreningar till oorganiska . Varje biogeocenos, oavsett dess storlek och komplexitet, består av dessa huvudlänkar: producenter, konsumenter, förstörare och komponenter av livlös natur, såväl som många andra länkar. Förbindelser av olika ordningar uppstår mellan dem - parallella och korsande, trassliga och sammanflätade, etc.
Generellt sett representerar biogeocenos en intern motsägelsefull dialektisk enhet som är i ständig rörelse och förändring. "Biogeocenos är inte summan av biocenos och miljön", påpekar N.V. Dylis, "utan ett holistiskt och kvalitativt isolerat naturfenomen, som verkar och utvecklas enligt sina egna lagar, vars grund är metabolismen av dess komponenter."
Levande komponenter i biogeocenos, det vill säga balanserade djur- och växtsamhällen (biocenoser), är den högsta formen av existens av organismer. De kännetecknas av en relativt stabil sammansättning av fauna och flora och har en typisk uppsättning levande organismer som behåller sina huvuddrag i tid och rum. Stabiliteten hos biogeocenoser stöds av självreglering, det vill säga att alla delar av systemet existerar tillsammans, aldrig helt förstöra varandra, utan bara begränsa antalet individer av varje art till en viss gräns. Det är därför det historiskt har utvecklats sådana relationer mellan djur-, växt- och mikroorganismarter som säkerställer utvecklingen och håller sin reproduktion på en viss nivå. Överbefolkning av en av dem kan av någon anledning uppstå som ett utbrott av massreproduktion, och då störs det etablerade förhållandet mellan arterna tillfälligt.
För att förenkla studiet av biocenos kan det villkorligt delas upp i separata komponenter: fytocenos - vegetation, zoocenos - fauna, mikrobiocenos - mikroorganismer. Men sådan fragmentering leder till en artificiell och faktiskt felaktig separation från ett enda naturligt komplex av grupper som inte kan existera oberoende. I ingen livsmiljö kan det finnas ett dynamiskt system som bara skulle bestå av växter eller bara av djur. Biocenos, fytokenos och zoocenos måste betraktas som biologiska enheter av olika slag och stadier. Denna uppfattning speglar objektivt den verkliga situationen i modern ekologi.
Under villkoren för vetenskapliga och tekniska framsteg omvandlar mänsklig aktivitet naturliga biogeocenoser (skogar, stäpper). De ersätts av sådd och plantering av kulturväxter. Det är så speciella sekundära agrobiogeocenoser, eller agrocenoser, bildas, vars antal på jorden ökar hela tiden. Agrocenoser är inte bara jordbruksfält, utan också skyddsområden, betesmarker, artificiellt regenererade skogar i gläntor och eldsvådor, dammar och reservoarer, kanaler och dränerade träsk. Agrobiocenoser i sin struktur kännetecknas av ett litet antal arter, men deras höga överflöd. Även om det finns många specifika egenskaper i strukturen och energin hos naturliga och artificiella biocenoser, finns det inga skarpa skillnader mellan dem. I en naturlig biogeocenos är det kvantitativa förhållandet mellan individer av olika arter ömsesidigt beroende, eftersom det har mekanismer som reglerar detta förhållande. Som ett resultat etableras ett stabilt tillstånd i sådana biogeocenoser, som bibehåller de mest fördelaktiga kvantitativa proportionerna av dess beståndsdelar. Det finns inga sådana mekanismer i artificiella agrocenoser, där tog en person helt hand om att effektivisera förhållandet mellan arter. Mycket uppmärksamhet ägnas åt studiet av strukturen och dynamiken hos agrocenoser, eftersom det inom en överskådlig framtid praktiskt taget inte kommer att finnas några primära, naturliga, biogeocenoser.
- Trofisk struktur av biocenos
Biocenosernas huvudfunktion - att upprätthålla cirkulationen av ämnen i biosfären - är baserad på arternas näringsförhållanden. Det är på denna grund som organiska ämnen som syntetiseras av autotrofa organismer genomgår flera kemiska omvandlingar och så småningom återvänder till miljön i form av oorganiska avfallsprodukter, som återigen är involverade i kretsloppet. Därför, med all mångfald av arter som utgör olika samhällen, inkluderar varje biocenos nödvändigtvis representanter för alla tre huvudsakliga ekologiska grupper av organismer - producenter, konsumenter och nedbrytare . Fullständigheten av den trofiska strukturen hos biocenoser är ett axiom för biocenologi.
Grupper av organismer och deras relationer i biocenoser
Enligt deltagande i den biogena cykeln av ämnen i biocenoser särskiljs tre grupper av organismer:
1) Producenter(producenter) - autotrofa organismer som skapar organiska ämnen från oorganiska. De huvudsakliga producenterna i alla biocenoser är gröna växter. Producenternas aktivitet bestämmer den initiala ackumuleringen av organiska ämnen i biocenosen;
Konsumenterjagbeställa.
Denna trofiska nivå består av direkta konsumenter av primärproduktion. I de mest typiska fallen, när de senare skapas av fotoautotrofer, är dessa växtätande djur. (fytofager). Arter och ekologiska former som representerar denna nivå är mycket olika och anpassade för att livnära sig på olika typer av växtföda. På grund av att växter vanligtvis är fästa vid substratet, och deras vävnader ofta är mycket starka, har många fytofager utvecklat en gnagande typ av munapparater och olika anpassningar för att mala och mala mat. Dessa är tandsystemen av den gnagande och malande typen hos olika växtätande däggdjur, fåglars muskulösa mage, som särskilt väl kommer till uttryck hos granätande och så vidare. n. Kombinationen av dessa strukturer bestämmer möjligheten att mala fast mat. En gnagande munapparat är karakteristisk för många insekter etc.
Vissa djur är anpassade att livnära sig på växtsaft eller blomnektar. Denna mat är rik på kaloririka, lättsmälta ämnen. Den orala apparaten hos arter som matar på detta sätt är anordnad i form av ett rör, med hjälp av vilket flytande mat absorberas.
Anpassningar till näring av växter finns också på fysiologisk nivå. De är särskilt uttalade hos djur som livnär sig på de grova vävnaderna i de vegetativa delarna av växter, som innehåller en stor mängd fibrer. Cellulolytiska enzymer produceras inte i kroppen hos de flesta djur, och nedbrytningen av fibrer utförs av symbiotiska bakterier (och vissa protozoer i tarmkanalen).
Konsumenter använder dels mat för att stödja livsprocesser (“andningskostnader”), dels bygger sin egen kropp på dess bas, och genomför på så sätt det första, grundläggande steget i omvandlingen av organiskt material som syntetiseras av producenter. Processen att skapa och ackumulera biomassa på konsumentnivå betecknas som , sekundära produkter.
KonsumenterIIbeställa.
Denna nivå kombinerar djur med en köttätande typ av mat. (zoofager). Vanligtvis räknas alla rovdjur i denna grupp, eftersom deras specifika egenskaper praktiskt taget inte beror på om bytet är en fytofager eller en köttätare. Men strängt taget bör endast rovdjur som livnär sig på växtätande djur och följaktligen representerar det andra steget av omvandlingen av organiskt material i näringskedjorna betraktas som andra ordningens konsumenter. Kemikalierna som utgör vävnaderna i en djurorganism är ganska homogena, så omvandlingen under övergången från en nivå av konsumenter till en annan är inte lika grundläggande som omvandlingen av växtvävnader till djur.
Med ett mer noggrant tillvägagångssätt bör nivån av konsumenter av den andra ordningen delas in i undernivåer enligt riktningen för materiens flöde och energi. Till exempel, i den trofiska kedjan "spannmål - gräshoppor - grodor - ormar - örnar", utgör grodor, ormar och örnar successiva undernivåer av konsumenter av andra ordningen.
Zoofager kännetecknas av deras specifika anpassningar till arten av deras diet. Till exempel är deras mundelar ofta anpassade för att greppa och hålla levande byten. När man utfodrar djur som har täta skyddshöljen, utvecklas anpassningar för deras förstörelse.
På fysiologisk nivå uttrycks anpassningar av zoofager främst i specificiteten för verkan av enzymer "inställda" till matsmältningen av livsmedel av animaliskt ursprung.
KonsumenterIIIbeställa.
De viktigaste i biocenoser är trofiska förhållanden. Utifrån dessa kopplingar av organismer i varje biocenos urskiljs de så kallade näringskedjorna, som uppstår som ett resultat av komplexa näringsförhållanden mellan växt- och djurorganismer. Livsmedelskedjor förenar direkt eller indirekt en stor grupp av organismer till ett enda komplex, sammanlänkade av relationer: mat - konsument. Näringskedjan består vanligtvis av flera länkar. Organismerna i nästa länk äter organismerna i den föregående länken, och därmed genomförs kedjeöverföringen av energi och materia, som ligger till grund för kretsloppet av ämnen i naturen. Vid varje överföring från länk till länk går en stor del (upp till 80 - 90 %) av den potentiella energin förlorad och försvinner i form av värme. Av denna anledning är antalet länkar (arter) i näringskedjan begränsat och överstiger vanligtvis inte 4-5.
Ett schematiskt diagram över näringskedjan visas i fig. 2.
Här är näringskedjan baserad på arter - producenter - autotrofa organismer, främst gröna växter som syntetiserar organiskt material (de bygger sina kroppar av vatten, oorganiska salter och koldioxid, assimilerar energin från solstrålningen), samt svavel, väte och andra bakterier som använder organiskt material för syntesämnena energioxidation av kemikalier. Nästa länkar i näringskedjan upptas av konsumtionsart-heterotrofa organismer som konsumerar organiskt material. Primära konsumenter är växtätande djur som livnär sig på gräs, frön, frukter, underjordiska delar av växter - rötter, knölar, lökar och till och med trä (vissa insekter). Sekundära konsumenter inkluderar köttätare. Köttätare är i sin tur indelade i två grupper: livnär sig på små byten och aktiva rovdjur, som ofta attackerar byten större än rovdjuret självt. Samtidigt har både växtätare och köttätare en blandad kost. Till exempel, även med ett överflöd av däggdjur och fåglar, äter mård och soblar också frukt, frön och pinjenötter, och växtätande djur konsumerar en viss mängd animalisk föda och får på så sätt de essentiella aminosyrorna av animaliskt ursprung som de behöver. Med början på producentnivå finns det två nya sätt att använda energi. För det första används det av växtätare (fytofager), som direkt äter växternas levande vävnader; för det andra konsumerar de saprofager i form av redan döda vävnader (till exempel under nedbrytningen av skogsskräp). Organismer som kallas saprofager, främst svampar och bakterier, får den energi som behövs genom att bryta ner död organisk substans. I enlighet med detta finns det två typer av näringskedjor: ätkedjorna och nedbrytningskedjorna, fig. 3.
Det bör understrykas att nedbrytningens näringskedjor inte är mindre viktiga än beteskedjan. På land börjar dessa kedjor med dött organiskt material (löv, bark, grenar), i vatten - döda alger, fekalt material och andra organiska rester. Organiska rester kan helt konsumeras av bakterier, svampar och små djur - saprofager; i detta fall frigörs gas och värme.
Varje biocenos har vanligtvis flera näringskedjor, som i de flesta fall är svåra att fläta samman.
Kvantitativa egenskaper hos biocenos: biomassa, biologisk produktivitet.
Biomassa och biocenos produktivitet
Mängden levande materia från alla grupper av växt- och djurorganismer kallas biomassa. Hastigheten för biomassaproduktion kännetecknas av biocenosens produktivitet. Det finns primär produktivitet - växtbiomassa som bildas per tidsenhet under fotosyntesen och sekundär - biomassa producerad av djur (konsumenter) som konsumerar primärprodukter. Sekundär produktion bildas som ett resultat av användningen av heterotrofa organismer av den energi som lagras av autotrofer.
Produktiviteten uttrycks vanligtvis i termer av massa per år i termer av torrsubstans per ytenhet eller volym, vilket varierar kraftigt i olika växtsamhällen. Till exempel producerar 1 hektar tallskog 6,5 ton biomassa per år, och en sockerrörsplantage - 34-78 ton. Generellt sett är den primära produktiviteten i världens skogar den högsta jämfört med andra formationer. En biocenos är ett historiskt etablerat komplex av organismer och är en del av ett mer allmänt naturligt komplex - ett ekosystem.
De ekologiska pyramidernas regel.
Alla arter som utgör näringskedjan livnär sig på det organiska materialet som skapas av gröna växter. Samtidigt finns det en viktig regelbundenhet förknippad med effektiviteten i användningen och omvandlingen av energi i näringsprocessen. Dess kärna är som följer.
Endast cirka 0,1 % av energin som tas emot från solen är bunden i fotosyntesprocessen. Men på grund av denna energi kan flera tusen gram torrt organiskt material per 1 m 2 per år syntetiseras. Mer än hälften av energin som är förknippad med fotosyntes förbrukas omedelbart i processen för andning av växterna själva. Den andra delen av den överförs genom ett antal organismer längs näringskedjorna. Men när djur äter växter går det mesta av energin som finns i maten åt till olika livsprocesser, samtidigt som de förvandlas till värme och försvinner. Endast 5 - 20% av matenergin går över i den nybyggda substansen i djurets kropp. Mängden växtmaterial som tjänar som bas för näringskedjan är alltid flera gånger större än den totala massan av växtätande djur, och massan av var och en av de efterföljande länkarna i näringskedjan minskar också. Denna mycket viktiga regel kallas ekologisk pyramidregel. Den ekologiska pyramiden, som är en näringskedja: spannmål - gräshoppor - grodor - ormar - en örn visas i fig. 6.
Pyramidens höjd motsvarar längden på näringskedjan.
Övergången av biomassa från den underliggande trofiska nivån till den överliggande är associerad med förlust av materia och energi. I genomsnitt tror man att endast cirka 10 % av biomassan och den energi som är förknippad med den går från varje nivå till nästa. På grund av detta minskar den totala biomassan, produktionen och energin, och ofta antalet individer, gradvis när man stiger de trofiska nivåerna. Denna regelbundenhet formulerades som regel av Ch. Elton (Ch. Elton, 1927). ekologiska pyramider (Fig. 4) och fungerar som den huvudsakliga begränsaren för längden på näringskedjor.