Родовитостта и смъртността са най-важните фактори за колебанията на населението. Те са пряко свързани с биотичния потенциал на вида. Това явление се изучава интензивно от еколозите. Какво стана биотичен потенциалмил? Това е максималният брой потомци, които един индивид може да осигури за единица време.
Какво определя биотичния потенциал на даден вид?
Популацията на много редки животни е под строг контрол. Дълго време биолози и еколози се чудеха от какво зависи биотичният потенциал на даден вид. Не толкова отдавна учените успяха да намерят отговора на този въпрос.
Биотичният потенциал на даден вид зависи от продължителността на живота на индивида и възрастта, на която той достига генеративно състояние. Този показател варира за различни групи организми и видове. Броят на потомството, появило се през дадена година, също е променлив, но степента на оцеляване, която зависи от смъртността във всяка възраст, е още по-значима за популацията.
Продължителност на живота
Ако стареенето на организмите е основната причина за смъртността, то в този случай има леко намаляване на броя на ранна възраст... Примери за такива популации са видовете едногодишни растения и някои миши гризачи.
V природни условиядоста рядък случай - вид с висока смъртност в ранна възраст, относителна стабилност в генеративния период и нарастване на смъртността към края жизнен цикъл.
И накрая, третият тип се характеризира с еднаква смъртност през целия жизнен цикъл. В този случай значителна роля, например, при растенията, играят вътрешнопопулационните конкурентни отношения. Този тип е характерен за насаждения от смърчови и борови гори от същата възраст.
Преминаване от едно население към друго
Какво определя биотичния потенциал на даден вид в допълнение към продължителността на живота му? В допълнение към съотношението на раждаемостта и смъртността, броят на популациите е силно повлиян от движението на индивидите от една популация в друга. При растенията въвеждането на нови индивиди е най-забележимо, когато на територията на популацията навлизат рудименти (семена, спори) от други местообитания.
При достатъчно високо местно население те, като правило, не променят ситуацията, тъй като умират в конкурентна среда. В други случаи те могат да увеличат популацията си. Миграциите на животните протичат или с увеличаване на броя, или с намаляването му, което във всеки случай променя броя. Често миграциите са свързани с преселването на млади животни. Като цяло движението на един организъм е един от механизмите, които регулират числеността и начина на междупопулационните взаимоотношения.
Състезание
Запазването на броя е възможно чрез увеличаване на имиграцията. При висока раждаемост се постига равенство поради емиграцията на излишък от индивиди. В други случаи размерът на популацията губи своята стабилност. Неговите колебания не са случайни, тъй като има редица механизми, които го регулират в определени граници, близки до нормата.
Нека се спрем на някои от тези механизми. Конкуренцията е това, което определя биотичния потенциал на даден вид. Това явление е характерно не само за животните, но и за растенията. По този начин вътрешнопопулационната конкуренция води до смъртта на прекомерен брой индивиди. В резултат на това в растенията настъпва самоизтъняване. При силно удебеляване на разсада загиват физиологично по-слабите.
При многогодишни растения, като дървета, този процес продължава много години. Това може да се наблюдава в удебелени изкуствени насаждения от бор или дъб. Компромисна ситуация често възниква в ливадите, когато броят на леторастите и общата маса на популацията намаляват. В този случай стабилизацията не се дължи на броя на индивидите, а на тяхната биомаса.
Запазването или растежът на популацията зависи не само от скоростта на размножаване (броя на новородените, снесените яйца, произведените семена или спори за единица време). Не по-малко важно е и попълването на възрастното население за сметка на потомството. Високият процент на възпроизводство при ниски нива на набиране не може значително да увеличи популацията му.
Например рибите хвърлят хайвера си хиляди или милиони яйца, но само незначителна част оцелява и се превръща в възрастно животно. Растенията разпръскват огромни количества семена.
Обратно, размерът на популацията може да нарасне чрез увеличаване на процента на набиране при ниски нива на възпроизводство. Това се отнася за хората (плодовитостта е ниска, но детската смъртност е ниска, така че почти всички деца живеят до зряла възраст).
Друг важен фактор, водещ до нарастване на популацията, е способността на животните да мигрират и семената да се разпространяват в нови територии, да се адаптират към нови местообитания и да ги заселват, наличието на защитени механизми и устойчивост на неблагоприятни условия на околната среда и болести.
Биотичен потенциал- Това е съвкупност от фактори, допринасящи за увеличаване на броя на вида.
Следователно: растежът, намаляването и постоянството на популацията зависи от връзката между биотичния потенциал и устойчивостта на околната среда.
Принципът на промяна на популацията: това е резултат от дисбаланс между биотичния потенциал и устойчивостта на околната среда.
Това равновесие е динамично, т.е. непрекъснато регулируеми, т.к Факторите на устойчивост на околната среда рядко остават непроменени за дълго време. Например: за една година населението е намаляло поради сушата, а през следващата година се е възстановило напълно поради проливните дъждове. Подобни колебания продължават за неопределено време. Равновесието е относително понятие. Понякога амплитудата на отклоненията е малка, понякога значителна, но докато намалената популация е в състояние да възстанови предишния си размер, тя съществува.
Равновесие в природни системизависи от гъстотата на населението, т.е. броят на индивидите на единица площ. Ако гъстотата на населението се увеличи, устойчивостта на околната среда се увеличава и следователно смъртността се увеличава и растежът на населението спира. И обратно, с намаляване на гъстотата на населението, устойчивостта на околната среда отслабва и предишната численост се възстановява.
Човешкото въздействие върху природата често води до изчезване на населението, т.к не зависи от гъстотата на населението. Унищожаването на екосистемите, замърсяването на околната среда в еднаква степен засяга популациите с ниска и висока плътност.
В допълнение, биотичният потенциал зависи от критичния размер на популацията. Ако размерът на популацията (елени, птици или риби) падне под тази стойност, което гарантира възпроизводството, биотичният потенциал клони към нула и изчезването е неизбежно.
Съществуването може да бъде застрашено дори когато много представители на вида са живи, но живеят у дома, т.е. изолирани един от друг (папагали).
Всяко население теоретично е способно на неограничен брой, ако не е ограничено от фактори на околната среда. В такъв хипотетичен случай темпът на растеж на населението ще зависи само от стойността биотичен потенциал, характерни за вида. Концепцията за биотичен потенциал е въведена в екологията през 1928 г. от Р. Чапман. Този индикатор отразява теоретичния максимум на потомството от една двойка (или един индивид) за единица време, например за година или за целия жизнен цикъл.
При изчисляването му най-често се изразява с коефициента r и се изчислява като максимално възможно увеличение на популацията ΔN за период от време Δ т,отнасят се за един индивид при първоначален размер на популацията N 0:
Големината на биотичния потенциал е изключително различна при различните видове. Например, женска сърна е способна да роди 10-15 ярета през живота си, Trichinella spiralis може да снася 1,8 хиляди ларви, женска медна пчела- 50 хиляди яйца, а лунната риба - до 3 милиарда яйца. Ако всички ембриони оцелеят и цялото потомство оцелее, размерът на всяка популация ще се увеличи експоненциално на определени интервали.
Кривата, показваща такъв растеж на населението на графиката, бързо увеличава стръмността и отива до безкрайност (фиг. 122). Такава крива се нарича експоненциален. В логаритмичен мащаб такава зависимост на размера на популацията от времето ще бъде представена с права линия, а биотичният потенциал r ще бъде отразен от наклона му спрямо хоризонталната ос, която е по-стръмна, колкото по-голяма е стойността r.
Ориз. 122. Истински (1) и теоретични (2) Крива на растеж на популацията на парамеций
В природата биотичният потенциал на популацията никога не се реализира напълно. Стойността му обикновено се сумира като разликата между плодовитостта и смъртността в популациите: r = b - d,където b е броят на ражданията и д- броят на умрелите индивиди в популацията за същия период от време.
Общите промени в числеността на населението се дължат на четири явления: плодовитост, смъртност, въвеждане и изгонване на индивиди (имиграция и емиграция).
Съдържанието на статията
ЕКОЛОГИЯ,(от гръцки óikos - жилище, обиталище) е наука, която изучава организацията и функционирането на популациите, видовете, биоценозите (съобществата), екосистемите, биогеоценозите и биосферата. С други думи, това е наука за връзката на организмите между тях и околната среда. Терминът "екология" е предложен от немския зоолог Е. Хекел през 1866 г., но е широко разпространен едва в началото на 20 век. Самият предмет на тази наука не се отличава със своята новост. Изучаването на животни и растения в естествени местообитания по-рано се извършваше според дефиницията на старите автори „естествена история“ и „биономия“.
Дълги години екологията остава чисто специална научна дисциплина, малко позната на широката публика. Въпреки това, от края на 60-те години на миналия век еколозите все повече започват да предупреждават за неблагоприятни промени в околната среда, причинени от бързия растеж на населението и развитието на индустриалните технологии. Състоянието на местообитанието започна да вълнува общественото мнение, а околната среда и държавни организациизапочнаха да се обръщат към еколози за помощ при решаването на проблеми, причинени от замърсяването на водата и въздуха или безмислената употреба на хербициди и пестициди.
Развитието на биологичните науки върви в две основни посоки: едната се основава на таксономията на изследваните животни и растения, втората - на методите и подходите, използвани в тази област на биологичното познание. Първата област включва добре дефинирани области на биологията като микология (наука за гъбите), ентомология (наука за насекомите) или орнитология (наука за птиците). По-трудно е отделянето на отделните биологични дисциплини, свързани с второто направление. Например, изучаването на структурата на животните и растенията се извършва в рамките на няколко науки: цитология, хистология, анатомия. Функционирането на различни живи структури – от клетки и тъкани до органи и целия организъм – е предмет на физиологията. Традиционният подход на физиолога обаче може постепенно да се трансформира и да се превърне в екологичен подход, ако основният акцент се постави върху изучаването на реакциите и поведението на целия организъм, както и взаимоотношенията между организмите от един и същи или различни видове. Доста характерно е, че известна информация за поведението на животните и техните реакции на външни фактори (например светлина или топлина) се дава както в учебниците по екология, така и в учебниците по физиология.
Разликата между екология и физиология в общо очертаниесе свежда до факта, че първият се стреми да изучава животни и растения в естествени условия, докато вторият изучава организми в стените на лабораторията. Разбира се, стойността на теренните изследвания ще бъде малка, ако техните резултати не се сравняват с лабораторните данни, получени при изследване на реакциите на изолирани организми към определени влияния, произведени при строго контролирани условия. Що се отнася до лабораторните физиологични изследвания, те също имат смисъл само ако техните данни се сравняват с материалите от наблюдения на организми в естествена среда... Докато тясно свързани дисциплини, физиологията и екологията все пак се различават значително една от друга по методи, терминология и общи подходи.
Екологията в най-широк смисъл, като изследване на организмите и биологичните процеси в природни условия, обхваща областта на няколко самостоятелни науки. Така екологичните науки несъмнено включват лимнологията, която изучава живота в сладки водии океанологията, която изучава организми, които живеят в моретата и океаните. Всъщност епидемиологията, която изучава разпространението на болестта, демонстрира екологичен подход към чисто медицинските проблеми. От гледна точка на екологията понякога се интерпретират много въпроси от човешката биология и социология.
СРЕДА НА ЖИВОТ
Местообитанието може да се определи като съвкупността от всички външни фактори и условия, засягащи отделен организъм или специфична общност от организми. Така е сложна концепцияпредполага, че е много трудно, а понякога и невъзможно да се изолират отделни фактори в околната среда на организма. В екологично отношение всяко животно или растение е свързано със собствено специално местообитание, чието описание е преди всичко изявление за условията, в които съществува това животно или растение. За удобство всички условия могат да бъдат разделени на физически (климатични), химични и биологични.
Климатът.
Екологът плаща Специално вниманиеклимат обаче, стандартните данни, предоставени от метеорологичните станции, като правило, не му подхождат. В крайна сметка, за еколога, на първо място, условията, при които реален животспецифични животни или растения, като микроклимата, типичен за горски под, брега на езерото или сърцето на гниещ дънер. Екологът трябва да вземе предвид и климатичните промени в пространството и времето. Той трябва да проучи много климатични градиенти в района. Някои от тях - например, в зависимост от географска ширинаили височините над морското равнище са доста очевидни. Други - например, свързани с дълбочината на езерото, височината на нивата в гората или прехода от гора към ливада - трябва да бъдат специално проучени. Промените в климата във времето могат да включват такива явления като циклична динамика на различни показатели през деня, неравномерни колебания от ден на ден, както и дългосрочни климатични цикли и промени, свързани с процеси от геоложки характер.
Оценката на климатичните условия от еколог има три нива, всяко от които има своя методика на изследване; това е географски климат, климатът на определено местообитание („екоклимат“) и климатът на непосредствената среда на организма („микроклимат“). Географският климат, информация за който се събира от метеорологичните станции, служи не само като стандарт, с който се сравняват данни от по-специализирани изследвания, но и като основа за анализ на широкомащабното разпространение на определени организми. Въпреки това, самата информация за географски климате безсмислено без допълнителна информация за климатичните условия в конкретни местообитания. Например от доклада на метеорологичната станция за наблюдаваните студове не става ясно къде всъщност са били те - на открито, където са били разположени инструментите, или в гора, където животни или растения представляват интерес за еколога на живо. Понякога температурата и влажността се различават рязко дори в съседните биотопи. По същия начин, стратификацията на физическите условия, наблюдавани в почвата, водното тяло или гората, е много важна. Понякога, за да разбере поведението на животното, екологът трябва да познава условията на температура и влажност под покритието на листата, върху повърхностния филм на водата или в пулпата на плода, в хода на ларвата на насекомото .
Химическа среда.
На химичния състав на околната среда обикновено се обръща специално внимание от изследователите, които се занимават водни организми... Свойствата на разтворените вещества и тяхната концентрация, разбира се, са важни сами по себе си като условия, осигуряващи хранене (предимно за растенията), но имат и други ефекти. Например солеността може да повлияе на специфичното тегло на организмите и осмотичното налягане в клетките. Реакцията на средата (киселинна или алкална) и съставът и съдържанието на разтворените газове също са важни за организмите. В земната среда химичните характеристики на почвата и почвената влага оказват значително влияние върху растителността, а чрез нея и върху животните.
Биотична среда.
Биотичните фактори на околната среда се проявяват чрез взаимоотношенията на организмите, които са част от една общност. Възможно е да се изследват растения или животни в "чисти култури", без връзки с други живи същества, само в лаборатория. В природата много видове са тясно свързани помежду си и връзката им един с друг като компоненти на околната среда може да бъде изключително сложна. Що се отнася до връзките между общността и неорганичната среда, те винаги са двустранни, реципрочни. Така че природата на гората зависи от съответния тип почва, но почвата от един или друг тип се формира до голяма степен под въздействието на гората. По същия начин температурата, влажността и осветеността в гората се определят от растителността, но се формират в резултат климатични условияна свой ред засяга общността от организми, живеещи тук.
Ограничаващи фактори.
Когато анализират разпространението на отделни организми или цели общности, еколозите често се обръщат към т.нар. ограничаващи фактори. Изчерпателно описание на конкретна среда е не само невъзможно, но и ненужно, тъй като разпространението на животни и растения (както в географски областии за отделни местообитания) може да се определи само от един фактор, например екстремни (за тези организми) температури, твърде ниска (или твърде висока) соленост или липса на храна. Въпреки това, може да бъде трудно да се изолират такива ограничаващи фактори и опитите да се установи пряка връзка между разпространението на организмите и някои външен факторне винаги са успешни. Например, лабораторни експерименти показват, че някои животни, живеещи в солени и морски води, са способни да понасят големи вариации в солеността и тяхното очевидно ограничаване до тесен диапазон от стойности на този фактор се определя просто от наличието на подходяща храна в подходящи места.
БИОЛОГИЧНИ ОБЩНОСТИ
Едно от основните направления на екологичните изследвания е изследването на растителните и животинските съобщества, тяхното описание, класификация и анализ на взаимовръзките на организмите, които ги формират. Терминът "екосистема", също често използван от еколозите, обозначава общност във връзка с условията на нейното съществуване, т.е. с неодушевени (физически) компоненти на околната среда.
Растителните съобщества са проучени по-добре от животинските. Това отчасти се дължи на факта, че естеството на растителността до голяма степен определя състава на животните, живеещи на определени места. Освен това растителните съобщества са по-достъпни за изследователя, докато директните наблюдения на животните не винаги са възможни и дори за да оценят просто техния брой, еколозите са принудени да прибягват до непреки методи, например за улавяне с помощта на различни устройства. Когато се класифицират и описват общности, обикновено се използва терминологията, разработена от ботаниците.
Класификация на общностите.
Въпреки че съществуват множество схеми за класифициране на общности, нито една от тях не е станала общоприета. Терминът "биоценоза" често се използва за обозначаване на определена общност. Понякога се разграничава йерархична система от общности с нарастваща сложност: "консорциуми", "асоциации", "формации" и т.н. Широко използваният термин „хабитат“ се отнася до комплекса от условия на околната среда, необходими за определени специфични растителни или животински видове или за конкретна общност. Очевидно има определена йерархия от общности и местообитания. Например, езерото е голяма екологична единица, в рамките на която е възможно да се разграничат съобщества от организми, свързани с крайбрежието, плитките води, дълбоките дънни зони или откритата част на воден обект. В общността на крайбрежната зона от своя страна е възможно да се разграничат по-малки и специализирани групи видове, които живеят близо до повърхността на водата, върху растения от определен тип или в тинести седименти на дъното. Съществуват обаче големи съмнения дали тези общности трябва да бъдат класифицирани в детайли и твърдо да им бъдат дадени определени имена.
Имената на някои екологични общности се използват много широко от биолозите. Това са например термините планктон, нектон и бентос. Планктонът е съвкупност от малки, предимно микроскопични организми, които живеят във водния стълб и се пренасят пасивно от течения. Нектонът се състои от по-големи и по-активно движещи се водни животни (например риби). Бентосът включва организми, които живеят на повърхността на дъното или в дебелината на дънните седименти. Както в моретата, така и в езерата, планктонните организми са многобройни и разнообразни. Те служат като хранителна база за по-големите животни, а в океана на практика определят съществуването на всички останали обитатели на водния стълб.
Биологичните общности често се разграничават с "доминиращи" или "субдоминантни" видове. Този подход е удобен от практическа гледна точка, особено ако идвавърху сухоземните екосистеми на умерения пояс, където един вид зърнени култури може да определи облика на степта, а един вид дърво - вида на гората. Концепцията за доминиращи видове обаче е слабо приложима за тропиците, както и за съобществата от организми, обитаващи водната среда.
Приемство на общности.
Еколозите традиционно обръщат голямо внимание на изучаването на „сукцесията“, т.е. логическа последователност от промени, свързани с развитието и остаряването на общностите или промяната на общностите в определена област. Най-лесно е да се наблюдава приемствеността Западна Европаи Северна Америкакъдето човешката дейност е безмилостна геоложки процес, коренно променени природни пейзажи. На мястото на унищожените девствени гори има бавна, редовна смяна на видовете, което в крайна сметка води до възстановяване на относително стабилна и слабо променяща се „кулминационна” (зряла) горска общност. Повечето от териториите, разположени около древните центрове на западната цивилизация и достъпни за екологични изследвания, са заети от нестабилни преходни общности, които са се развили на мястото на кулминационните общности, разрушени от човека.
В райони, по-слабо засегнати от хората, също се среща последователност, въпреки че нейните прояви не са толкова забележими. Например, наблюдава се, когато от наноси се образува река, променяща се течение нов бряг, или където внезапно свлачище освобождава голата скална повърхност от почвата, или на мястото в гората, където пада старо дърво. Последователността се проявява ясно в сладководни водоеми. По-специално, много усилия бяха изразходвани за изследване на процесите на стареене или еутрофикация в езерата, което доведе до факта, че зоната на откритата вода, постепенно свиваща се, отстъпва място на сал, а след това на блато, което самата себе си в крайна сметка се превръща в земна екосистема с характерната си последователност от растителност. Замърсяването на водните тела и увеличаването на притока на хранителни вещества в тях (например при оран и прилагане на торове) значително ускоряват процесите на еутрофикация.
Изучаването на взаимоотношенията между различните групи организми в една общност не е лесна, но много интересна задача. Изследователят, който се е заел с неговото решение, трябва да използва цялата съвкупност от биологични знания, тъй като всички жизнени процеси в крайна сметка са насочени към осигуряване на оцеляване, размножаване и разпространение на организмите в местообитания, достъпни и подходящи за техния живот. Изучавайки определени общности, екологът се сблъсква с проблема за определяне на видовете, принадлежащи към техния състав от растения и животни. Много е трудно да се опише видовият състав дори на обикновена общност и това обстоятелство пречи изключително много на развитието на изследванията. Отдавна е отбелязано, че наблюдението на всяко животно е безсмислено, ако не се знае към кой вид принадлежи. Ясно е обаче, че идентифицирането на всички организми, които живеят в определен район, е толкова трудоемка задача, че сама по себе си може да се превърне в дело на живота. Ето защо се счита за препоръчително да се извършват екологични изследвания в региони, чиято флора и фауна са добре проучени. Обикновено това са умерените ширини, а не тропиците, където много растения и животни (предимно различни безгръбначни) все още не са идентифицирани или проучени недостатъчно.
Хранителни вериги.
Между различни видовевзаимовръзките в рамките на общността са заети от т.нар. хранителни, или трофични, вериги, т.е. тези последователности от различни видове организми, чрез които материята и енергията се пренасят от ниво на ниво, тъй като някои организми ядат други. Пример за най-простата хранителна верига е поредицата "хищни птици - мишки - растения". В почти всяка общност има набор от взаимосвързани хранителни веригиобразувайки единна хранителна мрежа.
Зелените растения са гръбнакът на всички хранителни мрежи и по този начин на хранителната мрежа като цяло. Използвайки енергията на Слънцето, те образуват сложни органични вещества от въглероден диоксид и вода. Ето защо еколозите наричат зелени растения производители или автотрофи (т.е. тези, които се хранят сами). За разлика от тях, консуматорите (или хетеротрофите), които включват всички животни и някои растения, не са в състояние да произвеждат сами хранителни веществаи, за да попълни енергийните разходи, трябва да използва други организми за храна.
От своя страна сред потребителите има група тревопасни животни (или „първични консуматори“), които се хранят директно с растения. Тревопасните могат да бъдат много големи животни, като слон или елен, и много малки, като много насекоми. Хищниците или "вторичните консуматори" са животни, които се хранят с тревопасни животни и по този косвен начин получават енергията, съхранявана в растенията. Много животни в някои хранителни вериги действат като първични консуматори, а в други – като вторични; тъй като могат да консумират както растителна, така и животинска храна, те се наричат всеядни. В някои общности има и т.н. третични потребители (напр. лисица), т.е. хищници, които ядат други хищници.
Друго важно звено в хранителната верига са редукторите (или деструкторите). Те включват предимно бактерии и гъбички, както и някои животни като напр земни червеиконсумират органична материя от мъртви растения и животни. В резултат на дейността на разложителите се образуват прости неорганични вещества, които, попадайки във въздуха, почвата или водата, отново стават достъпни за растенията. Така химичните елементи и техните различни съединения са в постоянна циркулация, преминавайки от организмите към абиотични компоненти на околната среда и след това обратно към организмите.
За разлика от материята, енергията не подлежи на рециклиране, т.е. не може да се използва два пъти: движи се само в една посока – от производители, за които е източникът на енергия слънчева светлина, към потребителите и по-нататък към редукторите. Тъй като всички организми изразходват енергия за поддържане на жизнените си процеси, значително количество енергия се изразходва на всяко трофично ниво (в съответното звено в хранителната верига). В резултат на това всяко следващо ниво получава по-малко енергия от предишното. Така първичните потребители имат по-малко енергия от производителите, а вторичните потребители получават още по-малко енергия.
Намаляването на наличното количество енергия по време на прехода към по-високо трофично ниво води до съответно намаляване на биомасата (т.е. общата маса) на всички организми на това ниво. Например биомасата на тревопасните животни в общността е много по-малка от биомасата на зелените растения, а биомасата на хищниците от своя страна е многократно по-малка от биомасата на тревопасните животни. Описвайки такива взаимоотношения, еколозите често използват образа на пирамида, в основата на която има производители, а в горната част - хищниците на последната (най-висока) връзка.
Концепция за ниша.
Отделно звено в определена хранителна верига обикновено се нарича екологична ниша. Една и съща ниша в различни части на света или различни средиместообитанието често е заето в нещо подобно, но не сродни животни. Например, има ниши за първични потребители и големи хищници. Последните могат да бъдат представени в една общност от косатка, в друга от лъв, а в трета от крокодил. Ако се обърнем към геоложкото минало, можем да цитираме доста дълъг списъкживотни, които някога са заемали екологичната ниша на големите хищници.
Коменсализъм и симбиоза.
Вниманието на еколозите към хранителните вериги може да създаде впечатлението, че борбата на видовете за съществуване е преди всичко борба за оцеляване на хищници и плячка. Въпреки това не е така. Връзката с храната не се ограничава до връзката хищник-плячка: два вида животни в една общност могат да се конкурират за храна или да си сътрудничат в усилията си. Източникът на храна за един вид често е страничен продукт от дейността на друг. Зависимостта на животните, които се хранят с мърша, от хищници е само един пример. По-малко очевиден случай е зависимостта на организмите, обитаващи малки натрупвания на вода в хралупи, от тези животни, които правят тези хралупи. Такова извличане от едни организми на полза от дейността на други се нарича коменсализъм. Ако ползата е взаимна, те говорят за взаимност или симбиоза. Всъщност отделните видове в дадена общност почти винаги са в двупосочна връзка. По този начин плътността на популацията на плячката зависи от активността на хищниците; намаляването на броя на последните може да доведе до толкова висока гъстота на населението на жертвите, че те започват да страдат от глад и епидемии. Вижте същод КОМЕНСАЛИЗЪМ; СИМБИОЗА.
подслон.
Междувидовите взаимоотношения в общността не се ограничават до проблеми с храната. Понякога е много важно да имате подслон, който предпазва от неблагоприятни климатични влияния, както и от всякакви врагове. По този начин дърветата в гората са важни не само като основа на повечето хранителни вериги, но и като чисто механична рамка, която позволява да се развива сложна общност от различни организми. Именно върху дърветата отглеждат растения като лозя и епифити и живеят много животни. В допълнение, дърветата осигуряват определена защита на организмите от неблагоприятни фактори на околната среда и създават специален климат, необходим за тези, които живеят под покривката на гората.
ЕКОЛОГИЯ НА ВИДОВЕ
Важна част от екологията е изучаването на жизнените цикли различни видовеживотни и растения ("биономия"). Невъзможно е да се разберат особеностите на структурата и функционирането на цели общности без предварително проучване на нуждите и поведението на доминиращия вид. Такива изследвания обикновено се наричат "видова екология" (за разлика от "екология на общността").
За да получите представа за особеностите на екологията на всеки вид животни или растения, е необходимо да се обърне внимание на това как и с каква скорост растат тези организми, как и какво се хранят, как се размножават, разпръскват и изпитват неблагоприятни климатични периоди. Тук са необходими наблюдения в природни условия, както и лабораторни опити. Може би най-много слабостпри изследването на общностите – практическата невъзможност за прилагане на експериментални методи към такива сложни обекти. Ето защо нашето разбиране за структурата на съобществата до голяма степен се основава на данните, получени при изследването на отделните популации на видовете, които съставляват общността.
Промяна на местообитанието.
Територия,
тези. играе част от пространството, активно използвано от животното и защитено от него от нахлувания на други индивиди важна роляв регулирането на отношенията между индивидите на повечето от изследваните птици и бозайници. При някои животни (например пепелянки или големи синигери) всеки мъжки доминира в зона с добре дефинирани граници и не допуска конкуренти до нея. В други случаи (например сред маймуните ревящи, изследвани от Карпентър в Панама), мястото принадлежи на група индивиди, понякога доста големи, което го предпазва от нахлуването на други подобни групи или отделни индивиди от същия вид. Както смятат много еколози, факторът, ограничаващ размера на популациите, най-често е именно наличието на подходяща територия, а не пряко липсата на храна. От гледна точка на разпространението на вида, инстинктът за защита на територията е много важен, тъй като в крайна сметка позволява на животните да населяват по-равномерно определено пространство и да го използват по-ефективно, поддържайки оптималната гъстота на популацията.
Хибернация.
Хибернацията и лятната хибернация също са пряко свързани с екологията на видовете, тъй като членовете на една и съща общност могат да демонстрират напълно различни начини за преживяване на неблагоприятни периоди от годината. Хибернацията е специално физиологично състояние на тялото, при което много от нормалните му функции са изключени или изключително забавени, което позволява на животното да бъде в състояние на пълен покой за дълго време. Опит за прецизно дефиниране на понятието хибернацияобикновено води до изключително тромава и неудобна формулировка, защото всъщност има много начини, по които животните могат да оцелеят в трудна зимен период... Например, едва ли може да се говори за истинска зимна хибернация на мечките, тъй като телесната им температура практически не намалява през този период. Състоянието на пълно изтръпване при американската дървесна свиня, зимният сън на мечка, сезонните промени в козината и промените в поведението на зайците са примери, илюстриращи различни начини за решаване на един и същ проблем, а именно адаптиране към сезонните цикли. Като друг такъв метод може да се разглежда сезонна миграцияживотни в райони с по-благоприятен климат.
Изследването на механизмите на хибернация се извършва главно от физиолози, тъй като това изисква лабораторни изследвания на зимуващото животно, както и директни експерименти за идентифициране на факторите, които определят началото и края на зимния сън. Нашето разбиране за тези механизми далеч не е пълно – може би поради причината, че самият проблем е в периферията на физиологията и екологията и не е достатъчно проучен. Съществуват различни теории, обясняващи механизмите на настъпване на хибернация, нейното протичане и излизане от хибернация, като е възможно факторите, контролиращи тези процеси, да са различни при различните видове. Най-важна роля играят промените в температурата, хранителните условия, осигуряването на животното с мастни резерви, както и продължителността на светлата част на деня. Ако топлокръвните животни могат или не могат да спят зимен сън, то студенокръвните, например насекомите в умерените ширини, неизбежно трябва да са в латентно състояние през зимата, тъй като нормалните метаболитни процеси просто не могат да продължат с такива ниски температуриох.
Повечето видове насекоми оцеляват през зимата във фаза на яйцата. Въпреки това, при много други животни, яйцето е точно този етап от жизнения цикъл, който е най-добре адаптиран към забавено развитие. Същото може да се каже и за семената и спорите на растенията. В известен смисъл растенията приличат на хладнокръвни животни: поради ниските температури нормалният метаболизъм на тези организми е невъзможен през зимата. Освен това растенията са много чувствителни към загубата на влага по време на транспирация, а зимата се оказва период на суша, тъй като течната вода обикновено не е налична в умерените ширини по това време на годината. В хода на еволюцията многогодишните растения са се приспособили към смяната на сезоните, хвърляйки листата си за зимата и образувайки добре защитени спящи пъпки. Любопитно е, че опазването на растенията в умерен климатпрез зимата и в тропиците през сухия и горещ сезон се осигурява по същество от същите механизми.
Така наречената диапауза (временно спиране на развитието), наблюдавана при насекоми и други безгръбначни, понякога без видима връзка с промените в факторите на околната среда, отдавна е обект на изследване на еколози и физиолози. Като специален случай на диапауза можем да разгледаме и аестивацията (лятен хибернация), която служи за преживяване на топлина и суша. Аестивацията е много често срещана сред насекомите, особено тези, които живеят в тропиците. Подобно на зимната диапауза, лятната диапауза най-често се наблюдава на етапа на яйцата, въпреки че в някои случаи ларвите и дори възрастните са адаптирани към това състояние.
Разпространение.
Изучаването на географското разпространение на животните и растенията също е включено в сферата на екологичните интереси. Традиционната зоогеография се различава от екологията по това, че разчита предимно на данни от геоложката история на Земята и обръща специално внимание на разпределението на големи таксономични групи в основните биогеографски региони. В някои случаи този подход е абсолютно необходим. Така че, без да се знае историята на континентите, е невъзможно да се разбере защо в момента торбести бозайницисе срещат само в Австралия и Америка. Въпреки това, сегашните граници на разпространение на видовете зависят почти изключително от фактори на околната среда... За установяване на причините за конкретно разпространение определени видовеили цели общности, е необходимо да се идентифицират основните ограничаващи фактори. Например, северната граница на появата на определен вид насекоми в Северното полукълбо често се определя от това дали този вид има механизъм за преживяване на продължително студена зима... Насекомите, които не могат да влязат в диапауза през зимата, са принудени да обитават само онези райони, където климатът им позволява да останат активни през цялата година. Географското разпространение на растенията се определя главно от осн климатични зонии естеството на почвата.
ДИНАМИКА НА НАСЕЛЕНИЕТО
Изразът „естествен баланс“, често използван в екологичната литература, означава състояние на баланс (динамично равновесие), характерно за повечето популации в дадена общност; би било напълно погрешно да се разбира в този случай равновесието като статично състояние. Изучаването на колебанията в броя на животните е най-важната област на екологията, оказваща влияние върху такива привидно далечни области на науката и дейността като генетиката, селско стопанствои медицина.
Сезонните и циклични (обхващащи като правило няколко години) колебания в изобилието отдавна представляват интерес за естествоизпитателите, които се опитват да установят корелации между наблюдаваните популационни процеси и различни климатични фактори... В практическа гледна точка този проблем е много важен: прогнозите за масово размножаване на вредни насекоми или огнища на епидемии зависят от неговото решение. Напълно независими експерти, изучаващи механизми естествен подбор, се заинтересува от математическото описание на разпространението на нови генетични варианти на организми в популацията. За да се направят съответните изчисления, беше необходимо да има данни за действителната гъстота на населението и колко бързо се променя. Скоростта, с която се разпространява нов генетичен вариант, очевидно ще бъде различна в зависимост от това дали популацията е в този период... Генетиците са открили, че разпределението на гените в популацията може да бъде под формата на редовни циклични флуктуации. Като цяло изследването на динамиката на броя на животните е изключително важно за решаване на различни биологични проблеми. Динамиката на растителните популации е изследвана в по-малка степен, може би поради относителната стабилност на тяхното разпространение.
Биотичен потенциал.
При изучаване на динамиката на населението широко се използва такова важно понятие като "биотичен потенциал", т.е. скоростта на размножаване, характерна за даден вид (чиято стойност се влияе от съотношението на половете, броя на потомството на женска, както и броя на поколенията за единица време). Биотичният потенциал на много организми, особено на най-малките, е огромен и ако нищо не възпрепятства растежа на техните популации, те изключително бързо биха заселили цялата Земя. Размерът на всяка съществуваща популация може да се представи като съотношението на биотичния потенциал към устойчивостта на околната среда, т.е. към сбора на всички фактори, възпрепятстващи нарастването на броя на този вид. Тъй като реалните популации от растения и животни са повече или по-малко стабилни във времето, устойчивостта на околната среда по отношение на видовете с висок биотичен потенциал трябва да бъде достатъчно силна.
Налягане на населението.
Биотичният потенциал може да се характеризира и като вид „натиск на населението“, противопоставящ се на постоянното въздействие на различни неблагоприятни фактори на околната среда. Ако метеорологичните условия се подобрят за известно време, натискът на основния хищник отслабне или настъпят други непредвидими промени, които допринасят за развитието на тази популация, тя демонстрира бърз растеж (прояви на което са нападения от скакалци или мишки, а понякога и намаляване на цената на козината на някои, станали широко разпространени животни, носещи кожа).
Циклите на населението.
Редовен е броят на малките животни с кратка продължителност на живота сезонни промени... Един вид може да бъде масивен през пролетта, друг в началото на лятото, а третият дори по-късно и по този начин в едно местообитание възниква сезонна последователност от доминиращи форми. Такива промени в видовете са особено характерни за планктонните съобщества и не само в моретата, но и в езерата. Освен това изобилието на вида може да варира значително от година на година. Имайте големи бозайницицикличните промени в числата обхващат по-дълъг период и за оценката им изследователите често използват различни косвени данни, включително статистически данни за добива на кожи. Например, лемингите и арктическите лисици имат четиригодишни цикли, които съвпадат от двете страни на Атлантика. Такива колебания в числата вероятно са свързани с климатичните цикли. Определена роля играе и фактът, че при висока гъстота на населението епидемичните заболявания възникват по-лесно, в резултат на което броят им намалява до минимум; в бъдеще започва постепенно да се увеличава отново и цикълът се повтаря.
Промените в популацията също се случват през геоложки периоди от време, тъй като някои видове постепенно отстъпват място на други. Невъзможно е директно да се наблюдават такива процеси поради огромния им времеви обхват, но нещо подобно може да се види в случаите, когато поради човешка дейност, сравнима по ефект с геоложките явления, някои видове бързо изчезват или в тези райони се въвеждат нови видове , където ги нямаше преди. Такъв беше случаят със зайци, въведени в Австралия, европейски плъхове и мишки, пренесени в Америка, и много вредители по растенията, които се разпространиха в различни частиСвета.
Палеоекология.
Някои фосилни форми са толкова разпространени, че могат да се използват за реконструкция на условията на околната среда и структурата на общността в минали геоложки ери. Особено ценни за такава реконструкция са случаите, когато седиментите са изцяло образувани от останки от организми или съдържат ясно маркирани (например растителен прашец или отпечатъци от листни растения) слоеве. Изследвания от този вид, извършвани предимно от ботаници, са част от задачата на палеоекологията.
ПРИЛОЖНИ АСПЕКТИ
Изучаването на болестите при хора, животни или растения от екологична гледна точка е основният предмет на епидемиологията. Тази наука е разработила системи от мерки за ограничаване на разпространението на болести като малария, коремен тиф, чума, жълта треска и сънна болест. Такива мерки обикновено включват контрол на векторите на болестта. Както в случая със селскостопанските вредители, този контрол трябва да се основава на добро познаване на екологията на съответните организми.
литература:
Небел Б. Наука за околната среда. Как работи светът, томове 1-2. М., 1993г
Всяко население теоретично е способно на неограничен брой, ако не е ограничено от фактори на околната среда. Хипотетично скоростта на нарастване на популацията зависи само от биотичния потенциал, присъщ на вида. Концепция биотичен потенциалвъведен в екологията през 1928 г. от Р. Чапман. Този индикатор характеризира теоретичния максимум на потомството от една двойка (или един индивид) за единица време, например за година или за целия жизнен цикъл.
При изчисленията биотичният потенциал най-често се изразява с коефициент, който означава максимално възможно увеличение на популацията за период от време, отнасящ се до един индивид, при първоначален размер на популацията:
Уравнение (5.1) може да се пренапише като израз
къде е броят на населението в даден момент
По този начин, теоретично, скоростта на естествен прираст на населението в среда, която не е ограничена от никакъв фактор, се характеризира с експоненциален закон.
Ясно е, че при естествени условия експоненциалният закон за нарастване на населението никога не се реализира напълно. Биотичният потенциал се определя като разликата между плодовитостта и смъртността в популациите:, където е броят на ражданията и е броят на мъртвите индивиди в популацията за същия период от време. Общите промени в числеността на населението се формират от следните фактори: плодовитост, смъртност, конкуренция, въвеждане и изгонване на индивиди (миграция).
плодовитост -това е броят на новите индивиди, които се появяват в популацията за единица време на определен брой нейни членове. Разграничаване на абсолютна и специфична плодовитост.
Абсолютна плодовитостхарактеризира общ бройиндивиди, които се появяват в популацията за единица време, и специфична плодовитост- средната промяна в броя на индивид за определен период от време.
СмъртностТой също така се подразделя на абсолютен и специфичен и характеризира скоростта на намаляване на размера на популацията поради смъртта на индивиди от хищници, болести, старост и др.
При затворени популации, в които няма миграция, пълната промяна в числеността се определя от съотношението на плодовитостта и смъртността. Ако раждаемостта е по-висока от смъртността, тогава специфичният темп на прираст е положителен, а ако смъртността е по-висок от коефициента на раждаемост, тогава е отрицателен. В този случай населението намалява.
Раждаемостта, смъртността и динамиката на населението са пряко свързани с възрастовата структура на населението. За да се опише възрастовата структура, в популацията се разграничават възрастови групи, състоящи се от организми на една и съща възраст, и се оценява изобилието на всяка от тези групи. Резултатът обикновено се представя под формата на диаграма. Диаграмата, която изглежда като трапец, разширяващ се надолу, показва, че раждаемостта е по-висока от смъртността и населението расте. Ако има по-малко индивиди от по-младите възрастови групи от по-възрастните, тогава броят ще намалее.
Презаселване, което се състои в изгонването на индивиди от популацията или попълването й с новодошли, е природен феномен, базиран на една от най-важните биологични особености на вида – способността му за разпространение.
Във всяка популация на определен вид някои от индивидите редовно я напускат, попълвайки съседни или населявайки нови територии, които все още не са заети от вида. Този процес често се нарича дисперсия на населението. Презаселването води до заселване на нови биотопи, разширяване на общия ареал на вида, успеха му в борбата за съществуване.
Дисперсията на населеното място служи като средство за комуникация между популациите. Увеличава се с увеличаване на гъстотата на населението. Напротив, през периода на депресия на населението потокът от нашественици в населението се увеличава. При заседналите животни с добре изразени териториални инстинкти агресивното поведение към новодошлите в период на ниска популация отслабва и нашествениците заемат свободни зони.
Някои популации, които заемат райони с малко местообитание, често не могат да поддържат числеността си чрез възпроизвеждане и се запазват главно поради имиграция. Такива популации на V.A. Беклемишев, наречен зависим.
Прогнозирането на размера на популацията е доста сложна задача, която изисква познаване на много фактори. Трябва да се знае възрастовата структура на населението, неговият полов състав, плодовитостта на различните възрастови групи, репродуктивната възраст на населението, възможностите за презаселване и др.
Математическите модели, изградени на базата на тези показатели, са доста сложни и изискват използването на различни математически методии изчислителна техника.
Ако смъртността в затворените системи е по-висока от раждаемостта, то намаляването на броя също се описва с уравнение (5.4), но с отрицателно. Този процес се нарича експоненциален разпад.
Модел на динамика на населението с ограничени ресурси е предложен през 1845 г. от френския математик Верхулст. Уравнението, което носи неговото име е
Уравнението на Верхулст се различава от уравнението за експоненциален растеж по това, че изразът - се добавя към дясната му страна. Този израз взема предвид броя на срещите на животни, по време на които те могат да се състезават за всеки ресурс. Вероятността да се срещнат двама индивида е пропорционална на квадрата на размера (по-точно, плътността) на населението.
Нарастването на популацията на много животни наистина е ограничено именно от честотата на срещите на индивидите.
Уравнението (5.5) може да се пренапише, както следва
Изразът в скоби представлява специфичния темп на растеж на населението. Тук тя е нестабилна и намалява с увеличаване на популацията. Това отразява засилената конкуренция за ресурси с нарастването на населението.
Ако в дясната страна на уравнение (5.5) извадим израза извън скобите и го обозначим с, тогава получаваме
Ако е малко в сравнение с, тогава изразът в скоби е близо до единица и уравнение (5.7) се превръща в уравнение на експоненциален растеж (5.4). Когато е близо до, изразът в скоби е близо до нула, т.е. броят на населението спира да се увеличава. Оттук става ясно, че в този модел това е капацитетът на средата. С увеличаването броят става отрицателен и намалява до стойност, равна на капацитета на околната среда.
Графиката на зависимостта на размера на популацията от времето, съответстваща на решението на уравнение (5.7), е S-образна крива. Тази крива се нарича логистична крива, а нарастването на числото, съответстващо на уравнение (5.7), е логистичен растеж.
На логистичната крива има точка, където абсолютният темп на нарастване на населението е максимален. Може да се покаже, че максималният темп на растеж се постига, когато броят е равен.
Правилата за логистичен растеж обаче не важат за всички случаи. Например, ако изобилието от сексуално размножаващи се видове е твърде малко, има малка вероятност да се срещнат индивиди от различен пол, което може да доведе до пълно спиране на размножаването.
Какво ще правим с получения материал:
Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запишете на страницата си в социалните мрежи:
| туит |
Всички теми в този раздел:
Одобрен за публикуване от Редакционно-издателския съвет на Университета
Бележките от лекциите излагат основните положения съвременна екология; разглеждат екосистемите и биосферата като цяло, връзката на материята и енергийните потоци в екосистемите,
Предмет и задачи на екологията
Руският писател В.Г. Распутин, който беше един от първите, които защитиха националната светиня - перлата на планетата на езерото Байкал, каза: „Самата природа винаги е морална;
Космос и земя. Структура на биосферата
Случи се невероятното. Нямаше експлозии, нито бомбардировки, нито метеорити паднаха от небето. Въпреки това, мощната енергийна система на канадската провинция Квебек (и редица съседни щати на САЩ) внезапно излезе от
Магнитният щит на Земята
Можем да кажем, че Земята е в плазмената корона на Слънцето и е постоянно облъчвана от нея. Единствената защита от прякото влияние на Слънцето върху целия живот на Земята е неговото магнитно поле, което означава
Космо-земни пулсации и живот
Пулсации в магнитната активност на Слънцето, влияние магнитно полеЛуните водят до промяна в силата на земната магнитосфера, циклична промяна в радиацията и топлинните условия на нейната повърхност
Геосферите на Земята, тяхната структура и функции
Структурата на нашата планета е хетерогенна и се състои от различни геосфери, които се повтарят предимно обща формапланети - сфера. В центъра на Земята има ядро (R ~ 3500 km). Ядрото е заобиколено
Разпределение на живота в биосферата
Според една от версиите животът се е появил локално във водни тела и след това се е разпространил все по-широко и по-широко, заемайки всички континенти. Постепенно той улови цялата биосфера и това улавяне, според V.I. Вернадски
Организъм, местообитание, вид
Общият химичен състав на живите организми се различава в много отношения от състава на хидросферата и литосферата. Той е по-близък до химическия състав на хидросферата по отношение на абсолютното преобладаване на водородните и кислородните атоми.
Видове и видообразуване
Съвременната концепция за вида се оформя едва в средата на ХХ век. в рамките на синтетичната теория на еволюцията благодарение на трудовете на много изключителни биолози: N.I. Вавилова, Е. Мира, Дж. Хъксли и др.
Генофондове и техните промени
И така, всеки индивид има два пълни набора от гени и следователно може да има два различни алела на всеки ген. В голяма популация може да има много алели от много хиляди гени, включени в генота
Промяна на генофонда чрез изкуствен подбор
Генофондът може да бъде целенасочено променен чрез изкуствен подбор. Развъдчиците първо избират чертите, които биха искали да развият в даден вид, и след това от поколение на поколение те изпълняват
Промяна на генофонда чрез естествен подбор
В природата естественият подбор действа непрекъснато върху популациите. Всяка популация отразява баланс между нейните биологичен потенциал, допринасяйки за растежа на населението и съпротивата на околната среда,
Адаптиране към ниша и местообитание
Признаците, които допринасят за оцеляването на организма, постепенно се засилват под влияние на естествения подбор до достигане на максимална адаптация към съществуващите условия. Така
Основните среди на живот и приспособяването на организмите към тях. Фактори на околната среда, общи закономерности на тяхното действие върху живите организми
Местообитанието е тази част от природата, която заобикаля живия организъм и с която той взаимодейства пряко. Съставните части и свойствата на околната среда са разнообразни и променливи. Всеки жив
Променливост на факторите на околната среда
Същият фактор на околната среда има различно значениев живота на съжителстващите организми от различни видове. Някои свойства на околната среда остават относително постоянни за дълги периоди от време.
Концепция за екологична ниша
Всеки жив организъм е адаптиран (приспособен) към определени условия на околната среда. Промените в неговите параметри, тяхното излизане извън определени граници на толерантност потискат жизнената активност на организмите
Колебанията в броя на популацията и техните причини
При естествени условия числеността на популацията е обект на постоянни колебания. Амплитудата и периодът на тези трептения зависят от няколко причини, по-специално от характеристиките на вида и от условията на околната среда около
Влияние на гъстотата на населението
Различните фактори, влияещи върху размера на населението, се подразделят на такива, които зависят и не зависят от неговата плътност. Факторите, независими от плътността, включват абиотични фактори на околната среда
Механизъм на действие на зависими от плътността фактори. Обратна връзка и хомеостаза в популациите
Важна характеристика на зависимите от плътността фактори е, че техният ефект обикновено изглажда колебанията в броя, с увеличаване на гъстотата на населението допринася за връщането му към средното
Концепция за екосистема
Биоценоза - съвкупност от живи организми (микроорганизми, растения, животни), взаимно зависими и размножаващи се в някои определено място... Това е най-високото ниво на организация на живите същества.
Други абиотични фактори и микроклимат
Действие на много абиотични фактори, като релеф, вятър, тип почва, се проявява чрез температура и/или влажност. В резултат на това на малка площ земна повърхностклиматични условия
Взаимодействие на биотични и абиотични фактори
Нито един от факторите на околната среда не действа върху екосистемата изолирано, без взаимовръзка с други фактори. Крайното състояние е резултат от последователни многобройни взаимодействия на различни абиоти
Взаимодействие на живите организми
Живите организми не се заселват помежду си случайно, а образуват съобщества, приспособени към съжителство. Сред огромното разнообразие от взаимовръзки на живите същества се разграничават видовете взаимоотношения,
Видово богатство и видово разнообразие. Фактори, влияещи върху видовото разнообразие. Екологична структура на съобществата
Видовото разнообразие е индикатор, който отчита както броя на видовете, така и степента на „равномерност“ на тяхното изобилие и биомаса. Видовото разнообразие се влияе от възрастта на общността, стабилността на климата и др.
Екологична структура на съобществата
Съобществата се характеризират не само с видовия състав, но и с съотношението на видовете. Екологичната структура е съотношението на групи от видове, които заемат определени екологични ниши и изпълняват
Животът като термодинамичен процес. Метаболизъм и енергия в клетката
Основното условие за живота както на организма като цяло, така и на отделната клетка е обменът на вещества и енергия с околната среда. За поддържане на сложната динамична структура на жива клетка е необходим
Енергиен метаболизъм (дисимилация)
Органичните вещества, образувани в процеса на фотосинтезата, и съдържащата се в тях химическа енергия служат като основен източник на материя и енергия за жизнената дейност на всички организми. Въпреки това, използвайки
Пластичен обмен (асимилация)
Според вида на асимилация всички клетки се разделят на две групи - автотрофни и хетеротрофни. Автотрофните клетки са способни на независим синтез на органични съединения, необходими за тях
Термодинамика на екосистемите
От определението за екосистема (съвкупност от организми и неорганични компоненти, в които се осъществява циркулацията на вещества и обмен на енергия), изглежда, че екосистемата не е присъща на процеса
Животът като термодинамичен процес
Животът е специална форма на съществуване и трансформация на материята, по-висша от физическите и химичните форми. Непрекъснат поток от слънчева енергия, възприеман от молекулите на живите клетки
Хранителни вериги и мрежи
Съществуването на всяка екосистема се основава на хранителни (трофични) вериги, които възникват, когато един вид се храни с друг - или живи индивиди, или техните мъртви останки, или храна
Биологична продуктивност на екосистемите
Скоростта, с която производителите на екосистеми улавят слънчева енергия химически връзкисинтезирана органична материя, се определя продуктивността на съобществата. Органична маса, създаваща
Циркулационни процеси в биосферата
Всички вещества на нашата планета са в процес на биохимичен цикъл. Има два основни цикъла: голям (геоложки) и малък (биотичен). Великият цикъл продължава от
Образуване на кислород в атмосферата
Разлагане органична материя, при който се освобождава химическа енергия, е характерна за всички части на биосферата, докато фотосинтезата протича само на земната повърхност и в горни слоевевода
Въглеродният цикъл
Въглеродният цикъл протича в големи и малки цикли. Биологичният цикъл на въглерода е неразделна част страхотен цикъл, което е свързано с жизнената дейност на организмите. въглерод
Цикъл на фосфора
Цикълът на основните биогенни елементи с газова фаза е в съседство с така наречените седиментни цикли, от които най-важен е цикълът на фосфора. Минерален фосфор – изд
Динамика на екосистемите
Естествените екологични системи (биогеоценози), например гори, степи, водни тела, съществуват дълго време - десетки и дори стотици години, т.е. имат определена стабилност в
Причини за възникване на наследяване
Наследяването (лат. Successio – приемственост, наследяване) е процес на саморазвитие на общностите. Последователността се основава на незавършеността на биологичния цикъл в дадена ценоза. Всеки
Първична приемственост
Първичната сукцесия е процесът на развитие и подмяна на екосистеми в необитаеми райони, започвайки с тяхното колонизиране. Класически пример е постепенното замърсяване на гол скала с река
Вторична приемственост
Ако нивите на мястото на веднъж изсечената гора бъдат спрени за обработване, обикновено с течение на времето тук отново ще се формира горска екосистема, типична за региона. Възстановяване на екосистемата при-т
Кулминационна екосистема
Сукцесията завършва с етап, в който екосистемите от всички видове, размножавайки се, запазват относително постоянен брой и не настъпват по-нататъшни промени в състава им. Такова равновесно състояние
Приемство, прекъсване или смърт
Колко бързо се променят екосистемите зависи от степента, до която се измества тяхното равновесие. При последователността промените настъпват бавно и постепенно; това е повече или по-малко подреден процес на подмяна