Gamtoje yra ir stabilių, ir nestabilių ekosistemų. Ąžuolynai, plunksnų žolės stepės, tamsių spygliuočių taigos eglynai yra seniai egzistuojančių pavyzdžių, tvarus ekosistemoms . Viržynai, drėgnos pievos, seklūs vandens telkiniai, jei paliekami savieigai, greitai keičiasi. Jos palaipsniui apauga kita augalija, apgyvendinamos kitų gyvūnų ir virsta kitokio tipo ekosistemomis. Vietoje pelkės auga miškas, apleistoje dirbamoje žemėje atkuriama stepė ir kt.

Pagrindinė priežastis ekosistemos nestabilumas - medžiagų apykaitos disbalansas.

Jei biocenozėse vienų rūšių aktyvumas nekompensuoja kitų aktyvumo, tai aplinkos sąlygos neišvengiamai keičiasi. Populiacijos pakeičia aplinką sau nepalankia linkme ir yra pakeičiamos kitomis rūšimis, kurioms naujos sąlygos ekologiškai naudingesnės. Šis procesas tęsiasi tol, kol susidaro subalansuota bendruomenė, kuris gali palaikyti medžiagų balansą ekosistemoje.

Taigi gamtoje taip atsitinka ekosistemos vystymasis iš nestabilios būsenos į stabilią. Šis procesas vadinamas paveldėjimo . Pavyzdžiui, mažų ežerėlių užaugimą galima atsekti per vieną ar kelias žmonių kartas (78 pav.). Dėl deguonies trūkumo apatiniuose sluoksniuose skaidantys organizmai nepajėgūs užtikrinti visiško nykstančių augalų suirimo. Susidaro durpių nuosėdos, ežeras būna seklus, pakraščiuose apauga ir virsta pelke. Užleidžia vietą šlapiai pievai, pieva – krūmams, o paskui – miškui.

paveldėjimo prasideda bet kuriame žemės sklype, kuris dėl bet kokios priežasties atsidengė: ant slenksčių, seklumos, besikeičiančio smėlio, plikų uolų, sąvartynų akmenys, sukurta vyro ir tt Ji išgyvena seriją natūralūs etapai.

– Pirmajame etape atviroje zonoje gyvena netyčia iš aplinkinių buveinių čia patekę organizmai: sėklos, sporos, skraidantys ir ropojantys vabzdžiai, plintantys graužikai, paukščiai ir kt. Ne visi jie gali šioje vietoje įsitvirtinti, daugelis arba žūva, arba palik tai.

– Antrame etape nusistovėjusios rūšys pradeda įsisavinti ir keisti savo buveines netrukdydamos viena kitai.

– Trečiajame etape Kai svetainė yra visiškai išvystyta, konkurenciniai santykiai sustiprėja. Kadangi rūšys keičia aplinką sau nepalankia kryptimi, kai kurios jų išstumiamos ir atsiranda naujų. Pavyzdžiui, velėnoje vietoje piktžolių, kurios pirmosios kolonizavo šią vietą, sėklos nebegali sudygti. Jie išnyksta. Laipsniškas rūšių sudėties kaitos procesas gali trukti gana ilgai.

– Paskutiniame etape Galiausiai susiformuoja pastovi bendrijos sudėtis, kai rūšys pasiskirsto tarp ekologinių nišų, nesikišdamos viena į kitą, yra sujungtos mitybos grandinėmis ir abipusiai naudingais ryšiais, koordinuotai vykdo medžiagų apykaitą. Esant tokiai biocenozei, reguliavimo ryšiai yra stiprūs ir ji gali išlaikyti ekosistemą neribotą laiką, kol išorinės jėgos ją išves iš šios būsenos.

Taigi, savaiminis ekosistemų vystymasis vykdoma per ryšius tarp rūšių ir jų poveikio aplinkai, t.y. per natūralius biocenozių pokyčius.

Biocenozių kaita iš eilės jis visada pereina iš mažiausiai stabilios būsenos į stabiliausią. Šių pokyčių tempas palaipsniui lėtėja. Sulėtėjimas yra vienas iš pagrindinių paveldėjimo bruožų. Artėjant prie stabilios būsenos, atskiruose etapuose jie gali išlikti ilgai. Seklus rezervuaras užauga greičiau, nei beržyną šioje vietoje vėliau pakeičia ąžuolas.

Nestabilios stadijos, kai keičiasi biocenozės, vadinamos nesubrendusios bendruomenės tvarus - subrendęs.

Taip pat prasideda kryptingi biocenozių pokyčiai, jei jau susiformavusioje ekosistemoje atsiranda dalinių trikdžių. Jie veda prie jo atkūrimo, todėl jie ir vadinami atsigavimo pamainos arba antriniai paveldėjimai.

Pavyzdžiui, po gaisro eglynuose eglė negali iš karto atsinaujinti, nes jos sodinukai neatlaiko šviesamėgių ir greitai augančių žolių konkurencijos: ugniažolės (gluosnio), nendrinės žolės ir kt. Žoles keičia avietės. šviesamėgių žolių krūmynai ir pomiškis lapuočių medžių, ir tik po jų baldakimu pavėsyje pradeda augti jaunos eglės. Kiekvienas iš šių vystymosi etapų yra ilgesnis ir stabilesnis nei ankstesnis. Eglyno atkūrimo gamtoje procesas trunka kelis dešimtmečius.

Biocenozių vystymuisi sukcesijos metu būdinga daugybė bendrus modelius :

laipsniškas rūšių įvairovės didėjimas,

Dominuojančių rūšių pasikeitimas,

Maitinimo grandinių komplikacijos,

Padidėjęs rūšių, kurių vystymosi ciklas yra ilgas, dalies bendrijose,

Abipusiai naudingų santykių stiprinimas biocenozėse ir kt.

Bendra biomasė ir augalų produkcija palaipsniui didėja, tačiau didėja ir šių produktų panaudojimo mastai maisto grandinėse. Visa tai lemia pokyčių tempo ir įsitvirtinimo sulėtėjimą stabilios ekosistemos.

Brandžiose, stabiliose bendruomenėse viską, ką gamina augalai, naudoja heterotrofai – tai Pagrindinė priežastis ekosistemos stabilizavimas. Jei žmonės pašalina produktus iš tokių ekosistemų (pavyzdžiui, medieną iš brandžių miškų), jie neišvengiamai juos trikdo.

Pradinėse biocenozių vystymosi stadijose, kol nesusiformuoja maisto grandinės, ekosistemose susidaro augalinių produktų perteklius ir tokios biocenozės naudingos žmogui.

Žmonių veikla nuolat lemia įvairių biocenozių pokyčius – dėl miško kirtimų, žemių sausinimo ir laistymo, durpynų plėtros, kelių tiesimo ir kt. Dalinius arba giluminius ekosistemų sutrikimus sukelia natūralūs procesai savaime išgijantis.

Tačiau natūralios galimybės nėra beribės. Savaiminis biocenozių išgydymas dažnai slopina įvairios išorinių priežasčių. Pavyzdžiui, kasmetiniai upių potvyniai jų krantuose nuolat sutrikdo stabilių biocenozių susidarymą, o čia bendruomenės egzistuoja nuolat nesubrendusios būklės. Taip pat nuolatinis laukų arimas neleidžia atkurti natūralios augmenijos teritorijoje. Laisvose vietose augalai ar gyvūnai gali būti negyvenami dešimtmečius, jei koks nors veiksnys labai nukrypsta nuo normos, pavyzdžiui, labai toksiškos apvirtusios uolienos, didelis dirvožemio tankis ar nepakankama drėgmė.

Kita priežastis pažeidžiant biocenozių atkūrimo galimybes – rūšių įvairovės sumažėjimas aplinkoje. Jei nėra vietos augalų sėkloms ar gyvūnų rūšims, kurios atlieka svarbų vaidmenį atitinkamuose bendruomenės vystymosi etapuose, ekosistema lieka ne tokia stabili.

Pavyzdžiui, plynuose kirtimuose eglynai dideliuose plotuose jie su laiku apauga menkaverčiomis smulkialapėmis rūšimis ir tokios būklės išlieka ilgai, nes eglių sėkloms nebėra iš kur atsirasti.

Gebėjimas valdyti ekosistemų saviugdos ir savigydos procesus- labai svarbus šiuolaikinio uždavinys ekonominė veikla, kai žmogus nuolat juda visą gyvąjį planetos paviršių. Pašalinus ribojančius veiksnius, tiekiant atitinkamas augalų sėklas ir įvedant reikiamas gyvūnų rūšis, galime paspartinti stabilių bendrijų formavimąsi arba, priešingai, atitolinti procesus mums reikalingoje vystymosi stadijoje.

Agroekosistemos, pagrindiniai skirtumai nuo natūralių ekosistemų.

Dirbtinės biocenozės, sukurtos žemės ūkiu užsiimančių žmonių, vadinamos agrocenozės . Jie apima tuos pačius aplinkos komponentus kaip ir natūralios biogeocenozės, turi didelį produktyvumą, tačiau neturi savireguliacijos ir stabilumo, nes priklauso nuo žmogaus dėmesio jiems.

Agroekosistema (agrobiocenozė)

Dirbtinė, žmogaus sukurta biocenozė, gyvų organizmų bendrija, kuri tarnauja žemės ūkio produktų gamybai ir nuolat prižiūrima žmonių.

1. Agroekosistemoje gyvena mažiau rūšių nei natūralioje ekosistemoje. Todėl maisto grandinės agroekosistemoje yra trumpos, neišsišakojusios, dėl to medžiagų ciklas yra nestabilus, todėl agroekosistemanestabilus. Jei žmogus neprižiūrės (laistys, netręšis, ravės), tada jis sugrius, pavyzdžiui, kviečių laukas apaugs ir pavirs pieva. Taigi natūrali ekosistema energiją gauna tik iš saulės šviesos, o agroekosistema – iš Saulės ir iš žmogaus (pagrindinis agroekosistemos energijos šaltinis juk yra Saulė).

2. Gyvena agroekosistemoje daug tos pačios rūšies augalų(monokultūra), todėl kuria geros sąlygos vartotojams, mintantiems šia rūšimi (virusais, bakterijomis, nematodais, erkėmis, vabzdžiais ir kt.). Todėl žemės ūkyje būtina kovoti su kenkėjais. Pagrindiniai metodai:

pesticidai (plius - jie pigūs, minusas - naikinami natūralūs kenkėjų priešai, todėl jų skaičius gali, atvirkščiai, didėti);
biologiniai metodai (natūralių priešų panaudojimas – parazitai nuo drugelių, boružėlės nuo amarų ir kt.);
sėjomaina (kasmet lauke auginama vis kita kultūra, kad kenkėjai nesikauptų dirvoje)

3. Natūralioje ekosistemoje augalai mineralines druskas pasiima iš dirvožemio su savo šaknimis, tada augalus valgo vartotojai, sunaikina skaidytojai, o druskos grįžta atgal į dirvą – tai yra uždaras medžiagų ciklas. Kviečių lauke derlius nuimamas ir transportuojamas, o mineralinės druskos negrąžinamos į dirvą ( atviras medžiagų ciklas). Todėl žemės ūkyje naudojamos trąšos – mineralinės (druskos) ir organinės (mėšlas).

Agrocenozėje (pavyzdžiui, rugių lauke) tas pats maisto grandinės, kaip ir natūralioje ekosistemoje: gamintojai (rugiai ir piktžolės), vartotojai (vabzdžiai, paukščiai, pelėnai, lapės) ir skaidytojai (bakterijos, grybai). Žmonės yra esminė šios mitybos grandinės grandis.

Agrocenozės, be saulės energijos, gauna papildomos energijos, kurią žmogus išleido trąšoms, chemikalams nuo piktžolių, kenkėjų ir ligų gaminti, žemės drėkinimui ar sausinimui ir kt. Be tokių papildomų energijos sąnaudų ilgalaikis agrocenozių egzistavimas praktiškai neįmanomas.

Agrocenozėse jis veikia daugiausia dirbtinė atranka, kuria žmogus pirmiausia siekia maksimaliai padidinti žemės ūkio augalų produktyvumą.

Agroekosistemose smarkiai sumažėjusi rūšių įvairovė gyvieji organizmai. Laukuose dažniausiai auginama viena ar kelios augalų rūšys (veislės), todėl labai sumažėja gyvūnų, grybų ir bakterijų rūšinė sudėtis.

Taigi , lyginant su natūraliomis biogeocenozėmis agrocenozėmis:

Jie turi ribotą augalų ir gyvūnų rūšių sudėtį,

Nesugeba atsinaujinti ir susireguliuoti,

Jiems gresia mirtis dėl masinio kenkėjų ar patogenų dauginimosi

Norint juos išlaikyti, reikia nenuilstančios žmogaus veiklos.

Teminės užduotys

A1. Greičiausias biogeocenozės sekimo būdas gali būti

1) infekcijų plitimas joje

2) padidėjęs kritulių kiekis

3) infekcinių ligų plitimas

4) žmogaus ūkinė veikla

A2. Dažniausiai pirmasis apsigyvena ant uolų

2) kerpės

4) krūmai

A3. Planktonas yra organizmų bendruomenė:

1) sėdimas

2) plūduriuojantis vandens stulpelyje

3) sėslus dugnas

4) greitas plaukimas

A4. Rasti neteisinga pareiškimas.

Sąlygos ilgalaikiam ekosistemos egzistavimui:

1) organizmų gebėjimas daugintis

2) energijos antplūdis iš išorės

3) daugiau nei vieno tipo buvimas

4) nuolatinis žmonių skaičiaus reguliavimas

A5. Ekosistemos savybė išlikti veikiant išorinei įtakai vadinama:

1) savęs dauginimasis

2) savireguliacija

3) stabilumas

4) vientisumas

A6. Ekosistemos stabilumas padidėja, jei:

2) mažėja skaidančių rūšių skaičius

3) daugėja augalų, gyvūnų, grybų ir bakterijų rūšių

4) išnyksta visi augalai

A7. Tvariausia ekosistema:

1) kviečių laukas

2) vaismedžių sodas

4) kultūrinė ganykla

A8. Pagrindinė ekosistemų nestabilumo priežastis:

1) medžiagų ciklo disbalansas

2) savaiminis ekosistemų vystymasis

3) nuolatinė bendruomenės sudėtis

4) gyventojų skaičiaus svyravimai

A9. Nurodykite neteisingas teiginys. Medžių rūšinės sudėties pokyčius miško ekosistemoje lemia:

1) bendruomenės narių sukelti aplinkos pokyčiai

2) klimato sąlygų kaita

3) bendruomenės narių raida

4) sezoniniai pokyčiai gamtoje

A10. Ilgai vystantis ir keičiantis ekosistemai, į ją patenkančių gyvų organizmų rūšių skaičius

1) palaipsniui mažėja

2) palaipsniui didėja

3) lieka nepakitęs

4) ji skiriasi

A11. Raskite neteisingą teiginį. Brandžioje ekosistemoje

1) rūšių populiacijos gerai dauginasi ir jų nepakeičia kitos rūšys

2) bendrijos rūšinė sudėtis toliau kinta

3) bendruomenė yra gerai prisitaikiusi prie aplinkos sąlygų

4) bendruomenė turi galimybę savarankiškai reguliuotis

A12. Tikslingai žmogaus sukurta bendruomenė vadinama:

1) biocenozė

2) biogeocenozė

3) agrocenozė

4) biosfera

A13. Nurodykite neteisingą teiginį. Žmonių palikta agrocenozė miršta, nes

1) didėja kultūrinių augalų konkurencija

2) kultūrinius augalus pakeičia piktžolės

3) jis negali egzistuoti be trąšų ir priežiūros

4) neatlaiko konkurencijos su natūraliomis biocenozėmis

A14. Raskite neteisingą teiginį. Agrocenozes apibūdinantys požymiai

1) didesnė rūšių įvairovė, sudėtingesnis santykių tinklas

2) papildomos energijos gavimas kartu su saulės energija

3) nesugebėjimas ilgą laiką gyventi savarankiškai

4) savireguliacijos procesų susilpnėjimas

1. Pasirinkite agrocenozės požymius

1) nepalaiko savo egzistavimo

2) susideda iš nedaugelio rūšių

3) padidinti dirvožemio derlingumą

4) gauti papildomos energijos

5) savireguliacinės sistemos

6) nėra natūralios atrankos

AT 2. Rasti teisinga sekaįvykiai, kai augmenija kolonizuoja uolas:

1) krūmai

2) plutos kerpės

3) samanos ir vaisinės kerpės

4) žoliniai augalai

„Bendrosios biologijos pagrindai Vadovėlio, skirto bendrojo lavinimo įstaigų 9 klasių mokiniams, trečiasis leidimas, pataisytas Redagavo prof. I.N. Ponomareva rekomenduojama...“

-- [Puslapis 5] --

Perėjimas nuo medžioklės ir rinkimo prie nusistovėjusio žemdirbystės dėl didžiulės šio įvykio reikšmės žmogaus ir gamtos gyvenime dažnai vadinamas žemės ūkio revoliucija.

Žemės ūkio revoliucija, laikoma reikšmingiausiu įvykiu žmogui įvaldant savo aplinką, iškart atsiliepė paspartindama žmonijos ir jos kultūros raidą. Prasidėjo įvairių rūšių kuro kūrimas, mašinų naudojimas, transporto naudojimas, didelių gyvenviečių, o vėliau ir miestų kūrimas. Visa tai lydėjo didžiuliai gamtos pokyčiai.

Pavyzdžiui, 5 tūkstančius metų prieš Kristų. e. Pietvakarių Azijoje atsirado pirmosios drėkinimo sistemos.

Be to, daugelį amžių prieš Kristų majų civilizacija sukūrė laivybos kanalus. Mesopotamijoje, Senovės Egipte, Šumere, Kinijoje, Indijoje 7-5 tūkst. e. jau buvo gausūs dideli miestai su dideliais priemiesčių žemės ūkio plotais.

Fosilinės energijos plėtra ( anglis, nafta, dujos), garo mašinos išradimas, mechanizuoto transporto panaudojimas, įvairios mašinos ir kitos gamybinių jėgų transformacijos, plačiai paplitusios per pastaruosius 200-300 metų, vadinamos pramonės revoliucija.

Ši technologinė pažanga padarė didžiulę įtaką visiems žmogaus gyvenimo aspektams, tačiau kartu padarė didžiulį poveikį biosferai.

Paspartėjo dirvožemio erozija, įvyko klimato kaita, išnyko daugybė organizmų rūšių, sunyko ganyklos, išseko atsinaujinantys ir neatsinaujinantys gamtos rezervai.

Žymus filosofas ir gamtininkas F. Engelsas dar XIX amžiaus viduryje. knygoje „Gamtos dialektika“ rašė:

„Ką turėjo reikšmės ispanų sodininkams Kuboje, kurie degino miškus kalnų šlaituose ir iš gaisro pelenų gavo trąšų, kurių vos pakako vienai pelningų kavamedžių kartai – ką jiems rūpėjo tai atogrąžų liūtys tada nuplovė dabar jau neapsaugotą viršutinį sluoksnį, palikdami tik plikas uolas!

Dvidešimtajam amžiui buvo būdinga neišmatuojama įtaka žmogaus prigimčiai jos galia ir augimo greičiu, pagaunama nežaboto savo egzistencijos komforto troškimo. Pažanga pasiekta m ekonominis gyvenimas XX amžiaus antrosios pusės visuomenė. buvo vadinami mokslo ir technologijų revoliucija (STR). Tačiau mokslinės ir technologinės revoliucijos laimėjimai, susiję su viltimis sutramdyti gamtos jėgas, optimistiškai buvo vertinami tik trumpą laiką, nes labai greitai buvo aptiktas reikšmingas disbalansas aplinkoje ir visoje biosferoje. pagal žmogaus veiklos rezultatus. Tai pasireiškė kaip išsekimas gamtos turtai, ir paties asmens sveikatos būkle. Aplinkos tarša, energetinė krizė, pasaulinės nelaimės (sprogimas Černobylio atominėje elektrinėje) žmoniją susidūrė su gamtos ir pačios gyvybės išsaugojimo problema.

Mūsų laikais pagrindinė žmonijos užduotis yra išsaugoti gyvybę Žemėje.

Žmonių noras išvengti gresiančios aplinkos nelaimės paaiškina dėmesį ekologijai, kaip racionalaus aplinkos tvarkymo moksliniam pagrindui, išsaugant darnią gamtos ir žmonijos raidą.

1. Paaiškinkite, kodėl ankstyvaisiais žmonijos istorijos tarpsniais žmonių poveikis gamtai nebuvo jai destruktyvus.

Koks turėtų būti žmogaus ir gamtos santykių pobūdis, kad būtų išlaikytas darnus gyvybės vystymasis?

Ką jūs asmeniškai galite padaryti, kad apsaugotumėte laukinę gamtą ir aplinką?

Pavyzdžiui, vaikščiojimas vertikaliai ir plaštaka, kaip gimdymo organas, prasidėjo Australopithecus stadijoje (iki žmogaus stadijos), o galiausiai susiformavo tik neandertaliečio ir kromanjono žmogaus stadijoje, t.y. Žmogaus gentis. Žmogaus smegenų augimas ir sudėtingumas taip pat užtruko ilgai.

Apsigyvendama visame pasaulyje, prisitaikydama prie aplinkos sąlygų, Homo sapiens rūšis tapo polimorfiška. Rūšis suformavo keletą prisitaikančių rasių. Jie daugiausia skiriasi morfologinės savybės be reprodukcinės izoliacijos. Tai rodo, kad visos rasės yra vienos vientisos rūšies Homo sapiens dalys. Rasinės savybės atskleidžia žmogaus biologinę esmę, jo priklausymą gyvosios gamtos pasauliui, kuriame galioja biologiniai dėsniai. Tačiau žmogus kokybiškai skiriasi nuo visų kitų organizmų Žemėje. Skirtumas yra žmogaus priklausymas visuomenei, kurioje galioja viešieji (socialiniai) įstatymai. Toks dvilypumas būdingas tik žmogui, kuris atstovauja vienintelei biosocialinei rūšiai mūsų planetoje.

Išbandykite save 1. Apibūdinkite antropogenezės etapus.

2. Kokią reikšmę žmogaus kilmei turėjo stačias vaikščiojimas?

3. Kokiose Žemės vietose atsirado žmonių rasė?

4. Kada ir kaip natūralioji atranka veikė žmogaus evoliuciją?

5. Kodėl žmogus vadinamas biosferos gyventoju?

Diskusijos problemos 1. Kodėl biologiniai evoliucijos veiksniai palaipsniui praranda savo svarbą antropogenezėje?

2. Kuo skiriasi natūralios atrankos veikimas rūšiavimosi ir rasės formavimosi metu?

3. Žmonių rasės evoliucija rodo, kad žmonija iki šiol sėkmingai susidorojo su šio proceso metu iškilusiomis užduotimis (stačiais vaikščiojimas, įsikūrimas, maisto gamyba, aprūpinimas energija, gyvenimas ledynmetyje ir kt.). Ar Homo sapiens sugebės susidoroti su šiuolaikinėmis pasaulinėmis aplinkos problemomis?

Pagrindinės antropogenezės sąvokos. Australopithecus. Archantropas. Paleoantropas. Neoantropas.

Kro-Magnonas. Homo sapiens. Lenktynės. Biosocialinė žmogaus esmė.

Skyrius Ekologijos pagrindai Išstudijavę skyrių, galėsite:

apibūdinti keturių gyvenamųjų aplinkų ypatybes;

atskleisti aplinkos veiksnių veikimo dėsningumus gamtoje;

paaiškinkite, kodėl dauguma populiacijų kiekvienais metais išlaiko maždaug pastovų skaičių;

įrodyti rūšių įvairovės pranašumą natūraliose ekosistemose;

suprasti pagrindinių gyvosios gamtos tvarumo dėsnių ir „10 procentų taisyklės“ esmę.

§ 50 Gyvenimo sąlygos Žemėje. Gyvenamoji aplinka ir aplinkos veiksniai Gyvybė Žemėje egzistuoja visur, išskyrus aktyvių ugnikalnių angas. Viskas, kas supa gyvą organizmą, vadinama jo buveine. Ekologijos mokslas tiria organizmų sąveiką su aplinka (iš graikų oikos – „būstas“, „vieta“ ir logotipai – „žodis“, „mokymas“).

Kiekvienas Gyva būtybė yra glaudžiai susijęs su savo buveine, yra jos veikiamas ir, savo ruožtu, veikia ją. Visos aplinkos savybės, su kuriomis susiduria organizmai, vadinamos aplinkos veiksniais. Juos galima įvertinti ir išmatuoti.

Aplinkos veiksniai skirstomi į abiotinius ir biotinius.

Abiotiniai veiksniai yra fizinio ir cheminio pobūdžio. Tai šviesa, temperatūra, oro drėgmė, druskų kiekis ir sudėtis vandenyje, slėgis, vėjas ir kt.

Šiuolaikiniame pasaulyje beveik visa gyvoji gamta yra stipriai veikiama žmogaus veiklos. Dažnai ši įtaka gerokai viršija natūralių veiksnių poveikį. Todėl, be abiotinių ir biotinių veiksnių, antropogeniniai veiksniai yra nustatomi ir nagrinėjami atskirai. Tai apima visas žmogaus įtakos kitoms rūšims ir jų gyvenimo sąlygoms formas.

Toks poveikis gali būti konkrečiai žmogaus numatytas arba gali būti nenumatytas ir atsitiktinis.

Žemėje yra keturios pagrindinės gyvenamosios aplinkos, kurios labai skiriasi atskirų veiksnių savybėmis ir veikimo stiprumu: vanduo, žemė-oras, dirvožemis ir organizmo (kitų organizmų kūnai) (69 pav.).

Priklausomai nuo aplinkos, kurioje gyvena skirtingų rūšių atstovai, jie patiria skirtingų aplinkos veiksnių poveikį ir yra priversti prie jų prisitaikyti.

Vandens aplinka yra Pasaulio vandenynas, žemyniniai rezervuarai ir požeminis vanduo. Sąlygų komplekso skirtinguose vandenyse įvairovė paaiškina juose gyvenančių organizmų - hidrobiontų (iš graikų kalbos hydor - „vanduo“ ir biontos - „gyvas“) savybes.

Gyvenimo sąlygas šioje aplinkoje lemia cheminės ir fizines savybes vanduo: jo tankis, didelė šiluminė talpa, didelis šilumos laidumas, ištirpusios druskos ir dujos, stipri šviesos sugertis.

Temperatūros svyravimai vandens aplinka dažniausiai maža dėl didelės vandens šiluminės talpos, kuri palengvina jos gyventojų gyvenimą.

Vienas iš gyvenimo vandens telkiniuose sunkumų – mažas deguonies kiekis. Litre vandens jo ištirpsta ne daugiau kaip 10 ml, t.y. jo yra 21 kartą mažiau nei ore. Kylant temperatūrai ir vandens taršai, deguonies kiekis smarkiai sumažėja, todėl vandens telkiniuose gali ištikti mirtis – masinė žuvų ir bestuburių mirtis nuo uždusimo. Dėl vandens stiprios saulės šviesos sugerties fotosintezė augaluose gali vykti tik viršutiniuose jo sluoksniuose. Net ir švariausiuose vandenyse dumbliai dažniausiai negyvena giliau nei 150-200 m, o gyvūnai – didžiausiame gylyje, kur amžina tamsa.

Žemė-oras aplinka yra pati sunkiausia gyvybei. Tai kontrastų aplinka:

staigūs temperatūros svyravimai, oro sąlygų pokyčiai, netolygus šviesos ir drėgmės pasiskirstymas. Jai būdinga oro gausa, todėl čia gyvenantys organizmai vadinami aerobiontais (gr. Aer – „oras“).

Mažas oro tankis blogai palaiko kūną, todėl žemės-oro terpę įvaldė tik tos organizmų grupės, kurios turi gerą skeleto atramą (aukštesni augalai, stuburiniai gyvūnai, vabzdžiai). Tačiau ši aplinka pasižymi dideliu deguonies kiekiu ir intensyviais saulės spindulių srautais. Čia sudaromos galimybės intensyviai medžiagų apykaitai ir turtingos augalijos vystymuisi. Sausumos-oro aplinkoje, priklausomai nuo konkrečių Žemės regionų, gali egzistuoti ir drėgmę, ir sausumą mėgstančios rūšys, mėgstančios šaltį ir šilumą.

Reikšmingi šios aplinkos ekologiniai veiksniai yra lietus, sniego danga, vėjas, dirvožemio tipas ir kiti, kurie sudaro labai įvairias sąlygas gyviems organizmams skirtinguose Žemės rutulio regionuose.

Žemės ir oro aplinka savo fizinėmis ir cheminėmis sąlygomis laikoma gana atšiauria visų gyvų dalykų atžvilgiu. Ir vis dėlto, nepaisant sąlygų griežtumo, gyvybė sausumoje pasiekė labai aukštą lygį tiek pagal bendrą organinių medžiagų masę, tiek pagal gyvosios medžiagos savybių pasireiškimų įvairovę.

Dirvožemio aplinka yra purus paviršinis sluoksnis, apdorojamas gyvų būtybių veiklos ir klimato veiksnių. Ši ypatinga buveinė yra persmelkta porų, kuriose yra drėgmės ir oro. Į jį nuolat patenka negyvų augalinių medžiagų, smulkių ir didelių gyvūnų lavonų, visokių gyvų organizmų išskyrų, kurios yra turtingas energijos šaltinis dirvožemio organizmams. Todėl dirvožemio aplinkoje gyvena daugybė bakterijų, grybų, dumblių ir gyvūnų rūšių. Į jį prasiskverbia ir augalų šaknys. Dirvožemio oras visada yra prisotintas vandens garų, todėl dirvožemio gyventojams negresia išdžiūti. Didėjant gyliui, temperatūros svyravimų diapazonas mažėja, vasarą dirva vėsesnė, o žiemą šiltesnė nei paviršiuje.

Dirvožemio aplinkoje gyvenančios rūšys vadinamos edafobiontais (graikų k.

edaphos – „dirvožemis“).

Organinė aplinka yra patys gyvi organizmai. Kitos rūšys juos naudoja ir kaip buveinę, ir kaip maisto išteklių šaltinį. Gyvose būtybėse gyvenantys organizmai vadinami endobiontais (graikiškai endon – „viduje“).

1. Kokioje gyvenamojoje aplinkoje gyvena augalai, grybai ir gyvūnai?

2. Kodėl sausumos-oro aplinkai būdinga didžiausia organizmų formų įvairovė?

3*. Pagalvokite, kuriai aplinkos veiksnių grupei priskirtumėte miško gaisrą.

4*. Stebėkite, kaip antropogeniniai veiksniai pasireiškia pilkosios varnos gyvenime.

§ 51 Bendrieji aplinkos veiksnių poveikio organizmams dėsniai Daugelis aplinkos nelaimių kyla dėl to, kad žmogus nesąmoningai pažeidžia pagrindinius gamtos dėsnius. Šie dėsniai atspindi įvairius aplinkos veiksnių poveikio organizmams aspektus. Aplinkos veiksnių yra labai daug ir skirtingų rūšių atstovai į juos reaguoja skirtingai, tačiau galima nustatyti nemažai bendrųjų aplinkos veiksnių poveikio organizmams dėsnių.

Optimumo dėsnis (lot. optimum - „geriausias“) atspindi rūšių reakciją į bet kurio veiksnio stiprumo pokyčius. Kiekvieno veiksnio veikimo ribos yra tam tikros, kurių ribose didėja organizmų gyvybingumas. Tai yra optimali zona. Nukrypus nuo šios zonos veiksnio įtakos stiprumo mažėjimo ar didėjimo kryptimi, organizmų gyvybingumas mažėja. Tai priespaudos arba pesimumo zona (lot. pessimus – „labai blogai“). Jei veiksnio poveikis viršija tam tikras, minimalias ar didžiausias rūšiai įmanomas ribas, organizmai miršta. Ardomoji veiksnio reikšmė vadinama kritiniu tašku (71 pav.).

Optimumo dėsnis turi didelį praktinę reikšmę. Nėra visiškai teigiamų ar neigiamų veiksnių, viskas priklauso nuo jų dozės. Visos aplinkos poveikio organizmams formos turi grynai kiekybinę išraišką. Norint valdyti rūšies gyvybinę veiklą, visų pirma reikėtų neleisti įvairiems aplinkos veiksniams viršyti savo kritines vertes ir stengtis išlaikyti optimalią zoną. Tai labai svarbu augalininkystei, gyvulininkystei, miškininkystė ir apskritai visos žmogaus ir gyvosios gamtos santykių sritys. Ta pati taisyklė galioja ir pačiam žmogui, ypač medicinos srityje.

Optimumo dėsnio taikymą apsunkina tai, kad kiekvienam tipui optimalios faktorių dozės yra skirtingos. Tai, kas naudinga vienai rūšiai, gali būti pesimistiška arba peržengti kritines ribas kitai rūšiai. Pavyzdžiui, esant 20 ° C temperatūrai, atogrąžų beždžionė dreba nuo šalčio, o šiaurinis gyventojas - arktinė lapė - merdi nuo karščio. Žieminių drugių drugeliai dar plazda lapkritį (6°C temperatūroje), kai dauguma kitų vabzdžių papuola į audrą. Ryžiai auginami vandeniu užlietuose laukuose, o kviečiai tokiomis sąlygomis sušlampa ir žūva.

Rūšių ekologinio individualumo dėsnis atspindi organizmų santykių su aplinka įvairovę. Tai rodo, kad gamtoje nėra dviejų rūšių, kurios visiškai sutaptų optimaliai (OPT) ir kritiniais taškais, atsižvelgiant į aplinkos veiksnių rinkinį. Jei rūšių atsparumas vienam veiksniui sutampa, atsparumas kitam veiksniui tikrai skirsis (72 pav.).

Rūšys, kurių atsparumas siauras, priskiriamos specializuotoms. Paprastai jie gyvena tokiomis sąlygomis, kai aplinkos veiksniai skiriasi labai mažai. Pavyzdžiui, giliavandenės žuvys – esant pastoviai vandens temperatūrai, stepių augalai – esant pastoviai ryškiai šviesai. Rūšys, kurių atsparumas yra platus, gali gyventi tokiomis sąlygomis, kai aplinkos veiksniai labai skiriasi.

Rūšių ekologinio individualumo dėsnio nežinojimas, pavyzdžiui, žemės ūkio gamyboje, gali sukelti organizmų mirtį. Naudojant mineralines arba nepakankamai apdorotas organines trąšas ar pesticidus, šių medžiagų dažnai dedama per daug, neatsižvelgiant į individualius augalų poreikius.

Ribojančio veiksnio dėsnis yra glaudžiai susijęs su optimalumo dėsniu ir iš jo išplaukia. Aplinkoje nėra visiškai neigiamų ar teigiamų veiksnių: viskas priklauso nuo jų veiksmų stiprumo. Gyvas būtybes vienu metu veikia daugybė veiksnių, ir dauguma jų yra kintantys. Tačiau kiekvienu konkrečiu laikotarpiu galime nustatyti svarbiausią veiksnį, nuo kurio labiausiai priklauso gyvybė. Pasirodo, tai aplinkos veiksnys, kuris labiausiai nukrypsta nuo optimalaus, t.y., riboja organizmų gyvybinę veiklą tam tikru laikotarpiu.

Bet koks organizmus įtakojantis veiksnys gali tapti optimalus arba ribojantis, priklausomai nuo jo poveikio stiprumo.

Bendro veiksnių veikimo dėsnis teigia: bet kurio aplinkos veiksnio įtakos organizmų gyvybinei veiklai rezultatas labai priklauso nuo derinio ir su kokia jėga šiuo metu veikia kiti.

Taigi, visi žino, kad esant nevėjiškam orui šalčius ištverti daug lengviau nei esant stiprus vėjas. 30 laipsnių šilumos poveikis yra daug stipresnis esant didelei drėgmei nei esant sausam orui ir pan.. Todėl jei neįmanoma pakeisti ribojančio faktoriaus, dažnai jo poveikį galite sušvelninti keisdami kitus. Žemės ūkyje šie metodai yra įtraukti į žemės ūkio technologijų normas. Pavyzdžiui, papildomas dirvos purenimas sumažina dirvožemio drėgmės išgaravimą, nes suardomas smulkių porų tinklas, iš kurio išgaruoja drėgmė.

Veiksnių būtinumo dėsnis rodo, kad vieno veiksnio negalima visiškai pakeisti kitu. Tačiau dažnai, esant sudėtingai veiksnių įtakai, galima pastebėti pakeitimo efektą. Pavyzdžiui, šviesos negalima pakeisti šilumos ar anglies dioksido pertekliumi, tačiau keičiant temperatūrą augaluose gali sustiprėti fotosintezė. Tačiau tai ne vieno veiksnio pakeitimas kitu, o panašaus biologinio poveikio pasireiškimas, sąlygotas veiksnių bendro veikimo kiekybinių rodiklių pokyčių. Šis reiškinys plačiai naudojamas žemės ūkyje. Pavyzdžiui, šiltnamiuose produktams gauti jie sukuria padidintą anglies dvideginio ir drėgmės kiekį ore, šildo ir taip iš dalies kompensuoja šviesos trūkumą rudenį ir žiemą.

Veikiant aplinkos veiksniams planetoje, yra periodiškumas, susijęs su paros laiku, metų laikais, jūros potvyniais ir Mėnulio fazėmis.

Tokį periodiškumą lemia kosminės priežastys – Žemės judėjimas aplink savo ašį, aplink Saulę ir sąveika su Mėnuliu. Gyvybė Žemėje yra prisitaikiusi prie šio nuolat egzistuojančio ritmo, kuris pasireiškia organizmų būklės ir elgsenos pokyčiais.

Augalų vegetacija, lapų kritimas, žiemos ramybė, gyvūnų dauginimasis, jų migracijos, žiemojimas, penėjimas yra reiškinių, nulemtų metų sezono, pavyzdžiai. Dienos ir nakties kaita sukelia gyvūnų aktyvumo pokyčius, augalų fotosintezės greitį ir kt.

Prisitaikymas prie periodinių išorinės aplinkos pokyčių išreiškiamas ne tik tiesiogine reakcija į daugelio veiksnių pokyčius, bet ir paveldimai fiksuotais vidiniais dienos ir sezoniniais ritmais.

Vidiniai sezoniniai ritmai persitvarko labai sunkiai ir dažnai tik po kelių kartų. Pavyzdžiui, gyvūnai Pietinis pusrutulis, vežami į mūsų zoologijos sodus, dažniausiai veisiasi rudenį, prieš žiemą, kai jų tėvynėje pavasaris.

Daugumos rūšių gyvybės sezoniniams pokyčiams svarbi yra šviesiųjų paros valandų trukmė, t.y. šviesaus ir tamsiojo paros laikotarpių santykis. Organizmų reakcija į dienos trukmės pokyčius vadinama fotoperiodizmu (iš graikų nuotraukų - „šviesa“, o periodos - „ciklas“, „kaita“).

Šviesos paros valandų trukmė yra vienintelis tikslus signalas apie žiemos ar pavasario artėjimą, tai yra viso aplinkos veiksnių komplekso pokyčius.

Oro sąlygos apgaudinėja. Todėl augalai, pavyzdžiui, reaguodami į dienos ilgį, žiemos atlydžių metu nežydi lapų, o trumpalaikių vasaros šalnų metu nepereina į lapų kritimą. Augalai taip pat žydi tam tikrą dienos ilgį. Augalų žydėjimas yra viena iš fotoperiodizmo apraiškų. Augalų augintojai dažnai su tuo susiduria. Todėl tarp augalų svarbu atskirti trumpadienių ir ilgadienių rūšis ar veisles. Ilgadieniai augalai daugiausia paplitę vidutinio klimato ir subpoliarinėse platumose, o trumpadieniai – vietovėse, esančiose arčiau pusiaujo.

Gebėjimas suvokti ir reaguoti į dienos ilgį ypač paplitęs gyvūnų karalystėje. Gyvūnams fotoperiodizmas kontroliuoja vaisingumą, poravimosi sezono laiką, migraciją ir perėjimą į žiemos miegą.

Fotoperiodizmo reiškiniai išreiškia ne tiesioginį šviesos faktoriaus poveikį organizmams, o jo signalinę vertę. Šviesaus ir tamsaus paros laikotarpių santykis skirtingais metų laikais kaip signalinis veiksnys perspėja apie artėjančius gamtos pokyčius, kuriems pasiruošimas užtrunka.

Todėl būtini fiziologiniai gyvūnų ir augalų pokyčiai turi įvykti iš anksto.

1. Kas yra signalinis faktorius? Kuo jis skiriasi nuo kitų abiotinių aplinkos veiksnių?

2*. Ar žmogaus organizmą veikiantiems nuodams ir vaistams galioja optimalumo dėsnis?

Gebėjimas suvokti ir reaguoti į dienos ilgį yra reiškinys, plačiai paplitęs augalų ir gyvūnų karalystėje.

Tam tikros kiekvieno veiksnio veikimo ribos yra ribos, per kurias geriau realizuojamas organizmo gyvybingumas.

§ 52 Organizmų prisitaikymas prie aplinkos veiksnių veiksmų Prisitaikymas arba prisitaikymas yra bet kokie organizmų požymiai ir savybės, padidinančios jų išgyvenimo galimybes išorinė aplinka. Adaptacijos sukuriamos ir palaikomos rūšių evoliucijos metu, remiantis jų kintamumu, natūralios atrankos būdu. Visos esamos rūšys išlaikė šią atranką ir todėl turi būtinus prisitaikymus prie savo gyvenimo sąlygų.

Negyvojoje gamtoje galioja fizikiniai ir cheminiai dėsniai, nulemiantys galimų prisitaikymo prie gyvų organizmų kryptis.

Panagrinėkime šias galimybes planktono (graikiškai planktos – „klajojantys“) – vandens aplinkos storyje pakibusių organizmų – pavyzdžiu.

Planktoniškas gyvenimo būdas vandenyje įmanomas tik tuo atveju, jei jėgos, išlaikančios organizmą vandens paviršiuje, yra lygios jo svoriui. Plūdrumo jėga (pagal Archimedo dėsnį) ir vandens dalelių sukibimo su kūno paviršiumi jėgos veikia prieš gravitacijos jėgą. Todėl bet kokios svorio mažinimo ir kūno paviršiaus ploto didinimo priemonės bus palankios planktoniniam gyvenimo būdui. Kai kuriose rūšyse tai pasiekiama dėl labai mažų dydžių, kitų - dėl įvairių ataugų, šerių, raukšlių, kitų - prisotinus ląsteles riebalų lašeliais arba dujų ertmėmis, kurios sumažina savitąjį svorį (1 pav.).

Priešingai nei planktoninės rūšys, aktyviai ir greitai plaukiančios rūšys, atvirkščiai, evoliucijos metu sukūrė panašią formą, kuri vadinama torpedos formos. Pagal hidrodinamikos dėsnius, greitai vandenyje judantis kūnas gali sėkmingai įveikti pasipriešinimą tik tam tikromis proporcijomis (maždaug ilgio ir didžiausio skersmens santykis yra 5:1). Tokios proporcijos būdingos delfinams, rykliams, tunams, kalmarams ir senovės ichtiozaurams.

Išorinis organizmų panašumas atspindi ne rūšių giminingumą, o panašias jų gyvensenos ypatybes. Toje pačioje buveinėje, panašiai adaptyvios formos. Pavyzdžiui, medžiai, krūmai, krūmai, įvairios vaistažolės – formos, atsiradusios skirtingose augalų rūšyse su panašiu aplinkos naudojimu.

Morfologinės adaptacijos yra akivaizdžiausios. Atsiradus skirtingoms gyvūnų ir augalų rūšims, galima suprasti ne tik kokioje aplinkoje jie gyvena, bet ir kokį gyvenimą joje gyvena.

Pavyzdžiui, visi stuburiniai gyvūnai, gyvenantys po žeme, turi kompaktišką kūną su trumpu kaklu ir trumpa uodega, neišsivysčiusiomis akimis ir ausis, trumpas, tarsi apipjaustytas kailis, kasti žemę arba priekinėmis galūnėmis su galingais raumenimis ir stipriais nagais, arba dantukais, išsikišusiais kaip kaltas. Tai kurmiai, zokorai, kurmiai žiurkės ir kitos rūšys.

Įkasantis vabzdžių kurmio svirplys taip pat atrodo kaip mažas kurmis. Lianos augalai turi stiebus su įvairiais įtaisais – kabliukais, ūseliais ar siurbtukais – kurie leidžia priglusti prie kitų rūšių stačių stiebų ir iškelti į šviesą jų lapus. Lianų formų yra ir tarp žolinių, ir tarp sumedėjusių augalų, atstovaujančių skirtingų šeimų rūšims.

Ekologiniai prisitaikymai pasireiškia ne tik išorinėmis rūšies savybėmis, bet ir fiziologinių procesų pokyčiais, elgesio pobūdžiu, gyvavimo ciklais, taip pat tarpląsteliniais biocheminiais virsmais ir pasiskirstymu.

Originalumas išorinė struktūra, atspindintis rūšies prisitaikymą prie tam tikro gyvenimo būdo savo aplinkoje, vadinamas gyvybės forma.

Gyvybės forma išsivysto evoliucinio rūšies formavimosi metu, o jos pasireiškimą individuose lemia genotipas ir reakcijos norma. Skirtingos rūšys gali turėti panašią gyvybės formą, jei gyvena panašų gyvenimo būdą.

Tuo pačiu metu yra rūšių, kurių individai yra skirtingose stadijose individualus vystymasis gali būti įvairių gyvybės formų. Tai ypač būdinga gyvūnams, kurių vystymasis vyksta su metamorfoze (buožgalvis ir varlė, lerva ir suaugęs ungurys, vikšras ir drugelis). Augaluose gyvybės forma gali skirtis priklausomai nuo augimo sąlygų. Pavyzdžiui, pūkuoti beržai ir šermukšniai vidutinio klimato miškuose išsiugdo vienaliemenio medžio formą, o augdami miško-tundros ir tundros bendrijose įgyja daugiastiebę, krūminę gyvybės formą.

Ekologijoje rūšys klasifikuojamos ne pagal giminystę, o pagal prisitaikymo prie aplinkos ar tam tikrų šios aplinkos veiksnių būdus ir formas.

Gyvybės formos atspindi klasifikaciją pagal organizmų prisitaikymo savybes prie viso abiotinių ir biotinių aplinkos veiksnių komplekso.

Kalbant apie bet kurį vieną dominuojantį aplinkos veiksnį (šviesa, temperatūra ar vanduo, maisto rūšis ir kt.), išskiriamos ekologinės grupės.

Ekologinės grupės išskiriamos pagal šviesą (mėgstanti šviesą, mėgstanti šešėlį ir atspari šešėliui), temperatūrai (mėgstanti šilumą, atspari karščiui, mėgstanti šaltį), vandeniui (mėgstanti drėgmę, atspari sausrai ir kt.) .

Remiantis kūno temperatūros kintamumu, išskiriamos poikiloterminės ir homeoterminės organizmų grupės. Poikiloterminiuose organizmuose vidinė kūno temperatūra priklauso nuo aplinkos temperatūros pokyčių. Jų medžiagų apykaita arba didėja, arba mažėja. Tokių rūšių yra dauguma Žemėje.

Tik dvi gyvų būtybių grupės yra homeoterminės – žinduoliai ir paukščiai. Jie sugeba palaikyti pastovią kūno temperatūrą bet kokiomis aplinkos sąlygomis.

Jų medžiagų apykaita visada veikia dideliu greičiu, net jei lauko temperatūra nuolat kinta. Pavyzdžiui, baltieji lokiai Arktyje arba pingvinai Antarktidoje gali atlaikyti 50 laipsnių šalčius, o tai yra 87–90 laipsnių skirtumas, palyginti su jų pačių temperatūra.

Rūšys, kurių kūno temperatūra nestabili, gali pereiti į neaktyvią būseną, kai temperatūra nukrenta. Sulėtėjus medžiagų apykaitai ląstelėse labai padidėja organizmų atsparumas nepalankioms oro sąlygoms. Gyvūnų perėjimas į audringą būseną, kaip ir augalų perėjimas į ramybės būseną, leidžia jiems ištverti žiemos šalčius nuo mažiausiai nuostolių neeikvodamas daug energijos.

Kūno forma, fiziologinės savybės, gyvenimo būdas, organizmų elgsena, jų pasiskirstymas ir gyvenimo ritmai yra rūšies tinkamumo (adaptacijos) prie konkrečios buveinės ypatybės.

Taigi organizmų prisitaikymo savybių įvairovė, susiformavusi veikiant aplinkos veiksniams, suteikia jiems galimybę egzistuoti skirtingos sąlygos biosfera.

1. Kuo skiriasi „gyvybės formos“ ir „ekologinės grupės“ sąvokos?

2*. Kokie yra kiaulpienių, vyšnių, varnalėšų, aguonų ir eglių vaisių ir sėklų platinimo pritaikymai?

3*. Pagalvok apie tai.

Kokios baltųjų lokių ir pingvinų kūno savybės leidžia be žalos atlaikyti 50 laipsnių šalčius?

Kodėl poliariniuose Žemės regionuose yra labai mažai poikiloterminių gyvūnų?

Laboratorinis darbas Nr.6 (žr. priedą, p. 232).

§ 53 Biotiniai ryšiai gamtoje Nei viena rūšis, nei vienas gyvas organizmas negali egzistuoti be kitų. Visa gyvoji gamta yra susipynusi su sudėtinga biotinių ryšių sistema, nuo kurios priklauso mitybos, dauginimosi, rūšių pasiskirstymo galimybės, galimybė egzistuoti kartu ir daugelis jų buveinių savybių. Organizmų priklausomybė vienas nuo kito yra labai įvairi. Rūšių santykiai šiuose ryšiuose gali būti skirtingi – nuo abipusiai naudingų iki abipusiai nepalankių.

Maitinimo jungtys. Jie taip pat vadinami trofiniais (iš graikų kalbos trofe - „maistas“, „mityba“). Nuo jų priklauso organizmų gyvybė ir aprūpinimas energija. Šie ryšiai yra universalūs, nes Žemėje nėra nė vienos rūšies, kuri nenaudotų kitų maisto produktų arba pati nenaudotų kitų rūšių šiems tikslams.

Trofiniai santykiai sudaro sudėtingą bendruomenių sistemą, kuri vadinama maisto tinklu. Jis gali būti schematiškai pavaizduotas kaip storas tinklas, apimantis visą organinį pasaulį, pradedant nuo bet kurios rūšies.

Maisto ryšiai tarp organizmų vaidina svarbų vaidmenį. Pirma, jie užtikrina organinių medžiagų ir joje esančios energijos perkėlimą iš vieno organizmo į kitą. Taigi rūšys sugyvena kartu ir palaiko viena kitos gyvenimą. Antra, maisto ryšiai yra gyventojų skaičiaus gamtoje reguliavimo mechanizmas. Maitinimo santykiai tarp organizmų yra kliūtis pernelyg dideliam atskirų rūšių dauginimuisi, todėl natūralios bendruomenės tampa tvaresnės ir stabilesnės.

Plėšrūnas yra maisto gavimo ir gyvūnų šėrimo būdas, kai jie gaudo, žudo ir valgo kitus gyvūnus. Kartais bet koks ryšys, kai viena rūšis valgo kitą, plačiai vadinamas „plėšrūno ir grobio“ ryšiu, šiuo atveju naudojant žodį plėšrūnas kaip žodžio valgytojas sinonimą, net jei tai reiškia žolėdžius organizmus (dramblius, bebrus, kiškius).

Tuo pačiu metu aplinkosaugos grupė Pagal šėrimo būdą galima įtraukti rūšis, kurios toli gražu nėra giminingos.

Pavyzdžiui, kolekcionieriai yra grifai, miškinės pelės, žvirbliai, balandžiai ir vabzdžiaėdžiai augalai (saulėragis, nepentes, pūslinė). Maži vėžiagyviai, tokie kaip dafnijos, dvigeldžiai, baliniai banginiai ir jūros lelijos, filtruoja maistą vandens telkiniuose. Boružėlės vabalai ir jų lervos ganosi amarų kolonijose kaip karvės pievoje, negaišdami laiko maisto paieškoms. O plėšrioji rudoji musė ir laumžirgis grobį pasiveja skrydžio metu, kaip, pavyzdžiui, paukštis sakalas ore, o liūtai ir gepardai – ant žemės.

Abipusiai nepalankus rūšių santykių tipas yra konkurencija. Tokio tipo santykiai atsiranda, jei skirtingos rūšys egzistuoja vieno bendro resurso sąskaita, kai jo neužtenka visiems.

Faktas yra tas, kad gyvybei reikalingi ištekliai beveik visada yra riboti. Jei rūšis savo buveinėje susiduria su konkurentu, ji gauna mažiau išteklių, o tai turi įtakos jos gebėjimui daugintis ir populiacijos dydžiui. Todėl konkurencija yra nepalanki abiem sąveikaujančioms rūšims. Kiekvienas iš jų turėtų geresnį gyvenimą, jei nebūtų kito.

Mutualizmas ir simbiozė – tai abipusiai naudingų santykių (abipusės pagalbos) pavadinimai, kai rūšių sambūvis padidina kiekvienos iš jų išlikimą kovoje už būvį (74 pav.).

Ryšiai tarp žydinčių augalų ir jų apdulkintojų, uogų krūmų ir sėklas platinančių gyvūnų, atrajotojų kanopinių gyvūnų ir jų skrandžio mikrofloros yra gerai žinomi tokių abipusiai naudingų santykių pavyzdžiai.

Mutualizmas ir simbiozė yra artimos sąvokos, bet ne sinonimai. Mutualizmas (lot. mutuus – „abipusis“) reiškia bet kokius abipusiai naudingus privalomus ir atsitiktinius ryšius tarp organizmų, o simbiozė (graikiškai simbiozė – „sugyvenimas“) reiškia ryšius, kurie virto artimu fiziniu gyvenimu. IN simbioziniai santykiai Paprastai dalyvauja rūšys, kurių viena (kartais abi) rūšys yra taip priklausomos nuo kitos, kad be jos negali egzistuoti. Simbiozės pavyzdžiai: kerpės – grybelio ir melsvadumblių (arba dumblių) simbiozė; mikorizė (grybelinė šaknis) - grybelio ir aukštesnio augalo šaknies simbiozė; jūros anemonas ir krabas atsiskyrėlis (75 pav.).

Yra ir kitų organizmų priklausomybės vienas nuo kito formų.

Komensalizmas yra vienpusis ryšys. Jie yra naudingi vienam iš partnerių, o abejingi kitam. Tai gali būti vadinamasis freeloading (maitinimasis kitos rūšies maisto likučiais, naudojant jo išskyras) arba apgyvendinimas, stabilių bendrijų suformuoti neįmanoma. Įvairių biotinių ryšių buvimas ir susipynimas gamtoje sukelia vadinamąsias „grandinines reakcijas“, kai ryšiams nutrūkus sunaikinus ar, priešingai, žmonėms patekus į atskiras rūšis, gali pasikeisti visa bendruomenė. Todėl labai svarbu žinoti šių ryšių formas ir jų kiekybines charakteristikas.

2*. Plėšrūno ir grobio evoliucija vyksta konjuguotai, tai yra koevoliuciškai.

3*. Kokiais būdais tame pačiame miške gyvenantys paukščiai išvengia konkurencijos?

§ 54 Populiacijos Rūšys visada egzistuoja gamtoje populiacijų pavidalu. Rūšių sąveiką vykdo skirtingų populiacijų individai. Ilgalaikiai biotiniai ryšiai biocenozėse egzistuoja tik tarp populiacijų.

Populiacija – tai tos pačios rūšies individų grupė tam tikroje vietovėje.

Bet kuri rūšis susideda iš populiacijų, nes jos užimama erdvė Žemės rutulyje (plotas) yra nevienalytė sąlygomis ir tai pasireiškia netolygiu rūšies pasiskirstymu.

Populiacija yra rūšies egzistavimo gamtoje forma.

Skirtingos tos pačios rūšies populiacijos yra tarpusavyje susijusios nuolat arba epizodiškai dėl atskirų individų judėjimo ar jų užuomazgų – sėklų, sporų, kiaušinėlių ir kt. – Ryšių tarp individų ir skirtingų rūšių populiacijų bendrijose rezultatai. yra skirtingi.

Taigi plėšrūnai yra savotiški grobio populiacijų prižiūrėtojai ir gydytojai. Naikindami pirmiausia sergančius ir silpnus, jie taip vykdo atranką, kad rūšis išliktų ir įgytų pažangesnių adaptacijų.

Plėšrūno individų kontaktas su jo grobiu yra trumpalaikis ir dažniausiai baigiasi pastarojo mirtimi. Ryšiai tarp plėšrūnų ir grobio populiacijų yra ilgalaikiai ir nuolat palaikomi abiejų rūšių.

Kolonizuodami tinkamą teritoriją ir joje daugindamiesi, gyventojų nariai tarpusavyje užmezga įvairius santykius. Populiacijos demonstruoja visų formų biotinius ryšius, tačiau konkurencija ir abipusiškumas yra labiausiai paplitę. Šiuos tiesiogiai priešingus santykius sunku derinti rūšies viduje. Panagrinėkime tai naudodamiesi erdvinių santykių populiacijoje pavyzdžiu.

Kiekviena rūšis sukuria ypatingą erdvinių santykių sistemą.

Daugeliui gyvūnų būdingas, pavyzdžiui, vadinamasis teritorinis elgesys. Gyvūnas jaučiasi tam tikros teritorijos šeimininku, gyvena joje, renka maistą, augina palikuonis, saugo šią teritoriją nuo kaimynų invazijos. Tuo pačiu metu kaimynai keičiasi informacija, pavojaus signalais, susisiekia ir dažnai gali burtis neutraliose teritorijose. Suaugęs jaunimas ieško sau naujų buveinių arba užima senolių atlaisvintas buveines. Visa tinkama teritorija yra padalinta, o ištekliai naudojami visapusiškai ir racionaliai.

Erdvės naudojimo sistema remiasi tik gyventojų individų tarpusavio santykiais. Jis grindžiamas tiek tarprūšine konkurencija, tiek savitarpio pagalba (abipusiškumas).

Kiekviena bet kurios rūšies populiacija reprezentuoja vienybę, vientisumą ir yra viršorganinė sistema. Jo būsena gali skirtis priklausomai nuo sąveikos su aplinka. Norint apibūdinti populiaciją, negalima apsiriboti vien tik atskirų individų savybių apibūdinimu, reikia grupinių savybių, kurios išreiškia populiacijos egzistavimo tam tikromis sąlygomis ypatumus. Taigi demografiniai (iš graikų kalbos demos - „žmonės“, „populiacija“ ir grafo- „rašyti“, „apibūdinti“) rodikliai atspindi individų skaičių populiacijoje ir dauginimosi galimybes tam tikromis aplinkos sąlygomis.

Visos pagrindinės populiacijos ekologinės charakteristikos yra kiekybinės.

Pagrindinis yra skaičiai, ty bendras asmenų skaičius. Skaičius iš karto parodo, ar sąlygos okupuotoje teritorijoje yra palankios rūšiai, ar ne.

Dažnai sunku suskaičiuoti absoliutų kiekvienos populiacijos individų skaičių (pavyzdžiui, visų pelių skaičių didelis laukas ar ešeriai ežere), todėl dažniausiai naudojamas kitas rodiklis – gyventojų tankumas. Tai atspindi vidutinį individų skaičių sutartinai pasirinktame erdvės vienete, kur juos lengva suskaičiuoti (kvadratiniame metre, hektare ar kvadratiniame kilometre ploto, litrui ar kubiniam metrui vandens ir pan.).

Asmenų santykis pagal lytį ar amžių atspindi demografinę populiacijų struktūrą (lytį ir amžių).

Demografiniai apibūdinimai – vaisingumas, mirtingumas ir skirtumas tarp jų, t.y., išgyvenimas – yra svarbūs numatant konkrečių populiacijų likimą.

Didelę reikšmę gyventojų likimui lemia jo amžiaus struktūra (76 pav.).

Populiacijų būklė labai priklauso nuo pradėjusių veistis individų dalies, jaunų jaunuolių skaičiaus (daug ar nedaug), individų, baigusių daugintis, procento ir kt.

Pavyzdžiui, jei daugiamečiuose augaluose dauguma populiacijos individų pereina visus vystymosi etapus nuo gimimo iki mirties, tada ši populiacija laikoma normalia ir stabilia. Jei jis pateikiamas tik sėklų, primordijų ir sodinukų pavidalu, o žydinčių ir vaisinių individų yra mažai arba visai nėra, tai kalbame su invazinio tipo populiacija. Jei, priešingai, dauguma individų yra seni ir nebeduoda vaisių, tada jų suformuota populiacija sensta ir artimiausiu metu iškris iš biogeocenozės.

Renkant gyvūnus ir augalus, išsaugant retas rūšis draustiniuose, veisiant rūšis nelaisvėje, kuriant dirbtines biocenozes, labai svarbu stebėti populiacijų amžiaus struktūrą.

Apibūdinant populiaciją svarbi ir jos erdvinė struktūra, t.y.

e) asmenų tarpusavio santykiai naudojant erdvę. Tai susiję su gyvybei reikalingais ištekliais (77 pav.).

Paukščiams būdingas teritorinis elgesys lizdų kūrimo ir perinimo laikotarpiu, daugeliui sėslių žinduolių – į peliukus panašūs graužikai, kiaunės, dirvinės voverės, sabalai, kiaunės, driežai, nemažai žuvų rūšių ir net nariuotakojų. Gyvūnas savo teritorijoje jaučiasi gana saugiai, nes gerai žino, kur slėptis ir kur ieškoti maisto.

Skirtingų gyvūnų rūšių teritorijų apsaugos būdai yra skirtingi: tiesioginė agresija, muštynės, dažniau tiesiog agresyvios demonstracijos ir grasinimai arba signalizavimas garsais, giedojimas, kaip paukščiai, ar kvapiosios žymės, kaip iltys, sabalai ir kiti gyvūnai.

Klajokliai gyvūnai taip pat nuolat naudojasi erdve, jie reguliariai persikelia per didesnes teritorijas ir grįžta į senas vietas, kai atkuriami ten naudojami ištekliai. Gyvūnai klajoja tik grupėmis - bandomis ar pulkais, nes vieni jie negali sėkmingai apsiginti nuo plėšrūnų, patekę į naują teritoriją.

Gyvūnų populiacijos turi skirtingą struktūrą ir santykių tarp individų pobūdį. Kai kuriose rūšyse visi individai gyvena vieni, susitinka tik veisimosi sezono metu. Kitose populiacijose yra tokie vienetai kaip šeimos, bandos, būriai ar kolonijos su savo sudėtingais ryšiais. Šie bruožai apibūdina vadinamąją elgesio, arba etnologinę (iš graikų ethos – „paprotys“, „charakteris“ ir logotipai – „mokymas“), populiacijų struktūrą.

1. Paaiškinkite, kuo skiriasi sąvokos „gyventojų skaičius“ ir „gyventojų tankumas“.

2*. Kaip remiantis demografiniais gyventojų rodikliais galima spręsti apie jos egzistavimo perspektyvas?

3. Pažymėtus žodžius teiginiuose pakeiskite terminu.

Bendras individų skaičius tam tikroje teritorijoje parodo, ar sąlygos yra palankios rūšiai, ar ne.

Tokie rodikliai kaip vaisingumas, mirtingumas ir skirtumas tarp jų, t. y. išgyvenamumas, yra svarbūs numatant konkrečių populiacijų likimą.

§ 55 Populiacijos funkcionavimas ir jų skaičiaus dinamika Populiacijų skaičius yra nepaprastai dinamiškas. Populiacijos nuolat keičiasi. Jų mobilumas ir stiprumas atspindi vadinamąsias dinamines charakteristikas. Gyventojų būklę apibūdina tokie rodikliai kaip gimstamumas, mirtingumas, asmenų atvykimas ir iškeldinimas, skaičius, augimo tempas. Šiuo atveju tikrai atsižvelgiama į laiką. Taigi gimstamumas – tai jaunų asmenų, gimusių per dieną, mėnesį ar metus, skaičius, o mirtingumas – tai mirčių skaičius per tą patį laikotarpį.

Populiacijų gimstamumas priklauso, viena vertus, nuo rūšies savybių, kita vertus, nuo aplinkos sąlygų. Didžiausias palikuonių skaičius, kurį vienas individas gali susilaukti per savo gyvenimą, vadinamas biotiniu rūšies potencialu. Jis skiriasi visoms rūšims. Dramblio patelė per savo gyvenimą atsiveda tik 5–6 dramblių jauniklius, o menkės kasmet padeda milijonus kiaušinėlių. Skirtingose rūšies populiacijose biotinis potencialas skiriasi. Pavyzdžiui, Maskvos srityje miško populiacijos pilkasis pelėnas vienoje vadoje dažniausiai atsiveda 5–7, kartais 9 jauniklius, o to paties pilkojo pelėnų ariamos populiacijos patelė – daugiau – 7–9. (kartais 13) jauniklių.

Biotinis potencialas visada yra didesnis rūšims, kurioms būdingas didelis mirtingumas, kitaip jos išnyktų nuo Žemės paviršiaus.

Dramblys augina ir saugo dramblių jauniklius kartu su visa banda, o menkė išleidžia savo kiaušinėlius į bangas, kur didžioji jų dalis suvalgoma arba miršta. Arimo pelėnų populiacijos individai patiria masinį mirtingumą nuimant ir ariant laukus, ko nebūna miško populiacijoje.

Vaisingumo ir mirtingumo pusiausvyra, taip pat individų įvežimas ar iškeldinimas iš esmės lemia gyventojų tankumą jo užimamoje teritorijoje. Esant palankioms sąlygoms, populiacijos augimas vyksta visada, ypač ryškus, kai rūšis kolonizuoja naujas, tinkamas daugintis vietas (78 pav.).

Populiacijos augimas naujoje buveinėje vyksta panašiai visoms rūšims. Teoriškai gyventojų skaičius gali augti neribotą laiką, didėti eksponentiškai. Tačiau iš tikrųjų tai niekada neįvyksta, nes kiekviena buveinė turi ribotus išteklius rūšiai gyventi. Šių išteklių suma apskaičiuojama kaip aplinkos pajėgumas. Pavyzdžiui, briedžiams, kurie minta šakelių maistu, lapuočių miškai su jaunais augimais - erdvesnė aplinka nei tamsūs spygliuočių miškai.

Jei populiacijos dydis viršys aplinkos keliamąją galią, prasidės masinė individų mirtis. Štai kodėl realus augimas Gyventojų skaičius nėra neribotas. Iš pradžių jis pagreitėja, o vėliau pradeda lėtėti ir palaipsniui sustoja. Stabilioje būsenoje populiacijos augimą balansuoja individų praradimai dėl mirtingumo ir migracijos. Ši augimo kreivė būdinga visų rūšių populiacijoms – nuo bakterijų iki žmonių. Lygis, kuriame sustoja gyventojų augimas, ne visada pasiekia aplinkos pajėgumą (79 pav.).

Daugelis populiacijų nustoja augti daug anksčiau, kol nėra išnaudoti visi tinkami ištekliai. Artėjančio „perprodukcijos“ pavojaus signalas

rūšių augimą tam tikroje buveinėje lemia gyventojų tankio padidėjimas. Vienas iš svarbiausių ir nuostabios savybės gyvoji gamta – gyventojų būklės priklausomybė nuo savo tankumo. Šią priklausomybę kiekvienoje rūšyje natūralioji atranka išsprendžia skirtingai.

Augaluose, didėjant tankiui, didėja tarprūšinė konkurencija ir savaiminis retėjimas. Silpniems augalams trūksta išteklių ir jie miršta.

Pas judrius gyvūnus tiesioginis kaimynų slopinimas nevyksta, o didėjant populiacijos tankumui suintensyvėja migracijos procesai, t.y.

kai kurių asmenų iškeldinimas į kitas teritorijas. Tai ypač aiškiai pasireiškia, pavyzdžiui, voverėms ar tundros graužikams - lemingams. Šių gyvūnų migracija po sėkmingo reprodukcijos įgauna masinių invazijų į kitas teritorijas pobūdį. Skėrių migracija didžiuliuose debesyse taip pat yra iškeldinimas už perėjimo teritorijų ribų.

Svarbus būdas reaguoti į gyventojų tankumo padidėjimą yra atidėti dauginimąsi iki visiško jo nutraukimo.

Populiacijos – tai ne tik individų suma, o sudėtingos viršorganizmo sistemos, galinčios reguliuoti savo skaičių ir racionaliai, tausiai naudoti aplinkos išteklius.

Šios savybės atsiranda remiantis natūraliais ryšiais tarp populiacijų narių.

Populiacijos dydžiai nuolat kinta, veikiami abiotinių ir biotinių veiksnių.

Faktoriai negyvoji gamta populiacijas veikia vienašališkai, jų įtakoje mirtingumas arba didėja, arba mažėja. Tarprūšiniai ir intraspecifiniai ryšiai (biotiniai veiksniai) priklauso nuo populiacijos tankio.

Didėjant tankumui, suaktyvėja priešų ir konkurentų veiksmai, kurie taip veikia kaip gyventojų tankumo reguliatoriai. Biocenozėse, kuriose gausu rūšių, kiekvienos rūšies populiacijų skaičius ir tankis svyruoja tik tam tikrose ribose, todėl populiacijos neauga, kol visiškai išsenka jų ištekliai. Tai ypač 3*. Apsvarstykite, kodėl išgyvena mažo vaisingumo populiacijos.

4. Nuo ko priklauso rūšies biotinis potencialas?

§ 56 Bendruomenės Natūralus rūšių sugyvenimas gamtoje vadinamas bendruomene arba biocenoze (iš graikų kalbos bios – „gyvybė“ ir koinos – „bendra“). Žmogus taip pat gali sukurti dirbtines biocenozes, pavyzdžiui, sodus, laukus, parkus, tačiau jos yra tvarios tik tada, kai yra pastatytos pagal gamtos dėsnius.

Vieta, kurią užima natūrali biocenozė, vadinama biotopu. Biotopų sąlygos daugiausia lemia rūšių atranką biocenozėje. Visi biocenozės nariai turi būti prisitaikę prie šio aplinkos veiksnių komplekso. Tarp jų didelę reikšmę turi abiotiniai veiksniai (klimatas, dirvožemis, reljefas, dirvožemio pobūdis, vėjai ir srovės).

Bendruomenės nariams ypač svarbi biotinė aplinka, ty sąlygos, kurios susidaro dėl čia gyvenančių rūšių buvimo. Visų pirma, tai maisto tiekimas per tiesioginius ar netiesioginius ryšius. Net ir augalams jų mineralinės mitybos sąlygos priklauso nuo daugelio dirvožemio mikrofloros rūšių, gyvūnų, grybų ir bakterijų, skaidančių negyvą kraiką, veiklos.

Aplinką formuojanti veikla ne mažiau reikšminga bendruomenės nariams įvairių tipų, dėl ko biotopo sąlygos keičiasi kitoms rūšims palankia kryptimi. Ypač svarbų vaidmenį atlieka sumedėjusios ir žolinės augalų rūšys, kurios sukuria ypatingas biocenozes – mišką, pievas, stepes.

Augalai sukuria ypatingą aplinką: mažina vėjo jėgą, keičia mikroklimatą, formuoja pavėsį, aprūpina deguonimi ir išgarina drėgmę, maitina vabzdžius, paukščius, gyvūnus, dirvoje susidaro kraiko sluoksnis. Visa tai leidžia egzistuoti daugeliui rūšių, kurios kitaip negalėtų įsitvirtinti šioje srityje.

Rūšys, kurios labiausiai įtakoja gyvenimo sąlygas bendruomenėje, vadinamos aplinkos formuotojais arba ugdytojais.

Pavyzdžiui, eglynuose stipriausias aplinkos formuotojas yra eglės, pelkėse – samanos, stepėse – tankios velėnos žolės, tokios kaip plunksninės žolės, eraičinai ir kt. Kartais pagrindiniai aplinkos formuotojai yra gyvūnai. Savo urveliais kiaunės, goferiai ir smiltpelės keičia augalijos sudėtį, dirvožemio drėgmę ir visą mikroreljefą, išlaikydamos dirvožemio drėgmę. Jų urvų mikroklimatas leidžia stepių bendruomenėse gyventi daugeliui vabzdžių, vorų, driežų ir kitų gyvūnų rūšių.

Bet kurios biocenozės sudėtis priklauso nuo konkurencinių santykių. Bendruomenėse koegzistuoja tik tos rūšys, kurios skirtingai naudoja panašius išteklius. Tai aiškiai pasireiškia, pavyzdžiui, sluoksniuota miško bendrijos struktūra. Medžiai, krūmai ir žolės savo ūgliais ir lapais užima skirtingas erdves (pakopas). Aukšti medžiai- viršutinė pakopa, krūmai - vidurinė, o žolelės - apatinė pakopa. Susisiekę su jais gyvūnai taip pat dedami į pakopas: viršutinės pakopos augalų vainikuose - paukščiai, voverės, o apatinėje - kiškiai, ežiukai, lapės, skruzdėlės.

Įvairių rūšių augalų lapai, esantys ant skirtingų aukščių, sugeria skirtingai saulės spinduliai, nes šviesos srautas, eidamas per miško bendrijos medžių ir krūmų vainikus, gerokai praranda savo intensyvumą. Todėl labiausiai šviesą mėgstančios medžių rūšys užima pirmąją, viršutinę, pakopą, o atsparios šešėliams – žemiausioje, žemės lygio pakopoje. Su tokiais įvairių savybių Augalų bendrijose yra daug rūšių, jos viena kitai netrukdo ir nekonkuruoja.

Daugybė gyvūnų bendruomenėse paprastai vengia konkurencijos pereidami prie įvairių rūšių maisto, rinkdami jį skirtingose vietose, skirtingais būdais ar skirtingais būdais. skirtingas laikas dienų, ribojant veisimosi, maitinimosi ir prieglaudos teritorijas.

Biocenozė gali apimti tiek rūšių, kiek jos naudoja išteklių atribojimo metodus.

Kiekviena rūšis atlieka savo vaidmenį bendruomenėje ir užima savo vietą. Tokia rūšies padėtis bendrijoje vadinama ekologine niša. Jis atspindi rūšies funkcinį dalyvavimą biocenozėje, vietą ir vaidmenį gyvenamojoje aplinkoje, santykius su kitomis rūšimis (81 pav.).

Ekologinė niša yra rūšies savybė, atspindinti jos vaidmenį daugelio biocenotinių ryšių sistemoje.

vadinami žemės ūkio ar miškų ūkio kenkėjais, veisiasi dideli kiekiai būtent dėl savo priešų ir konkurentų praradimo nuo biocenozės. Taigi, žmogaus veikla lemia kenkėjų atsiradimą.

Ne visos rūšys yra vienodai svarbios bendruomenėje. Kiekvienoje biocenozės organizmų grupėje (augalai, grybai, bakterijos, vabzdžiai, kirminai, paukščiai, žinduoliai) yra ir masyvių, daug rūšių, ir retų, mažų. Biocenozėse jie atlieka skirtingus vaidmenis.

Masinės rūšys sudaro bet kurios bendruomenės pagrindą, stuburą. Jie daugiausia lemia jo išvaizdą, palaiko pagrindinius ryšius ir sukuria buveinės sąlygas. Tokios rūšys vadinamos dominuojančiomis. Taigi žalias samanų eglynų miške, kaip rodo jo pavadinimas, pirmoje pakopoje vyrauja eglė, o žemėje – žalios samanos. Tarp paukščių tokiame eglyne vyrauja straubliukai ir zylės, o tarp smulkiųjų graužikų – stulpas. Biologai tipines natūralias biocenozes paprastai įvardija pagal jų dominuojančias augalų rūšis:

šilauogių pušynas, rūgštynių eglynas, plaukuotas viksvų beržas, plunksninės žolės stepė ir kt. Kiekvienoje biocenozėje vyrauja tam tikros gyvūnų rūšys.

Tačiau didžiausią įvairovę natūraliose bendrijose pasiekia ne plačiai paplitusios, o retos ir nedidelio skaičiaus rūšys. Tam tikru laikotarpiu jų skaičius gali padidėti. Dažniausiai taip nutinka, jei sezoninių ir oro sąlygų kintamumas pasirodo nepalankus pagrindinei dominuojančiai rūšiai. Taip palaikomas bendruomenės tvarumas. Užpildytos visos ekologinės nišos, pilnai išnaudojami aplinkos ištekliai.

Bendruomenė turi sudėtingą, bet gana natūralią rūšių struktūrą ir atskirų rūšių skaičių.

Retoms ir mažoms rūšims iškritus iš bendrijos, biocenozė išlaiko savo išvaizdą iki tam tikro laiko. Mažėjant rūšių įvairovei, jos stabilumas silpsta palaipsniui. Ženkliai sumažėjus smulkiųjų rūšių įvairovei, net ir nedideli, dominantams nepalankūs aplinkos pokyčiai lemia bendrijų naikinimą. Katastrofiškiausias dalykas biocenozėms yra ugdomųjų rūšių susilpnėjimas arba pašalinimas, kaip nutinka, pavyzdžiui, kertant mišką.

Paryškinti skirtingi tipai pagrindiniai rūšių prisitaikymai prie gyvenimo bendruomenėse. Pirmiausia jie buvo pastebėti augaluose ir pavadinti gyvenimo strategijomis.

Pirmojo tipo gyvybės strategija – galingą konkurencinį pajėgumą turinčios rūšys užima pagrindines bendruomenės pozicijas, naudojasi pagrindiniais ištekliais, slopina kitas rūšis ir dažniausiai yra dominuojančių rūšių dalis (pavyzdžiui, eglė, ąžuolas). Antrasis tipas – rūšys tenkinasi nedideliu išteklių kiekiu ir susigyvena su dominuojančiomis savybėmis; Kai ištekliai yra išlaisvinti, jie gali juos visiškai panaudoti, smarkiai padidindami jų skaičių. Trečiasis tipas - rūšys visiškai negali atlaikyti konkurencijos su kitais, tačiau jos turi galimybę greitai įsikurti dideliais kiekiais ir pirmosios užimti laisvas teritorijas.

Jie klesti ant jų, kol neatsiranda stipresnių konkurentų.

Žinios apie rūšių ypatybes ir biocenozių organizavimo dėsnius leidžia palaikyti natūralias bendrijas ir kompetentingai kurti žmonėms reikalingas dirbtines biocenozes.

1. Paaiškinkite sąvokos „ekologinė niša“ reikšmę.

2. Kokios rūšys vadinamos edifikatoriais?

Ar biocenozės ekologinių nišų skaičius priklauso nuo biotopo savybių?

Ar galimos biocenozės, sudarytos tik iš dominuojančių rūšių?

Kodėl didėjant rūšių įvairovei mažėja atskirų rūšių protrūkių tikimybė biocenozėse?

§ 57 Biogeocenozės, ekosistemos ir biosfera Kiekvienas gyvas organizmas yra susijęs su aplinka medžiagų ir energijos srautais, einančiomis per jo kūną. Vartodami ir išleisdami medžiagą ir energiją, gyvi organizmai daro įtaką savo aplinkai tuo, kad gyvena. Jos biotopo rezultatai, sukuriantys vientisą sistemą, vadinamą ekosistema.

Gyvybė Žemėje, suskirstyta į ekosistemas, be pertrūkių tęsiasi milijonus metų. Ekosistemos būna įvairaus dydžio, sausumos ir vandens: tvenkinys su gyventojais, ežeras, jūra, vandenynas, nedidelis miškas, visa taiga, stepė, dykuma – visa tai yra natūralios ekosistemos. Akvariumas, sodas, kviečių laukas – tai žmogaus sukurtos ekosistemos.

Sausumos ekosistemos, susijusios su vienalytės augmenijos sritimis, vadinamos biogeocenozėmis. Tai, pavyzdžiui, oksalių eglynas, žaliasis samanų eglynas, mišrių žolių beržynas, sfagninis pelkė, pieva, plunksninių žolių stepė ir kt.

Pavadinimas „biogeocenozė“ pabrėžia glaudų gyvų („bio-“) ir negyvų („geo-“) komponentų ryšį („cenozė“) tam tikroje srityje. žemės paviršiaus. Biogeocenozės doktriną ir patį terminą sukūrė žymus rusų botanikas V.N. Sukačiovas.

Žemėje yra daug ekosistemų. Esminė kiekvieno iš jų savybė – medžiagų cirkuliacija ir energijos srautai. Dėl didelio gyvų organizmų vaidmens medžiagų ciklas ekosistemose dažnai vadinamas biologiniu medžiagų ciklu.

Biologinis medžiagų ciklas yra pagrindinė ekosistemos egzistavimo sąlyga.

Medžiagų cirkuliacija biogeocenozėje vyksta dėl to, kad joje yra keturi vientisieji komponentai (82 pav.): 1) abiotinis komponentas (maisto medžiagų ir saulės energijos tiekimas); 2) gamintojai (kuriantys organines medžiagas); 3) vartotojai (vartojantys organines medžiagas); 4) skaidytojai (skaidančios negyvas organines medžiagas).

Maistinės medžiagos yra mineraliniai junginiai, naudojami organinių medžiagų sintezei. Gamintojai yra organizmai, kurie sukuria šias organines medžiagas ir kaupia jose spinduliuojamą Saulės energiją. Paprastai tai yra fotosintetiniai žalieji augalai ir kai kurie prokariotai (cianobakterijos).

Biogeocenozės (ekosistemos) yra stabilios tik tada, kai visi keturi jas sudarantys komponentai pakankamai pilnai palaiko medžiagų cirkuliaciją.

Medžiagų cirkuliaciją biogeocenozėse (ekosistemose) palaiko nuolatinis vis daugiau energijos dalių antplūdis. Nors pagal energijos tvermės dėsnį ji neišnyksta be pėdsakų, o tik pereina iš vienos formos į kitą, tačiau ekosistemose negali būti energijos ciklo. Išeikvota gyvybinei organizmų veiklai, jų sugeriama energija pamažu virsta šilumine forma ir išsisklaido supančioje erdvėje. Taigi ekosistemos veikla primena malūno rato žiedinį sukimąsi (medžiagų cirkuliaciją) srauniame vandens sraute (energijos srautas).

Ta pati medžiagos dalis ir joje esanti energija negali būti be galo perduodama per sudėtingą mitybos tinklą, jungiantį organizmus biogeocenozėje. Tiesą sakant, maisto tinklą sudaro trumpų maisto (trofinių) grandinių susipynimas - nuosekli organizmų, maitinančių vienas kitą, serija, kurioje galima atsekti pradinės energijos dalies sąnaudas. Kiekviena serijos nuoroda vadinama trofiniu lygiu.

Paimkime, pavyzdžiui, trumpą mitybos grandinę: kopūstas (pirmasis trofinis lygis) – ožka (antrasis trofinis lygis) – vilkas (trečias lygis). Ekologiniu požiūriu kopūstas yra gamintojas, ožka – pirmos eilės žolėdis, o plėšrus vilkas – antros eilės vartotojas. Atsekime, kaip šioje grandinėje eikvojama kopūsto galvoje surišta saulės energija, žinant, kad tik nedidelė gyvūno suvirškinto maisto dalis nukeliauja link kūno augimo, t.y.

nusėdo jo kūne. Likusi dalis išleidžiama medžiagų apykaitai palaikyti, reprodukcijai užtikrinti, o dalis pašalinama iš organizmo kaip nesuvirškinta.

Apskaičiuota, kad vidutiniškai apie 10% sugertos energijos atitenka augimui. Vadinasi, net mažiau nei dešimtadalis kopūsto galvoje esančios energijos pasiliks ožkos organizme, nes dalis kopūstų medžiagos nepasisavinama. Kai vilkas suėda ožką, ne daugiau kaip vienas procentas energijos, kuri buvo kopūsto galvoje, bus skirta jo kūno augimui.

Kiekvienoje paskesnėje maisto grandinės grandyje sulaikomos energijos kiekis sumažėja apie 10 kartų, o po 4-5 grandžių beveik visiškai išsenka. Ši vadinamoji aplinkosaugos „dešimties procentų taisyklė“ turi didžiulę praktinę reikšmę. Tai leidžia suprasti, kaip ekosistemoje vartojami produktai – per tam tikrą laiką augalų sukurta organinė medžiaga.

Norint sukurti 1 kg žolėdžių gyvūnų masės, sunaudojama 10 kartų daugiau saulės energijos nei sukurti 1 kg augalų masės.

Todėl mėsėdžių produktai yra 100 kartų brangesni.

Organinių medžiagų ir energijos perdavimas per maisto grandines vadovaujasi „dešimties procentų taisykle“.

„Dešimties procentų taisyklė“ gali būti grafiškai išreikšta vadinamųjų ekologinių piramidžių forma. Juose rodomas: į mitybos grandinę įtrauktų individų skaičius (skaičių piramidė), ekosistemos biomasė (bendra organizmų masė) (biomasės piramidė), apyvartoje dalyvaujanti energija (energijos piramidė). Apatinis laiptelis atitinka pirmąjį, trofinį lygį, o kiekvienas paskesnis žingsnis yra 10 kartų mažesnis už ankstesnį (83 pav.).

Žmonių visuomenė gyvena iš pirminės ir antrinės augalų ir gyvūnų produkcijos. Gyvūninės kilmės produktai ir gamtai, ir žmogui brangesni nei augaliniai. Todėl gyventojų bado problema skirtingos salys pirmiausia prasideda nuo antrinių produktų – gyvulinių baltymų, būtinų žmogaus mityboje, stokos.

Net ir pačiose stabiliausiose Žemės biogeocenozėse (ekosistemose) medžiagų ciklas nėra uždaras. Dalis medžiagos vėjų ir srovių nešama į reljefo įdubas ir migruoja kartu su paviršiniu nuotėkiu ir gruntiniu vandeniu. Dėl to visos sausumos ir vandenynų ekosistemos yra sujungtos į vieną pasaulinę ekosistemą – biosferą. Iš daugelio tarpusavyje susijusių ciklų susiformuoja per daugelį milijonų metų nusistovėjęs globalus biologinis medžiagų ciklas biosferoje, palaikantis gyvybės tvarumą planetoje.

Biosferos doktriną sukūrė V.I. Vernadskis. Biosferą jis apibūdina ne tik kaip gyvybės pasiskirstymo Žemėje zoną, bet ir kaip gyvybės visiškai transformuotą planetos dalį. Pasak Vernadskio, svarbiausių biogeninių elementų ciklus biosferoje sukuria organizmai. Jų dėka Žemės kriauklių cheminės medžiagos pakaitomis pereina iš negyvosios gamtos į gyvąją, o iš gyvosios vėl į negyvąją.

Todėl biosfera dar vadinama pasauline ekosistema. Biologinis ciklas prasidėjo nuo pirmųjų organizmų (koacervatų arba protobiontų) atsiradimo ir tęsiasi milijardus metų. Taip palaikoma biosferos gyvybė ir egzistavimas (84 pav.).

Biosfera kaip pasaulinė ekosistema yra natūralus Žemės planetos evoliucijos produktas. Kartu biosfera yra svarbiausia žmogaus gyvenimo ir ūkinės veiklos arena. Savo globaliu pasireiškimu biosfera veikia kaip milžiniška ekosistema, kuri augalų pagalba kaupia Saulės energiją ir paverčia ją gyvomis sistemomis, užtikrinančia gyvybės mūsų planetoje tęstinumą ir įvairovę.

Kaip „biocenozės“, „ekosistemos“ ir „biogeocenozės“ sąvokos yra susijusios viena su kita?

Kokia yra pagrindinė sąlyga, palaikanti ekosistemų egzistavimą?

3*. Pagalvok apie tai.

Ar ta pati rūšis gali būti skirtingų mitybos grandinių dalis?

Kodėl žmonės daugiausia veisia žolėdžius gyvūnus?

Kodėl maisto tinkle nėra pabaigos ir pradžios, o viduje maisto grandinės- Yra?

§ 58 Biogeocenozių raida ir kaita Biogeocenozės su subalansuota medžiagų cirkuliacija gali egzistuoti neribotą laiką, kol išorinės jėgos išmuš jas iš pusiausvyros. Išties tamsi spygliuočių taiga, plunksnų žolių stepės ir plačialapių ąžuolų miškai užėmė savo vietas tūkstančius metų po paskutinio apledėjimo, ir tik žmogaus veikla per pastarąjį šimtmetį labai pakeitė šiuos kraštovaizdžius.

Tuo pačiu metu gamtoje yra daug nestabilių biogeocenozių, kurios keičia kryptį net be jokios išorinės intervencijos. Negilūs ežerai seklūs ir užželia, vietoje šlapios pievos greitai atsiranda krūmynai, kerpes ant uolų pamažu keičia samanos, o vėliau – žolės, po jomis susidaro plonas dirvožemio sluoksnis. Visa tai yra nestabilių ekosistemų, kurių bendruomenėse sparčiai keičiasi rūšių sudėtis, pavyzdžiai.

Biogeocenozės vystymasis vyksta skirtingai nei organizmo vystymasis. Organizmo augimą ir sudėtingumą lemia jo paveldimumas, tai yra genai, įterpti į zigotą. Biogeocenozės atsiranda pagal kitą principą. Jie susidaro remiantis atsitiktine (spontaniška) aplinkoje esančių ir galinčių egzistuoti tam tikromis sąlygomis rūšių atranka. Taip atsirandanti rūšių sudėtis ilgą laiką neegzistuoja, bet keičiasi. Pokyčių procesas tęsiasi tol, kol susikuria bendruomenė, galinti išlaikyti subalansuotą apyvartą. Toks ekosistemos savaiminio vystymosi procesas vadinamas ekologine sukcesija (lot. successio – „tęstinumas“) (85 pav.).

sudėtingos mitybos grandinės, visos ekologinės nišos neužimtos, augaliniai produktai nevisiškai panaudojami vartotojų ir skaidytojų bei kaupiasi ekosistemoje. Čia apsigyvenusios naujos rūšys taip pat keičia aplinką, padarydamos ją netinkama sau, todėl greitai jas išstumia konkurentai. Dėl to atsiranda dar vienas vienos biogeocenozės pakeitimas kokybiškai kitokia, t.y.

Pasikeičia biogeocenozės. Šiame etape atsirandančios pionierių sistemos taip pat vadinamos nesubrendusios.

Biogeocenozių pasikeitimas – tai vienos biogeocenozės pakeitimas kita, kokybiškai skirtinga nuo ankstesnės.

Subrendusiose biogeocenozėse medžiagų apykaita subalansuota.

Antrinė arba atkuriamoji sukcesija prasideda po dalinio ekosistemų sutrikimo. Tokie pažeidimai atsiranda, pavyzdžiui, po miško gaisras, kirsti miškus, arti neapdorotas žemes. Tokiais atvejais sunaikinami ne visi ekosistemos elementai, išlieka gyvų organizmų suformuotas dirvožemis, išsaugomos sėklos, šakniastiebiai, sporos, išgyvena kai kurios gyvūnų rūšys.

Atkuriamieji paveldėjimai vyksta kiek kitaip nei pirminiai, tačiau jie taip pat lemia stabilių, brandžių biogeocenozių susidarymą.

Pirminės sukcesijos laikas gamtoje skaičiuojamas šimtais metų, antrinės sukcesijos vyksta kiek greičiau. Pavyzdžiui, europinės Rusijos dalies eglynai atsikuria po kirtimų per 60–80 metų, pereidami laikinų bendrijų – krūmų ir smulkialapių miškų – tarpsnius.

Kartu su didelio masto ir ilgalaikiais paveldėjimo būdais gamtoje atsiranda daug mažos ir trumpalaikės paveldėjimo. Apaugę, taip pat išgyvena daugybę etapų, yra žemiškas kurmių išmetimas, medžių nuolaužos miške, vynmedžiai stepėse, išdžiūvusių balų dugnas, tvenkiniai ir kt. Kartu su augmenija šiose vietose gyvūnai ir bendruomenės mikrobų populiacija keičiasi. Tokios mažos sukcesijos nuolat vyksta didelėse stabiliose biogeocenozėse, atkuriant jose vietinius trikdžius ir išlaikant ekosistemų vientisumą bei stabilumą.

Ekologinė sukcesija yra natūralių ekosistemų vystymosi, savitarnos ir atkūrimo mechanizmai.

Ekologinio paveldėjimo dėsnių supratimas yra svarbus daugeliui žmogaus veiklos aspektų. Turėtumėte žinoti, kad biogeocenozė negali vienu metu būti labai stabili ir kaupti pirminės produkcijos perteklių. Kuriant dirbtines ekosistemas (laukus, sodus ir daržus), reikia suprasti, kad jos yra itin nestabilios ir reikalauja nuolatinio žmogaus palaikymo: arimo, trąšų, sėjos, laistymo ir kt. Šis nestabilumas pasireiškia kenkėjų protrūkiais ir piktžolių atakomis, tiek dirvožemio erozijai ir mineralinių junginių išeikvojimui. Jei laukas kitais metais nebus persėtas, jis greitai virsta viržynu, o vėliau – pieva ar krūmynu.

Sodai ir laukai kraštovaizdyje turėtų būti kaitaliojami su miškais, selynais, velėnomis vietovėmis, tvenkiniais ir kitokiomis natūraliomis biogeocenozėmis, suteikdamos visą įvairovę, kuria grindžiamas biosferos natūralios aplinkos stabilumas.

1. Kaip paveldėjimas pasireiškia gamtoje?

2*. Dėl kokių priežasčių vyksta bendruomenės saviugda?

3*. Pagalvok apie tai.

Ar gamta taps skurdesnė ar praturtėjusi, jei manysime, kad visas nestabilias bendruomenes pakeis tvarios?

Kokia nauda žmogui? nesubrendusios bendruomenės?

§ 59 Pagrindiniai gyvosios gamtos tvarumo dėsniai Žmonės turi suprasti, kuo grindžiamas populiacijų, bendruomenių ir ekosistemų tvarumas, kad galėtų subalansuoti savo veiklą su gamtos dėsniais.

Įvardinkime kai kuriuos svarbiausius aplinkos modelius, padedančius išlaikyti tvarumą: cikliškumas, neigiamas Atsiliepimas, biologinė rūšių įvairovė.

Cikliškumas (gr. kyklos – „cirkuliacija“), t. y. pakartotinis maisto medžiagų naudojimas, yra biologinio ciklo pagrindas, nuo kurio priklauso ekosistemos stabilumas (biogeocenozė) (86 pav.).

Vandenilis, deguonis, anglis, azotas, fosforas ir kiti biogeniniai elementai biosferoje patiria nuolatinę ir pasikartojančią migraciją tarp organizmų kūnų ir fizinės aplinkos. Šiandien gyvenančių žmonių kūne yra atomų, kurie buvo senovės stegocefalų, dinozaurų, ankstyvųjų paukščių ir mamutų kūno dalis.

Cikliškai naudojant ribotas atsargas medžiagas jos praktiškai neišsenka. Tuo remiasi gyvenimo amžinybė. Priešingu atveju, išnaudojusi visus turimus išteklius, ji jau seniai būtų išmirusi Žemėje.

Neigiamas grįžtamasis ryšys yra tai, kad nukrypimai nuo normalios sistemos būklės sukelia joje pokyčius, kurie pradeda neutralizuoti šiuos nukrypimus. Dėl to atsiranda reguliavimas, t.y. sistema grįžta į ankstesnę normą.

Visų sudėtingų biologinių sistemų savikontrolė grindžiama neigiamais atsiliepimais.

Čia žmogus pažeidžia neigiamą grįžtamąjį ryšį, kuris yra įprastinės rūšių sąveikos pagrindas.

Galingiausias ekosistemos stabilumo mechanizmas (biogeocenozė) slypi biologinėje rūšių įvairovėje. Gyvai gamtai galioja įvairovės principas, nes Žemėje nėra dviejų visiškai vienodų ne tik rūšių ar bendrijų, bet ir individų. Natūrali atranka veikia individų kintamumo pagrindu, o rūšių įvairovės pagrindu formuojasi bendrijos, ekosistemos.

Rūšių įvairovė leido gyvybei kolonizuoti visus biosferos „kampus“ ir egzistuoti visuose geografinės platumos, visų tipų klimato sąlygomis, vandenynų ir dirvožemio sluoksnių gelmėse.

Biologinis medžiagų ciklas reikalauja, kad dalyvautų rūšys, turinčios tiesiogiai priešingas funkcijas. Akivaizdu, kad gyvybės aušroje egzistavo pirminių organizmų įvairovė, kitaip biologinis ciklas negalėjo atsirasti.

Rūšių įvairovė leidžia joms kurti bendrijas, užimti visas ekologines nišas ir taip maksimaliai išnaudoti aplinkos išteklius. Biogeocenozėse, kaip matėme, tarp rūšių susidaro savotiškas „darbo pasidalijimas“, jų tarpusavio papildomumas ir tai stabilizuoja biogeocenozę.

Be abipusio papildomumo, biologinė įvairovė užtikrina abipusį rūšių pakeitimą ekosistemose. Atskiras rūšis gali pakeisti jų konkurentai, nepakenkiant bendrai ekosistemos sveikatai. Bet kurios rūšies išnykimas iš bendrijos taip pat gali praeiti beveik be pėdsakų, jei tai nepaliečia pagrindinių aplinkos formuotojų. Kadangi panašių reikalavimų rūšių ekologinės nišos gali iš dalies sutapti, vienos iš jų išnykimas biogeocenozei nepavojingas. Jos funkcijas vienu metu gali atlikti kelios rūšys pagal konkurencinio paleidimo taisyklę. Tačiau tai įmanoma, jei ekosistemoje yra daug rūšių.

Svarbiausi procesai ekosistemose turi daugybinį palaikymą, t.y.

Įvairių rūšių veikla gali duoti panašių rezultatų.

Pavyzdžiui, šioje svarbi funkcija, skaidant negyvas organines medžiagas, vienu metu dalyvauja daugybė organizmų grupių, turinčių didelę rūšių įvairovę: bakterijos, grybai, pirmuonys, apvalieji ir anelidai, nariuotakojai. Daugumoje dirvožemio tipų sliekai vaidina lemiamą vaidmenį šiuose procesuose. Tačiau Kanadoje, didžiojoje jos teritorijos dalyje, nėra sliekų, tačiau ten susidaro ekosistemos, savo išvaizda ir ciklų pobūdžiu panašios į europietiškas.

Biologinė rūšių įvairovė - būtina sąlyga ir pirminės bei atkuriamosios paveldėjimo eigai. Viena iš sukcesijos proceso stabdymo didžiuliuose žmonių trikdomuose plotuose priežasčių yra maža gretimų teritorijų rūšių įvairovė, trūksta reikiamų augalų rūšių sėklų ir juos lydinčių gyvūnų – apdulkintojų, skaidytojų ir kt.

Be rūšių įvairovės, bendrijos nesikeičia link stabilių ekosistemų (biogeocenozių).

Taigi gamtos stabilumas grindžiamas aiškiai apibrėžtais gamtos sistemų sudėties ir dinamikos dėsniais, kurių žmonės neturi teisės ignoruoti, nes tai prieštarauja jų pačių gerovei.

1. Įvardykite pagrindinius ekosistemos stabilumo dėsnius.

2. Paaiškinkite, kokią vertę turi rūšių biologinė įvairovė biogeocenozėje.

3*. Pagalvok apie tai.

Kodėl cheminiai elementai nuolat dalyvauja biologiniame cikle, bet tai neįvyksta su energija?

Ar pramonėje žmonės naudojasi gamtoje įprastu cikliškumu?

Kaip neigiamas grįžtamasis ryšys palaiko ekosistemos stabilumą?

§ 60 Racionalus gamtos naudojimas ir jos apsauga Daugelį amžių žmonija gamtą traktavo kaip beveik neišsenkantį gerovės šaltinį. Arti daugiau žemės, nupjauti daugiau medžių, išgaunant daugiau anglies ir rūdos, tiesiant daugiau kelių ir gamyklų buvo laikoma pagrindine laipsniško vystymosi ir gerovės siekimo kryptimi.

Jau senovėje, prasidėjus žemdirbystei ir gyvulininkystei, žmogaus veikla lėmė didelių ekosistemų pokyčius ir didelių teritorijų niokojimą.

Didelių plotų arimo sukeltos dulkių audros pakėlė ir išnešė derlingus dirvožemio sluoksnius JAV, Ukrainoje, Kazachstane. Dėl miškų kirtimo miškai seklūs laivybai tinkamų upių. Sauso klimato vietovėse per didelis laistymas sukėlė dirvožemio įdruskėjimą. Stepių regionuose plito daubos, plėšdamos iš žmonių derlingas žemes. Užteršti ežerai ir upės virto nuotekų tvenkiniais.

XX amžiaus viduryje jau tapo akivaizdu, kad aplinkos trikdžiai, kuriuos sukelia antropogeninis poveikis, turi ne tik vietinę, bet ir planetinę reikšmę. Iškilo klausimas apie planetos ekologinio žmogaus egzistavimo galimybių ribas.

Gyventojų skaičiaus augimas ir technogeninis gamtos naudojimo pobūdis lėmė aplinkosaugos pažeidimų grėsmę ne tik atskiroms valstybėms ir šalims, bet ir visai biosferai. Keičiasi planetų medžiagų apykaitos ciklai. Dėl to žmonija susidūrė su daugybe pasaulinių aplinkos problemų, kurias sukėlė antropogeninis poveikis aplinkai. Įvardinkime kai kuriuos iš jų.

Gamtos išteklių išeikvojimas. Ištekliai, kuriais gyvena žmonija, skirstomi į dvi kategorijas: atsinaujinančius (dirvožemis, augmenija, laukinė gamta) ir neatsinaujinančius (rūdos ir iškastinio kuro atsargos). Atsinaujinantys ištekliai yra pajėgūs atsigauti, bet, žinoma, jei jų suvartojimas neviršija kritinių ribų. Dėl intensyvaus vartojimo pastebimai sumažėjo išteklių.

Iš atsinaujinančių išteklių labai nukentėjo dirvožemis, miškai ir medžiojamieji gyvūnai. Miškų plotas planetoje sparčiai mažėja, šiuo metu kasmet po 2 proc. 2/3 žmonių jau sumažino natūralūs miškai. Mūsų akyse naikinami unikalūs atogrąžų miškai Pietų Amerikoje ir Afrikoje. Jie gali visiškai išnykti per 2–3 dešimtmečius kartu su savo turtinga laukine gamta. Sibiro taiga, esant dabartiniam eksploatavimo būdui, taip pat gali būti pažeista per ateinančius 40–50 metų. Žuvų ištekliai upėse ir vandenynuose smarkiai sumažėjo. Menkių, lašišų populiacijos, eršketų žuvys, daug silkių, banginių. Dirvožemio praradimas įgavo milžiniškus mastus dėl įdruskėjimo ir erozijos – derlingojo sluoksnio sunaikinimo ir pašalinimo vandeniu ir vėju. Abu atsiranda dėl netinkamos žemės ūkio praktikos. Kasmet prarandama dešimtys milijonų hektarų vertingų gamtinių žemių.

Aplinkos tarša. Kaip rezultatas pramoninės gamybos Didžiulis kiekis kenksmingų medžiagų patenka į atmosferą, vandenį ir dirvožemį kaip atliekas, kurių kaupimasis kelia grėsmę daugumos rūšių, įskaitant žmones, gyvybei.

Galingas taršos šaltinis yra šiuolaikinė žemdirbystė, kuri prisotina dirvą per dideliu kiekiu trąšų ir nuodų kovai su kenkėjais.

Biologinės įvairovės mažėjimas. Dėl žmogaus kaltės gyvūnų ir augalų rūšių įvairovė šiuo metu katastrofiškai mažėja. Kai kurios rūšys išnyko dėl tiesioginio naikinimo (keleivinis balandis, laukiniai aurochai, Steller jūrinė karvė ir kt.). Staigūs natūralios aplinkos pokyčiai ir buveinių naikinimas pasirodė esąs daug pavojingesnis. Dėl šios priežasties 2/3 esamų rūšių gresia mirtis. Dabar antropogeninio gamtos skurdimo tempai tokie, kad kasdien nyksta kelios gyvūnų ir augalų rūšys. Žemės istorijoje rūšių nykimo procesus balansavo rūšių susidarymo procesai.

Šiuo metu evoliucijos tempai pasirodė nepalyginami su griaunančia žmonių įtaka planetos rūšių įvairovei.

Žmogaus veiklos sukelti pokyčiai biosferoje kelia grėsmę pirmiausia pačiai žmonijai. Laukinė gamta apskritai yra tokia galinga jėga, kad atsigauna po rimčiausių nelaimių Žemėje. Tačiau kartu kinta jos formos, keičiasi ekosistemų būklė. Prie to prisitaikyti negalinčios rūšys išnyksta. Žmonija taip pat yra prisitaikiusi prie tam tikros biosferos būklės – oro, vandens, dirvožemio, augalijos sudėties, klimato režimo ir išteklių prieinamumo. Aplinkos kokybės keitimas prives žmoniją į mirtį.

Žmogus, skirtingai nei kitos rūšys, turi intelektą ir geba sąmoningai pertvarkyti savo veiklą.

Šiais laikais visuomenė pradėjo pripažinti pasaulines grėsmes aplinkai. Aplinkai kompetentingas, racionalus gamtos išteklių naudojimas yra vienintelis įmanomas žmonijos išlikimo būdas. Neįmanoma užtikrinti išlikimo be aplinkos mokslo plėtros. Tai leidžia suprasti, kokiais būdais reikia kurti santykius su gamta įvairiose žmogaus veiklos srityse.

Be to, per daugelį amžių įvairios tautos sukaupė didelę neišsenkamos, atsargus požiūris gamtinei aplinkai naudojant jos išteklius. Ši patirtis buvo iš esmės pamiršta ir atmesta prasidėjus mokslo ir technologijų revoliucijai, tačiau dabar ji vėl patraukia dėmesį. Kas man teikia vilties, yra tai šiuolaikinė žmonija apsiginklavęs mokslo žiniomis. Pagrindinis sunkumas yra tas, kad siekiant užkirsti kelią globalinėms aplinkos katastrofoms ir užtikrinti racionalų gamtos naudojimą, būtina daugelio žmonių grupių, visų pasaulio valstybių ir individų koordinuota veikla.

Reikalingas kiekvieno žmogaus sąmonės pertvarkymas, senų gamtos išnaudojimo formų atmetimas, nuolatinis jos rūpinimasis, perėjimas prie naujų technologijų pramonėje ir žemės ūkyje. Visa tai neįmanoma neinvestuojant didelių pinigų sumų, visuotinio aplinkosauginio sąmoningumo ir gilių žinių kiekvienoje sąveikos su gamtine aplinka srityje.

Visuotinis aplinkosauginis švietimas tampa vienu pagrindinių to meto reikalavimų.

Todėl tiek dabartinės, tiek ateities kartos laukia intensyvi sąmoninga kova už koordinuotą žmonių veiklą siekiant išsaugoti biosferą, už pramonės ir žemės ūkio pertvarką aplinkosauginiais pagrindais, už naujų teisės aktų, naujų moralės normų įvedimą, formavimą. ekologinė kultūra vardan tolesnio žmonijos vystymosi ir klestėjimo Žemėje.

1. Kokios žmogaus veiklos formos pažeidžia pagrindinius gamtos tvarumo dėsnius?

3. Kaip kiekvienas žmogus turėtų elgtis gamtoje, kad išlaikytų ekosistemos tvarumą?

Laboratorinis darbas Nr.7 (žr. priedą, p. 234).

Žemėje yra keturios kokybiškai skirtingos gyvybės aplinkos. Visuose juose gyvena gyvos būtybės, kurios tam tikru būdu prisitaiko gyventi savo aplinkoje. Ekologiniai aplinkos veiksniai kontroliuoja organizmų gyvybinę veiklą.

Organizmų egzistavimas priklauso vienas nuo kito, ypač mitybos, dauginimosi ir išsidėstymo biotopuose atžvilgiu. Paprastai rūšys patenka į biocenozes populiacijų pavidalu. Biocenozės vienybė su biotopu sudaro natūralią sistemą, kuri vadinama biogeocenoze arba ekosistema. Būdinga ekologinės sistemos savybė yra biologinis medžiagų ir energijos srautų ciklas.

Vandens ir sausumos ekosistemų (biogeocenozės) visuma reprezentuoja biosferą – globalią, žemišką ekosistemą. Jos tvarumas labai priklauso nuo racionalios žmogaus gamtotvarkos veiklos, jo ekologinės kultūros, atsakomybės už tolesnę gyvybės Žemėje plėtrą ir žmonijos klestėjimo suvokimo.

Išbandykite save 1. Koks yra gyvosios medžiagos vaidmuo biosferos evoliucijoje?

2. Pagal kokius dėsnius vyksta biogeocenozių savaiminė raida?

3. Kokį vaidmenį biogeocenozėje atlieka medžiagų ciklas?

4. Kodėl ir biogeocenozė, ir biosfera vadinama ekosistema?

5. Įvardykite pagrindines aplinkos veiksnių grupes.

6. Apibūdinkite sąvokų „gyventojų skaičius“, „skaičius“, „gyventojų tankumas“ skirtumus.

7. Kodėl vyksta biogeocenozių kaita?

Diskusijos problemos 1. Kokie turėtų būti žmogaus veiksmai, siekiant padidinti natūralių ir dirbtinių ekosistemų produktyvumą?

2. Paaiškinti, kas yra draugiška aplinkai gamyba ir aplinką tausojantys gaminiai.

3. Ką siūlytumėte daryti siekiant sumažinti oro taršą?

Pagrindinės Gyvenamosios aplinkos sampratos. Aplinkos faktoriai. Biocenozė. Biogeocenozė. Biosfera.

Ekosistema. Biologinis medžiagų ciklas. Mitybos grandinė. Skaičius.

Tankis. Biogeocenozių kaita. Ekologija.

Išvada Taigi, jūs baigėte studijuoti kursą „Bendrosios biologijos pagrindai“. Esate įsitikinęs, kad kursas apima daugybę klausimų iš skirtingų ne tik biologijos, bet ir susijusių mokslų sričių – geografijos, fizikos, chemijos. Tai rodo, kad gyvenimas yra toks gamtos reiškinys yra labai sudėtingas ir reikalauja daugiašalio jo savybių atskleidimo.

Gyvybės atsiradimas Žemėje, didžiulės rūšių įvairovės vystymasis, daugybės didelių gyvų būtybių grupių išnykimas planetos istorijoje – šie ir kiti įvykiai dar nėra iki galo išaiškinti biologijos moksle. Problemos, kurias sukelia aplinkos problemos, taip pat reikalauja skubių sprendimų:

žmogaus sukeltas staigus biologinių išteklių sumažėjimas, spartus biologinės įvairovės mažėjimas, daugelio rūšių buveinių naikinimas ir kt.

Jūs taip pat turite dalyvauti sprendžiant šias problemas. Ir tam reikia gerai žinoti gamtos gyvenimo dėsnius, jos galimybes ir tendencijas.

XX amžiuje nes biologija kaip mokslas buvo nepaprastai vaisingas. Atskleidžiama daug esminių gyvenimo dėsnių. Nustatyti pagrindiniai evoliucijos proceso, paveldimumo perdavimo ir dauginimosi, fotosintezės ir kvėpavimo bei biosferos egzistavimo mechanizmai. Atlikti unikalūs ląstelių sandaros ir savybių atradimai, nustatyta nukleorūgščių struktūra ir savybės, atskleistas gyvybės molekulinis pagrindas, įrodyta žmonių kilmė iš gyvūnų, antropogenezės etapai. nustatyta. Sukurtos fundamentinės teorijos: apie kultūrinių rūšių kilmės centrus, gyvybės atsiradimą Žemėje, apie biogeocenozes, ekosistemas ir biosistemas, gyvosios medžiagos struktūrinius organizavimo lygius, jų funkcionavimą, sandarą ir vystymąsi bei apie daugelį kitų reiškinių. gyvenimą.

Aplinkos medicinos Žmogaus biologijos ir ekologijos katedra Khandogiy A.V., Prishchepchik O.V. Baltarusijos Respublikos gyvūnų ištekliai Paskaitų kursas Minskas 2013 UDC BBK X Rekomenduoja publikuoti NMS MSEU pavadintas po. PRAGARAS. Sacharovas (2012 m. protokolo Nr.) Autoriai: Ph.D., docentas, Žmogaus biologijos ir ekologijos katedros docentas A.V. Khandogy biologijos mokslų kandidatas, docentas, docentas...“

„Dvoretskis A.G., Dvoretskis V.G. Makrosimbiontų ir užsiteršusių organizmų rūšinė sudėtis. UDC 577.472, 595.384(268.45) Karalinio krabo makrosimbiontų ir užteršimo organizmų rūšinė sudėtis Barenco jūros pakrantės zonoje (Dalnezelenetskaya įlanka) 2010 m. A.G. Dvoretskis, V.G. Dvoretskio Murmansko jūrų biologijos instituto KSC RAS Santrauka. 2010 m. liepos mėn. Dalnezeleneckos įlankoje (Barenco jūra) buvo atliktas su Kamčiatkos krabu susijusių organizmų bendrijos tyrimas. Ant krabų buvo rasti 39 taksonai...“

« žemės ūkio mokslai PAGRINDINIAI ALIEJINIŲ AUGŲ TYRIMO DARBŲ REZULTATAI (IKI VNIIMK 100-MEČIŲ) Krasnodaras 2012 1 UDK 633.85:631.52:631.5 Autorių grupė Pagrindiniai aliejinių augalų tyrimo darbo rezultatai V100-mečiui (iki leidinio V100-mečiui) papildo visos Rusijos istorijos kroniką...

"1. Disciplinos įsisavinimo tikslai. Išstudijuokite pagrindinius paleontologijos, stratigrafijos raidos etapus ir paleontologinių bei stratigrafinių idėjų apie pirmaujančius iškastinių organizmų kompleksus raidą, stratigrafines ir geochronologines skales, sužinokite apie pasaulinį evoliucijos modelį. Žemės pluta o Žemės biosfera, kaip paleontologinės ir stratigrafinės analizės pagrindas, sužino apie svarbiausius išnykusiųjų gyvensenos ir egzistavimo sąlygų analizės dėsningumus ir principus...“

„Tarptautinė vandenynų atlasų serija, 2 tomas Arkties jūrų biologinis atlasas 2000 Pasaulio okeanografijos duomenų centras, Sidabrinio pavasario tarptautinis vandenynų atlasas, 2 tomas NOAA atlasas NESDIS 39 BIOLOGINIS ARKTIES JŪROS ATLASAS 2000: Barenco ir Karos jūrų planktonas G Matišovas, P. Makarevičius, S. Timofejevas, L. Kuznecovas, N. Družkovas, V. Larionovas, V. Golubevas, A. Zujevas, N. Adrovas, V. Denisovas, G. Iljinas, A. Kuznecovas, S. Denisenko, V. Savinovas, A. Šavykinas (Murmansko jūrų biologijos institutas,..."

„SMEGENŲ STRUKTŪRŲ MORFOLOGINIS TYRIMAS ADRENALEKTOMIJOS SĄLYGOMIS ALŽEIMERIO LIGOS AMILOIDINIU MODELIU Biologijos mokslų kandidato mokslo laipsniui gauti disertacijos SANTRAUKA Humanitarinių mokslų ir higienų mokslų specialybės 03.00. .,... `.,... ......."

„Kirovo srities Vyriausybės Kirovo srities ekologijos ir gamtos išteklių valdymo departamentas Dėl Kirovo srities aplinkos būklės 2013 m. Regioninė ataskaita Kirovo 2014 1 Dėl aplinkos būklės Kirovo sritis 2013 m.: Regioninė ataskaita / Generalinė redakcija A.V. Albegova. – Kirovas: Sudarė: G.V. Akparisova, T.Ya. Ašikhmina, R.G. Akhmadullinas, N.V. Bakuleva, L.L. Balakhnicheva, A.S. Barancevas, E.A. Belousova, T.V. Bratuchina, V.I. Buzmakovas, V. Ju. Bukinas, A.L. Burkovas, I.M....

„78 EKOLOGIJOS IR DOCONSERVACIJOS UDC504.06+504.45+51-76+573.7+574.5 GEOSISTEMŲ EKOLOGINIO INTEGRUOTUMO INTEGRALINIO VERTINIMO METODOLOGIJOS KŪRIMAS Dmitrijevas V.kreiev. , 1 Frolova A.D., 1Kozheko Yu.R. 1 Sankt Peterburgo valstybinis universitetas, Sankt Peterburgas; 1 ITSC LLC, Sankt Peterburgas, el. [apsaugotas el. paštas] 2 Autoriaus geosistemų ekologinio vientisumo (EKG) integralaus vertinimo metodikos kūrimas svarstomas integralaus aplinkos vertinimo pavyzdžiu...“

„www.ctege.info B1 Ląstelė kaip biologinė sistema 2.1. Ląstelių teorija, pagrindinės jos nuostatos, vaidmuo formuojant šiuolaikinį gamtos mokslų pasaulio vaizdą. Žinių apie ląstelę plėtojimas. Organizmų ląstelinė sandara, visų organizmų ląstelių sandaros panašumas yra organinio pasaulio vienybės pagrindas, gyvosios gamtos giminystės įrodymas Pagrindiniai terminai ir sąvokos, patikrinti egzamino darbe: vienybė organinis pasaulis, ląstelė, ląstelių teorija, ląstelės teorijos nuostatos. Mes jau..."

„NAUJŲ AUGŲ BALTYMŲ VERTĖ EUROPOS ŠIAURĖS SĄLYGOMIS (teorinis pagrindimas ir praktinis įgyvendinimas) Timofejevas N.P. KH BIO, Koryazhma, Rusija Įvadas Baltymai yra svarbiausias komponentas maisto produktai, iš visų rūšių, kurių svarbiausi yra baltymai (paprasti baltymai). Augalų sintezuojamus ir sukauptus baltymus gyvūnai paverčia mėsoje, piene, kiaušiniuose esančiais baltymais arba žmonės juos tiesiogiai naudoja per duoną, grūdus ir daržoves. Gyvų organizmų funkcionavimas...“

„Bioversity International/UNEP-GEF projektas in situ/On ūkių išsaugojimas ir agrobiologinės įvairovės naudojimas (vaisinės kultūros ir jų laukiniai giminaičiai) Centrine Azija I. V. Soldatovas, M. K. Turdieva Rekomendacijos sodų sodinimui ūkiuose Biškekas – 2010 2 Šiame leidinyje pateikiami regioninio projekto In situ/On ūkių išsaugojimas ir agrobiologinės įvairovės naudojimas rezultatai. vaisinės kultūros ir jų laukiniai giminaičiai) Vidurinėje Azijoje. Projektas vykdomas penkiose šalyse...“

„FHPP variklio valdikliui CMMP-AS-.-M3 Aprašymas Festo sukurtas profilis lauko magistralės judėjimo ir padėties nustatymo sistemoms: – CANopen – PROFINET – PROFIBUS – EtherNet/IP – DeviceNet – EtherCAT su sąsaja: – CAMC-F-PN – CAMC-PB – CAMC-F-EP – CAMC-DN – CAMC-EC variklio valdikliui CMMP-AS-.-M 1205NH CMMP-AS-.-M Originalios naudojimo instrukcijos vertimas GDCP-CMMP-M3-C-HP - RU CANopen®, PROFINET®, PROFIBUS®, EtherNet/IP®, STEP 7®, DeviceNet®, EtherCAT®, TwinCAT®,..."

„UDC 592 (075) BBK 28.691/692я73 D53 Elektroninis edukacinis ir metodinis kompleksas disciplinoje Biologinės įvairovės mokslai: bestuburių zoologija buvo parengtas įgyvendinant federalinės valstybės aukštojo profesinio mokymo įstaigos plėtros programą Sibiro federalinis universitetas (SFU) 2007–2010 m. Recenzentai: Krasnojarsko srities mokslo fondas; Sibiro federalinio universiteto ekspertų komisija edukacinių ir metodinių disciplinų kompleksų rengimui Dmitrienko, V.K. D53...“

„RF ULYANOVSK FEDERALINĖ MIŠKO AGENTŪRA FSUE ROSLESINFORGO MIŠKININKYSTĖ NOVOSPASSKY MIŠKŲ MINISTERIJOS MIŠKININKYSTĖS, APLINKOS VALDYMO IR EKOLOGIJOS ULYANOVSK REGIONO MINISTERIJOS NUOSTATAI Star02.2.2. 3 TURINYS Nr. Skyrius Puslapio pavadinimas Įvadas 1 skyrius Bendra informacija Trumpas miškų ūkio aprašymas 1.1 Miškų ūkio teritorijos pasiskirstymas tarp savivaldybių Miškų ūkio vieta 1.3...“

Sankt Peterburgo VALSTYBINIO UNIVERSITETO JŪRŲ BIOLOGINĖS STOTIES X MOKSLINĖ SESIJA Sankt Peterburgas 2009 m. SANKT PETERBURGO VALSTYBINIO UNIVERSITETO BIOLOGINĖS IR DIRVOŽEMIO FAKULTETAS X ST. STRGALINIO PETERVERSIO STOTIES MOKSLINĖ SESIJA Vasaris. , 2009 SANTRAUKOS Sankt Peterburgo valstybinio universiteto IBC organizacinio komiteto X sesija visų dalyvių vardu...“

„Pelno nesiekianti organizacija Maskvos universitetų asociacija Valstybinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga Rusijos valstybinis medicinos universitetas Federalinės sveikatos ir socialinės raidos agentūros Mokslinė ir informacinė medžiaga serija Rusijos valstybinio medicinos universiteto Medicinos ir biologijos fakultetas MEDICINOS IR BIOLOGINIO IŠSIlavinimo LYGIS RGMU. BIOFIZIKO VIETA IR VAIDMUO SVEIKATOS PRIEŽIŪROS SISTEMOJE IR DARBO RINKOJE ŠIUOLAIKINĖMIS SĄLYGOMIS Vadovas...“

„Rusijos Federacijos federalinės miškų agentūros Uljanovsko federalinės valstybinės vieningos įmonės Roslesinfordo miškų ūkio nuostatai Uljanovsko srities Miškų ūkio, gamtos valdymo ir ekologijos ministerijos direktoriaus R.M. Gareev vyriausiasis inžinierius N.I. Starkov Uljanovskas 2012 3 TURINYS Nr. Skyrius Puslapio pavadinimas Įvadas 1 skyrius Bendra informacija Trumpas miškininkystės aprašymas 1.1. Miškų ūkio teritorijos pasiskirstymas pagal savivaldybes 1.2. dariniai Miškų ūkio vieta...“

"39. Khrisanfova E.N. 2000. Morfotipas Sungir 1 ekologiniu ir evoliuciniu aspektu // Homo sungirensis. Aukštutinio paleolito žmogus: ekologiniai ir evoliuciniai tyrimų aspektai. M. C. 345-350. 40. Jenkin F. 1867. Rūšių kilmė. Art. I. // Šiaurės Brit. Rev. t. 46. P. 277-318. 41. Rukhlenko I.A. 2007. Bendrosios organizmų išlikimo strategijos kaip makroevoliucijos ir Žemės biologinės įvairovės atsiradimo priežastis // Volžskio universiteto pavadintas biuletenis. V.N. Tatiščiova. Ser. Ekologija. t. 7. Toljatis. SU...."

"SU. G. Rudnevas, N. P. Soboleva, S. A. Sterlikovas, D. V. Nikolajevas, O. A. Starunova, S. P. Černychas, T. A. Eriukova, V. A. Kolesnikovas, O. A. Melničenko, E. G. Ponomareva Rusijos gyventojų kūno sudėties bioimpedanso tyrimas UDC 2014 Maskva 257 612,65; 613,9; 615,47; 621,31 BBK 28,71; 31.221; 51,2; 51.9 B63 Recenzentai: biologijos mokslų daktaras, profesorius E.Z. Godina medicinos mokslų daktarė, profesorė S.V. Sviridovas B63...

„RF ULYANOVSK FEDERALINĖ MIŠKŲ AGENTŪRA, ROSLESINFORGO MIŠKININKYSTĖ ULYANOVSK. REGIONO direktoriaus RADIŠČEVSKIJŲ MIŠKININKYSTĖS MIŠKININKYSTĖS MINISTERIJOS FEDERALINĖ MIŠKO AGENTŪRA. Gareev vyriausiasis inžinierius N.I. Starkov Uljanovskas 2012 3 TURINYS Nr. Skyrius Puslapio pavadinimas Įvadas 1 skyrius Bendra informacija Trumpas miškininkystės aprašymas 1.1. Miškų ūkio teritorijos pasiskirstymas pagal savivaldybes 1.2. formacijos Miškų ūkio vieta 1.3...."

Savaiminė ekosistemų raida – sukcesija

Gamtoje yra ir stabilių, ir nestabilių ekosistemų. Ąžuolynai, plunksnų žolės stepės, tamsių spygliuočių taigos eglynai yra seniai egzistuojančių, stabilių ekosistemų pavyzdžiai. Viržynai, drėgnos pievos, seklūs vandens telkiniai, jei paliekami savieigai, greitai keičiasi. Jos palaipsniui apauga kita augalija, apgyvendinamos kitų gyvūnų ir virsta kitokio tipo ekosistemomis. Vietoje pelkės auga miškas, apleistoje dirbamoje žemėje atkuriama stepė ir kt.

Pagrindinė ekosistemų nestabilumo priežastis – medžiagų ciklo disbalansas.

Jei biocenozėse vienų rūšių aktyvumas nekompensuoja kitų aktyvumo, tai aplinkos sąlygos neišvengiamai keičiasi. Populiacijos keičia aplinką nepalankia linkme ir jas pakeičia kitos rūšys, kurioms naujos sąlygos ekologiškai palankesnės. Šis procesas tęsiasi tol, kol susiformuoja subalansuota bendruomenė, gebanti išlaikyti medžiagų pusiausvyrą ekosistemoje.

Taigi Gamtoje ekosistemos vystosi iš nestabilios būsenos į stabilią. Šis procesas vadinamas paveldėjimo . Pavyzdžiui, mažų ežerėlių užaugimą galima atsekti per vieną ar kelias žmonių kartas. Dėl deguonies trūkumo apatiniuose sluoksniuose skaidantys organizmai nepajėgūs užtikrinti visiško nykstančių augalų suirimo. Susidaro durpių nuosėdos, ežeras būna seklus, pakraščiuose apauga ir virsta pelke. Užleidžia vietą šlapiai pievai, pieva – krūmams, o paskui – miškui.

Pirmiausia sukūrė amerikiečių botanikas F. Clementsas paveldėjimo teorija . Jis nustatė, kad iš pradžių nestabilios bendrijos, kurios susidaro skirtingomis sąlygomis – uolose, smėlynuose, seklumose, sausose ir drėgnose buveinėse – labai skiriasi rūšine sudėtimi. Tada, kai jie vystosi, jie visi apima vis daugiau bendrų rūšių, o galiausiai šie pokyčiai dažnai baigiasi to paties tipo stabilios biocenozės formavimu. Pavyzdžiui, ąžuolynai gali atsirasti buvusio rezervuaro vietoje, ant pliko smėlio arba apleistoje dirbamoje žemėje.

Pasak Clementso, kiekvienas klimato tipas turi savo pagrindinį stabilios bendruomenės tipą.

Susekimas prasideda bet kuriame žemės sklype, kuris atsidūrė dėl bet kokios priežasties: slenksčiuose, seklumose, besikeičiančiame smėlyje, plikose uolienose, žmogaus sukeltuose uolienų sąvartynuose ir t. t. Jis pereina daugybę natūralių etapų.

Pirmajame etape atviroje zonoje gyvena netyčia iš aplinkinių buveinių čia patekę organizmai: sėklos, sporos, skraidantys ir ropojantys vabzdžiai, įsikuriantys graužikai, paukščiai ir kt. Ne visi jie gali šioje vietoje įsitvirtinti, ir daugelis arba miršta, arba palieka savo. Antrame etape įsitvirtinusios rūšys pradeda vystytis ir keisti savo buveines netrukdydamos viena kitai.

Trečiajame etape, kai svetainė yra visiškai išvystyta, konkurenciniai santykiai sustiprėja. Kadangi rūšys keičia aplinką sau nepalankia kryptimi, kai kurios jų išstumiamos ir atsiranda naujų. Pavyzdžiui, velėnoje vietoje piktžolių, kurios pirmosios kolonizavo šią vietą, sėklos nebegali sudygti. Jie išnyksta. Laipsniškas rūšių sudėties kaitos procesas gali trukti gana ilgai.

Paskutiniame etape galutinai susiformuoja pastovi bendrijos sudėtis, kai rūšys pasiskirsto tarp ekologinių nišų, netrukdydami viena kitai, yra sujungtos mitybos grandinėmis ir abipusiai naudingais ryšiais, koordinuotai vykdo medžiagų apykaitą. Esant tokiai biocenozei, reguliavimo ryšiai yra stiprūs ir ji gali išlaikyti ekosistemą neribotą laiką, kol išorinės jėgos ją išves iš šios būsenos.

Taigi ekosistemų savaiminė raida vykdoma per ryšius tarp rūšių ir jų poveikio aplinkai, t.y. per natūralius biocenozių pokyčius.

Biocenozių kaita iš eilės visada pereina iš mažiausiai stabilios būsenos į stabiliausią. Šių pokyčių tempas palaipsniui lėtėja. Sulėtėjimas yra vienas iš pagrindinių paveldėjimo bruožų. Artėjant prie stabilios būsenos, atskiruose etapuose jie gali išlikti ilgai. Seklus rezervuaras užauga greičiau, nei beržyną šioje vietoje vėliau pakeičia ąžuolas.

Bendrijų vystymasis ir savęs atkūrimas su rūšių pokyčiais gamtoje vyksta labai skirtingais mastais. Šie procesai gali būti stebimi, pavyzdžiui, kurmių emisijoje. Jų peraugimas vyksta nuosekliais etapais ir trunka keletą metų. Bendruomenės atkūrimo procesas užtrunka ilgesnį laiką miškuose susiformavusiose atodangose dėl senų medžių, kurie dažnai krenta nuo vėjo, griūties. Tokios teritorijos po dešimčių metų grįžta į savo ankstesnę būklę pagal augmeniją ir gyvūnų populiaciją. Kuo didesni gamtos trikdžių ir pusiausvyros poslinkių mastai, tuo ilgiau užtrunka atkūrimo procesai. Dideliems miškų kirtimams ir gaisrams stabiliai bendruomenei atkurti reikia 100–200 metų.

Nestabilios stadijos, kai keičiasi biocenozės, vadinamos nesubrendęs bendruomenės, tvarios - subrendęs .

Beržai pirmieji įsikuria išvalytose vietose, išdegusiose vietose, pūdymuose, apleistose pievose. Beržynas – trumpaamžis miškas. Jo vystymasis trunka maždaug 100-150 metų ir jį pakeičia būdingas zoninis augalijos tipas – pvz. lapuočių miškas arba eglynas.

Taip pat prasideda kryptingi biocenozių pokyčiai, jei jau susiformavusioje ekosistemoje atsiranda dalinių trikdžių. Jie veda prie jo atkūrimo, todėl jie ir vadinami atsigavimo pamainos arba antriniai paveldėjimai .

Pavyzdžiui, po gaisro eglynuose eglė negali iš karto atsinaujinti, nes jos sodinukai neatlaiko šviesamėgių ir greitai augančių žolių konkurencijos: ugniažolės (gluosnio), nendrinės žolės ir kt. Žoles keičia avietės. šviesamėgių lapuočių krūmynai ir krūmynai, o tik po jais po laja pavėsyje pradeda augti jaunos eglės. Kiekvienas iš šių vystymosi etapų yra ilgesnis ir stabilesnis nei ankstesnis. Eglyno atkūrimo gamtoje procesas trunka kelis dešimtmečius.

Biocenozių vystymuisi paveldėjimo metu būdingi keli bendrieji modeliai:

laipsniškas rūšių įvairovės didėjimas,
dominuojančių rūšių pasikeitimas,
maitinimo grandinių komplikacijos,
ilgų vystymosi ciklų rūšių dalies padidėjimas bendrijose,
abipusiai naudingų santykių stiprinimas biocenozėse ir kt.

Bendra biomasė ir augalų produkcija palaipsniui didėja, tačiau didėja ir šių produktų panaudojimo mastai maisto grandinėse. Visa tai lemia lėtesnį pokyčių tempą ir stabilių ekosistemų kūrimąsi.

Brandžiose, stabiliose bendrijose viską, ką auga augalai, naudoja heterotrofai – tai pagrindinė ekosistemų stabilizavimosi priežastis. Jei žmonės pašalina produktus iš tokių ekosistemų (pavyzdžiui, medieną iš brandžių miškų), jie neišvengiamai juos trikdo.

Pradinėse biocenozių vystymosi stadijose, kol nesusiformuoja maisto grandinės, ekosistemose susidaro augalinių produktų perteklius ir tokios biocenozės naudingos žmogui.

Spartūs bendrijų pokyčiai vyksta dėl pūvančių augalų liekanų, lavonų ir gyvūnų mėšlo sankaupų. Šios bendruomenės gyvena iš energijos atsargų, sukauptų negyvoje organinėje medžiagoje. Rūšių kaita tęsiasi tol, kol šios atsargos visiškai išsenka. pademonstravo tokius pokyčius mėgintuvėliuose su šieno užpilu.

Spartūs bendrijų pokyčiai visada vyksta pūvančių augalų liekanų, lavonų ir gyvūnų mėšlo sankaupose. Šios bendruomenės gyvena iš energijos atsargų, sukauptų negyvoje organinėje medžiagoje. Rūšių pokyčiai tęsiasi tol, kol šie rezervai visiškai išeikvojami.

G.F.Gause tokius pokyčius mėgintuvėliuose demonstravo šieno užpilu. Jis įnešė į juos kelis lašus vandens iš natūralaus rezervuaro, kuriame yra įvairių vandens faunos atstovų. Gyvūnai pradėjo aktyviai daugintis, prasidėjo labai nestabilios bendruomenės, kurioje paeiliui dominavo skirtingos rūšys, kūrimosi procesas. Iš pradžių vyravo mažos bespalvės žievės, jas keitė į pupeles panašias blakstienas, vėliau masėje atsirado šlepetės blakstienėlės, po jų – žiedinės suvoikos ir ropojančios blakstienėlės, o galiausiai – daugialąsčiai rotiferiai, smulkieji vėžiagyviai ir kitos rūšys. Bendrija darėsi vis įvairesnė, tačiau pamažu mažėjo visų rūšių skaičius dėl šieno antpilo išsekimo.

Žmogaus veikla nuolatos lemia įvairių biocenozių pokyčius – dėl miškų kirtimo, sausinimo ir laistymo, durpynų plėtros, kelių tiesimo ir kt. Dalinius ar gilius ekosistemų sutrikimus sukelia natūralūs procesai. savaime išgijantis .

Tačiau natūralios galimybės nėra beribės. Savaiminį biocenozių gijimą dažnai stabdo įvairios išorinės priežastys. Pavyzdžiui, kasmetiniai upių potvyniai jų krantuose nuolat sutrikdo stabilių biocenozių susidarymą, o čia bendruomenės egzistuoja nuolat nesubrendusios būklės. Taip pat nuolatinis laukų arimas neleidžia atkurti natūralios augmenijos teritorijoje. Laisvose vietose augalai ar gyvūnai gali būti negyvenami dešimtmečius, jei koks nors veiksnys labai nukrypsta nuo normos, pavyzdžiui, labai toksiškos apvirtusios uolienos, didelis dirvožemio tankis ar nepakankama drėgmė.

Kryptingų bendrijų pokyčių gamtoje priežastis gali būti ne jų saviugda, o ilgalaikis destruktyvių veiksnių poveikis, pavyzdžiui, vandens telkinių tarša, miškų trynimas, padidėjęs gyvulių ganymas. Tuo pačiu metu bendruomenės eina savotišku atvirkštiniu keliu, nuo sudėtingo iki paprasto, ir vyksta laipsniškas jų degradavimas. Pavyzdžiui, stepių ganyklose su smėlingu dirvožemiu gyvulių kanopos sulaužo daugiamečių žolių – plunksninių žolių ir eraičinų – kuokštus ir po to beveik išnyksta. Vystosi dvimetės ir vienmetės piktžolės. Tada jas pakeičia puriems ir retai apaugusiams smėliams būdingos rūšys: nendrės, smėlingos viksvos ir kt., o paskutiniame bendrijos naikinimo etape atsiranda plikas smėlis, kuriame yra tik pavieniai augalai.

Kita biocenozių atkūrimo galimybių pažeidimo priežastis – sumažėjusi rūšinė įvairovė aplinkoje. Jei nėra vietos augalų sėkloms ar gyvūnų rūšims, kurios atlieka svarbų vaidmenį atitinkamuose bendruomenės vystymosi etapuose, ekosistema lieka ne tokia stabili.

Pavyzdžiui, plynai kertant eglynus dideliuose plotuose, jie laikui bėgant apauga menkaverčiomis smulkialapėmis rūšimis ir tokios būklės išlieka ilgą laiką, nes eglių sėkloms nėra iš kur atsirasti.

Gebėjimas valdyti ekosistemų savikūrimo ir savigydos procesus yra labai svarbus šiuolaikinės ūkinės veiklos uždavinys, kai žmogus nuolat juda visą planetos gyvąjį paviršių. Pašalinus ribojančius veiksnius, tiekiant atitinkamas augalų sėklas ir įvedant reikiamas gyvūnų rūšis, galime paspartinti stabilių bendrijų formavimąsi arba, priešingai, atitolinti procesus mums reikalingoje vystymosi stadijoje.

Gamtoje yra ir stabilių, ir nestabilių ekosistemoms. Ąžuolynai, plunksnų žolės stepės ir tamsių spygliuočių taigos eglynai yra ilgalaikių, stabilių ekosistemų pavyzdžiai. Viržynai, drėgnos pievos, seklūs vandens telkiniai, jei paliekami savieigai, greitai keičiasi. Jos palaipsniui apauga kita augalija, apgyvendinamos kitų gyvūnų ir virsta kitokio tipo ekosistemomis. Vietoje pelkės auga miškas, apleistoje dirbamoje žemėje atkuriama stepė ir kt.

Pagrindinė ekosistemų nestabilumo priežastis – medžiagų ciklo disbalansas.

Jei į biocenozės Vienų rūšių aktyvumas nekompensuoja kitų aktyvumo, tuomet neišvengiamai keičiasi aplinkos sąlygos. Populiacijos pakeičia aplinką sau nepalankia linkme ir yra pakeičiamos kitomis rūšimis, kurioms naujos sąlygos ekologiškai naudingesnės. Šis procesas tęsiasi iki pusiausvyros bendruomenė, kuris gali palaikyti medžiagų balansą ekosistemoje.

Taip atsitinka gamtoje ekosistemos vystymasis iš nestabilios būsenos į stabilią. Šis procesas vadinamas paveldėjimo. Pavyzdžiui, mažų ežerėlių užaugimą galima atsekti per vieną ar kelias žmonių kartas (1 pav.). Dėl deguonies trūkumo apatiniuose sluoksniuose skaidantys organizmai nepajėgūs užtikrinti visiško nykstančių augalų suirimo. Susidaro durpių nuosėdos, ežeras būna seklus, pakraščiuose apauga ir virsta pelke. Užleidžia vietą šlapiai pievai, pieva – krūmams, o paskui – miškui.

Ryžiai. 1. Bendrijų kaita, kai rezervuaras apauga

paveldėjimo prasideda bet kuriame žemės sklype, kuris atsidūrė dėl bet kokios priežasties: slenksčiuose, seklumose, puriame smėlyje, plikose uolienose, žmogaus sukeltuose uolienų sąvartynuose ir tt Jis pereina daugybę natūralių etapų.

Pirmajame etape atvirą zoną apgyvendina atsitiktiniai organizmai iš apylinkių. buveines: sėklos, sporos, skraidantys ir ropojantys vabzdžiai, plintantys graužikai, paukščiai ir tt Ne visi gali šioje vietoje įsišaknyti, daugelis arba miršta, arba palieka ją. Antrame etape nusistovėjusios rūšys pradeda įsisavinti ir keistis buveinė dar netrukdydami vienas kitam.

Paskutiniame etape jis pagaliau nustatomas nuolatinė bendruomenės sudėtis, kai rūšys pasiskirsto ekologinės nišos, netrukdydami vienas kitam, susijungę maisto grandinės ir abipusiai naudingus santykius bei koordinuotai vykdyti medžiagų apyvartą. Esant tokiai biocenozei, reguliavimo ryšiai yra stiprūs ir ji gali išlaikyti ekosistemą neribotą laiką, kol išorinės jėgos ją išves iš šios būsenos.

Taigi ekosistemų savaiminė raida vykdoma per ryšius tarp rūšių ir jų poveikio aplinkai, t.y. per natūralius biocenozių pokyčius.

Nestabilios stadijos, kai keičiasi biocenozės, vadinamos nesubrendusios bendruomenės, stabilus - subrendęs.

Taip pat prasideda kryptingi biocenozių pokyčiai, jei jau susiformavusioje ekosistemoje atsiranda dalinių trikdžių. Jie veda prie jo atkūrimo, todėl jie ir vadinami atkūrimo pamainos arba antriniai paveldėjimai.

Pavyzdžiui, po gaisro eglynuose eglė negali iš karto atsinaujinti, nes jos sodinukai neatlaiko šviesamėgių ir greitai augančių žolių konkurencijos: ugniažolės (gluosnio), nendrinės žolės ir kt. Žoles keičia avietės. šviesamėgių lapuočių krūmynai ir krūmynai, o tik po jais po laja pavėsyje pradeda augti jaunos eglės. Kiekvienas iš šių vystymosi etapų yra ilgesnis ir stabilesnis nei ankstesnis. Eglyno atkūrimo gamtoje procesas trunka kelis dešimtmečius.

Biocenozių vystymuisi sukcesijos metu būdingi keli bendrieji dėsniai: laipsniškas rūšių įvairovės didėjimas, dominuojančių rūšių pasikeitimas, sudėtingesnės mitybos grandinės, ilgų vystymosi ciklų rūšių dalies bendrijose padidėjimas, abipusiai naudingi santykiai biocenozėse ir kt.

Palaipsniui didėja bendra suma biomasė ir augalinius produktus, tačiau šių produktų naudojimas maitinimo grandinės. Visa tai lemia lėtesnį pokyčių tempą ir stabilių ekosistemų kūrimąsi.

Brandžiose, tvariose bendruomenėse naudojama viskas, ką užaugina augalai heterotrofai Tai yra pagrindinė ekosistemų stabilizavimosi priežastis. Jei žmonės pašalina produktus iš tokių ekosistemų (pavyzdžiui, medieną iš brandžių miškų), jie neišvengiamai juos trikdo.

Pradinėse biocenozių vystymosi stadijose, kol nesusiformuoja maisto grandinės, ekosistemose susidaro augalinių produktų perteklius ir tokios biocenozės naudingos žmogui.

Spartūs bendrijų pokyčiai vyksta dėl pūvančių augalų liekanų, lavonų ir gyvūnų mėšlo sankaupų. Šios bendruomenės gyvena iš energijos atsargų, sukauptų negyvoje organinėje medžiagoje. Rūšių kaita tęsiasi tol, kol šios atsargos visiškai išsenka. G.F.Gause tokius pokyčius mėgintuvėliuose demonstravo šieno užpilu.

Žmogaus veikla nuolatos lemia įvairių biocenozių pokyčius – dėl miškų kirtimų, žemių sausinimo ir laistymo, durpynų plėtros, kelių tiesimo ir kt. Daliniai ar gilūs ekosistemų sutrikimai sukelia natūralius savaiminio gijimo procesus.

Tačiau natūralios galimybės nėra beribės. Savaiminis biocenozių išgydymas

dažnai slopina įvairios išorinės priežastys. Pavyzdžiui, kasmetiniai upių potvyniai jų krantuose nuolat sutrikdo stabilių biocenozių susidarymą, o čia bendruomenės egzistuoja nuolat nesubrendusios būklės. Taip pat nuolatinis laukų arimas neleidžia atkurti natūralios augmenijos teritorijoje. Dykvietėse gali negyventi augalai ar gyvūnai dešimtmečius, jei koks nors veiksnys labai nukrypsta nuo normos, pavyzdžiui, toksiškas apverstos uolienos, didelis dirvožemio tankis arba nepakankama drėgmė.

Gebėjimas valdyti ekosistemų savikūrimo ir savigydos procesus yra labai svarbus šiuolaikinės ūkinės veiklos uždavinys, kai žmogus nuolat juda visą planetos gyvąjį paviršių. Pakilimas ribojančius veiksnius Tiekdami atitinkamas augalų sėklas ir įveisdami reikiamas gyvūnų rūšis, galime paspartinti stabilių bendrijų susidarymą arba, priešingai, atitolinti procesus mums reikalingoje vystymosi stadijoje.

Susijusi informacija.

(„bio-“) ir negyvieji („geo-“) komponentai tam tikrame žemės paviršiaus plote. Biogeocenozės doktriną ir patį terminą sukūrė žymus rusų botanikas V.N. Sukačiovas.

Žemėje yra daug ekosistemų. Kiekvieno iš jų esminė savybė yra medžiagų cirkuliacija ir energijos srautai. Dėl didelio gyvų organizmų vaidmens medžiagų ciklas ekosistemose dažnai vadinamas biologinis ratas

medžiagų vartai.

Biologinis medžiagų ciklas yra pagrindinė ekosistemos egzistavimo sąlyga.

Medžiagų cirkuliacija biogeocenozėje vyksta dėl joje esančių keturių sudedamųjų komponentų (82 pav.): 1) abiotinis komponentas(maistinių medžiagų ir saulės energijos atsargos); 2) gamintojai (kuriantys organines medžiagas); 3) vartotojai (vartojantys organines medžiagas); 4) skaidytojai (skaidančios negyvas organines medžiagas).

Organizmai, skaidantys negyvus augalų, gyvūnų ir kitų gyvojo pasaulio atstovų likučius į mineralinius junginius (anglies dioksidą, vandenį ir mineralines druskas). Skaidytojų vaidmenį daugiausia atlieka bakterijos, taip pat grybai ir kai kurie gyvūnai (protozoidai). Šių ekologinėmis funkcijomis skirtingų organizmų grupių bendra veikla yra biogeocenozės medžiagų biologinio ciklo variklis.

Biogeocenozės (ekosistemos) yra stabilios tik tada, kai visi keturi jas sudarantys komponentai pakankamai pilnai palaiko medžiagų cirkuliaciją.

Ta pati medžiagos dalis ir joje esanti energija negali būti be galo perduodama per sudėtingą mitybos tinklą, jungiantį organizmus biogeocenozėje. Tiesą sakant, maisto tinklas susideda iš trumpų žodžių susipynimo maisto (trofinės) grandinės - nuosekli organizmų, maitinančių vienas kitą, serija, kurioje galima atsekti pradinės energijos dalies sąnaudas. Kiekviena serijos nuoroda vadinama trofinis lygis.

nusėdo jo kūne. Likusi dalis išleidžiama medžiagų apykaitai palaikyti, reprodukcijai užtikrinti, o dalis pašalinama iš organizmo kaip nesuvirškinta.

Todėl mėsėdžių produktai yra 100 kartų brangesni.

Organinių medžiagų ir energijos perdavimas per maisto grandines vadovaujasi „dešimties procentų taisykle“.

„Dešimties procentų taisyklė“ gali būti išreikšta grafiškai vadinamąja forma ekologinės piramidės. Juose rodomas: asmenų, įtrauktų į maisto grandinę, skaičius (skaičių piramidė), ekosistemos biomasė (bendra organizmų masė). (biomasės piramidė), cirkuliacijoje dalyvaujančios energijos (energijos piramidė). Apatinis laiptelis atitinka pirmąjį, trofinį lygį, o kiekvienas paskesnis žingsnis yra 10 kartų mažesnis už ankstesnį (83 pav.).

Žmonių visuomenė gyvena iš pirminės ir antrinės augalų ir gyvūnų produkcijos. Gyvūninės kilmės produktai ir gamtai, ir žmogui brangesni nei augaliniai. Todėl bado problema skirtingų šalių gyventojams pirmiausia prasideda nuo antrinių produktų – žmogaus mityboje būtinų gyvūninių baltymų – trūkumo.

Net ir pačiose stabiliausiose Žemės biogeocenozėse (ekosistemose) medžiagų ciklas nėra uždaras. Dalį materijos neša vėjai ir srovės, neša į

reljefo įdubimas, migruoja kartu su paviršiniu nuotėkiu ir gruntiniu vandeniu. Dėl to visos sausumos ir vandenynų ekosistemos yra sujungtos į vieną pasaulinę ekosistemą – biosferą. Iš daugelio tarpusavyje susijusių ciklų susiformuoja per daugelį milijonų metų nusistovėjęs globalus biologinis medžiagų ciklas biosferoje, palaikantis gyvybės tvarumą planetoje.

Todėl biosfera dar vadinama pasaulinė ekosistema. Biologinis ciklas prasidėjo nuo pirmųjų organizmų (koacervatų arba protobiontų) atsiradimo ir tęsiasi milijardus metų. Taip palaikoma biosferos gyvybė ir egzistavimas (84 pav.).

1. Kaip „biocenozės“, „ekosistemos“ ir „biogeocenozės“ sąvokos yra susijusios viena su kita?

2. Kokia yra pagrindinė sąlyga, kuri palaiko egzistavimą?

ekosistemos?

3*. Pagalvok apie tai.

Ar ta pati rūšis gali būti skirtingų mitybos grandinių dalis?

Kodėl žmonės daugiausia veisia žolėdžius gyvūnus?

Kodėl maisto tinklas neturi pabaigos ir pradžios, bet maisto grandinės turi?

§ 58 Biogeocenozių raida ir kaita

Biogeocenozės su subalansuota medžiagų cirkuliacija gali egzistuoti neribotą laiką, kol išorinės jėgos išmuš jas iš pusiausvyros. Išties tamsi spygliuočių taiga, plunksnų žolių stepės ir plačialapių ąžuolų miškai užėmė savo vietas tūkstančius metų po paskutinio apledėjimo, ir tik žmogaus veikla per pastarąjį šimtmetį labai pakeitė šiuos kraštovaizdžius.

Biogeocenozės vystymasis vyksta skirtingai nei organizmo vystymasis. Organizmo augimą ir sudėtingumą lemia jo paveldimumas, tai yra genai, įterpti į zigotą. Biogeocenozės atsiranda pagal kitą principą. Jie susidaro remiantis atsitiktine (spontaniška) aplinkoje esančių ir galinčių egzistuoti tam tikromis sąlygomis rūšių atranka. Taip atsirandanti rūšių sudėtis ilgą laiką neegzistuoja, bet keičiasi. Pokyčių procesas tęsiasi tol, kol susikuria bendruomenė, galinti išlaikyti subalansuotą apyvartą. Šis ekosistemos savaiminio vystymosi procesas vadinamas ekologinis sukcesija(lot. successio – „tęstinumas“) (85 pav.).

Perdavimas gali būti pirminis ir antrinis, t.y. atkuriamieji.

Pirminis paveldėjimas prasideda nuo atvirų teritorijos plotų – slenksčių, seklumos, plikų uolų, besislenkančio smėlio ar dirbtinių sąvartynų – nusėdimo. Šiuos negyvus plotus pirmiausia užima rūšys, kurios gali greitai plisti.

Jų sėklas ir sporas neša vėjas ir vanduo, atskrenda vabzdžiai, įbėga smulkūs graužikai, dalis jų šioje vietoje įsišaknija. Iš tokių atsitiktinių rūšių susiformavusios bendruomenės vadinamos pionierių bendruomenėmis. Paprastai jie nėra stabilūs, o jų rūšis, sugebėjusias iš dalies pakeisti aplinką, netrukus pakeičiama naujais įsibrovėliais.

Pionierių etape bendruomenė nėra subalansuota. Ji dar nesusiformavo

Biogeocenozių pasikeitimas – tai vienos biogeocenozės pakeitimas kita, kokybiškai skirtinga nuo ankstesnės.

Subrendusiose biogeocenozėse medžiagų apykaita subalansuota.

Antrinė arba atkuriamoji sukcesija prasideda po dalinio ekosistemų sutrikimo. Tokie pažeidimai įvyksta, pavyzdžiui, po miško gaisro, miško kirtimo ar neapdirbtų žemių arimo. Tokiais atvejais sunaikinami ne visi ekosistemos elementai, išlieka gyvų organizmų suformuotas dirvožemis, išsaugomos sėklos, šakniastiebiai, sporos, išgyvena kai kurios gyvūnų rūšys. Atkuriamieji paveldėjimai vyksta kiek kitaip nei pirminiai, tačiau jie taip pat lemia stabilių, brandžių biogeocenozių susidarymą.

Pirminės sukcesijos laikas gamtoje skaičiuojamas šimtais metų, antrinės sukcesijos vyksta kiek greičiau. Pavyzdžiui, europinėje Rusijos dalyje eglynai atsikuria po kirtimų per 60-80 metų, pereidami laikinų bendrijų stadijas.

Krūmų krūmynai ir smulkialapiai miškai.

Ekologinė sukcesija yra natūralių ekosistemų vystymosi, savitarnos ir atkūrimo mechanizmai.

yra nestabilūs ir reikalauja nuolatinio žmogaus palaikymo: arimo, trąšų, sėjos, laistymo ir kt. Šis nestabilumas pasireiškia kenkėjų protrūkiais, piktžolių atakomis, dirvos erozija, mineralinių junginių išeikvojimu. Jei laukas kitais metais nebus persėtas, jis greitai virsta viržynu, o vėliau – pieva ar krūmynu.

Paveldėjimo valdymas yra vienas pagrindinių ekologiškai protingo bendradarbiavimo su gamta būdų. Kad nepakenktų jos stabilumui ir gautų pirminę produkciją, žmonės turi organizuoti kraštovaizdį taip, kad juose būtų tiek brandžios, tiek nesubrendusios ekosistemos. Senas šūkis „Paverskime visą Žemę žydinčiu sodu! neišlaikė aplinkosaugos testo. Sodas yra novatoriška ir nestabili ekosistema, o žmonija neturi jėgų kovoti su gamta. Sodai ir laukai kraštovaizdyje turėtų būti kaitaliojami su miškais, selynais, velėnomis vietovėmis, tvenkiniais ir kitokiomis natūraliomis biogeocenozėmis, suteikdamos visą įvairovę, kuria grindžiamas biosferos natūralios aplinkos stabilumas.

1. Kaip paveldėjimas pasireiškia gamtoje?

2*. Dėl kokių priežasčių vyksta bendruomenės saviugda?

3*. Pagalvok apie tai.

Ar gamta taps skurdesnė ar praturtėjusi, jei manysime, kad visas nestabilias bendruomenes pakeis tvarios?

Kuo nesubrendusios bendruomenės naudingos žmonėms?

§ 59 Pagrindiniai gyvosios gamtos tvarumo dėsniai

Žmonės turi suprasti populiacijų, bendruomenių ir ekosistemų tvarumą, kad galėtų subalansuoti savo veiklą su gamtos dėsniais. Įvardinkime keletą svarbiausių ekologinių dėsningumų tvarumui palaikyti: cikliškumas, neigiamas grįžtamasis ryšys, biologinė rūšių įvairovė.

Cikliškai naudojant ribotas atsargas medžiagas jos praktiškai neišsenka. Tuo remiasi gyvenimo amžinybė. Priešingu atveju ji turi ilgą laiką

būtų išmiręs Žemėje, išnaudojęs visus turimus išteklius.

Neigiamas atsiliepimas slypi tame, kad nukrypimai nuo normalios sistemos būsenos sukelia joje pokyčius, kurie ima neutralizuoti šiuos nukrypimus. Dėl to atsiranda reguliavimas, t.y. sistema grįžta į ankstesnę normą.

Visų sudėtingų biologinių sistemų savikontrolė grindžiama neigiamais atsiliepimais.

Kai kurių rūšių masinio dauginimosi protrūkiai vyksta net natūraliose bendrijose. Paprastai jų gyventojų tankumą riboja daugybė

vartotojų, bet po atšiaurios žiemos arba sausa vasara, dalis priešų žūva, o tai lemia rūšies individų skaičiaus protrūkį. Pavyzdžiui, Sibiro šilkaverpių drugeliai taigos miškuose turi mažiausiai 60 vartotojų rūšių. Kai kurie mažieji ypač aktyviai varžo savo skaičių.

IN biologinė įvairovė yra galingiausias ekosistemos stabilumo mechanizmas (biogeocenozė). Gyvai gamtai galioja įvairovės principas, nes Žemėje nėra dviejų visiškai vienodų ne tik rūšių ar bendrijų, bet ir individų. Natūrali atranka veikia individų kintamumo pagrindu, o rūšių įvairovės pagrindu formuojasi bendrijos, ekosistemos.

Rūšių įvairovė leido gyvybei kolonizuoti visus biosferos „kampus“, egzistuoti visose geografinėse platumose, visų tipų klimatuose, vandenynų gelmėse ir dirvožemio sluoksniuose.

Išskyrus abipusio papildomumo suteikia biologinė įvairovė pakeičiamumas rūšys ekosistemose. Atskiras rūšis gali pakeisti jų konkurentai, nepakenkiant bendrai ekosistemos sveikatai. Bet kurios rūšies išnykimas iš bendrijos taip pat gali praeiti beveik be pėdsakų, jei tai nepaliečia pagrindinių aplinkos formuotojų. Kadangi panašių reikalavimų rūšių ekologinės nišos gali iš dalies sutapti, vienos iš jų išnykimas biogeocenozei nepavojingas. Jos funkcijas vienu metu gali atlikti kelios rūšys pagal konkurencinio paleidimo taisyklę. Tačiau tai įmanoma, jei ekosistemoje yra daug rūšių.

Svarbiausi procesai ekosistemose turi daugialypį palaikymą, ty skirtingų rūšių veikla gali lemti panašų rezultatą.

Pavyzdžiui, atliekant tokią svarbią funkciją kaip negyvų organinių medžiagų skaidymas, vienu metu dalyvauja daug organizmų grupių, turinčių didelę rūšių įvairovę: bakterijos, grybai, pirmuonys, apvalieji ir anelidai bei nariuotakojai. Daugumoje dirvožemio tipų sliekai vaidina lemiamą vaidmenį šiuose procesuose. Tačiau Kanadoje, didžiojoje jos teritorijos dalyje, nėra sliekų, tačiau ten susidaro ekosistemos, savo išvaizda ir ciklų pobūdžiu panašios į europietiškas.

Biologinė rūšių įvairovė yra būtina sąlyga pirminės ir atkuriamosios sukcesijos atsiradimui. Viena iš sukcesijos proceso stabdymo didžiuliuose žmonių trikdomuose plotuose priežasčių yra nedidelė gretimų teritorijų rūšių įvairovė, reikiamų augalų rūšių sėklų ir juos lydinčių gyvūnų – apdulkintojų, skaidytojų ir kt. rūšių įvairovė, bendrijose nesikeičiama link tvarių ekosistemų (biogeocenozės).

Taigi gamtos stabilumas grindžiamas aiškiai apibrėžtais gamtos sistemų sudėties ir dinamikos dėsniais, kurių žmonės neturi teisės ignoruoti, nes tai prieštarauja jų pačių gerovei.

1. Įvardykite pagrindinius ekosistemos stabilumo dėsnius.

2. Paaiškinkite, kodėl biologinė įvairovė yra vertinga

esant biogeocenozei.

3*. Pagalvok apie tai.

Kodėl cheminiai elementai nuolat dalyvauja biologiniame cikle, bet tai neįvyksta su energija?

Ar pramonėje žmonės naudojasi gamtoje įprastu cikliškumu?

Kaip neigiamas grįžtamasis ryšys palaiko ekosistemos stabilumą?

§ 60 Racionalus gamtos naudojimas ir jos apsauga

Daugelį amžių žmonija gamtą traktavo kaip beveik neišsenkantį gerovės šaltinį. Pagrindine laipsniško vystymosi ir klestėjimo kryptimi buvo laikoma daugiau žemės arimas, medžių kirtimas, anglies ir rūdos kasimas, kelių ir gamyklų tiesimas.

Jau senovėje, prasidėjus žemdirbystei ir gyvulininkystei, žmogaus veikla lėmė didelių ekosistemų pokyčius ir didelių teritorijų niokojimą.

Taip Senovės Graikijoje ir Mažojoje Azijoje buvo iškirsti miškai, dėl per didelio gyvulių ganymo smarkiai išsiplėtė dykumų teritorijos, smarkiai sumažėjo verslinių kanopinių gyvūnų skaičius. Ekologinės nelaimės, atsiradusios dėl gamtinių ryšių sutrikimo, įvairiuose Žemės regionuose įvyko daugybę kartų. Didelių plotų arimo sukeltos dulkių audros pakėlė ir išnešė derlingus dirvožemio sluoksnius JAV, Ukrainoje, Kazachstane. Dėl miškų kirtimo laivybai tinkamos upės tapo seklios. Sauso klimato vietovėse per didelis laistymas sukėlė dirvožemio įdruskėjimą. Stepių regionuose plito daubos, plėšdamos iš žmonių derlingas žemes. Užteršti ežerai ir upės virto nuotekų tvenkiniais.

Iš atsinaujinančių išteklių labai nukentėjo dirvožemis, miškai ir medžiojamieji gyvūnai. Miškų plotas planetoje sparčiai mažėja, šiuo metu kasmet po 2 proc. Žmonės jau sunaikino 2/3 natūralių miškų. Mūsų akyse naikinami unikalūs atogrąžų miškai Pietų Amerikoje ir Afrikoje. Jie gali visiškai išnykti per 2–3 dešimtmečius kartu su savo turtinga laukine gamta. Sibiro taiga, esant dabartiniam eksploatavimo būdui, taip pat gali būti pažeista per ateinančius 40–50 metų. Žuvų ištekliai upėse ir vandenynuose smarkiai sumažėjo. Menkių, lašišų, eršketų, daugelio silkių ir banginių populiacijos sumažėjo. Dirvožemio praradimas įgavo milžiniškus mastus dėl įdruskėjimo ir erozijos – derlingojo sluoksnio sunaikinimo ir pašalinimo vandeniu ir vėju. Abu atsiranda dėl netinkamos žemės ūkio praktikos. Kasmet prarandama dešimtys milijonų hektarų vertingų gamtinių žemių.

Aplinkos tarša. IN Dėl pramoninės gamybos į atmosferą, vandenį ir dirvožemį kaip atliekas patenka didžiulis kiekis kenksmingų medžiagų, kurių kaupimasis kelia grėsmę daugumos rūšių, taip pat ir žmonių, gyvybei.

Galingas taršos šaltinis yra šiuolaikinė žemdirbystė, kuri prisotina dirvą per dideliu kiekiu trąšų ir nuodų kovai su kenkėjais.

Biologinės įvairovės mažėjimas. Dėl žmogaus kaltės gyvūnų ir augalų rūšių įvairovė šiuo metu katastrofiškai mažėja. Kai kurios rūšys išnyko dėl tiesioginio naikinimo (keleivinis balandis, laukinis turas, jūrų Stelerio karvėir pan.). Staigūs natūralios aplinkos pokyčiai ir buveinių naikinimas pasirodė esąs daug pavojingesnis. Dėl Tai reiškia, kad 2/3 esamų rūšių gresia mirtis. Dabar antropogeninio gamtos skurdimo tempai tokie, kad kasdien nyksta kelios gyvūnų ir augalų rūšys. Žemės istorijoje rūšių nykimo procesus balansavo rūšių susidarymo procesai.

Šiuo metu evoliucijos tempai pasirodė nepalyginami su griaunančia žmonių įtaka planetos rūšių įvairovei.

Žmogus, skirtingai nei kitos rūšys, turi intelektą ir geba sąmoningai pertvarkyti savo veiklą.