Основы эволюционного учения

• Название: Основы эволюционного учения
• Дата: 06.07.2019
• Размер: 393.5 Kb.
• Имя файла: evolucia(1).doc
• Тип: Документы; #83724
• страница: 7 из 8

Экология экосистем и биогеоценозов

Живые организмы в природе объединены в сообщества, приспособленные к определенным условиям существования – биоценозы. Совокупность всех абиотических факторов, определяющих условия их существования, называют биотопом. Вместе они образуют биогеоценоз (В.Н.Сукачев) - устойчивую, исторически сложившуюся, саморегулирующуюся систему, образованную живыми организмами, приспособленными к совместной жизни на определенной территории с более или менее однородными условиями существования.

Также существует понятие экосистемы (А.Тенсли) – любого сообщества живых организмов и связанных с ними абиотических условий среды (от капли воды с микроорганизмами до планеты Земля). В отличие от биогеоценоза, это понятие более размытое, «безразмерное», то есть любой биогеоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема может считаться биогеоценозом.

Для существования любого биогеоценоза нужна энергия, носителем которой обычно является солнечный свет (используется фототрофами для образования органических веществ). Сообщества, находящиеся в полной темноте (морские глубины, пещеры), существуют благодаря энергии органических веществ погибших или живых организмов. Некоторые экосистемы существуют за счет хемотрофных организмов. Т.о., основу большинства биогеоценозов составляют автотрофные организмы - продуценты (образователи) органического вещества, которыми питаются гетеротрофы, представленные в сообществах двумя группами: консументы (потребители) и редуценты (разрушители). Консументы могут быть 1-го порядка (растительноядные и паразиты растений), 2-го и т.д. порядков (плотоядные и паразиты животных). Редуценты потребляют неживое органическое вещество, разлагая его до неорганических соединений.

Эти 3 группы организмов, связанных переносом энергии и веществ, образуют в сообществах трофические уровни, представители которых связаны между собой односторонне направленной передачей биомассы в цепи питания:


Но растительноядное насекомое питается на нескольких видах растений, плотоядное насекомое - многими видами насекомых, плотоядные птицы - многими видами животных. Т.о., цепи питания образуют пищевые сети.

В любом биогеоценозе происходит круговорот веществ иосуществляется однонаправленный поток энергии. Продуценты извлекают из атмосферы СО₂, из почвы Н₂О и минеральные соли, и, используя энергию солнца, образуют органическое вещество (при дыхании растений 50% органического вещества окисляется, остальные 50% идут на прирост биомассы). Когда растительность поедается консументами, происходит окисление органического вещества растений и выделение энергии, часть которой выделяется в форме тепла, а другая (5-15%) запасается во вновь образованном органическом веществе консументов 1-го порядка. На прирост биомассы консументов 2-го порядка пойдет также 5-15% от съеденной пищи¹¹. Эта закономерность получила название правила 10%: при переходе с одного трофического уровня на другой передается только 10% поступившей на предыдущий уровень биомассы и энергии. Поэтому число трофических уровней в сообществах обычно не превышает 4-5.

Если данную закономерность изобразить графически, то получится экологическая пирамида, в которой биомасса, или количество особей, или энергии каждого последующего уровня в пищевой цепи прогрессивно уменьшается.

Но, в итоге, происходит окисление всего органического вещества и энергия рассеивается в форме тепла - происходит однонаправленный поток энергии.

Для любого биогеоценоза характерна саморегуляция: численность популяций любого вида изменяется, но этот процесс обычно закономерен и связан или с сезонными изменениями абиотических факторов, или вызывается биотическими факторами. Например, если численность какого-либо вида начинает возрастать, увеличивается численность хищников и паразитов, питающихся за его счет, а снижение численности приведет к уменьшению численности популяций тех видов, для которых он является основным пищевым ресурсом. Т.о., численность популяций каждого вида за счет саморегуляции поддерживается на оптимальном для данных условий уровне. Причем, чем больше видов входит в состав биогеоценоза, тем сложнее сети питания и тем он устойчивее (выпадение одного звена в такой экосистеме обычно не приводит к её гибели).

С другой стороны, введение в экосистему нового вида может привести к серьезным изменениям (особенно если у иммигранта не будет естественных врагов) (например, кролики или опунция в Австралии, колорадский жук в Европе).

Развитие биогеоценозов

Хотя биогеоценозы являются устойчивыми и саморегулирующимися системами, в природе происходит постепенная смена менее устойчивых сообществ на более устойчивые. Этот процесс называют сукцессией¹².



В результате формируются климаксные (устойчивые) сообщества организмов, приспособленных к обитанию в конкретных климатических зонах: на севере – тундра и тайга, а на юге – степи и пустыни; в наиболее благоприятных климатических зонах образуются субтропические и тропические сообщества.

Агроценозы

Это искусственные сообщества, появившиеся в результате хозяйственной деятельности человека. Они имеют много отличий от природных сообществ:

особенности	биогеоценозы	агроценозы
источник энергии	солнечный свет	солнечный свет, энергии органических удобрений, трудовой деятельности человека и сжигаемого горючего
отбор	естественный	искусственный (действие естественного ослаблено)
видовое разнообразие	большое	небольшое (часто представлено 1 видом – монокультура)
саморегуляция	выражена	ослаблена (нуждается в постоянной поддержке человеком)
круговорот веществ	замкнутый	неполный (большая часть произведенного органического вещества забирается человеком с урожаем)
повышение продуктивности	низкое	достаточно высокое (при постоянной заботе со стороны человека)

Для получения продуктов питания созданы высокопродуктивные сорта растений, но они требуют определенной культуры земледелия: правильной и своевременной обработки почвы (вспашка, рыхление, полив), внесения удобрений (в разные периоды вегетации растению требуются разные удобрения в определенных количествах), севооборот (использование лучших предшественников помогает в борьбе с сорняками и вредителями, а бобовые растения обогащают почву азотом). Также создаются сорта, устойчивые к заболеваниям и различным климатическим условиям, новые препараты для борьбы с насекомыми-вредителями (инсектициды), грибами-паразитами (фунгициды), сорняками (гербициды).

Учение о биосфере¹³

Биосфера - открытая система, существующая благодаря энергии солнца. В процессе фотосинтеза она преобразуется в энергию химических связей органических веществ растений, используемых ими как во время дыхания, так и в качестве строительного материала. Они также служат источником энергии для многочисленных гетеротрофов. При разрушении мертвого вещества остатки энергии теряются в виде тепла. Т.о., для существования биосферы необходим постоянный приток энергии солнечного света, обеспечивающий все жизненные функции биосферы и в конечном итоге рассеивающийся в виде тепла.

Биосфера представляет собой сложную систему, включающую компоненты неживой и живой природы. Ее элементарной структурной единицей является биогеоценоз. Биосфера включает следующие вещества:



В составе биосферы В.И.Вернадский различал 3 геологических оболочки:

•