6 июл. 2011 г.

[Земля] Биогеоценозы, или экосистемы. Биосфера

Биогеоценозом называют совокупность живых (биотических) и неживых (абиотических) компонентов, взаимосвязанных между собой определенным обменом веществ и энергии на определенном участке биосферы, — это структурная единица биосферы.

[Земля] Биогеоценозы, или экосистемы. Биосфера
В природных условиях виды животных всегда существуют не только во взаимных отношениях друг с другом (конкуренция, хищничество, паразитизм, симбиоз и т. д.), но и в определенных связях с растительным миром, а также с неживой природой. В результате по истечении большого периода времени на определенной территории — биотопе — исторически складываются системы компонентов, обусловленные жизнедеятельностью организмов, со специфическими круговоротами веществ и трансформацией энергии, которые акад. В. Н. Сукачев назвал биогеоценозами.

Места обитания, на которых складываются и существуют биогеоценозы, называют биотопами. Биотоп — определенное географическое пространство, обладающее ресурсами, достаточными для поддержания существования биоценоза — совокупности населяющих его живых обитателей — растений, животных и микроорганизмов. Иначе говоря, биотопом называют участок местности, характеризующийся однородными экологическими условиями, зависящими от почвы, водного режима, рельефа местности, растительности и т. п. Таковы, например, плавни рек (независимо от того, где они находятся, — в зоне степей или в зоне пустынь). Каждому биотопу соответствует свой определенный биоценоз. Места, заселяемые какой-либо популяцией в пределах ареала того или иного вида, принято называть стацией. Так, стацией озимой совки чаще всего становятся засоренные паровые поля, а стацией майского жука — молодые сосняки на хорошо прогреваемых, сухих и рыхлых почвах, вблизи старых сосновых боров.

Идеальным примером биогеоценоза может служить пруд — прудовые вода и грунт, воздух над прудом, его обитатели: растения и животные. Водные растения — продуценты, первичные накопители и преобразователи солнечной энергии. Консументами, т. е. потребителями органических веществ, выработанных растениями, становятся моллюски, некоторые членистоногие (например, водолюб), рыбы (например, карась, карп), водоплавающие птицы и многие другие животные. Моллюсками, в свою очередь, питаются крупные карповые рыбы и водоплавающие птицы. Карповых рыб, в свою очередь, поедают хищные рыбы (щуки, судаки, крупные окуни), некоторые хищные птицы (например, скопа) и хищные звери (выдра, норка). С другой стороны, эти хищники сами служат средой обитания или источником пищи многочисленных паразитов.

Другой пример — жук-плавунец. Он и его личинка — злейшие враги рыб и особенно мальков. Плавунцы вредят рыбам] прямо (поедая их) и косвенно (поедая их пищу). Поэтому в рыбоводных прудах, где вред от плавунцов особенно заметен, их личинок уничтожают. Плавунцов, поедающих корм рыб (продуценты), относят к группе консументов второго порядка (рис. 1).

Плавунцы откладывают яйца в ткани зеленых листьев. Однако их находят водные наездники, мелкие перепончатокрылые насекомые. Они прокалывают кожицу листа тонким яйцекладом и откладывают свои яйца в яйцо плавунца. Выходящие из них паразитические личинки наездников поедают содержимое яйца жука и за его счет развиваются. В конце концов из яйца вместо личинки плавунца появляются по нескольку штук его паразитов (рис. 2).
Яйца плавунца в листе водного растения
Рис. 1. Яйца плавунца в листе водного растения
Развитие водного наездника в яйце жука (увеличено) (по Римскому-Корсакову)
Рис. 2. Развитие водного наездника в яйце жука (увеличено) (по Римскому-Корсакову).

Иногда из тела взрослого плавунца выходит в воду червь-волосатик — паразит водных жуков. Развиваясь в их теле, червь ограничивает плодовитость самок и губит их.

Животные, подобные наездникам и паразитическим червям, питающиеся консументами второго порядка, становятся консументами третьего порядка.

Отмирая, водные животные становятся достоянием различных трупоедов и консументов следующих порядков, а в конечном счете — микробов, разлагающих органическое вещество, — редуцентов. Остатки растений и животных под влиянием бактерий гниения превращаются в детрит, минерализуются и частично удобряют почву прудов, а частично выделяются в окружающую среду в виде газов (свободного азота, аммиака, сероводорода, углекислого газа, метана). Все продукты распада в переработанном виде в конечном счете вновь включаются в общий обмен веществ биотопа и жизнь пруда продолжается.

Таким образом, в биогеоценозе объединяются три основных группы живых организмов: продуценты, вырабатывающие определенный вид органических веществ; консументы — потребители органической пищи; редуценты — разлагатели гниющих веществ, минерализующие органические остатки. Все они находятся здесь в единстве с неживой природой.

Разновидность биогеоценозов — агроценозы. Их возникновение всецело зависит от деятельности человека, создающего своим трудом поля, луга, сады и огороды. Это искусственно создаваемые и в значительной мере управляемые человеком биогеоценозы.

Кроме того, нередко один биогеоценоз наслаивается на другой; в отдельных случаях они территориально разрываются; в других сливаются и образуют более крупные биогеоценозы, в которых элементарные становятся их частями. Примером малых биогеоценозов можно ртзвать ствол или пень погибшего дерева со всеми населяющими его живыми организмами. Примеры средних биогеоценозов — лес, пруд. Пример самого большого биогеоценоза — океан со всеми его обитателями.

Расселение различных видов современных животных по географическим областям, природным зонам и биогеоценозам происходило, естественно, на протяжении многих тысячелетий.

Объединение компонентов биогеоценозов в единое целое осуществляется под длительным взаимным влиянием организмов и окружающей среды. Входящие в состав биогеоценозов виды животных и растений подвергались постоянному влиянию естественного отбора, обеспечивающему относительную их приспособленность к совместному существованию.

Поэтому биогеоценозы характеризуются большой устойчивостью. Задача человека заключается в том, чтобы стараться не нарушить этой устойчивости неразумным вмешательством в существование биогеоценозов, не разрушать, а помогать им жить.

Биосфера

Понятие о биосфере ввел в биологию Ж. Ламарк в начале XIX в. Под этим словом подразумевалась «область жизни», или «оболочка Земли, населенная живыми организмами». Акад. В. И. Вернадский, углубляя это понятие, создал в 1924—1926 гг. целостное учение о биосфере.

По теории В. И. Вернадского, верхняя граница биосферы — озоновый слой, находящийся на высоте около 20 км от поверхности Земли. Он задерживает большую часть губительных для всего живого космических ультрафиолетовых лучей. Нижняя граница биосферы лежит на глубине 3—3,5 км ниже поверхности земной коры, где температура повышается до 100°С. В океанах нижняя граница биосферы достигает 10 км. В таких глубоких впадинах все-таки существует жизнь.

Однако фактически в современной биосфере жизнь сосредоточена в основном на земной поверхности и около нее — на стыке атмосферы, гидросферы и литосферы. Наиболее густые скопления живого вещества Вернадский назвал «пленками жизни». Это почвы, растительный и животный мир суши и моря.

В море наибольшая масса живого вещества сосредоточена в верхних слоях воды, которые лучше насыщаются кислородом, куда проникают лучи света и развивается масса планктонных организмов, в первую очередь растительных.

Основой отечественного учения о биосфере было изучение различных круговоротов элементов-органогеновкруговоротов элементов строятся молекулы органических веществ и сами организмы.

В. И. Вернадский впервые признал живое вещество наиболее активным химическим и геологическим фактором величайшего значения, действующим в биосфере Земли.

В полный биологический круговорот веществ между живым и неживым веществом вовлекаются почти все распространенные на Земле химические элементы. При этом перемещения их в биосфере столь стремительны, что Вернадский назвал их «вихрями атомов», хотя эти «вихри» мы и не замечаем.

Основной биологический круговорот веществ биосферы складывается из трех звеньев: создания в процессе фотосинтеза первичной органической продукции автотрофными зелеными растениями; превращения первичной (растительной) продукции во вторичную (животную); разрушения первичной и вторичной биологической продукции грибами и бактериями (минерализация органических веществ).

Кроме живого вещества, в биосфере находится и неживое, но созданное живыми организмами биогенное вещество — каменный уголь, известняки, торф, гумус, нефть и т. п. Это сохранившиеся следы «былых биосфер». Третий важный компонент, с которым взаимодействует живое вещество, — биокосное вещество — все природные воды, приземные слои воздуха и т. п. Прямая противоположность живому — кристаллическое «косное вещество»; магматические и изверженные породы (граниты, базальты и пр.). Благодаря огромной геохимической активности живого вещества все эти компоненты находятся в биосфере в постоянном движении. В связи с этим многие экологи считают биосферу самой крупной экосистемой на Земле.

Биоценоз, как было отмечено выше, понятие меньшего объема, чем биогеоценоз — основная структурная единица биосферы. Биогеоценоз включает в себя совокупность живых существ вместе с биотопом, который они заселяют, т. е. биогеоценоз включает в себя и биоценоз, и биотоп.

Хотя биоценоз, населяющий какой-то определенный биотоп, естественно включает в себя в качестве компонентов и растения и животных, в дальнейшем мы будем рассматривать преимущественно его животный мир, т. е. сообщества животных, так как полное описание биогеоценозов и даже биоценозов не входит в нашу задачу.

Примером элементарных сообществ животных может служить совокупность различных видов паразитов, обитающих на каком-либо одном хозяине. Это его паразитоценоз. Бывают также сообщества животных, обитающие на каком-либо единичном растении и даже на листе, цветке; населяющие нору, пень, дупло, пещеру, кучу гальки, гравия, камней и т. д.

Различают биоценозы почвы (эдафон) и деревьев (дендрофон), ярусов мхов, трав, кустарников и т. д. Биоценозы ярусов различают не только в лесах, но и в водоемах: население грунта, придонной зоны (бентос), толщи воды (нектон — свободно передвигающиеся организмы и планктон — находящиеся во взвешенном состоянии).

Ельники, сосняки, дубняки, березники и другие образуют крупные ландшафтные сообщества, объединяющие не только растения, по и многие виды животных. Здесь формируются биоценозы лесов, включающие виды растений и животных. Различают биоценозы природных зон жизни, континентов, морей и океанов, зоогеографических областей. Крупные биоценозы природных зон, естественно, распадаются на более мелкие. В связи с этим далее мы и сосредоточим внимание на главнейших биоценозах этих зон с краткой характеристикой основной фауны, с выделением доминирующих там жизненных форм.

Надо также сказать, что отдельные виды животных могут жить не только в одной, а в двух смежных зонах. Например, бурый медведь — обитатель тайги и лиственных лесов, белая куропатка — обитатель тундры и северных лесов.

Между близкими по территории биоценозами нередко существует как бы переходная зона, например опушка, отделяющая лес от открытых пространств.



0 коммент.:

Отправить комментарий

Понравился блог или статья? Поделить с друзьями в социальных сетях!
Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More