Пастбищная и детритная цепи. Структура и функции.

Прямые пищевые связи типа «растение → фитофаг → зоофаг → паразит» объединяют виды в цепи питания или трофические цепи, члены которых связаны между собой сложными адаптациями, обеспечивающими устойчивое существование каждой видовой популяции. В экосистеме выделяют два типа цепей питания: пастбищные и детритные. Все процессы, связанные с синтезом и трансформацией живого органического вещества в трофических взаимоотношениях носят название цепей выедания (последовательно выедаются все органические вещества, созданные продуцентами) или «пастбищных цепей». Процессы поэтапной деструкции и минерализации органических веществ обычно выводятся в отдельный блок трофической структуры, и называются цепями разложения или «детритными цепями». Детритные цепи начинаются с разложения мертвой органики особыми группами консументов - сапрофагами. Животные-сапрофаги механически, а отчасти и химически разрушают мертвое органическое вещество, подготавливая его к воздействию редуцентов. Активное участие в разложении мертвого органического вещества принимают почвенные беспозвоночные животные (черви) и микроорганизмы. Таким образом, на уровне консументов происходит разделение потока вещества по разным группам потребителей: живое органическое вещество следует по цепям выедания, а мертвое – по цепям разложения. Главное свойство цепи питания или трофической цепи – осуществление биологического круговорота веществ и высвобождение запасенной в органическом веществе энергии. Многочисленность и разнообразие видового состава биоценоза выступает как важный механизм поддержания его целостности и функциональной устойчивости. 28. Экосистемы. Динамика.

Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находится в состоянии динамики. Это динамика может касаться как отдельных звеньев экосистем так и системы в целом. При этом динамика может быть связана с адаптацией к внешним факторам по отношению к экосистеме, а также к факторам, созданным внутри самой экосистемой. Самый простой тип динамики – суточный. Он связан с изменениями в фотосинтезе, транспирации, поведении животных, населяющих экосистему и т.д. Такие же примеры, а также более сложные изменения происходят при смене сезонов. Не остаются неизменными экосистемы и в многолетнем ряду. На примере луга или леса можно заметить, что в разные годы этим экосистемам свойственны свои особенности, т.е. в одни годы происходит увеличение численности одних видов, в другие годы других видов. Из этого следует, что каждый вид индивидуален по своим требованиям к среде, и ее изменения для одних видов благоприятны, а на других оказывают угнетающее влияние. Такая периодичность наблюдается и в отношении периодичности интенсивности размножения. Эти изменения могут повторяться и иметь однонаправленный поступательный характер и обуславливают развитие экосистемы в определенном направлении. Периодически повторяющуюся динамику называют циклическими изменениями или флуктуациями, а направленную динамику – поступательной или развитием экосистем, для которого характерны внедрение новых видов или смена одних видов другими. В итоге происходят смены биоценозов экосистем в целом, это явление и есть сукцессия. 29. Экологическая сукцессия.

Периодически повторяющуюся динамику называют циклическими изменениями или флуктуациями, а направленную динамику – поступательной или развитием экосистем, для которого характерны внедрение новых видов или смена одних видов другими. В итоге происходят смены биоценозов и экосистем в целом, это явление и есть сукцессия. Последовательное замещение одного сообщества другим при развитии биоценозов называется экологической сукцессией. По продолжительности развития сукцессии занимают временные промежутки, измеряемы годами и десятилетиями, хотя в отдельных случаях смены сообществ следуют с большой скоростью. Наиболее полно разработал учения о сукцессиях, американский ботаник Клементс Ф. Он считал, что экологические сообщества со временем изменяются и это является их естественным свойством. Основной причиной смены фитоценозов Клементс считал изменения отдельных климатических факторов или их комплекса, а сукцессия это адаптивный ответ на эти изменения на экосистемном уровне. Сукцессия по Ф.Клементсу завершается формированием сообщества, наиболее адаптированного по отношению к комплексу климатических условий. Такое сообщество он назвал «климакс – формация» или просто климакс. Таким образом, концепция климакса подразумевает, что в пределах региона, характеризующегося более или менее однородным климатом, фитоценозы завершившие сукцессионный процесс, образуют климаксовое сообщество, независимо от того с какого типа началась сукцессия. Такой климакс был назван климатическим.

30. Сукцессия. Последовательность на примере елового леса южной тайги.

Биогеоценотическая сукцессия на примере смен фитоценозов в южной тайге В любой географической зоне формированию климаксного сообщества (экосистемы) предшествует ряд промежуточных стадий или серий. В нашем примере сукцессия начинается с появлением на исходно безжизненном субстрате организмов-пионеров – корковых водорослей, накипных лишайников, которые первыми поселяются в данной местности. Они несколько обогащают субстрат органическими и доступными для усвоения растениями веществами. За ними следуют отдельные травянистые растения, способные быстро осваивать бедный субстрат. Это стадия сменяется полукустарниками и кустарниками, на смену которым приходят лиственные виды деревьев (береза, осина, ива). Последние характеризуются быстрым ростом, но являясь светолюбивыми, быстро изреживаются (к 40-50 летнему возрасту). В результате этого под их пологом создаются условия для поселения теневыносливой ели, которая постепенно догоняет в росте стареющие лиственные виды деревьев и выходит в первый ярус. На этой стадии и образуется климаксное смешанное елово-лиственное сообщество или чисто еловый лес со свойственным им набором других видов растений и животных. Обычно степень благоприятности условий местопроизрастания оценивается по растениям – индикаторам. Так для лесной зоны кислица указывает на условия увлажнения, близкие к оптимальным и богатство почв питательными минеральными веществами; черника – на несколько избыточное увлажнение и некоторый дефицит минеральных веществ; брусника – на дефицит увлажнения и почвенного плодородия; мхи – на чрезмерное избыточное увлажнение, дефицит минеральных веществ, недостаток кислорода для дыхания корней и наличие процессов торфообразования. По растениям – эдификаторам и растениям-индикаторам дают названия экосистемам, например, ельники-кисличники, ельники-черничники, или для степей выделяют типчако- ковыльные, злаково-разнотравные экосистемы.

Биосфера

Биосфера – это область существования живых организмов, занимающих пространство на поверхности земного шара. Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Это оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих земную поверхность, водоемы и атмосферу.

Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются биогеохимическими циклами.

Биосфера сформировалась 500 млн. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов. Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий.. Все живое с учетом их функциональной роли можно разделить на три группы.Продуценты (производители) — автотрофные организмы, то есть организмы, создающие органические вещества неорганических. Основным продуцентом в биосфере являются зеленые растения;Консументы (потребители) — гетеротрофные организмы, питающиеся органическими веществами. К ним относятся растительноядные (овца, корова, лошадь, лось, олень) и плотоядные (лиса, волк, рысь, сова, орел); Редуценты (разрушители мертвого органического вещества — это организмы, питающиеся растительным спадом и погибшими организмами. Они способствуют превращению в природе органических веществ (белки, жиры, углеводы) в неорганические (вода, углекислота, минеральные вещества). Таким образом, редуценты возвращают в окружающую среду те вещества, которые вновь вступают в круговорот веществ.