Биоценоз

Биогеоценоз животных

Наиболее значимыми в процессах биогеоценоза являются насекомые, черви, ящерицы, пауки и т.д. Они выполняют одну из функций, необходимых для всего процесса биогеоценоза — переработка отмерших останков и отходов. Так же виды беспозвоночных, которые питаются корнями и клубнями растений; наземные, питающиеся листьями, цветами, семенами, корой деревьев и плотоядные или хищные беспозвоночные, которые питаются животной биомассой, соками животных, и кровососущие относятся к этим процессам.

Мыши, сурки, кроты — животные, которые живут в почве, для своей жизнедеятельности им необходимо рыть норы и ходы, за счёт чего почва рыхлится и обогащается кислородом.

За счёт поедания одними животными — других, происходит должный процесс регуляции численности тех или иных видов и сохраняется равновесие и баланс в природе.

Отношения и связи организмов в биоценозах

Отношения видов представлены как:

• хищничество,
• паразитизм,
• комменсализм,
• симбиоз,
• конкуренция.

Если в ходе отношений один из организмов поедает другой, говорят о хищничестве.

Отношения хищник-жертва широко распространены в природе.

При паразитизме один из видов использует другой, нанося ему вред. Такой вид существования можно отнести к хищничеству.

Когда один из организмов обеспечивает другой пищей или убежищем, говорят о комменсализме.

Наблюдается между раком-отшельником и актинией.

Отношения, взаимовыгодные обоим, называются симбиозом. Типичный симбиоз лишайник (сочетание водоросли и гриба в одном организме).

Обитание в одинаковых условиях заставляет виды со сходными потребностями вступать в конкуренцию, которая приносит неудобства обоим представителям (лисы и волки).

Трофические связи

Развиваются при употреблении в качестве пищи другого организма, его мертвых тканей, продуктов жизнедеятельности.

Эти связи служат ключевыми звеньями пищевой цепи. При этом один тот же организм может выступать в роли хищника для одного или пищи для другого.

Топические связи

Представлены изменениями, направленными на создание условий обитания для других организмов.

Например, растения – важный компонент в обитании птиц, насекомых, грызунов. В силу ярусной организованности они являются ограничивающим фактором распространения некоторых организмов, создавая микроклимат, регулируя уровень влажности.

В биоценозе есть представители, обитающие в покровах других животных (здесь оптимальные условия для их существования).

Фабрические связи

Возникают в процессе создания одним видом сооружений из продуктов жизнедеятельности другого вида.

Материалом для строительства являются:

• зеленые части растений, ветки,
• волосяной покров животных,
• раковины беспозвоночных,
• выделения животных.

Форические связи

Многообразие видов достигается приспособлением их к различным способам расселения.

Перенося пыльцу, насекомые распространяют их.

Выделение непереваренных семян с экскрементами животных – пассивный способ распространения. Птицы переносят членистоногих. Среди крупных животных такие связи не распространены.

«Уровневая организация и эволюция»

Код раздела ЕГЭ: 1.2. Уровневая организация и эволюция. Основные уровни организации живой природы: клеточный организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. 

Уровневая организация и эволюция

На нашей планете обитает множество различных живых организмов. Они не существуют сами по себе, а взаимодействуют с окружающей их средой и друг с другом. Таким образом, наш мир живых организмов это совокупность биологических систем разной сложности, которые образуют единую структуру. Мы можем увидеть разницу на примере одной клетки или множества клеток, одной особи или множества особей. Совокупность множества клеток может быть тканью или органом, совокупность нескольких особей может быть стаей или популяцией.

В результате эволюции наш мир стал представляться как многоуровневая система. Сначала появлялись простые уровни организации материи, потом они становились составными частями более сложных уровней. Вследствие этого уровневая организация и эволюция являются отличительными признаками всего живого.

Уровни организации живой природы

Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни организации живой материи.

1. Молекулярный (молекулярно-генетический). Он включает в себя способ существования и самовоспроизводства сложных информационных органических молекул, высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, вирусы, плазмиды, нуклеиновые кислоты и др.

2. Субклеточный (надмолекулярный). На этом уровне живая природа организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.

3. Клеточный. На этом уровне живая природа представлена клетками, т.е. элементарной структурной и функциональной единицей живого.

4. Органо-тканевый. На этом уровне живая природа организуется в ткани и органы. Ткань – совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган – часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию или функции.

5. Организменный (онтогенетический). На этом уровне живая природа представлена организмами. Организм (особь, индивид) – неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.

6. Популяционно-видовой. На этом уровне живая природа организуется в популяции. Популяция – совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид – совокупность особей (популяций), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определенную область (ареал).

7. Биоценотический. На этом уровне живая природа образует биоценозы – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.

8. Биогеоценотический. На этом уровне живая природа формирует биогеоценозы – совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).

9. Биосферный. На этом уровне живая природа формирует биосферу – оболочку Земли, преобразованную деятельностью живых организмов.

Биологические системы. Общие признаки биологических систем: клеточное строение, особенности химического состава, обмен веществ и превращение энергии, гомеостаз, раздражимость, движение, рост и развитие, воспроизведение, эволюция.

Примеры биоценоза

Возникший естественным путем луг отличается однородным рельефом. Доминирующими организмами в нем являются травы. Первый ярус представлен низкорослыми многолетниками, в том числе клевером, будрой, мышиным горошком. На втором ярусе растут злаковые культуры: мятлик, тимофеевка, тысячелистник, кострец безостый.

Большинство растений являются медоносами, поэтому на лугах летом много пчел, бабочек и шмелей. Зеленью питаются насекомые, в том числе гусеницы, кузнечики и жуки. Земноводные и пресмыкающиеся животные служат источником пищи для хищных птиц и крупных млекопитающих.

Примеры биогеоценоза

Если рассмотреть луг, в качестве примера, то можно увидеть весь процесс биогеоценоза.

Травы кустарники, которые растут на лугу, являются первичными производителями использующими процесс фотосинтеза. Животные, насекомые и птицы, которые питаются этими растениями, являются потребителями, а они, в свою очередь, становятся пищей для хищников. Микробы перерабатывают останки и отходы, которые снова становятся пригодными для растений.

Растительный мир лесов (фитоценоз) отличается от степи или луга наличием ярусов, и обитатели верхних ярусов получают гораздо больше солнечной энергии, чем жители нижнего яруса, которые вполне комфортно себя чувствуют в тени.

Средой обитания пруда, является дно водоёма, вода и поверхность над водой. Фитоценоз составляют водоросли, которые находятся под водой, либо в воде. Водорослями питаются ракообразные, рыбы, насекомые. Бактерии и микроорганизмы питаются на дне пруда.

Признаки биогеоценоза

• Многообразие и различие видов, осуществляющих процессы биогеоценоза;
• Количественный показатель видов, его плотность;
• Его биомасса (показатель количества органического вещества)

Взаимоотношения между видами сложны и разветвлены. Они имеют разный характер:

• Нейтральные, когда организмы биогеоценоза не приносят ни вреда, ни пользы друг другу.
• Нейтральновредные, когда проявляется аменсализм, например: плесень на хлебе.
• Взаимовредные, когда организмы враждуют, конкурируют.
• Полезновредные, когда один вид вредит другому в пользу себе.
• Полезнонейтральные, когда в выигрыше только один организм.
• Взаимополезные, когда, соответственно, польза для обеих сторон.

Типы связей между организмами

Живые организмы определенным образом связаны друг с другом. Различают следующие типы связей между видами:

• трофические,
• топические,
• форические,
• фабрические.

Наиболее важными являются трофические и топические связи, так как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.

Трофические связи возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями, мертвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной. Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуков-навозников пометом крупных копытных и т. д. Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов за один пищевой ресурс.

Топические связи проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида. Например, под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров.

Форические связи возникают, когда один вид участвует в распространении другого вида. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей — форезия.

Фабрические связи заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы при постройке гнезд используют ветки деревьев, траву, пух и перья других птиц.

Пространственная структура

Вертикальная и горизонтальная структура или неоднородность – результат морфологических особенностей организации сообщества. Организмы обитают в самых разнообразных условиях. Для обеспечения комфортного существования все живое занимает соответствующие уровни – ярусы, расположенные на разной высоте.

Ярусное строение может быть простым, когда существует несколько ярусов и преобладает небольшое число видов. Типичное свойство структуры – резкое колебание численности видов. Ограничивающим фактором здесь выступает наименьшее число видов, которые не могут заменить друг друга.

В сложных биоценозах высокое видовое разнообразие и нет внезапных колебаний численности. Так, в лесах насчитывают до шести ярусов, расположенных в следующей последовательности (снизу вверх): мхи, низкие кустарники, высокие кустарники, подлесок из кустов, деревья второго ряда, деревья первого ряда.

Для горизонтальной структуры характерна разная плотность видов, соответствующая особенностям рельефа. Неоднородность связана с освещенностью территории, доступностью ветрам и другими условиями среды.

Например: пойменные луга, чередующиеся с участками с густой растительностью с низкими травами.

Состав биоценоза и биотопа

Составляющими компонентами биоценоза являются: фитоценоз, зооценоз, микоценоз, микробоценоз. Фитоценоз (от греч. phyton — растение, koinos — общий) — растительное сообщество, произрастающее на определенной территории и изменяющееся как по сезонам, так и по годам. Зооценоз (от греч. zoon — животное, koinos — общий) — совокупность популяций животных, населяющих определенный биотоп. Микоценоз (от греч. mykеs — гриб, koinos — общий) — сообщество различных видов грибов. Микробоценоз (от греч. micros — малый, koinos — общий) — совокупность популяций микроорганизмов (бактерий, протистов).

Граница между биоценозами определяется по фитоценозам, которые всегда имеют специфические особенности. Например, луг резко отличается от леса, лес — от болота, хвойный лес — от лиственного, березовая роща — от дубравы и т. д. Фитоценоз определяет видовой состав зооценоза, микоценоза и микробоценоза, т. е. является главным структурным компонентом биоценоза.

По происхождению различают первичные и вторичные биоценозы. Первичные биоценозы сформировались в природных условиях в ходе эволюции (недоступные участки тайги, горные леса). Их компоненты (организмы) адаптировались к окружающей среде. Это придает биоценозам динамическую устойчивость. Ко вторичным относятся созданные или преобразованные человеком биоценозы (большинство биоценозов на Земле).

Биотоп включает воздух с климатическими факторами (климатоп), почву (эдафотоп) и воду (гидротоп). Эти компоненты взаимодействуют между собой и формируют среду обитания биоценоза. Биоценоз своим существованием изменяет состояние биотопа. В свою очередь изменяющийся биотоп может влиять на видовой состав биоценоза.

Отличие биогеоценоза от агроценоза, биоценоза и экосистемы

Агроценоз является сообществом организмов, но он значительно отличается от всех других. В чем заключается разница?

Агроценоз — это сообщество организмов, созданных человеком. Он может включать растения, животных, грибки и микроорганизмы. Целью его создания является производство сельскохозяйственной продукции. Но чаще всего называют агроценоз искусственным растительным сообществом. Это поле, сад, огород.

Биогеоценоз является естественной, саморазвивающейся структурой.

Агроценоз — не саморегулируемый, все необходимые процессы контролируются человеком. Когда его деятельность прекращается, агроценоз перестает существовать.

Для биогеоценоза необходима солнечная энергия,

При агроценозе существуют дополнительные резервы. Эту энергию человек вносит в орошение, распашку земли, использование удобрений и т.д.

Признаки агроценоза

Агроценозы имеют низкое видовое разнообразие. Поскольку эти сообщества созданы с целью получения определенных сельскохозяйственных продуктов, они включают в себя одного или двух представителей органического мира.

Агроценоз — слабостабильная структура. Его развитие происходит только тогда, когда человек подвергается искусственно воссозданным условиям.

Биоценоз — это

сообщество биологически интегрированных и взаимозависимых растений и животных. Это лишь часть биогеоценоза, которая не включает в себя неживую составляющую — экотоп. Это и является их различием.

Экосистема — это географическая область, в которой растения, животные и другие организмы, а также погода и ландшафты работают вместе, образуя круговорот жизни.

Отличиями биогеоценоза можно назвать:

• Нахождение биогеоценоза только на суше. Экосистема повсеместна.
• Экосистема безгранична, в то время как биогеоценоз может иметь границы, которые определяются фитоценозом (растительным сообществом).
• Поступление органических веществ в биогеоценозе возможно только с помощью растений, а в экосистему они могут попасть и другими способами.
• Экосистема прекратит своё существование без поступления необходимой энергии или веществ, а биогеоценоз можно назвать бессмертным.

Учебник Биология — ВУНМЦ 2000

6.1.5. ПОНЯТИЕ О БИОМАССЕ, БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПЕРВИЧНОЙ И ВТОРИЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Биомасса — это общая, или суммарная масса (сырого или сухого вещества) особей одного вида, группы видов, сообщества в целом, приходящаяся на единицу поверхности (г/м2, кг/га) или объема местообитания (г/м3 и т.д.). Биомассу растений называют фитомассой, биомассу животных — зоомассой, бактерий — биомассой бактерий, грибов — биомассой грибов. Органическую массу, созданную растениями и некоторыми бактериями за единицу времени, называют первичной продукцией экосистемы. Основными создателями первичной продукции на Земле являются зеленые растения. Часть этой продукции (до 40% и даже 70%) идет на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов. Оставшуюся часть созданной ими органической массы называют чистой первичной продукцией. Она характеризует величину прироста фитомассы. Чистая первичная продукция — это резерв пищи (и энергии) для гетеротрофных организмов — консументов и редуцентов. В результате ее утилизации консументами возрастает их биомасса. Прирост за единицу времени биомассы консументов составляет вторичную продукцию экосистемы.

Максимальные значения фитомассы имеют влажные тропические леса — 6500 ц/га (в бассейне Амазонки более 10000 ц/га).

Максимум зоомассы (зоопланктона) приходится на единицу площади океана в субтропическом и северном умеренном поясах, которые дают 2/3 мирового улова рыбы.

С развитием биоценоза возрастает его биомасса и видовое разнообразие, усложняется трофическая и пространственная структура. Биоценоз, сложившийся в данной местности при отсутствии вмешательств извне, остающийся неизменным до тех пор, пока не возникают внешние нарушения, называют климаксом.

Любой биоценоз динамичен. В нем постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности его членов и соотношении популяций.

Последовательную смену во времени одних биоценозов другими на определенном участке земной поверхности называют сукцессией (от лат. successio- преемственность, наследование). Различают первичные и вторичные сукцессии (рис. 286, 287).

Рис. 286. Изменения в структуре пруда и образование новых биогеоценозов.

Рис. 287. Постепенное превращение озера в низинное болото.

Первичные сукцессии начинаются на местах, лишенных жизни: скалах, обрывах, сыпучих песках и т.д. При заселении таких участков живые организмы необратимо меняют свое местообитание и сменяют друг друга. Например, на участке суши, обнажившейся после отступления ледника на юге Аляски, вначале поселяются мхи, затем осоки, сменяющиеся стелющимися кустарниковыми ивами. На смену им приходят заросли ольхи, ели и формируются еловые леса. Данное местообитание через 100 лет покрыто высоким еловым лесом.

Восстановление биоценозов на месте когда — то существовавших после их нарушения (в результате вулканический извержении, пожаров, вырубки леса и т.д.) называют вторичной сукцессией. Вследствие различных воздействий нарушаются установленные взаимосвязи между организмами.

Например, на месте заброшенных сельскохозяйственных угодий, где произрастала кукуруза, слагается вторичная сукцессия. Сначала появляются сорняки, затем злаки, сменяющиеся соснами с примесью лиственных пород, существующие долгое время (до 100 лет). В нижнем ярусе развиваются дубы. Молодые сосны не могут расти в тени взрослых деревьев, поэтому они гибнут так же, как и старые больные сосны. Начинают преобладать дубы, и через 100 — 150 лет здесь сформируется устойчивое сообщество — климаксный лес (рис. 288).

Рис. 288. Вторичная суксессия. Восстановление леса на заброшенном поле происходит в несколько стадий.

ПредыдущаяСледующая