Вопрос 6. Трофические цепи и трофические уровни.Динамические процессы в экосистемах Гомеостаз биогеоценоза.Положительная и отрицательная обратные связи в биогеоценозе.

Трофические уровни

Устойчивые биогеохимические циклы вещества и энергии в биосфере нашей планеты формируются вследствие биологического разнообразия потребляемого организмами набора веществ и выделяемых в природную среду продуктов жизнедеятельности. Базу биологического круговорота веществ составляют трофические уровни, которые представлены конкретными видами живых организмов, делящимися на три основные группы: продуценты, консументы и редуценты. Трофический уровень составляют популяции организмов, выполняющих в экосистеме одинаковые трофические функции и имеющих различный видовой состав (от греч. trophe - «питание»).

Первый трофический уровень - уровень первичной продукции - образуют автотрофы. Это организмы, которые синтезируют органические вещества (углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты) из неорганических соединений, используя энергию Солнца. Первичная продукция - это биомасса растительных тканей. Первичные продуценты - растения, фотоавтотрофные бактерии и хемосинтезирующие бактерии (хемотрофы). Хемотрофы - микроорганизмы, синтезирующие органическое вещество за счет энергии окисления аммиака, сероводорода и других веществ, имеющихся в воде и почве.

Второй трофический уровень представляют консументы (гетеротрофы):

1) первого порядка - фитофаги - используют в качестве пищи растения;

2) второго порядка - питаются животной пищей.

Консументы - животные, бактерии, грибы, паразитические и насекомоядные растения - накапливают в тканях своего тела энергию, которая используется в пищу

Различают два вида трофических цепей:

1) Пастбищные (цепевыедания) начинается с поедания фотосинтезирующих организмов

2) Детритные (цепиразложения) начинается с остатков отмерших организмов.

У многих животных пищевые связи представляют непростую цепь, а разветвленную трофическую цепь.

Трофическая структура экосистем и круговорот вещества в ней.

Экосистема испытывает те же динамические процессы, что и в ее популяциях и сообществах: цикличность, смену популяций и биоценозов и др.

Цикличность

Суточная, сезонная и многолетняя периодичность внешних условий и проявление внутренних (эндогенных) ритмов организмов, флуктуации популяций достаточно синхронно отражаются в цикличности всего сообщества - биоценоза.

Суточные циклы наиболее резко выражены в условиях климата высокой континентальности, где значительная разница между дневными и ночными температурами. Например, в песчаных пустынях Средней Азии в жаркий полдень многие животные прячутся в норы или ведут ночной образ жизни летом, а некоторые зимой переходят на дневной (змеи, пауки и др.). Однако суточные ритмы наблюдаются во всех географических зонах, и даже в тундре в полярный день растения закрывают и открывают свои цветки в соответствии с этими ритмами.

Сезонная цикличность выражается в том, что на определенный период из биоценоза «выпадают» группы животных и даже целые популяции, впадающие в спячку, в период диапауз или оцепенений, при исчезновении однолетних трав, опаде листвы и т. п. Это в слабой форме выражено даже во влажных тропических лесах.

Многолетняя цикличность проявляется благодаря флуктуациям климата. Многолетняя периодичность в изменении численности биоценоза, вызванная резко неравномерным выпадением осадков по годам, с периодическим повторением засух, хорошо иллюстрируется повторением массовых размножений животных, например саранчевых (налеты саранчи).

Многолетняя цикличность может быть связана с особенностями развития растений - эдификаторов. Например, в буковых лесах сомкнутые кроны многолетних деревьев угнетает растительность нижних ярусов, но как только бук упадет, начинают бурно расти молодые деревья и крона восстанавливается. Так происходит обновление букового леса, на которое в естественных условиях требуется цикл в 250 лет.

Гомеостаз – это состояние подвижно стабильного равновесия экосистемы или биогеоценоза и условий их существований. Это механизм, по средствам которого живой организм противодействует внешним воздействиям, поддерживает параметры своей внутренней среды на таком постоянном уровне, который обеспечивает норм жизнь (пульс, температура тела).

Существование систем невозможно без связей, которые делятся на:

1) Прямые

2) Обратные

а) Прямая связь – это связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции. Примеры действие солнца на земные процессы.

б) обратная связь – это связь, при которой элемент В отвечает за действие элемента А.

Бывают положительные и отрицательные связи. Положительно обратная связь ведет к усилению процесса в одном направлении (заболоченная территория после вырубки леса).

Отрицательно обратная связь – в ответ на усиление действия элемента А увеличивается

противоположная по направлению действие элемента В. Они наиб. распространены а наиб. Важны. Н-р: взаимод- е между хищником и ее жертвой.

Та область в пределах которой механизмы отрицательной обратной связи способны несмотря на стрессовые воздействия сохранить устойчивость системы называется гомеостатическим платом.