Билет №13 Биоценоз как биологическая система

Биоценоз – надорганизменная система, состоящая из трёх компонентов: растений, животных и микроорганизмов. Стабильность сообщества определяется регуляцией численности одних видов другими, а его размеры зависят от величины территории – биотопа. Функционируя вместе, биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз или экосистему. Выделяют видовую и пространственную структуру биоценозов.

Видовая структура – характеризуется видовым разнообразием и количественным соотношением видов, зависящих от ряда факторов. Главными лимитирующими факторами являются температура, влажность, недостаток пищи. Поэтому биоценозы пустынь и высокогорий наиболее бедны видами. Богатые видами биоценозы – тропические леса.

Видовое разнообразие – число видов в данном сообществе – является одной из важнейших характеристик устойчивости экосистемы. Оно связано с разнообразием условий среды обитания. Чем больше организмов найдут в данном биотопе подходящие для себя условия, тем больше видов в нём поселится.

Важным показателем является количественное соотношение числа видов между собой. Виды, которые преобладают по численности – доминанты данного сообщества. Среди них есть виды, без которых другие виды не могут существовать. Их называют эдификаторами. Они определяют микросреду всего сообщества, и их удаление грозит полным разрушением биоценоза. Эдификаторы – растения и изредка – животные. “Второстепенные” вида – малочисленные – также важны в сообществе. Их преобладание – гарантия устойчивого развития сообществ. В наиболее богатых биоценозах почти все виды малочисленны, но чем беднее видовой состав, тем больше видов-доминантов.

Пространственная структура – её образуют виды в фитоценозе. Определяется вертикальное ярусное строение в лесах умеренного и тропического поясов. Выделяют 5-6 ярусов: деревья первой величины (дуб, липа, вяз); деревья второй величины (рябина, яблоня, черёмуха); кустарниковый подлесок; высокие травы; низкие травы. Ярусность позволяет растениям поле полно использовать поток света – в верхних ярусах светолюбивые, в нижних – теневыносливые, а в самом низу – тенелюбивые.

В пространственной структуре наблюдается мозаичность – изменение растительности и животного мира по горизонтали. Площадная мозаичность зависит от разнообразия видов, количественного их взаимоотношения, от изменчивости ландшафтных и почвенных условий. Мозаичность может возникать и искусственно – в результате вырубки лесов. На вырубках формируется новое сообщество.

 

Экологическая ниша – место вида в биоценозе, включающее положение его в пространстве, функциональную роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования. Это местообитание вида. Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организма, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе – реализованной – это та часть фундаментальной ниши, которую данный вид, популяция способны отстоять в конкурентной борьбе. Конкуренция – взаимодействие между популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши. Не существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но есть близкородственные виды которым требуется одна ниша и поэтому возникает жёсткая конкуренция. Межвидовая конкуренция за ресурсы может касаться пространства, пищи, биогенных веществ. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо популяция одного вида замещается популяцией другого вида, а первый вынужден переселяться на другое место или перейти на другую нишу. Если виды живут в разных местах, то они занимают разные экологические ниши; если они живут в одном месте, но потребляют разную пищу, то они занимают несколько экологических ниш. Главным результатом дифференциации ниш является снижение конкуренции (тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивыми).

Явление экологического разобщения близкородственных видов – принцип Гаузе (принцип конкурентного исключения): если 2 вида со сходными требованиями к среде (питанию, поведению, месту размножения)вступают в конкурентные отношения, то один из них должен погибнуть, или изменить свой образ жизни и занять новую экологическую нишу.

С экологическими нишами связаны жизненные формы организмов. К ним относятся группы видов, часто систематически далеко отстоящие, но выработавшие одинаковые морфологические адаптации в результате существования в сходных условиях (тушканчик и кенгуру).

 

Взаимоотношения организмов в биоценозе:

Внутривидовые взаимодействия – происходят между особями одного вида (внутривидовая конкуренция – территориальное поведение за площадь).

Межвидовые взаимодействия – происходят между особями разных видов:

· Нейтрализм – оба вида не оказывают никакого влияния друг на друга (белки и лоси).

· Конкуренция – один вид оказывает на другой неблагоприятное воздействие.

· Мутуализм (симбиоз) – виды не могут существовать друг без друга (водоросли и грибы – лишайники, бактерии и бобовые, бактерии и копытные).

· Протокооперация (содружество) – организмы получают пользу от объединения, хотя могут жить раздельно (крабы и актинии).

· Комменсализм – один вид извлекает пользу от сожительства, не принося зла и добра, а другой вид – хозяин, не имеет никакой выгоды.

· Аменсализм – происходит торможение роста одного вида продуктами выделения другого (сине-зелёные водоросли вызывают цветение воды, отравляя фауну).

· Паразитизм – организм-потребитель использует тело живого хозяина как источник пищи и среду обитания; может вызвать гибель организма-хозяина.

· Хищничество – хищник питается своей жертвой, которую ловит.

 

Взаимосвязи организмов:

1. Пищевые (трофические) – базируются на интересах питания. В этот тип выделяют питание одного организма другим, опыление цветов насекомыми. На базе трофических связей возникают цепи питания.

2. Топические – связи, основанные на использовании местообитаний (насекомые, которые прячутся в коре или живут в гнёздах; растения, которые поселяются на стволах).

3. Форические – возникают, если одни организмы участвуют в распространении других или их зачатков (семян, спор, плодов).

4. Фабрические – использование одними организмами других или продуктов их жизнедеятельности, частей (растений, пера, шерсти, пуха) для постройки гнёзд, убежищ.

Биоразнообразие – основа устойчивого функционирования биосферы.