Іка екосистем

1. Екосистема - основне поняття екології.

Екологія розглядає взаємодія живих організмів і неживої природи. Ця взаємодія, по-перше, відбувається в рамках певної системи (екологічної системи, екосистеми) і, по-друге, воно не хаотично, а належним чином організовано, підпорядковане законам.

Все біоценози, незалежно від їх складності, динамічні, в них постійно відбуваються зміни в стані і життєдіяльності його членів і співвідношенні популяцій. Ці зміни можна звести до двох основних типів: циклічним і поступальним. Циклічний тип зміни співтовариств відображає добову. Сезонну та багаторічну періодичність зовнішніх умов і прояви ендогенних (внутрішніх) ритмів організмів. У будь-якому природному біоценозі є групи організмів. Активність життя, яких припадає на різний час доби. Тому в складі і співвідношенні окремих видів біоценозу відбуваються періодичні зміни, так як ряд організмів на певний час вимикаються з нього, При цьому добову динаміку біоценозу забезпечує не тільки тварина, але і рослинне населення. Добова динаміка біоценозів переважно пов'язана з ритмами природних явищ і характеризується строгою періодичністю. При сезонній динаміці спостерігаються більш суттєві відхилення в біоценозах. Вони визначаються біологічними циклами організмів, які залежать від сезонної циклічності природних явищ. Зміна пір року в значній мірі впливає на життєдіяльність рослин і тварин (періоди цвітіння, плодоношення, активного зростання, осіннього листопаду і зимового спокою у рослин; сплячка, зимовий сон, діапауза і міграції у тварин). Нормальним явищем в житті будь-якого біоценозу служить і багаторічна мінливість. Остання обумовлена ​​зміною по роках метеорологічних умов (кліматичних флуктуацій) або інших зовнішніх факторів, які впливають на співтовариство (наприклад, розливи річок). Крім цього, багаторічна періодичність часто буває пов'язана з особливостями життєвого циклу рослин-едіфікаторов, з повторенням масових розмножень тварин, комах або патогенних для рослин мікроорганізмів. У зв'язку з тим, що характер добових і сезонних змін більш-менш постійний протягом тривалого періоду часу (століть і навіть тисячоліть), історично сформувалися механізми, які призводять співтовариство в цілому у відповідність з періодикою зміни умов проживання. Поступальні зміни в співтоваристві призводять в остаточному підсумку до зміни цієї спільноти іншим, з іншим набором панівних видів, Причиною подібних змін можуть бути зовнішні по відношенню до біоценозу фактори, тривалий час впливають в одному напрямку, наприклад, висушування болотних грунтів. Зміна зовнішніх умов середовища впливає на деякі види несприятливо, інші ж види можуть від цього, навпаки, виграти. Буває і так, що змінилися умови дозволяють включитися в екосистему нових видів. В цілому відбувається так звана сукцесія (від лат - спадкоємність):

Сукцесія - послідовна необоротна зміна біоценозів, котрі виникають на одній і тій же території в результаті впливу природних факторів або впливу людини.

Розрізняють первинні і вторинні сукцесії. Первинною сукцесій називається процес розвитку і зміни біоценозів на незаселених раніше ділянках, що починається з їх колонізації. Класичний приклад - поступове обростання голою скелі з розвитком в кінцевому підсумку на ній лісу. Вторинна сукцесія відбувається на місці сформувався раніше біоценозу після його порушення з якої-небудь причини (пожежа, виру6ка лісу, посуха і т.п.). В сучасних умовах вторинні зміни спостерігаються повсюдно. Так, в Білорусі знищення частини лісів в роки ВВВ і наступні виру6кі привели до заміни корінних лісів (соснових, ду6ових, ялинових) менш цінними (березовими, осиковими, сіро-вільховими). Сукцесія завершується стадією, коли всі види екосистеми, розмножуючись, зберігають, однак, відносно постійну чисельність і подальшої зміни її складу не відбувається. Таке рівноважний стан називають клімаксом, а екосистему - клімаксовие. У такій екосистемі існує рівновага між пов'язаної нею енергією і енергією, що витрачається на підтримання життєдіяльності своїх компонентів. Таким о6разом, клімаксовие біоценоз знаходиться в стані гомеостазу. У різних а6іотічсскіх умовах формуються різні клімаксовие екосистеми. У сухому і жаркому кліматі це буде пустеля; в жаркому, але вологому - тропічні ліси. Слід зазначити, що-то, наскільки швидко змінюються екосистеми (за лічені роки, за століття і навіть тисячоліття), залежить від ступеня зсуву їх рівноваги. При сукцесіях зміни відбуваються поступово: це більш-менш упорядкований процес заміщення одних видів іншими, на всіх стадіях якого екосистема досить збалансована і різноманітна. Проте, можливі й раптові зміни, які викликають популяційний вибух деяких видів за рахунок загибелі багатьох інших. У таких випадках доводиться говорити вже не про сукцесії, а про екологічний порушенні. Останнє виникає, наприклад, в результаті скидання багатих біогенними стічних вод в природні водойми, що викликає бурхливе зростання деяких водоростей. Нарешті, зміни можуть бути настільки різкими, що практично жоден вихідний компонент екосистеми не зберігається, і тоді настає її загибель. Згодом на осво6одівшемся місці можуть оселитися інші види, які здатні витримати нові умови, тобто фактично починається нова сукцесія. При цьому важливо підкреслити, що, якщо не брати до уваги землетрусів, вивержень вулканів та інших катастроф, природні зміни екосистем зазвичай протікають повільно, по типу сукцесій. У той же час, втручання людини, зокрема, військові дії, буває часом настільки раптовим і глибоким, що може привести до загибелі екосистем. У процесі природного відбору різні види організмів все більш пристосовуються до співіснування з хижаками і паразитами, до кліматичних умов і іншим біотичних і абіотичних факторів. Проте, жоден вид, за винятком людини, не здатний передбачити майбутні зміни середовища, а тим більше підготуватися до них, Внаслідок цього, при зміні будь-якого абиотического або біотичного фактора (наприклад, при похолоданні або інтродукції нового вигляду) вид, погано пристосований до нових умов, очікує один з трьох варіантів: міграція, адаптація або вимирання. У тому випадку, коли одні види вимирають, а ті, що вижили особини інших розмножуються, адаптуються і змінюються під впливом природного от6ора, можна говорити про еволюційної сукцессии. Це означає, що в різні періоди своєї історії Земля була населена різними істотами, що доводиться виявленими викопними залишками рослин і тварин. Відомо, що перша умова адаптації - виживання і розмноження хоча 6и декількох особин в нових умовах. Це обумовлено двома факторами: різноманітністю генофонду виду і ступенем зміни середовища. При цьому очевидно, що, якщо генофонд дуже різноманітний, тобто включає багато алелей, то навіть при сильних змінах середовища деякі особини зуміють вижити. Навпаки, при низькому різноманітності генофонду, найменші коле6анія зовнішніх умов можуть викликати вимирання виду, тому що алелей, що дозволяють особам протистояти несприятливим умовам середовища, може і не знайтися. З іншого боку, ступінь зміни навколишнього середовища важлива нітрохи не менше. У разі її малозаметности 6ольшінство видів зуміє пристосуватися і вижити. При цьому чим різкіше зміни, тим більше разноо6разіе генофонду потрібно для виживання. Можна уявити собі навіть такі катастрофічні зміни (наприклад, в разі ядерної війни), що не виживе жоден вид. Звідси випливає дуже важливий принцип: виживання виду забезпечується його генетичною різноманітністю і слабким впливом зовнішніх умов. До генетичною різноманітністю і зміни середовища можна додати ще один фактор - географічне поширення. При цьому, чим ширше поширений вид, тим, як правило, вище його генетичне разноо6разіе, і навпаки. Крім цього, при досить великому ареалі деякі його ділянки можуть виявитися віддаленими або ізольованими від районів, де порушувалися в гіршу сторону умови існування. Тоді на цих ділянках вид збережеться, навіть якщо зникне з інших місць. Якщо в нових умовах частина особин вижила, відновлення популяції і її подальша адаптація будуть визначатися перш за все швидкістю відтворення, так як зміна ознак відбувається тільки шляхом от6ора в кожному поколінні. Так, пара комах о6ич-но дасть кілька сотень нащадків, які проходять весь життєвий цикл за кілька тижнів. Звідси випливає, що швидкість відтворення тут в тисячі разів вище, ніж у птахів, які здатні вигодувати 2-6 пташенят в рік, і однаковий рівень пристосованості до нових умов розвинеться в стільки ж разів швидше. Саме тому комахи швидко адаптуються і набувають стійкості до застосовуваних проти них пестицидів, тоді як інші види від цих о6ра6оток гинуть. Те ж саме можна сказати і про радіацію.