В природе растения растут совместно, причем не случайным образом. Каждый вид растений приспособлен расти только с определенными другими растениями. Совместно произрастающие растения формируют растительное сообщество , или фитоциноз . Примеры растительных сообществ: конкретные луг, лес, болото. При этом, например, березовый лес - это один тип сообщества, а еловый - другой.
Растительное сообщество - это совокупность растений, произрастающих на одном участке земной поверхности, приспособленные к совместной жизни и влияющие друг на друга и окружающую среду.
Существуют светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые травянистые растения. Так ландыш, папоротники растут в лесу, так как им не нужно много света. А вот васильки, ромашки, подорожники, тимофеевка встречаются только на лугу, так как для жизни им требуется большое количество солнечного света. Таким образом растения, которые встречаются на лугах, обычно не встречаются в лесах. Для болот характерны камыши, тростники, мхи, хвощи и др.
В растительном сообществе растения взаимно влияют друг на друга. При этом все они приспособлены к конкретным условиям среды (влажности, особенностям почвы, ветрам), характерным для данной однородной территории. Так в сосновом лесу во влажной местности будут расти мхи, а в сухой - лишайники и редкие светолюбивые травы.
Сосновые леса могут расти на бедных перегноем песчаных почвах. Поэтому в таких лесах видовой состав не так разнообразен. Другое дело - дубовые леса. Они вырастают на почвах богатых перегноем и минеральными веществами. Поэтому в дубовых лесах, кроме самих дубов, много другой растительности (клен, липа, орешник, жимолость, бересклет и др.). Почва здесь покрыта травой, а не сухими ветками и хвоей, как в сосновом лесу.
От количества света, влаги, тепла и других условий неживой природы зависит видовое разнообразие растительного сообщества. Наибольшее видовое разнообразие наблюдается в тропических лесах, наименьшее - в пустынях и тундрах.
В большинстве растительных сообществ можно выделить преобладающие и сопутствующие виды растений . Так в березовом лесу преобладающим видом будет береза, хотя кроме нее в лесу растет множество других видов. Однако они характерны именно для березового леса.
Не следует путать понятия фитоциноз (растительное сообщество) и флора. Под флорой понимают совокупность растений, произрастающих вообще на какой-либо территории (страны, региона, континента). В этой совокупности растения не рассматривают во взаимосвязи. Так, уместно говорить о флоре России, флоре Кавказа и т. п. Флора скорее ближе понятию растительности, под которой понимают совокупность всех растений сообществ на конкретной территории.
Взаимосвязь растений в сообществах возможна благодаря их разным особенностям и потребностям. Таким образом, разные виды в одном сообществе почти не конкурируют между собой. Например, в еловом лесу могут встречаться березы. Ели теневыносливы, а березы светолюбивы и занимают верхний ярус, поэтому почти не конкурируют с елями за свет.
В растительных сообществах выделяют ярусы . Наибольшее количество ярусов наблюдается в лесу. Первый и второй - это кроны разных по высоте и теневыносливости деревьев, третий - кустарники, четвертый - травы, пятый - мхи, грибы, лишайники. Ярусность характерна и для коней растений. У одних корни находятся близ поверхности, у других - глубже.
В процессе эволюции у растений выработались различные приспособления к совместной жизни. В лесу деревья цветут раньше распускания листьев. В таком случае листва не мешает пыльце с помощью ветра достигать пестиков. Травы в лесу опыляются насекомыми, так как под деревьями почти нет ветра. Их цветки обычно светлые, хорошо заметные для опылителей. На лугах одни травы могут использовать в качестве опоры другие. Например, бобовые растения цепляются усиками на стебли злаков. Со своей стороны бобовые обогащают почву азотом, что создает благоприятные условия для роста других растений.
Не менее тесные взаимосвязи в сообществах выработались у растений с животными, грибами и микроорганизмами.
В природе нередко происходит смена растительных сообществ , когда на месте одного сообщества появляется другое. Это может происходить медленно или резко. Так, после пожара растительное сообщество погибает. На его месте сначала появятся редкие травы, потом ветер занесет семена деревьев и появится поросль. В дальнейшем через много лет может произойти восстановление прежнего сообщества или будет иное.
Примеры естественной смены сообществ - это смена березового леса на еловый или смена какого-либо леса на болото при заболачивании почв. В первом случае в березовом лесу появляются маленькие ели. Они теневыносливы и хорошо растут под березами. Но как только они подрастают, то не дают расти молодым березам, так как затеняют их. Когда старые березы погибнут, останутся только ели.
Разрушительное влияние на растительные сообщества оказывает человек. Достаточно уничтожить некоторые виды растений или животных и это может привести к разрушению всего фитоциноза. Поэтому важна не только охрана редких растений, но и охрана целых природных сообществ.
Сообщество. Структура сообщества.
Цель урока:
Образовательная: познакомить учащихся с природным сообществом, морфологической структурой сообщества, выявить причины видового разнообразия.
Развивающая: развивать умения учащихся творчески работать, развивать предметно-речевые навыки, познавательный интерес.
Воспитательная: воспитывать у учащихся дружелюбие, доброту, бережного отношения к своему здоровью и природе.
Оборудование: компьютер, проектор, презентация на слайдах, картинки животных и растений, словари, ноутбук с интернетом.
Тип урока: урок изучения новой темы.
Длительность этапов урока:
Орг.момент – 2 мин.
Изучение новой темы – 20 мин.
Физминутка – 3 мин.
Закрепление – 10 мин.
Итог, рефлексия, выводы – 5 мин.
Ход урока:
Орг.момент.
Добрый день!
Сегодня урок необычный у нас
Готов к нему, вижу, каждый из вас
Улыбка, уверенность. Что ж «Так держать!»
За парты садитесь, пора начинать (учащиеся садятся за парты)
На Вас надеюсь, я, друзья,
Ведь мы хороший, дружный класс
И все получится у нас.
Изучение новой темы
Сегодня у нас урок изучения новой темы. Как вы уже заметили, класс разделился на 3 группы. Надеюсь, на ваше взаимное сотрудничество и будем работать активно, дружно.
Тему урока мы узнаем, выполнив задание.
(на доске повешен ватман с заданием)
По порядку возрастания чисел из букв составляем слово.
Молодцы! С помощью задания мы узнали новое слово. . . (сообщество).
Тема нашего урока «Сообщество. Структура сообщества». Открыли все тетради и учебники. В учебнике страница 149, параграф 5.4. (учащиеся записывают тему урока в тетрадях).
Девиз урока «Я умею делать, я умею рассуждать,
Что полезно для здоровья, то и буду выбирать» (1 ученик зачитывает девиз урока из компьютерной презентации)
План изучения новой темы:
Что такое сообщество?
Видовое разнообразие сообщества.
Морфологическая структура сообщества (1 ученик зачитывает план урока).
Скажите мне, пожалуйста, а какие задачи мы поставим себе на урок, исходя из плана, приведенного на слайде (учащиеся сами формулируют задачи).
Молодцы! Правильно! Мы сегодня на уроке узнаем что такое сообщество или биоценоз, познакомимся с видовым разнообразием сообщества, узнаем про морфологическую структуру сообщества.
Все дружно приступает к изучению к изучению 1-го вопроса новой темы. А с собой мы возьмем О (осанку), У (улыбку), Н (настроение), В (веру в свои силы) (на доске повешены буквы О, У, Н, В) .
Чтобы узнать, что такое сообщество мы немножко поработаем со словарями и компьютером на интернете
(Учащиеся работают с дополнительными источниками информации).
Сообщество – это совокупность животных, растений, грибов, микроорганизмов, совместно населяющих участок суши или водоема. Сообщество по-другому мы называем биоценозом. Например: совокупность всех живых организмов участка леса или пруда биоценоз пруда.
О составе сообщества судят, прежде всего, по видовому разнообразию.
Видовое разнообразие – висло разных видов растений и животных, образующих биоценоз. Чем больше видовое разнообразие, там устойчивое система. Например: изменение климата или иных факторов могут привести к исчезновению одного вида, однако эта потеря будет компенсироваться за счет других видов, близких к выбывшему по своей специализации.
Доклад учащегося о факторах, влияющих на видовое разнообразие.
Факторы, влияющие на видовое разнообразие
Географическое положение (с севера на юг число видов в сообществе возрастает) вопрос к учащимися «Как вы думаете почему?»
Климатические условия (в теплых и влажных условиях в сообществе обитает больше видов) Почему?
Исторический фактор (чем древнее сообщество, тем больше количество видов составляют его)
Тип сообщества (в тропическом лесу видов больше, чем в хвойном лесу) Почему?
Наличие видов - средообразователей (сосны подавляют, дуб увеличивает число видов рядом с собой) Почему?
Морфологическая структура
Любые сообщества обладают некоторыми признаками. К таким признакам относят соотношение организмов с определенными типами внешнего строения, т.е. жизненными формами.
На странице 152 есть определение жизненной формы. Кто находит первой определение.
Определенные типы внешнего строения организмов, возникшие как приспособления к условиям местообитания, называются жизненными формами.
Жизненные формы растений и животных определяют по учебнику.
Жизненные формы растений .
Правильно, деревья, кустарники и травы (по группам раздаются картинки дерева, кустарника, травы, учащиеся составляют характеристику жизненной форме и выбирают растения, которые относятся к данной жизненной форме).
Жизненные формы водных организмов (по местообитанию) учащиеся по читают жизненные формы.
Планктон – представлен организмами, свободно плавающими на поверхности воды (растения – водоросли, животные – мелкие рачки).
Нектон – организмы обитают в толще воды, способны к активному передвижению (рыбы, кальмары, китообразные и т.д.)
Бентос – организмы, обитающие на дне водоема.
Жизненные формы животных суши (по способу передвижения)
Прыгающие (сильно развиты задние ноги).
Бегающие, ходящие (все ноги развиты равномерно).
Плавающие (есть перепонки между пальцами).
Летающие.
Ползающие (конечные редуцированы).
Лазающие (цепкие конечности).
Физминутка
Мы славненько поработали, теперь немножко отдохнем. Все положили ручки на парты и встали за края парт. Я вам буду показывать картинки животных, а вы должны своими движениями показывать передвижение животных.
Теперь медленно садимся.
Сейчас улыбнитесь друг к другу. Подарите и мне улыбку. Спасибо. Ваши улыбки располагают к приятному общению, создают хорошее настроение. Будьте всегда жизнерадостными, улыбчивыми, добрыми. Недаром улыбку человека сравнивают с Солнцем. Когда на улице ясно, светло в душе хорошо, а когда пасмурно нам как-то нехорошо. И Вы дарите всегда своим близким, родным, учителям, друзьям свои улыбки.
Закрепление
Дифференцированные задания
Работа с картинками по определению жизненной формы.
Тестовая работа (учащимся раздаются задания)
Задание на соответствие.
Итог урока
Сегодня на уроке, с какой темой мы познакомились?
(выставление оценок в журнал).
Рефлексия.
Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на компьютере:
сегодня я узнал…
было интересно…
было трудно…
я выполнял задания…
я понял, что…
теперь я могу…
я почувствовал, что…
я научился…
у меня получилось …
я смог…
мне захотелось…
Домашнее задание.
Нарисовать биоценоз леса или пруда.
Задания на выбор
Написать сочинение «Жизнь в тропическом лесу»
С помощью дополнительных источников информации найти растения и животные озера Байкал и определить их жизненные формы.
Вывод урока:
Девиз урока «Я умею делать, я умею рассуждать, Что полезно для здоровья, то и буду выбирать». Учащиеся объясняют смысл девиза.
Сообщество - это совокупность взаимодействующих популяций, занимающих определенную территорию, живой компонент экосистемы. Сообщество функционирует как динамическая единица с различными трофическими уровнями, через него проходит поток энергии и совершается круговорот питательных веществ.
Экосистема состоит из двух компонентов. Один из них органический - это населяющий ее биоценоз, другой - неорганический, то есть биотоп, дающий пристанище биоценозу.
Термин «биоценоз» был предложен К. Мебиусом в 1877 году, когда он изучал устричные банки и живущие там организмы. Его определение биоценоза было таким: «Объединение живых организмов, соответствующее по своему составу, числу видов и особей некоторым средним условиям среды. Объединение, в котором организмы связаны взаимной зависимостью и сохраняются благодаря постоянному размножению в определенных местах... Если бы одно из условий отклонилось на некоторое время от обычной средней величины, изменился бы весь биоценоз... Биоценоз также претерпел бы изменение, если бы число особей данного вида в нем увеличилось или уменьшилось благодаря деятельности человека, или же один вид полностью исчез бы из сообщества, или, наконец, в его состав вошел новый...».
Со времен К. Мебиуса в термин «биоценоз» начали вкладывать и другое содержание. Появились различные толкования этого термина. Сам же термин остался центральным в биоценологии, и очень многие исследователи старались его поточнее определить. Отсюда возникали очень сложные определения, такие, как у К.Р. Элли. Он определил биоценоз как «естественное объединение организмов, которое в единстве со своим местообитанием достигло такого уровня выживаемости, что приобрело относительную независимость от смежных объединений того же ранга; в этих пределах (при наличии солнечной энергии) его можно считать самостоятельным». Синонимами термина «биоценоз» часто являются «ассоциация» и «сообщество».
Всякий биоценоз имеет свою собственную структуру. Она определяется расположением особей различных видов по отношению друг к другу как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Это пространственная структура. Распределение по вертикали соответствует ярусности. В различных биоценозах она выражена в разной степени.
У растений ярусность вызвана конкуренцией за свет и воду, а у животных - за пищу. Лучше всего ярусность выражена в лесу. Там можно выделить ярус мхов и лишайников. Он обычно располагается на уровне почвы, отчасти и на стволах. Ярус травянистой растительности бывает различной высоты (в сибирской тайге - до двух метров - прим. сайт). Часто ботаники только у травянистых растений выделяют несколько ярусов. Следующий ярус в лесу - кустарниковый. Он достигает восьмиметровой высоты и тоже может быть разделен. Последний лесной ярус (1-й ярус леса), древесный, состоит из высоких деревьев. В соответствии с ярусностью растительности распределяются в лесу и животные. Там есть виды, связанные с почвой, целая группа видов, населяющая лесную подстилку. Группы видов обитают на траве и на кустарниках. Даже дерево обычно заселено на различной высоте от комля до вершины разными видами животных.
Ярусность (горизонты) существует и в почве. Ее определяет характер залегания корневой системы различных растений. В водной среде тоже различают ярусы: плавающая растительность, растущая в толще воды и придонная. Соответственно и животные разделяются на обитающих: на поверхности (водомерки, вертячки), в толще воды (гладыши, гребляки) и на дне водоема (водяные скорпионы, беззубки, личинки ручейников).
Горизонтальная структура биоценозов тоже неоднородна. Чередуются пространства с голой почвой и покрытые растениями. В размещении животных также прослеживается горизонтальная структура. Довольно часто животные на территории располагаются скоплениями. Сообщества могут быть подвержены значительным сезонным изменениям. Иногда за счет миграций животных они могут сильно изменяться даже в течение суток. В толще воды животные и растения обычно совершают вертикальные суточные миграции. Такие перемещения известны для океанских рыб и ракообразных, в пресноводных водоемах - для фитопланктона. Активность ряда видов подразделяют на дневную и ночную, поэтому в биоценозе в зависимости от времени суток может оказываться различным состав активных животных.
Еще более показательна сезонная изменчивость. Она сказывается и на физиологическом состоянии организмов (цветение, сбрасывание листьев, диапауза, миграция). Кроме того, ее можно наблюдать и на изменениях видового состава, потому что многие виды активны только в более или менее ограниченный период.
Любая популяция занимает определенное местообитание и определенную экологическую нишу. Местообитание - это территория или акватория, занимаемая популяцией, с комплексом присущих ей экологических факторов. Местообитание вида является компонентом его экологической ниши. Применительно к наземным животным местообитание вида называется стацией, местообитание сообщества - биотопом.
Экологическая ниша - это место вида в природе, или совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно неограниченно долгое существование вида в природе, включая не только его положение в пространстве и отношение к абиотическим факторам, но и его функциональную роль в сообществе. Для характеристики экологической ниши обычно используются два важных показателя: ширина ниши и степень перекрывания ее соседними. Экологические ниши разных видов могут быть разной ширины и перекрываются в различной степени. Различают фундаментальную экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организма, и реализованную, в пределах которой вид реально существует. Иначе говоря, реализованной является та часть фундаментальной ниши, которую данный вид, популяция в состоянии «завоевать» в конкурентной борьбе.
Конкуренция - отрицательные взаимоотношения организмов, при которых они соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут соперничать за пищевые ресурсы, полового партнера, убежище, свет и т. д. В целом конкуренция может рассматриваться как отрицательные взаимодействия организмов в борьбе за существование. Различают прямую и косвенную, межвидовую и внутривидовую конкуренцию.
Косвенная (пассивная) конкуренция - борьба за потребление ресурсов среды, необходимых различным видам. Прямая (активная) конкуренция - подавление одного вида другим. Внутривидовая конкуренция-это соперничество между особями одного вида, межвидовая конкуренция возникает между особями разных видов и между популяциями, что вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбы за экологические ниши и приводит к естественному отбору в направлении увеличения экологических различий между конкурирующими видами и образованию ими разных экологических ниш.
Изменения, возникающие в биоценозах, по-разному связаны с их устойчивостью. Если, например, один конкурирующий вид вытеснит другой, существенных изменений в биоценозе не произойдет, особенно если этот вид не относится к числу массовых. Соответствующая экологическая ниша просто окажется занятой другим видом. Например, соболь, живущий в хвойных лесах Сибири, - многоядный хищник, питающийся мелкими грызунами, птицами, орешками кедровой сосны, ягодами и насекомыми, добывая свою пищу как на земле, так и на деревьях. Такую же роль в северных европейских лесах играет лесная куница. Поэтому, если вместо куниц в лесу будут жить соболи, лесной биоценоз сохранит все свои основные черты.
Малочисленные виды - наиболее уязвимая часть биоценоза. Их популяции часто находятся на пределе выживаемости. Поэтому они в первую очередь исчезают из сообществ при антропогенных влияниях, ухудшающих условия существования биоценоза.
Потери редких и малочисленных видов также до определенного времени не меняют существенно основных биоценотических связей. Так, еловый лес или дубрава возле большого города могут долго сохраняться и даже возобновляться несмотря на то, что из-за постоянного посещения людьми, вытаптывания, сбора плодов и цветов и т. п. из них исчезают многие виды растений, птиц, насекомых. Состав таких лесов беднеет, а устойчивость ослабевает постепенно и незаметно. Ослабленный, обедненный лесной биоценоз может разрушиться внезапно, за короткий срок из-за внешне, казалось бы, незначительных причин. Например, начинает накапливаться опад из-за недостатка или малой активности почвенных обитателей, деревья исчерпывают запасы минерального питания, ослабевают, подвергаются нападению массовых вредителей и гибнут.
Выпадение из состава биоценоза основных видов-средообразователей ведет к разрушению всей системы и смене сообществ. Такие изменения в природе часто производит человек, вырубая леса, создавая перевыпас скота в степях и на лугах или перевылов рыб в водоемах.
Внезапное разрушение прежде устойчивых сообществ - свойство всех сложных систем, у которых постепенно ослабевают внутренние связи. Знание этих закономерностей важно для создания искусственных сообществ и поддержания природных биоценозов. При восстановлении степей, лесов, посадке лесопарков стремятся создать сложную видовую и пространственную структуру сообществ, подбирая дополняющие друг друга и уживающиеся вместе виды, добиваются появления разнообразного круга малочисленных форм для стабилизации складывающегося сообщества.
ЭКОЛОГИЯ: БИОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА
К статье ЭКОЛОГИЯ
Одно из главных направлений экологических исследований - это изучение сообществ растений и животных, их описание, классификация и анализ взаимосвязей образующих их организмов. Термин "экосистема", тоже часто используемый экологами, обозначает сообщество в совокупности с условиями его существования, т.е. с неживыми (физическими) компонентами окружающей среды.
Растительные сообщества изучены лучше, чем сообщества животных. Отчасти это объясняется тем, что именно характер растительности в значительной мере определяет состав обитающих в тех или иных местах животных. К тому же растительные сообщества более доступны для исследователя, тогда как прямые наблюдения за животными не всегда возможны, и даже для того, чтобы просто оценить их численность, экологи вынуждены обращаться к косвенным методам, например к отлову с помощью различных приспособлений. При классификации и описании сообществ обычно используют терминологию, разработанную ботаниками.
Классификация сообществ. Хотя существуют многочисленные схемы классификации сообществ, ни одна из них не стала общепризнанной. Термин "биоценоз" часто используется для обозначения отдельного сообщества. Иногда выделяют иерарахическую систему сообществ возрастающей сложности: "консорции", "ассоциации", "формации" и т.д. Широко используемое понятие "местообитание" обозначает комплекс условий среды, необходимых для тех или иных конкретных видов растений или животных или для отдельного сообщества. Очевидно, что существует определенная иерархия сообществ и местообитаний. Например, озеро представляет собой крупную экологическую единицу, в пределах которой можно выделить сообщества организмов, связанные с берегом, мелководьями, глубинными участками дна или открытой частью водоема. В сообществе прибрежной зоны, в свою очередь, можно различить более мелкие и специализированные группы видов, обитающие около поверхности воды, на растениях определенного типа или в илистых отложениях на дне. Существуют, однако, большие сомнения относительно того, следует ли подробно классифицировать эти сообщества и жестко закреплять за ними те или иные наименования.
Названия некоторых экологических сообществ используются биологами очень широко. Таковы, например, термины "планктон", "нектон" и "бентос". Планктоном называют совокупность мелких, главным образом микроскопических, организмов, живущих в толще воды и пассивно переносимых течениями. Нектон составляют более крупные и активно передвигающиеся водные животные (например, рыбы). К бентосу относятся организмы, живущие на поверхности дна или в толще донных отложений. Как в морях, так и в озерах планктонные организмы многочисленны и отличаются разнообразием. Именно они служат кормовой базой для более крупных животных, а в океане они практически определяют существование всех других обитателей водной толщи. См. также МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ.
Биологические сообщества нередко различают по "доминантным" или "субдоминантным" видам. Такой подход бывает удобен с практической точки зрения, особенно если речь идет о наземных экосистемах умеренной зоны, где один вид злаков может определять облик степи, а один вид деревьев - тип леса. Концепция доминирующих видов, однако, плохо применима к тропикам, а также к сообществам организмов, населяющих водную среду.
Сукцессия сообществ. Экологи традиционно уделяли большое внимание изучению "сукцессии", т.е. закономерной последовательности изменений, связанных с развитием и старением сообществ или сменой сообществ в определенной местности. Сукцессию легче всего наблюдать в Западной Европе и Северной Америке, где деятельность человека, безжалостная, как геологический процесс, радикально изменила естественные ландшафты. На месте уничтоженных девственных лесов происходит медленная закономерная смена видов, приводящая в конечном итоге к восстановлению относительно устойчивого и мало меняющегося "климаксного" (зрелого) лесного сообщества. Большинство территорий, располагающихся вокруг древних центров западной цивилизации и доступных для экологических исследований, занято нестабильными переходными сообществами, которые развились на месте климаксных сообществ, разрушенных человеком.
На территориях, в меньшей степени подверженных воздействию человека, сукцессия тоже происходит, хотя проявления ее не столь заметны. Например, она наблюдается там, где меняющая русло река образует из наносов новый берег, или там, где внезапный оползень освобождает от почвы голую поверхность скалы, или на том месте в лесу, где падает старое дерево. Сукцессия ярко проявляется в пресных водоемах. В частности, немало сил было потрачено на изучение процессов старения, или эвтрофирования, в озерах, приводящих к тому, что площадь открытой воды, постепенно сокращаясь, уступает место сплавине, а потом и болоту, которое само со временем превращается в наземную экосистему со свойственной ей сукцессией растительности. Загрязнение водоемов и усиление притока в них питательных веществ (например, при распашке земель и внесении удобрений) значительно ускоряет процессы эвтрофирования.
Изучение взаимоотношений между различными группами организмов в сообществе представляет собой хотя и нелегкую, но очень интересную задачу. Взявшийся за ее разрешение исследователь должен использовать всю совокупность биологических знаний, поскольку любые процессы жизнедеятельности направлены в конечном счете на то, чтобы обеспечить выживание, размножение и расселение организмов в доступных и пригодных для их жизни местообитаниях. Изучая те или иные сообщества, эколог сталкивается с проблемой установления видовой принадлежности входящих в их состав растений и животных. Описать видовой состав даже простого сообщества очень трудно, и это обстоятельство чрезвычайно тормозит развитие исследований. Уже давно замечено, что наблюдение за каким-либо животным бессмысленно, если неизвестно, к какому виду оно относится. Однако ясно, что идентификация всех организмов, обитающих в определенной местности, - настолько трудоемкая задача, что сама по себе может превратиться в дело всей жизни. Именно поэтому считается целесообразным проводить экологические исследования в регионах, флора и фауна которых хорошо изучены. Обычно это умеренные широты, а не тропики, где многие растения и животные (в первую очередь различные беспозвоночные) до сих пор не идентифицированы или недостаточно исследованы.
Пищевые цепи. Среди различных типов взаимосвязей внутри сообщества важное место занимают т.н. пищевые, или трофические, цепи, т.е. те последовательности разных видов организмов, по которым вещество и энергия передаются с уровня на уровень, поскольку одни организмы поедают другие. Примером простейшей пищевой цепи может служить ряд "хищные птицы - мыши - растения". Почти в каждом сообществе существует набор взаимосвязанных пищевых цепей, образующих единую пищевую сеть.
Основой всех пищевых цепей и, соответственно, пищевой сети в целом являются зеленые растения. Используя энергию Солнца, они образуют сложные органические вещества из диоксида углерода и воды. Именно поэтому экологи называют зеленые растения продуцентами, или автотрофами (т.е. себя питающими). В отличие от них, консументы (или гетеротрофы), к которым относятся все животные и некоторые растения, не способны производить для себя питательные вещества и, чтобы восполнять энергетические затраты, должны использовать в пищу другие организмы.
В свою очередь среди консументов выделяют группу травоядных (или "первичных консументов"), питающихся непосредственно растениями. Травоядные могут быть и очень крупными животными, как слон или олень, и очень мелкими, как многие насекомые. Хищники, или "вторичные консументы", - это животные, поедающие травоядных и таким опосредованным способом получающие энергию, запасенную в растениях. Многие животные в одних пищевых цепях выступают как первичные консументы, а в других - как вторичные; поскольку они могут потреблять как растительную, так и животную пищу, их называют всеядными. В некоторых сообществах присутствуют и т. н. третичные консументы (например, лисица), т.е. хищники, поедающие других хищников.
Другое важное звено пищевой цепи - это редуценты (или деструкторы). К ним относятся главным образом бактерии и грибы, а также некоторые животные, например дождевые черви, потребляющие органическое вещество отмерших растений и животных. В результате деятельности редуцентов образуются простые неорганические вещества, которые, попадая в воздух, почву или воду, снова становятся доступными для растений. Таким образом, химические элементы и их различные соединения находятся в постоянном круговороте, переходя от организмов к абиотическим компонентам среды и затем вновь в организмы. См. также ЦИКЛ УГЛЕРОДА.
В отличие от вещества, энергия не подвержена рециклизации, т.е. не может быть использована дважды: она движется только в одном направлении - от продуцентов, для которых источником энергии служит солнечный свет, к консументам и далее к редуцентам. Поскольку все организмы тратят энергию на поддержание процессов своей жизнедеятельности, на каждом трофическом уровне (в соответствующем звене пищевой цепи) расходуется значительное количество энергии. В результате каждому последующему уровню достается энергии меньше, чем предыдущему. Так, первичные консументы располагают меньшим количеством энергии, чем продуценты, а вторичным консументам ее достается еще меньше.
Уменьшение доступного количества энергии при переходе на более высокий трофический уровень приводит к соответствующему снижению биомассы (т.е. суммарной массы) всех организмов этого уровня. Так, например, биомасса травоядных животных в сообществе значительно меньше биомассы зеленых растений, а биомасса хищников, в свою очередь, во много раз меньше биомассы травоядных. Описывая подобные соотношения, экологи нередко используют образ пирамиды, в основании которой находятся продуценты, а на вершине - хищники последнего (высшего) звена.
Концепция ниши. Отдельное звено определенной пищевой цепи обычно называют экологической нишей. Одна и та же ниша в различных частях света или различных средах обитания нередко бывает занята в чем-то сходными, но не родственными животными. Например, существуют ниши первичных консументов и крупных хищников. Последняя может быть представлена в одном сообществе дельфином косаткой, в другом - львом, а в третьем - крокодилом. Если обратиться к геологическому прошлому, можно привести довольно длинный список животных, когда-то занимавших экологическую нишу крупных хищников.
Комменсализм и симбиоз. Внимание экологов к пищевым цепям может создать впечатление, что борьба видов за существование - это прежде всего борьба за выживание хищников и жертв. Однако это не так. Пищевые отношения не сводятся к отношениям "хищник - жертва": два вида животных в одном сообществе могут конкурировать из-за пищи, а могут кооперировать свои усилия. Источник пищи для одного вида часто является побочным продуктом деятельности другого. Зависимость животных, питающихся падалью, от хищников - только один из примеров. Менее очевидный случай - зависимость организмов, населяющих небольшие скопления воды в дуплах, от тех животных, которые эти дупла делают. Подобное извлечение одними организмами пользы из деятельности других называют комменсализмом. Если польза обоюдная, говорят о мутуализме или симбиозе. На самом деле отдельные виды в сообществе почти всегда находятся в двусторонних отношениях. Так, плотность популяции жертв зависит от активности хищников; сокращение численности последних может привести к настолько высокой плотности популяции жертв, что они начинают страдать от голода и эпидемий. См. также КОММЕНСАЛИЗМ; СИМБИОЗ.
Укрытие. Межвидовые отношения в сообществе не сводятся к проблемам пищи. Порой очень важно иметь укрытие, защищающее от неблагоприятных климатических воздействий, а также от всевозможных врагов. Так, деревья в лесу важны не только как основа большинства пищевых цепей, но также как чисто механический каркас, дающий возможность развиться сложному сообществу различных организмов. Именно на деревьях держатся такие растения, как лианы и эпифиты, и обитает множество животных. Кроме того, деревья обеспечивают определенную защищенность организмов от неблагоприятных факторов окружающей среды и создают особый климат, необходимый для тех, кто живет под пологом леса.
Кольер. Словарь Кольера. 2012
Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ЭКОЛОГИЯ: БИОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:
- ЭКОЛОГИЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ.
- ЭКОЛОГИЯ в Новейшем философском словаре:
(греч. oikos - жилище, местопребывание и logos - учение) - учение о взаимоотношении организмов с окружающей средой. Понятие Э. впервые … - СООБЩЕСТВА в Однотомном большом юридическом словаре:
- название субъектов бельгийской федерации, построенных на принципах культурно-лингвистической автономии. всего в бельгии существуют три с.: фламандо- , франко- и … - СООБЩЕСТВА в Большом юридическом словаре:
- название субъектов бельгийской федерации, построенных на принципах культурно-лингвистической автономии. Всего в Бельгии существуют три С.: фламандо- , франко- и … - ЭКОЛОГИЯ
- наука, изучающая взаимоотношения человека с окружающей его природной средой, включая экономическое использование природных ресурсов, их охрану и … - СООБЩЕСТВА в Словаре экономических терминов:
ЕВРОПЕЙСКИЕ - см ЕВРОПЕЙКИЕ … - СООБЩЕСТВА в Словаре экономических терминов:
- название субъектов бельгийской федерации, построенных на принципах культурно-лингвистической автономии. Всего в Бельгии существуют три С.: фламандо-, франке- и … - ЭКОЛОГИЯ в Энциклопедии Биология:
, наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Объектами изучения служат популяции организмов, виды, … - ЭКОЛОГИЯ в Медицинских терминах:
(греч. oikos дом, место обитания + logos учение) наука о взаимоотношениях организмов друг с другом и с окружающей … - ЭКОЛОГИЯ
(от греч. oikos - дом жилище, местопребывание и...логия), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой … - ЭКОЛОГИЯ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
Экология или ойкология - часть зоологии, обнимающая собой сведениякасательно жилищ животных, т. е. нор, гнезд, логовищ и т. п. До … - ЭКОЛОГИЯ
[греческое дом, жилище, родина + понятие, учение] раздел биологии, изучающий взаимоотношения организма с окружающей средой; выделение экологии в самостоятельную науку … - ЭКОЛОГИЯ в Энциклопедическом словарике:
и, мн. нет, ж. 1. Наука, изучающая взаимоотношения человека, животных, растений, микроорганизмов между со-бой и с окружающей средой. Эколог - … - ЭКОЛОГИЯ в Энциклопедическом словаре:
, -и, ж. 1. Наука об отношениях растительных и животных организмов друг к другу и к окружающей их среде. Э. … - ЭКОЛОГИЯ
"ЭКОЛ́ОГИЯ", науч. журнал Уральского отделения РАН, с 1970, Екатеринбург. Учредители (1998) - Отделение общей биологии и Уральское отделение РАН. 4 … - ЭКОЛОГИЯ в Большом российском энциклопедическом словаре:
ЭКОЛ́ОГИЯ (от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и... логия), наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ … - БИОЛОГИЧЕСКИЕ в Большом российском энциклопедическом словаре:
"БИОЛОЃИЧЕСКИЕ ЧАСЫ", способность ж-ного и человека ориентироваться во времени; осн. на строгой периодичности физ.-хим. и физиол. процессов в клетках - … - БИОЛОГИЧЕСКИЕ в Большом российском энциклопедическом словаре:
БИОЛОЃИЧЕСКИЕ РИТМЫ (биоритмы), циклич. колебания интенсивности и характера биол. процессов и явлений. Одни Б.р. относительно самостоятельны (напр., частота сокращений сердца, … - БИОЛОГИЧЕСКИЕ в Большом российском энциклопедическом словаре:
БИОЛОЃИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ, белково-липидные структуры (не более 10 нм толщиной), ограничивающие клетки (плазматич. мембрана) и внутриклеточные частицы - ядра, митохондрии и … - ЭКОЛОГИЯ в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
или ойкология? часть зоологии, обнимающая собой сведения касательно жилищ животных, т. е. нор, гнезд, логовищ и т. п. До … - ЭКОЛОГИЯ в Словаре Кольера:
наука об отношениях организмов с окружающей средой. Термин "экология" был предложен немецким зоологом Э.Геккелем в 1866, но широкое распространение получил … - ЭКОЛОГИЯ в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
эколо"гия, эколо"гии, эколо"гии, эколо"гий, эколо"гии, эколо"гиям, эколо"гию, эколо"гии, эколо"гией, эколо"гиею, эколо"гиями, эколо"гии, … - ЭКОЛОГИЯ в Популярном толково-энциклопедическом словаре русского языка:
-и, только ед. , ж. 1) Наука о взаимоотношениях человека, животных, растений, микроорганизмов между собой и с окружающей средой. Современная … - ЭКОЛОГИЯ в Новом словаре иностранных слов:
(гр. oikos дом, родина + ...логия) 1) раздел биологии, изучающий взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собой и с окружающей … - ЭКОЛОГИЯ в Словаре иностранных выражений:
[гр. oikos дом, родина + ...логия] 1. раздел биологии, изучающий взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собой и с окружающей средой; … - ЭКОЛОГИЯ в словаре Синонимов русского языка:
агроэкология, аутоэкология, аутэкология, биоэкология, микроэкология, ойкология, природоохрана, … - ЭКОЛОГИЯ в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
ж. 1) Научная дисциплина, изучающая взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собою и с окружающей их средой. 2) Состояние организмов, населяющих … - ЭКОЛОГИЯ в Полном орфографическом словаре русского языка:
экология, … - ЭКОЛОГИЯ в Орфографическом словаре:
экол`огия, … - ЭКОЛОГИЯ в Словаре русского языка Ожегова:
== экологическая система Э. леса. экология наука об отношениях растительных и животных организмов друг к другу и к окружающей их … - ЭКОЛОГИЯ в Современном толковом словаре, БСЭ:
(от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и …логия), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой … - ЭКОЛОГИЯ в Толковом словаре русского языка Ушакова:
экологии, мн. нет, ж. (от греч. oikos - дом и logos - учение) (биол.). Отдел биологии, изучающий взаимоотношения организмов и … - ЭКОЛОГИЯ в Толковом словаре Ефремовой:
экология ж. 1) Научная дисциплина, изучающая взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собою и с окружающей их средой. 2) Состояние организмов, … - ЭКОЛОГИЯ в Новом словаре русского языка Ефремовой:
ж. 1. Научная дисциплина, изучающая взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собою и с окружающей их средой. 2. Состояние организмов, населяющих … - ЭКОЛОГИЯ в Большом современном толковом словаре русского языка:
I ж. 1. Научная дисциплина, изучающая взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собою и с окружающей их средой. 2. Комплекс научных … - СООБЩЕСТВА СОВЕТСКОГО ТИПА в Основных терминах, используемыех в книге А.С.Ахиезера Критика исторического опыта:
- возникающие в условиях господства советской системы бесчисленные сообщества разных уровней от локальных, где все знают друг друга и находятся … - БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ в Большом энциклопедическом словаре:
(биоритмы) циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Одни биологические ритмы относительно самостоятельны (напр., частота сокращений сердца, дыхания), … - СССР. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
науки Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. …
БИОЛОГИЧЕСКИЕ СООБЩЕСТВА
Одно из главных направлений экологических исследований - это изучение сообществ растений и животных, их описание, классификация и анализ взаимосвязей образующих их организмов.
В природе совместно обитающие популяции различных организмов образуют определённое единство, называемое сообществом. Сообщество – устойчивое биологическое образование, так как обладает способностью к самоподдержанию своих природных свойств и видового состава при внешних воздействиях, вызываемых обычными изменениями климатических и других факторов.
Устойчивость сообщества определяется особенностями взаимодействия между входящими в него популяциями.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ СООБЩЕСТВО – biological association – совокупность скоррелированных организмов, выполняющих работу по управлению окружающей средой с жестким распределений функций и потоков органики (энергии). Состоит из продуцентов и консументов и замыкает круговорот биогенов с высокой степенью точности. Его можно уподобить организму, в котором внутренние органы тесно взаимодействуют между собой.Б. с. вместе с окружающей его средой представляет собой первичную структурную ячейку экосистемы, или ландшафта, т.е. биогеоценоз или фацию.
Термин "экосистема", тоже часто используемый экологами, обозначает сообщество в совокупности с условиями его существования, т.е. с неживыми (физическими) компонентами окружающей среды.
Растительные сообщества изучены лучше, чем сообщества животных. Отчасти это объясняется тем, что именно характер растительности в значительной мере определяет состав обитающих в тех или иных местах животных. К тому же растительные сообщества более доступны для исследователя, тогда как прямые наблюдения за животными не всегда возможны, и даже для того, чтобы просто оценить их численность, экологи вынуждены обращаться к косвенным методам, например к отлову с помощью различных приспособлений.
Классификация сообществ. Хотя существуют многочисленные схемы классификации сообществ, ни одна из них не стала общепризнанной. Термин "биоценоз" часто используется для обозначения отдельного сообщества. Иногда выделяют иерарахическую систему сообществ возрастающей сложности: "консорции", "ассоциации", "формации" и т.д.
Широко используемое понятие "местообитание" обозначает комплекс условий среды, необходимых для тех или иных конкретных видов растений или животных или для отдельного сообщества.
Очевидно, что существует определенная иерархия сообществ и местообитаний.
Например, озеро представляет собой крупную экологическую единицу, в пределах которой можно выделить сообщества организмов, связанные с берегом, мелководьями, глубинными участками дна или открытой частью водоема. В сообществе прибрежной зоны, в свою очередь, можно различить более мелкие и специализированные группы видов, обитающие около поверхности воды, на растениях определенного типа или в илистых отложениях на дне. Существуют, однако, большие сомнения относительно того, следует ли подробно классифицировать эти сообщества и жестко закреплять за ними те или иные наименования. Названия некоторых экологических сообществ используются биологами очень широко. Таковы, например, термины "планктон", "нектон" и "бентос".
Планктоном называют совокупность мелких, главным образом микроскопических, организмов, живущих в толще воды и пассивно переносимых течениями.
Нектон составляют более крупные и активно передвигающиеся водные животные (например, рыбы).
К бентосу относятся организмы,
живущие на поверхности дна или
в толще донных отложений. Как в морях,
так и в озерах планктонные организмы
многочисленны и отличаются разнообразием.
Именно они служат кормовой базой для
более крупных животных, а в океане они
практически определяют существование
всех других обитателей водной толщи.
Биологические сообщества нередко различают
по "доминантным" или "субдоминантным"
видам. Такой подход бывает удобен с практической
точки зрения, особенно если речь идет
о наземных экосистемах умеренной зоны,
где один вид злаков может определять
облик степи, а один вид деревьев - тип
леса. Концепция доминирующих видов, однако,
плохо применима к тропикам, а также к
сообществам организмов, населяющих водную
среду.
Пищевые цепи.
Среди различных типов взаимосвязей внутри сообщества важное место занимают н. пищевые, или трофические, цепи, т.е. те последовательности разных видов организмов, по которым вещество и энергия передаются с уровня на уровень, поскольку одни организмы поедают другие.
Примером простейшей пищевой цепи может служить ряд "хищные птицы - мыши - растения".
Почти в каждом сообществе существует набор взаимосвязанных пищевых цепей, образующих единую пищевую сеть. Основой всех пищевых цепей и, соответственно, пищевой сети в целом являются зеленые растения. Используя энергию Солнца, они образуют сложные органические вещества из диоксида углерода и воды. Именно поэтому экологи называют зеленые растения продуцентами, или автотрофами (т.е. себя питающими). В отличие от них, консументы (или гетеротрофы), к которым относятся все животные и некоторые растения, не способны производить для себя питательные вещества и, чтобы восполнять энергетические затраты, должны использовать в пищу другие организмы.
В свою очередь среди консументов выделяют группу травоядных (или "первичных консументов"), питающихся непосредственно растениями. Травоядные могут быть и очень крупными животными, как слон или олень, и очень мелкими, как многие насекомые.
Хищники, или "вторичные консументы", - это животные, поедающие травоядных и таким опосредованным способом получающие энергию, запасенную в растениях. Многие животные в одних пищевых цепях выступают как первичные консументы, а в других - как вторичные; поскольку они могут потреблять как растительную, так и животную пищу, их называют всеядными. В некоторых сообществах присутствуют и т. н. третичные консументы (например, лисица), т.е. хищники, поедающие других хищников.
Другое важное звено пищевой цепи - это редуценты (или деструкторы). К ним относятся главным образом бактерии и грибы, а также некоторые животные, например дождевые черви, потребляющие органическое вещество отмерших растений и животных. В результате деятельности редуцентов образуются простые неорганические вещества, которые, попадая в воздух, почву или воду, снова становятся доступными для растений.
Таким образом, химические элементы и их различные соединения находятся в постоянном круговороте, переходя от организмов к абиотическим компонентам среды и затем вновь в организмы
В отличие от вещества, энергия не подвержена рециклизации, т.е. не может быть использована дважды: она движется только в одном направлении - от продуцентов, для которых источником энергии служит солнечный свет, к консументам и далее к редуцентам. Поскольку все организмы тратят энергию на поддержание процессов своей жизнедеятельности, на каждом трофическом уровне (в соответствующем звене пищевой цепи) расходуется значительное количество энергии. В результате каждому последующему уровню достается энергии меньше, чем предыдущему. Так, первичные консументы располагают меньшим количеством энергии, чем продуценты, а вторичным консументам ее достается еще меньше. Уменьшение доступного количества энергии при переходе на более высокий трофический уровень приводит к соответствующему снижению биомассы (т.е. суммарной массы) всех организмов этого уровня. Так, например, биомасса травоядных животных в сообществе значительно меньше биомассы зеленых растений, а биомасса хищников, в свою очередь, во много раз меньше биомассы травоядных. Описывая подобные соотношения, экологи нередко используют образ пирамиды, в основании которой находятся продуценты, а на вершине - хищники последнего (высшего) звена. Хотя суммарная масса организмов каждого последующего трофического уровня уменьшается, средняя масса одного организма обычно увеличивается.
Хорошо прослеживаемое изменение размеров хищников при переходе с одного трофического уровня на другой объясняется тем, что каждый конкретный хищник питается животными примерно одной величины: со слишком крупными ему трудно справиться, а слишком мелкие оказываются крайне невыгодными жертвами, поскольку усилия, затраченные на их поиск, преследование и поедание, не компенсируются соответствующим энергетическим результатом.
Концепция ниши. Отдельное звено определенной пищевой цепи обычно называют экологической нишей. Одна и та же ниша в различных частях света или различных средах обитания нередко бывает занята в чем-то сходными, но не родственными животными. Например, существуют ниши первичных консументов и крупных хищников. Последняя может быть представлена в одном сообществе дельфином касаткой, в другом - львом, а в третьем - крокодилом. Если обратиться к геологическому прошлому, можно привести довольно длинный список животных, когда-то занимавших экологическую нишу крупных хищников.
ПИЩЕВАЯ СЕТЬ ЛЕСНОГО СООБЩЕСТВА. Растения и животные в сообществе связаны в пищевые (трофические) цепи, совокупность которых образует пищевую (трофическую) сеть. Пищевые цепи начинаются с зеленых растений, образующих в процессе жизнедеятельности богатые энергией органические вещества, от которых в конце концов зависит существование всех других организмов. Одни животные - растительноядные - питаются непосредственно зелеными растениями. Другие - хищники - потребляют травоядных или других хищников. Всеядные используют в пищу как растения, так и животных. Схема показывает некоторые из наиболее существенных связей в одной пищевой сети. Стрелка, идущая от насекомых к мышам, указывает на то, что насекомые поедаются мышами. Таким образом, направление стрелок совпадает с движением потока энергии.
Комменсализм и симбиоз. Внимание экологов к пищевым цепям может создать впечатление, что борьба видов за существование - это прежде всего борьба за выживание хищников и жертв. Однако это не так. Пищевые отношения не сводятся к отношениям "хищник - жертва": два вида животных в одном сообществе могут конкурировать из-за пищи, а могут кооперировать свои усилия. Источник пищи для одного вида часто является побочным продуктом деятельности другого. Зависимость животных, питающихся падалью, от хищников - только один из примеров. Менее очевидный случай - зависимость организмов, населяющих небольшие скопления воды в дуплах, от тех животных, которые эти дупла делают. Подобное извлечение одними организмами пользы из деятельности других называют комменсализмом. Если польза обоюдная, говорят о мутуализме или симбиозе. На самом деле отдельные виды в сообществе почти всегда находятся в двусторонних отношениях. Так, плотность популяции жертв зависит от активности хищников; сокращение численности последних может привести к настолько высокой плотности популяции жертв, что они начинают страдать от голода и эпидемий.
Краткое описание
Одно из главных направлений экологических исследований - это изучение сообществ растений и животных, их описание, классификация и анализ взаимосвязей образующих их организмов.
В природе совместно обитающие популяции различных организмов образуют определённое единство, называемое сообществом.
