В естественной среде на каждый организм или группу организмов действуют не только абиотические факторы, но и живые существа, которые являются неотъемлемой частью среды и относятся к категории биотических факторов. их воздействие на организмы может быть как прямым (питание животных, опыление насекомыми, паразитирование одних организмов на других), так и косвенной (изменение абиотических факторов среды). Представители каждого вида способны существовать в таком биотическом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им нормальные условия жизни. Биотические факторы, влияющие на растительные организмы как первичные продуценты органического вещества, классифицируются на зоогенни и фитогенни.
В данном разделе остановимся подробнее на рассмотрении вопросов биотических взаимоотношений в природе. Учитывая определение самой экологии как науки об изучении взаимовлияний одного организма на другой эти вопросы имеют целью раскрыть общие принципы функционирования отдельного уровня организации живой материи - популяции. Современная демекология - мощный механизм управления природой. При любом биологическом исследовании возникает необходимость разграничения материала на определенные единицы, далее которых распределение уже не проводится. В генетике - это ген, в систематике - вид, при изучении экосистем биогеоценоза, характеристику которого освещать в таких темах, - это популяция, которая обладает определенными характеристиками системы.
Как уже отмечалось, структура популяции является одним из признаков популяции. Выявление структурных элементов популяции позволило более четко сформировать современные представления о популяции. Кроме того, выделение структурных элементов популяции помогает более эффективно анализировать состояние популяции того или иного вида. Особенно это касается видов, находящихся в состоянии свободы, но эксплуатируются человеком. Пространственная структура - закономерное размещение особей данной популяции в пространстве в определенный период времени существования популяции.
Анализ структуры и процессов, происходящих в биоценозах, является предметом биоценологичних исследований, в сфере экологии представляют синтетический раздел, тесно связан с науками Об среду. Необходимость системного анализа обусловлена практическими потребностями человека. Прогнозирование, как основная задача экологии, как раз и предусматривает системный анализ с целью построения прогнозов. Каждый элемент группировки несет информацию о состоянии всей группировки, и таким образом биоценологии дает возможность достаточно быстро, обладая сведениями о состоянии популяций и факторы неживой природы, давать оценку биоценоза в целом.

Любой биоценоз можно рассматривать как сложную совокупность трофических цепей между видами, входящими в состав этой группировки. Благодаря кормовым взаимоотношениям в биоценозах происходят трансформация биогенных веществ, аккумуляция энергии и распределение ее между видами (популяциями). Чем богаче видовой состав биоценоза, тем разнообразнее направления и скорость потока веществ и энергии. Цепи питания, или каналы питания, которыми постоянно протекает энергия, прямо или косвенно объединяют все организмы в единый комплекс.
Под видовым составом биоценоза понимают набор растений, животных, микроорганизмов, который является в данном биоценозе, включая все группы организмов (вида всех типов). Для каждого биоценоза характерны свой особый набор видов и их определенное количество и соотношение. Видовой состав для эколога служит информацией о данном биоценоз, и опытный эколог по видовому многообразию и количественным характеристикам отдельных видов может определить, о котором биоценоз идет. Одни биоценозы чрезвычайно богатые (тропический лес), другие - бедные (тундры, пустыни).
Концепция биотического группировки - одна из важнейших для понимания закономерностей расположения организмов. Организмы, населяющие планету Земля, образуют четко организованную систему, а не разбросаны хаотично. Биотическое группировки - это любая совокупность популяций, населяющих определенную территорию или биотоп (Одум, 1986). Биотическое группировки является живой частью экосистемы. Как отмечает Одум (1986), под биотических группировкой следует понимать группу различных размеров - от упавшего ствола до биоты океана.
Биоценоз представляет собой достаточно консервативную естественную систему. Из года в год группировки остаются неизменными, и даже если меняется численность видов или другие параметры, то этим не нарушается равновесие системы. Как правило, чем больше экосистема по размеру и чем богаче и разнообразнее его видовой и популяционный состав, тем она устойчивее. Постоянство важнейших экологических параметров биоценоза (размеров, видового состава, биомассы, продуктивности и т.п.) называют гомеостазом.
Все живые организмы нашей планеты поддерживают свою жизнедеятельность только благодаря энергии Солнца. Но не стоит представлять, будто данная энергия космического происхождения является общедоступной и широко используется живыми организмами. Только незначительная часть энергии Солнца улавливается растениями, используется для фотосинтеза. Энергия Солнца в основном идет на испарение и на поддержание температурного режима земной поверхности. Следовательно, только около 40 - 50% энергии Солнца проникает в биосферу, и только 0,1% связывается в процессе фотосинтеза.
Если в предыдущей статье речь шла о том, как из принципа максимума информации можно вывести законы различных областей биологии и психологии, то сейчас наша задача — перейти к проблемам эволюции, подставить их под лучи нашего информационного «прожектора». Иначе говоря, как выглядят закономерности биологической эволюции в свете теории информации? На этот вопрос отвечали многие исследователи, высвечивая различные его грани, стороны, аспекты. Полученные результаты невозможно отразить (даже в самом эскизном виде) в рамках одной главы. Поэтому мы ограничимся одним ракурсом — рассмотрим эволюцию с точки зрения того, как в процессе развития живого выполнялся принцип максимума информации. Мы сфокусируем внимание лишь на нескольких моментах эволюции, но зато на моментах узловых, каждый из которых отвечал переходу живого на качественно новый уровень развития.
1 2
Предыдущая     Следующая




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.