Группа популяций разных. Методические особеннности изучения темы "биогеоценоз и его компоненты" в школьном курсе биологии

Понятие о сообществе и экосистеме

Группа популяций разных видов, населяющая определенную территорию, образует сообщество . Представление о любом ландшафте в первую очередь связывается с его растительностью. Тундра, тайга, листопадные леса, луга, степи, пустыни состоят из разнообразных растительных сообществ. Березовые леса отличаются от дубрав не только древесным составом, но и подлеском и травяным покровом. Каждое растительное сообщество населено свойственными ему сообществами животных, грибов и микроорганизмов.

Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций, - биоценоз , который также называют сообществом . Можно выделить сообщества любого размера и уровня. Например, в сообществе степей - сообщество луговых степей, а в нем - сообщества растений, позвоночных и беспозвоночных животных, микроорганизмов.

Среда и сообщества обмениваются веществами и энергией: из среды живые организмы поглощают вещества и энергию и возвращают их обратно в окружающую среду. Благодаря этим обменным процессам сообщество (биоценоз) и окружающая его среда представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему. Такую систему называют экосистемой или

Примеры и определение ее все мы проходили на уроках биологии. В школьных учебниках эта тема раскрывается достаточно подробно. Но если вы готовитесь к экзамену или хотите узнать больше о том, что такое популяция (примеры, характеристика, численность), эта статья будет вам полезна.

Распространение вида на примере лягушки

Население любого вида распределено в пространстве крайне неравномерно, в полном соответствии с известной пословицей: в одном месте густо, в другом пусто. Это вполне естественно. С чего же начать рассмотрение темы "Популяция"? Примеры, вероятно, помогут вам наглядно представить, каковы особенности распространения видов на нашей планете.

Прудовая лягушка часто встречается на всей территории Европы. Но вряд ли кому-нибудь придет в голову искать лягушек в сухом сосновом бору или на каменистых россыпях. Они живут в болотах, вблизи водоемов и в других влажных местах. Такие места обитания хотя и встречаются во всех странах, но вовсе не покрывают сплошь всю Европу. Значит, и лягушки распределены неравномерно, группами. Эти группы особей могут быть большими и маленькими, существующими пару лет или на протяжении столетий. В особенно мокрый год, когда каждая низинка заполняется водой, лягушки из болота распространяются сравнительно далеко и могут даже отложить икру в какой-нибудь временной большой луже. Но в сухое лето лужа пересохнет, и все появившиеся тут на свет лягушата погибнут. На том и закончится короткая история такой маленькой группы.

Гораздо важнее для эволюции судьба группы лягушек, постоянно живущих в большом болоте. То сокращаясь, то увеличиваясь в численности — в зависимости от условий жизни — население лягушек большого болота может существовать многие сотни и тысячи поколений. Жизнь такой группы будет протекать сравнительно изолированно от остальных групп, ведь другое ближайшее большое болото с подходящими условиями для длительного существования может быть расположено за десятки километров от первого. И хотя лягушка за всю свою жизнь, конечно же, пройдет в общей сложности десятки километров, ни одна из них в природе не проскачет десять километров по прямой.

Степень изолированности видов

Конечно, наше болото не изолировано полностью от других. Пролетающий над ним аист, который любит охотиться не на этом, а на соседнем болоте, и которому ничего не стоит преодолеть десяток километров, может уронить над нашим водоемом лягушку, предназначенную для его птенцов. Утки или другие пролетающие здесь весной, могут перенести несколько икринок в другой водоем, который находится на их пути; если повезет, икринки могут развиваться и в другом, совсем чужом месте. Такие события, конечно, случаются крайне редко, но время от времени обязательно происходят.

Не надо думать, что жизнь такими изолированными группами характерна только для обитателей болот и других водоемов. Колонии крота, хорошо заметные по холмикам земли, вырастающим за ночь, встречаются тоже только в местах, подходящих для жизни этого насекомоядного млекопитающего, — в полях, по опушкам леса. Заросли крапивы тоже имеются только там, где для этого растения есть благоприятные условия: тенисто и почва богата азотом. Легко перелетающие с места на место бабочки, которые, казалось бы, могут жить где угодно, встречаются каждая строго в своем месте: траурница в березовых лесах, белянки там, где есть какие-нибудь крестоцветные, и так далее.

Вот мы и подошли к рассмотрению понятия и характеристика ее представлены ниже. Начнем, конечно, с самого главного - с определения.

Понятие и характеристика популяции

Центр плотности населения какого-либо вида, который сохраняется длительное время, называют популяцией. Важнейшей ее особенностью является ее генетическое единство: особи, которые входят в такую группу и живут вблизи друг от друга, могут спариваться чаще, чем особи, принадлежащие разным популяциям. Для эволюции важно, конечно, то, что при этом происходит обмен генетической информацией: ведь потомки получают половину хромосом от одного родителя, а половину — от другого. Поэтому при спаривании на протяжении ряда поколений каждая изолированная группа особей оказывается как бы единой большой системой с определенным комплексом наследственных признаков — генетическим фондом, или генофондом.

Обмен между соседними популяциями

Если обмен особями между соседними популяциями в природе оказывается заметно большим, чем несколько процентов в каждом поколении, то очень скоро эти две группы приобретают общие свойства из-за полного перемешивания генетического материала. Если же обмен составляет лишь не более нескольких особей на каждую тысячу в каждом поколении, то каждая популяция животных или растений «сохраняет свой цвет». Другими словами, она остается в то же время частью сложной системы из множества популяций, называемой видом.

Расстояние, на которое перемещаются особи

Теперь становится понятно, почему так важно знать, на какое расстояние действительно перемещаются организмы в природе и, главное, как далеко они могут перенести свои гены и передать их следующему поколению. Выяснить это совсем не так-то просто: нужно пометить, выпустить и снова отловить множество особей животных, установить, на какое расстояние действительно разлетается пыльца разных растений, разносятся их семена. Результаты таких исследований оказались во многом удивительными.

Дальность распространения животных и растений

Какую территорию может занимать популяция? Примеры, которые мы приведем, дают наглядное представление об этом.

Только пять из ста диких коз-косуль убегают на расстояние до 10 км от места постоянного обитания, а подавляющее большинство всю жизнь держится на территории диаметром 3 км. У североамериканского тоже только 5% особей уходят за всю свою жизнь на расстояние до 10 км по прямой, а подавляющая часть популяции (95% особей) живет на территории диаметром около полутора километров. И и европейские зайцы-русаки ведут себя очень похоже на оленей. Полевые воробьи в массе не улетают за всю жизнь дальше 400 м от места мечения. А крупный американский водяной грызун ондатра, ныне заселивший подходящие водоемы почти по всей Северной Евразии, не уходит дальше 1 км от места мечения, причем большая часть зверьков живет всю жизнь на пространстве радиусом около 100 м.

А какова в этом отношении популяция растений? Примеры распространения пыльцы показывают, что ее дальность не многим отличается у некоторых видов. Пыльца дуба в лесу, например, разносится ветром всего лишь на несколько сот метров.

Чемпионом по дальности распространения оказались среди животных чирки. Меченые в Англии птенцы чирка-свистунка были встречены затем гнездящимися за тысячи километров от родного гнезда: на Кольском полуострове и в Архангельской области, в Исландии и в Белоруссии.

Территория популяции

Все вышеприведенные цифры говорят о том, какую территорию могут занимать отдельные популяции разных видов, какое расстояние достаточно, чтобы соседние группы оказались изолированными друг от друга. Отдельные популяции косуль могут обитать на небольших горных грядах на расстоянии всего десятков километров, группы воробьев могут располагаться в двух километрах друг от друга, а вот популяции уток, по-видимому, занимают территорию, равную чуть ли не всей Европе. Кстати говоря, огромная величина территории популяции уток хорошо объясняет долго удивлявший ученых факт: все они отличаются удивительно малой изменчивостью, и среди них, в отличие от большинства других птиц, редко удается выделить подвиды. Теперь стало ясно, что все утки одного вида принадлежат к одной или очень немногим популяциям. Они постоянно скрещиваются друг с другом, поэтому никакого накопления новых признаков в какой-нибудь части ареала не происходит.

Численность популяций

Итак, ей свойственна сильная, однако не абсолютная изолированность от соседних. Благодаря этому сохраняется и поддерживается своеобразие генетического фонда каждой из них.

Другая важная характеристика популяции - численность, то есть число составляющих ее особей. Сколько особей входит в нее? На этот вопрос трудно ответить однозначно, так как у разных видов животных и растений это число различно. У насекомых — например, у комаров — в одну популяцию могут входить миллионы особей. Численность популяции одного из видов стрекоз на озере около города Орехово-Зуево в Подмосковье — около 30 тысяч особей, а численность нескольких групп ящериц в Казахстане была от нескольких сотен до нескольких тысяч особей. Но таких данных пока немного, и ученые еще не знают, какова точно численность популяций даже у самых обычных видов.

Проблема определения численности

Сегодня эта проблема перестала быть только чисто теоретической. Для сохранения какого-либо вида важно знать то минимальное число особей, при котором он способен длительно и надежно существовать. Чтобы было понятно значение этой проблемы, надо добавить, что численность особей в популяции всегда колеблется: в несколько раз, порой в несколько сотен, а иногда и тысяч раз. Популяция крупных животных, в среднем состоящая меньше чем из нескольких сотен особей, не может существовать достаточно долго. Группы меньшей численности рано или поздно — просто-напросто в результате неизбежных колебаний численности, совершенно случайно — могут сократиться до нуля.

Из-за того, что длительное существование небольших популяций практически невозможно, большинство ученых настроено скептически к таким, например, сенсационным сообщениям, как "открытие" в шотландском нескольких доисторических ящеров. Все такие немногочисленные чудовища должны были давным-давно исчезнуть.

Эволюция популяций

Настоящие популяции потенциально бессмертны: они могут существовать до тех пор, пока не исчезнут подходящие для них условия. Но в то же время в любых, даже самых благоприятных условиях эти группы время от времени должны немного изменяться. Другими словами, происходит эволюция популяции.

Новые мутации в природе появляются непрерывно, хотя сравнительно невелика скорость данного процесса. Однако со временем все-таки меняется генетический состав популяции. Конечно, ни одна мутация, ни даже десяток не могут еще изменить его. Однако они накапливаются поколение за поколением, пока не проявятся в той или иной комбинации родительских задатков. Если эта комбинация окажется удачной, то уже через одно-два поколения особи с ней будут в этой группе многочисленны, из-за чего заметно изменится генетический состав популяции. Выход той или иной мутации на эволюционную арену — очень важное событие в жизни как отдельной группы, так и целого вида. Это мельчайший шаг эволюционного процесса, но из таких шагов и складывается весь грандиозный процесс эволюции.

Итак, мы вкратце рассмотрели тему "Популяция". Определение, примеры и характеристика ее были представлены в статье. Надеемся, эта информация вам пригодится.

Живые организмы и их неживое окружение неразрывно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Совместно живущие организмы различных видов обмениваются веществом и энергией между собой и окружающей их физической средой. Эта сеть вещественно-энергетических взаимосвязей объединяет живые организмы и окружающую их среду в сложные экологические системы.

1868г. Эренст Геккель

1992г. Денис Медоуз – предложил формулу глобального развития

Предмет экологии. Экология (от греч «ойкос» - жилище, убе­жище и «логос» - наука) - это наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Экология занимается отдельными особями, популяциями (состоящими из особей одного вида), сооб­ществами (состоящими из популяций) и экосистемами (включа­ющими сообщества и окружающую их среду). Экологи изучают, как среда влияет на живые организмы и как организмы воздей­ствуют на среду. Исследуя популяции, экологи решают вопросы об отдельных видах, об устойчивых изменениях и колебаниях числен­ности популяций. При изучении сообществ рассматривается их состав или структура, а также прохождение через сообщества эне­ргии и вещества, т. е. то, что называется функционированием сооб­ществ.

Экология занимает центральное место среди других биологичес­ких дисциплин и связана с генетикой, эволюционным учением, это-логией (наука о поведении), физиологией.

Самая тесная связь существует между экологией и теорией эво­люции. Благодаря естественному отбору в процессе исторического развития органического мира оставались лишь те виды, популяции и сообщества, которые в борьбе за существование выживали и при­спосабливались к меняющейся среде обитания.

Понятие «экология» распространено очень широко. Под эколо­гией в большинстве случаев понимают любое взаимодействие чело­века и природы или, чаще всего, ухудшение качества окружающей нас среды, вызванное хозяйственной деятельностью. В этом смысле экология касается каждого из членов общества.

Экология, понимаемая как качество окружающей среды, воздей­ствует на экономику и определяется ею, вторгается в социальнуюжизнь, влияет на внутреннюю и внешнюю политику государств и зависит от политики.

В обществе растет беспокойство по поводу экологического состояния окружающей среды и начинает формироваться чувство ответственности за состояние природных систем Земли. Экологи­ческое мышление, т. е. анализ всех принимаемых хозяйственных решений с точки зрения сохранения и улучшения качества окружа­ющей среды, стало абсолютно необходимым при разработке любых проектов освоения и преобразования территорий.

      Различные виды экологии, их классификация и некторые особенности.

Общая экология

Экология чнловека

Социальная Экология

Природопользование

Охрана Окр Среды

Глобальная Экология

Промышленная Экология

Аутоэкология - (факторы окруж среды)

Популяционная Экология - (рассмотрение жизни одной осыби и избранной популяции)

Биогеоцинотическая экология – (общая экология) + таблица

      Система, ее виды и свойства. Экосистема, примеры.

1935 – Тенсли

признаки системы: наличие связей, наличие составных элементов

Виды систем: - замкнутая \ открытая(значит потоки) \ полу-открытая

Сложная (более 10в 11 элементов) \

Понятие о сообществе и экосистеме. Группа популяций разных видов, населяющая определенную территорию, образует сообще­ство. Представление о любом ландшафте в первую очередь связы­вается с его растительностью. Тундра, тайга, листопадные леса, луга, степи, пустыни состоят из разнообразных растительных сооб­ществ. Березовые леса отличаются от дубрав не только древесным составом, но и подлеском и травяным покровом. Каждое раститель­ное сообщество населено свойственными ему сообществами живот­ных, грибов и микроорганизмов.

Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их гюпуляций, - биоце­ноз, который также называют сообществом. Можно выделить сообщества любого размера и уровня. Среда и сообщества обмениваются веществами и энергией: из среды живые организмы пегяощают вещества и энергию и возвра­щают их обратно в окружающую среду. Благодаря этим обменным процессам сообщество (биоценоз) и окружающая его среда представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему. Такую систему называют экосистемой или биогеоценозом (рис. 95). В последнее время термин «экосистема» употребляется чаще.

Функциональные группы организмов в сообществе. Любое сооб­щество состоит из совокупности организмов, которые по типу пита-" ния можно разделить на три функциональные группы. Зеленые рас­тения - автотрофы. Они способны аккумулировать солнечную эне­ргию в процессе фотосинтеза и синтезировать органические веще­ства. Автотрофы - это продуценты, т. е. производители органи­ческого вещества, первая функциональная группа организмов био­ценоза.

Любое сообщество включает в себя также гетеротрофные орга­низмы, которым для питания необходимы уже готовые органичес­кие вещества. Различают две группы гетеротрофов: консу менты, или потребители, продуценты, т. е. разрушители. К консументам относятся животные. Травоядные животные употребляют расти­тельную пищу, а плотоядные - животную. К редуцентам относятся микроорганизмы - бактерии и грибы. Редуценты разлагают выде­ления животных, остатки мертвых растений, животных и микроор­ганизмов и другие органические вещества. Разрушители питаются органическими соединениями, образующимися при разложении. В процессе питания редуценты минерализуют органические отходы до воды, двуокиси углерода и минеральных элементов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами. Следовательно, в экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты -> консументы -^ редуценты. Все три перечисленные группы организмов существуют в любом сооб­ществе. В каждую группу входит множество популяций, населя­ющих экосистему. Только совместная работа всех трех групп обес­печивает функционирование экосистемы.

Примеры экосистем. Разные экосистемы отличаются друг от друга как по видовому составу организмов, так и по свойствам среды их обитания. Рассмотрим в качестве примеров листопадный лес и пруд.

В состав листопадных лесов входят буки, дубы, грабы, липы, клены, березы, осины, рябины и другие деревья, чья листва осенью опадает. В лесу выделяется несколько ярусов растений: высокий и низкий древесный, кустарников, трав и мохового напочвенного покрова. Растения верхних ярусов более светолюбивы и лучше при­способлены к колебаниям температуры и влажности, чем растения нижних ярусов. Кустарники, травы и мхи в лесу теневыносливы, летом они существуют в полумраке, который образуется после пол­ного развертывания листвы деревьев. На поверхности почвы лежит подстилка, состоящая из полуразложившихся остатков, опавшей листвы, веточек деревьев и кустарников, мертвых трав (рис. 96).

Фауна листопадных лесов богата. Много норных грызунов, зем-лероющих насекомоядных, хищников (лисица, барсук, медведь). Встречаются млекопитающие, живущие на деревьях (рысь, белка, бурундук). В группу крупных травоядных входят олени, лоси, косу­ли. Широко распространены кабаны. Птицы гнездятся в различных ярусах леса: на земле, в кустарниках, на стволах или в дуплах и на вершинах деревьев. Много насекомых, которые питаются листьями (например, гусеницы) и древесиной (короеды). В подстилке и верх­них горизонтах почвы обитает громадное количество безпозвоноч-ных животных (дождевые черви, клещи, личинки насекомых), гри­бов и бактерий.

Пример экосистемы, где средой жизни организмов служит во­да, - известные всем пруды. На мелководье прудов поселяются укореняющиеся или крупные плавающие растения (камыш, кув­шинки, рдесты). По всей толще воды на глубину проникновения света распространены мелкие плавающие растения, в основной массе водоросли, называемые фитопланктоном. Когда водорослей много, вода становится зеленой, как говорят, «цветет». В фитоплан­ктоне много сине-зеленых, а также диатомовых и зеленых водоро­слей, к которым принадлежат и нитчатые зеленые водоросли.

Личинки насекомых, головастики, ракообразные, растительно-ядные рыбы питаются живыми растениями или растительными остатками, хищные насекомые и рыбы поедают разнообразных мелких животных, а крупные хищные рыбы охотятся и за расти-тельноядными и за хищными, но более мелкими рыбами.

      Ценозы и Топы. Биогеоценоз. Основные виды связей и потоков в экологии.

Биогеоценоз. Из курсов ботаники и зоологии вы знаете, что в природе виды растений и животных распределяются не слу­чайно, а всегда образуют определенные, сравнительно постоян­ные комплексы - природные сообщества. " Такие комплексы взаимосвязанных видов (популяций разных видов), обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существования, образуют биогеоценоз.

Биогеоценоз неразрывно связан с факторами неживой приро­ды (почва, влажность, температура и др.), образуя вместе с ни­ми устойчивую систему, между компонентами которой протекает круговорот веществ. Саморегуляция проявляется в том, что чис­ленность особей каждого вида поддерживается на определенном, относительно постоянном уровне. Такую устойчивую саморегу­лирующуюся систему академик В. Н. Сукачев и назвал биогео-ценозом. В научной литературе подобные системы часто назы­вают экологическими системами (экосистемами).

Основу связей между популяциями биогеоценоза обусловли­вает характер питания особей и способы получения ими энергии.

Все организмы по способу питания разделяются на две груп­пы - автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорга­нические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (живот­ные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органически­ми веществами, которые синтезировали автотрофы. В любом био-геоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизне­деятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещест­ва превращаются в неорганические соединения, которые возвра­щаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами.

Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятель­ности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником энергии служит Солнце. Движение вещества, вы­званное деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в биогеоценозе преобразуется в раз­личные формы: в энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю.

Круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой природы. С другой сторо­ны, чтобы в биогеоценозе был возможен круговорот веществ, не­обходимо наличие в экосистеме организмов, создающих органи­ческие вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения Солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и снова превращают их в неоргани­ческие соединения.

Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения - производители органического вещества (про­дуценты). В биогеоценозе обязательно присутствуют раститель-ноядные и плотоядные животные - потребители живого органи­ческого вещества (консументы) и, наконец, разрушители органи­ческих остатков - преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты). В биогеоценозе каждая из этих трех главных групп образована многими видами.

Существуют, однако, биогеоценозы, не включающие авто-трофных растений, например экосистемы больших глубин океана или пещер. Но во всех биогеоценозах подобного типа обязате­лен приток энергии извне в форме органических веществ, кото­рые как бы заменяют энергию Солнца, аккумулируемую в ре­зультате фотосинтеза растениями.

«Урок Популяция» - Таким образом, народом в популяции выступают особи – совокупность особей. Тема урока: Понятие популяции в экологии. Генетическая и фенетическая структура - соотношение в популяции особей с разными генотипами и фенотипами. Популяция имеет определенную структуру. Аполлон обыкновенный. Пространственная структура – особенности размещения особей в пространстве.

«Определенное личное предложение» - Мой друг, отчизне посвятим души прекрасные порывы. Оценка теста. Вывод. Озаглавьте текст. Итоги урока. Определенно - личные предложения встречаются в живой разговорной речи. Леса величайшие источники здоровья. Расставьте недостающие знаки препинания. Спишите текст. Закрепление изученного. Взаимопроверка самостоятельной работы.

«Популяция» - Основные показатели популяции. Мгновенная скорость изменения численности. Популяция. Кривые выживаемости. Половая структура. Пространственная структура. Вторичное соотношение Третичное соотношение. Распределение особей внутри популяции. Различные типы флуктуации плотности популяции. Зависимость количества и качества потомства от репродуктивного усилия родителей (по: Пианка, 1981).

«Популяция вид» - Есть полигинные виды (виды, где самец имеет гарем). Особенности человеческих популяций. Минимальная численность – число особей, достаточное для поддержания популяции. Зимующие комары в пещере на Южном Урале. Физико-биохимический критерий фиксирует неодинаковость химических свойств разных видов. Характеристики популяции. 1. статические.

«Структура и динамика популяций» - Характеризуется малой амплитудой колебаний и большим (около 20 лет) периодом. Обмен генетической информацией происходит между родителями и детьми. Основные количественные характеристики популяции. Кривая типа I наблюдается у высших животных и человека, Р>С. В популяциях животных или растений имеются различные возрастные группы особей.

«Экология как наука» - Цель экологической химии. Примеры естественных загрязнений. Некоторые способы защиты от загрязнений. Экология. Основные макроэлементы. Достигается путем комплексного использования сырья, внедрение безотходных производств и т.д. Водяной пар – 79% СО2 – 12% SO2 – 7% N2 – 1% CO+H2S+HCl+CH4+Ar – 1%. По содержанию % масс Макроэлементы – более 10-2% О - 62 С - 21 Н – 10 N – 3 Ca – 2 P -1 K, S, Cl, Na, Mg – 0,23-0,027.

Понятие о сообществе и экосистеме. Группа популяций разных видов, населяющая определенную территорию, образует сообщество. Представление о любом ландшафте в первую очередь связывается с его растительностью. Тундра, тайга, листопадные леса, луга, степи, пустыни состоят из разнообразных растительных сообществ. Березовые леса отличаются от дубрав не только древесным составом, но и подлеском и травяным покровом. Каждое растительное сообщество населено свойственными ему сообществами животных, грибов и микроорганизмов.

Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций - биоценоз, который также называют сообществом. Можно выделить сообщества любого размера и уровня. Например, в сообществе степей - сообщество луговых степей, а в нем - сообщества растений, позвоночных и беспозвоночных животных, микроорганизмов.

Среда и сообщество, а также члены сообщества между собой обмениваются веществами и энергией: живые организмы из среды или друг от друга получают вещества и энергию и возвращают их обратно в окружающую среду. Благодаря этим процессам обмена, организованным в виде потока энергии и круговорота веществ, сообщество (биоценоз) и окружающая его среда представляют собой неразрывное единство, одну сложную систему. Такую систему называют экосистемой или биогеоценозом (рис. 102). В последнее время термин «экосистема» употребляется чаще.

Рис. 102. Экосистема хвойного (вверху) и смешанного лесов

Функциональные группы организмов в сообществе. Любое сообщество состоит из совокупности организмов, которые по типу питания можно разделить на три функциональные группы. Зеленые растения - автотрофы. Они способны аккумулировать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и синтезировать органические вещества. Автотрофы - это продуценты, т. е. производители органического вещества, первая функциональная группа организмов биоценоза.

Любое сообщество включает в себя также гетеротрофные организмы, которым для питания необходимы уже готовые органические вещества. Различают две группы гетеротрофов: консументы, или потребители, и редуценты, т. е. разрушители. К консументам относят животных. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные - животную. К редуцентам относят микроорганизмы - бактерии и микроскопические грибы. Редуценты разлагают выделения животных, остатки мертвых растений, животных и микроорганизмов и другие органические вещества. Разрушители питаются органическими соединениями, образующимися при разложении. В процессе питания редуценты минерализуют органические вещества до воды, диоксида углерода и минеральных элементов. Продукты минерализации вновь используются продуцентами.

Следовательно, в экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлениях

Все три перечисленные группы организмов существуют в любом сообществе. В каждую группу входит множество популяций, населяющих экосистему. Только совместная работа всех трех групп обеспечивает функционирование экосистемы.

Примеры экосистем. Разные экосистемы отличаются друг от друга как по видовому составу организмов, так и по свойствам среды их обитания. Рассмотрим в качестве примеров листопадный лес и пруд.

В состав листопадных лесов входят буки, дубы, грабы, липы, клены, березы, осины, рябины и другие деревья, чья листва осенью опадает. В лесу выделяется несколько ярусов растений: высокий и низкий древесный, кустарников, трав и мохового напочвенного покрова. Растения верхних ярусов более светолюбивы и лучше приспособлены к колебаниям температуры и влажности, чем растения нижних ярусов. Кустарники, травы и мхи в лесу теневыносливы, летом они существуют в полумраке, который образуется после полного развертывания листвы деревьев. На поверхности почвы лежит подстилка, состоящая из полуразложившихся остатков опавшей листвы, веточек деревьев и кустарников, мертвых трав (рис. 103).

Рис. 103. Экосистема листопадного леса

Фауна листопадных лесов богата. Много норных грызунов (мыши, полевки), землероющих насекомоядных (землеройки), хищников (лисица, барсук, медведь). Встречаются млекопитающие, живущие на деревьях (рысь, белка, бурундук). В группу крупных травоядных входят олени, лоси, косули. Широко распространены кабаны.

Птицы гнездятся в различных ярусах леса: на земле, в кустарниках, на стволах или в дуплах и на вершинах деревьев. Много насекомых, которые питаются листьями (например, гусеницы) и древесиной (короеды). В подстилке и верхних горизонтах почвы, кроме насекомых, обитает громадное количество и других беспозвоночных животных (дождевые черви, клещи, личинки насекомых), масса грибов и бактерий.

Пример экосистемы, где средой жизни организмов служит вода, - известные всем пруды. На мелководье прудов поселяются укореняющиеся или крупные плавающие растения (камыш, рогоз, кувшинки). По всей толще воды на глубину проникновения света распространены мелкие плавающие растения, в основной массе водоросли, называемые фитопланктоном. Когда водорослей много, вода становится зеленой, как говорят «цветет». В фитопланктоне много диатомовых и зеленых водорослей, а также цианобактерий.

Личинки насекомых, головастики, ракообразные, растительноядные рыбы и моллюски питаются живыми растениями или растительными остатками, хищные насекомые и рыбы поедают разнообразных мелких животных, а крупные хищные рыбы охотятся и за растительноядными и за хищными, но более мелкими рыбами.

Организмы, разлагающие органические вещества (бактерии, жгутиковые, грибы), распространены по всему пруду, но особенно их много на дне, где накапливаются остатки мертвых растений и животных.

Мы видим, как непохожи и по внешнему виду, и по видовому составу популяций экосистемы леса и пруда. Среда обитания видов разная: в лесу - воздух и почва; в пруду - воздух и вода. Однако функциональные группы живых организмов однотипны. Продуценты в лесу - деревья, кустарники, травы, мхи; в пруду - плавающие растения, водоросли и синезеленые. В состав консументов в лесу входят звери, птицы, насекомые и другие беспозвоночные животные (последние населяют почву и подстилку). В пруду к консументам относятся насекомые, разные земноводные, ракообразные, растительноядные и хищные рыбы. Редуценты (грибы и бактерии) представлены в лесу наземными, в пруду водными формами.

Эти же функциональные группы организмов существуют во всех наземных (тундры, хвойные и лиственные леса, степи, луга, пустыни) и водных (океаны, моря, озера, реки, пруды) экосистемах.

  1. Дайте определение сообщества, биогеоценоза, продуцентов, редуцентов, консументов. Приведите примеры биогеоценозов (экосистем) вашей местности.
  2. Перечислите важнейшие компоненты экосистемы и раскройте роль каждого из них.
  3. Как и почему изменится жизнь дубравы в тех случаях, если там: а) вырубили весь кустарник; б) химическим способом уничтожили растительноядных насекомых?