Претставниците на различни трофични нивоа се меѓусебно поврзани со еднонасочно насочено пренесување на биомасата во синџирите на исхрана. Со секој премин на следното трофичко ниво, дел од расположливата енергија не се перцепира, дел се ослободува како топлина, а дел се троши на дишење. Во овој случај, вкупната енергија се намалува неколку пати секој пат. Последица на ова е ограничената должина на синџирите на исхрана. Колку е пократок синџирот на исхрана, или колку е поблиску организмот до неговиот почеток, толку е поголема количината на достапна енергија во него.

Синџирите за исхрана на месојади преминуваат од производители до тревопасни животни, кои ги јадат малите месојади, кои служат како храна за поголемите месојади итн. Како што се движат нагоре по синџирот на предатори, животните се зголемуваат во големина и се намалуваат во бројот. Издолжувањето на ланецот се јавува поради учеството на предатори во него. Релативно едноставниот и краток синџир на исхрана на предатори вклучува потрошувачи од втор ред:

Трева (продуцент) -» Зајаци (потрошувачЈас ред) ->

-» Фокс (потрошувач II со цел).

Подолг и покомплексен синџир вклучува потрошувачи од петти ред:

Бор -> Вошки -> Бубамари -> Пајаци ->

-» Инсективозни птици -> Птици грабливки.

Трева -» Тревојади цицачи -> Болви -> Flagellates.

Во детриталните синџири, потрошувачите се детритивори кои припаѓаат на различни систематски групи: мали животни, главно без'рбетници, кои живеат во почвата и се хранат со паднатите лисја, или бактерии и габи кои ја разградуваат органската материја. Во повеќето случаи, активноста на двете групи детритивори се карактеризира со строга координација: животните создаваат услови за работа на микроорганизми, делејќи ги животинските трупови и мртвите растенија на мали делови.

Детритусните синџири се разликуваат и од пасишните синџири по тоа што голем број на отпадни животни формираат еден вид заедница, чии членови се поврзани меѓу себе со различни трофички врски (сл. 10.4).

Ориз. 10.4.

Во овој случај, можеме да зборуваме за постоење на прехранбени мрежи на детритивори, одвоени од линеарни синџири на предатори. Покрај тоа, многу детритивори се карактеризираат со широк спектар на исхрана и можат, во зависност од околностите, да користат алги, мали животни итн., заедно со детритус.

Ориз. 10.5. Најважните врски во прехранбените мрежи: А -Американска прерија; б- екосистеми на северните мориња за харинга

Синџирите на исхрана почнувајќи од зелените растенија и од мртвата органска материја најчесто се присутни заедно во екосистемите, но скоро секогаш едниот од нив доминира со другиот. Меѓутоа, во некои специфични средини (на пример, бездна и под земја), каде што постоењето на организми со хлорофил е невозможно поради недостаток на светлина, се зачувани само синџири на исхрана од типот на детритал.

Синџирите на исхрана не се изолирани еден од друг, туку се тесно испреплетени. Тие ги сочинуваат таканаречените мрежи за храна. Принципот на нивното формирање е како што следува. Секој производител има не еден, туку неколку потрошувачи. За возврат, потрошувачите, меѓу кои преовладуваат полифагите, користат не еден, туку неколку извори на храна. За илустрација, даваме примери на релативно едноставна (сл. 10. 5а)и сложени (сл. 10.55) прехранбени мрежи.

Во сложена природна заедница, оние организми кои добиваат храна од растенија кои го заземаат првото трофично ниво низ ист број фази се сметаат дека припаѓаат на истото трофично ниво. Така, тревопасните животни го заземаат второто трофично ниво (нивото на примарни потрошувачи), предаторите кои јадат тревопасни животни го заземаат третото (нивото на секундарни потрошувачи), а секундарните предатори го заземаат четвртото (нивото на терцијарните потрошувачи). Мора да се нагласи дека трофичната класификација ги дели во групи не самите видови, туку видовите на нивната животна активност. Популацијата од еден вид може да зазема едно или повеќе трофични нивоа, во зависност од тоа кои извори на енергија ги користи видот. Исто така, секое трофично ниво е претставено не со еден, туку со неколку видови, што резултира со синџири на исхрана кои се сложено испреплетени.

Претставниците на различни трофични нивоа се меѓусебно поврзани со еднонасочно насочено пренесување на биомасата во синџирите на исхрана. Со секој премин на следното трофичко ниво, дел од расположливата енергија не се перцепира, дел се ослободува како топлина, а дел се троши на дишење. Во овој случај, вкупната енергија се намалува неколку пати секој пат. Последица на ова е ограничената должина на синџирите на исхрана. Колку е пократок синџирот на исхрана или колку е поблиску организмот до неговиот почеток, толку е поголема количината на достапна енергија.

Синџирите на храна за месојади преминуваат од производители до тревопасни животни, кои ги јадат малите месојади, кои служат како храна за поголемите предатори, итн.

Како што животните се движат нагоре по синџирот на предатори, тие се зголемуваат во големина и се намалуваат во бројот. Релативно едноставниот и краток синџир на исхрана на предатори вклучува потрошувачи од втор ред:

Подолг и покомплексен синџир вклучува потрошувачи од петти ред:

Издолжувањето на ланецот се јавува поради учеството на предатори во него.

Во повеќето случаи, активностите на двете групи на детритивори се карактеризираат со строга координација: животните создаваат услови за работа на микроорганизми, делејќи ги животинските трупови и мртвите растенија на мали делови.

Синџирите на исхрана не се изолирани еден од друг, туку се тесно испреплетени. Тие ги сочинуваат таканаречените мрежи за храна. Принципот на формирање на мрежа за храна е како што следува. Секој производител има не еден, туку неколку потрошувачи. За возврат, потрошувачите, меѓу кои преовладуваат полифагите, користат не еден, туку неколку извори на храна. За илустрација, даваме примери на едноставни (сл. 9.3, а) и сложени (сл. 9.3, б) мрежи за храна.

Во сложена природна заедница, оние организми кои

кои примаат храна од растенија кои го заземаат првиот

трофичкото ниво, низ ист број на фази, се смета дека припаѓа на истото трофично ниво. Така, тревопасните животни го заземаат второто трофично ниво (нивото на примарни потрошувачи), предаторите кои јадат тревопасни животни го заземаат третото (нивото на секундарни потрошувачи), а секундарните предатори го заземаат четвртото (нивото на терцијарните потрошувачи). Мора да се нагласи дека трофичната класификација ги дели во групи не самите видови, туку видовите на нивната животна активност. Популацијата од еден вид може да зазема едно или повеќе трофични нивоа, во зависност од тоа кои извори на енергија ги користи видот. Исто така, секое трофично ниво е претставено не со еден, туку со неколку видови, што резултира со синџири на исхрана кои се сложено испреплетени.

Размислете за дијаграм на протокот на енергија во едноставен (неразгранет) синџир на исхрана, вклучувајќи три (1-3) трофични нивоа (сл. 9.4).

За овој конкретен екосистем, енергетскиот буџет беше проценет на следниов начин: Л=3000 kcal/m2 дневно, L A =1500, т.е. 50% од L, P N = 15, т.е. 1% од ЛА,

Ориз. 9.3. Критични врски во мрежите на храна од американски прерии ( А) и северните морски екосистеми за харинга ( б),

А- според Риклефс, 1979 година; б -од Алимов, 1989 г.

Ориз. 9.4. Поедноставен дијаграм на проток на енергија,

покажувајќи три трофични нивоа

во линеарен синџир на исхрана (по: Одум, 1975).

Последователни текови на енергија: L-општо осветлување, L A -светлина,

апсорбирана од вегетацијата ( Јас- примени или

апсорбирана енергија), P G -бруто примарно производство,

P N -чисто примарно производство, R-секундарни производи (потрошувачки-

тов), НУ - неискористената енергија, Н.А.- не асимилирани

енергија ослободена од потрошувачите (ослободена со измет), Р- енергија.

Броевите подолу се редоследот на изгубената енергија при секој пренос.

P2 = 1,5, т.е. 10% од P N',И R 3= 0,3 kcal/m2 на ден, односно 20% од претходното ниво. На првото трофичко ниво, 50% од упадната светлина се апсорбира, а само 1% од апсорбираната енергија се претвора во хемиска енергија на храната. Секундарното производство на секое следно трофичко ниво на потрошувачи е околу 10% од претходното, иако на ниво на предатори ефикасноста може да биде поголема.

Ставки за прием и потрошувачка на енергија, т.е. Енергетскиот биланс може лесно да се разгледа со користење на универзален модел кој е применлив за која било жива компонента на системот, било да е тоа растение, животно, микроорганизам или поединец, популација, трофичка група (сл. 9.5). Не се претвора целата енергија што влегува во биомаса (/). Дел од него ( Н.А.) не е вклучен во метаболизмот. На пример, храната може да помине низ дигестивниот тракт без да се метаболизира.

Ориз. 9.5. Компоненти на „универзален“ модел

проток на енергија (по: Одум, 1975).

Објаснување во текстот.

болизам, а дел од светлосната енергија поминува низ растенијата без да се апсорбира. Искористениот, или асимилираниот, дел од енергијата ( А)потрошени за дишење ( Р) и производство на органска материја ( Р). Производите можат да имаат различни форми: Г– раст или зголемување на биомасата; Е- асимилирана органска материја излачена или секретирана (едноставни шеќери, амино киселини, уреа, слуз, итн.), С-резерва (на пример, масни наслаги кои подоцна може да се реасимилираат). Патот за враќање на складираните производи се нарекува и „работна јамка“, бидејќи ова е дел од производството што му обезбедува на телото енергија во иднина (на пример, предатор ја користи енергијата на складираните супстанции за да најде нова жртва). Преостанат минус Едел од производот е биомаса ( ВО).Сумирајќи ги сите ставки за прием и потрошувачка на енергија, добиваме: A=I-NA; P = A-R; P=G+E+S; B = P-E; B = G + S.

Универзалниот модел на проток на енергија може да се користи на два начина. Прво, може да претставува популација на еден вид. Во овој случај, каналите на проток на енергија и врските на даден вид со други сочинуваат дијаграм на прехранбената мрежа со име на одделни видови на нејзините јазли (сл. 9.6). Постапката за конструирање на мрежен дијаграм опфаќа: 1) изготвување дијаграм на распределба на популации по трофични нивоа; 2) нивно поврзување преку приклучоци за храна; 3) определување со помош на универзален модел на ширината на каналите за проток на енергија; во овој случај, најшироките канали ќе минуваат низ популации на полифагни видови, во овој случај низ популации на мајки, мушички и комарци (сл. 9.6).

Ориз. 9.6. Фрагмент од прехранбената мрежа на слатководен резервоар.

Второ, универзалниот модел на проток на енергија може да претставува специфично ниво на енергија. Во овој олицетворение, правоаголниците на биомаса и каналите за проток на енергија ги претставуваат сите популации поддржани од еден извор на енергија. Обично, лисиците јадат делумно растенија (овошје, итн.), делумно тревопасни животни (зајаци, полски глувци итн.). Ако сакаме да го истакнеме аспектот на интрапопулациската енергија, тогаш целата популација на лисици мора да биде прикажана како еден правоаголник. Ако е неопходно да се дистрибуира метаболизмот на популацијата на лисици на две трофични нивоа, според пропорцијата на растителна и животинска храна, тогаш треба да се конструираат два или повеќе правоаголници.

Познавајќи го универзалниот модел на проток на енергија, можно е да се одреди односот на вредностите на протокот на енергија на различни точки од синџирот на исхрана. Изразено како процент, овие соодноси се нарекуваат еколошка ефикасност.Во зависност од целите на студијата, екологот проучува одредени групи на еколошка ефикасност. Најважните од нив се дискутирани подолу.

Првата група на енергетски односи: Б/РИ P/R.Дел од енергијата потрошена за дишење, т.е. за одржување на структурата на биомасата, е висока во популации на големи организми (луѓе, дрвја, итн.) Под силен стрес Рсе зголемува. Магнитуда Рзначајни во активните популации на мали организми, како што се бактериите и алгите, како и во системите кои примаат енергија однадвор.

Втора група на односи: A/IИ Р/А.Првиот од нив се нарекува ефикасност на асимилација, вториот е ефикасност на растот на ткивото. Ефикасноста на асимилацијата варира од 10 до 50% или повеќе. Може да биде или многу мал, како во случајот со употребата на светлосната енергија од страна на растенијата или во асимилацијата на храната од животните што јадат отпадоци, или многу голема, како во случајот на асимилација на храна од животни или бактерии кои се хранат со висока -калорична храна, како што се шеќери или амино киселини.

Ефикасноста на асимилацијата кај тревопасните животни одговара на нутритивните својства на нивната храна: достигнува 80% кога јадат семиња, 60% од младото зеленило, 30-40% од постарите лисја и 10-20% или уште помалку кога јадат дрво, во зависност за степенот на неговото распаѓање. Храната од животинско потекло е полесно да се вари од растителната храна. Ефикасноста на асимилација кај грабливите видови е 60-90% од потрошената храна, при што видовите што јадат инсекти се на дното од оваа серија, а оние што јадат месо и риба на врвот. Причината за оваа ситуација е тоа што тврдиот, хитински егзоскелет, кој сочинува значителен дел од телесната тежина кај многу видови инсекти, не е сварлив. Ова ја намалува ефикасноста на асимилација кај животните кои се хранат со инсекти.

Ефикасноста на растот на ткивото исто така варира во голема мера. Своите најголеми вредности ги достигнува во случаи кога организмите се мали и условите на животната средина во кои живеат не бараат големи трошоци за одржување на температурата оптимална за растот на организмите.

И, конечно, третата група на енергетски односи: Р/В.

Во случаи кога Рсе проценува како брзина, Р/Вго претставува односот на производството во одреден момент во времето и биомасата: P/B = B/(VT) = T - 1, каде што Т -време. Ако интегралното производство се пресметува за одреден временски период, вредноста на односот Р/Все одредува земајќи ја предвид просечната биомаса за истиот временски период. Во овој случај односот R/V -количината е бездимензионална, покажува колку пати производството е поголемо или помало од биомасата. Односот на продуктивноста и биомасата може да се смета и во рамките на едно трофичко ниво и помеѓу соседните.

Споредување на продуктивноста П ти биомаса Бтво рамките на едно трофичко ниво (т),Забелешка С-обликувана природа на промената П тво одреден опсег на промени Бт.На пример, на првото трофично ниво, производството на почетокот полека се зголемува, бидејќи површината на листот е мала, а потоа побрзо и со висока густина на биомаса - повторно бавно, бидејќи

Фотосинтезата во услови на значително засенчување на листовите од долните нивоа е ослабена. На второто и третото трофично ниво, со многу мал и многу голем број животни по единица површина, односот на продуктивноста и биомасата се намалува, главно поради намалувањето на наталитетот.

Односот на продуктивноста на претходното трофично ниво ( P t -1) на биомасата на сегашноста ( Бт)се определува со фактот дека фитофагите, јадејќи дел од растенијата, придонесуваат за забрзување на нивниот раст, т.е. фитофагите, преку нивната активност, придонесуваат за продуктивноста на растенијата. Слично влијание врз продуктивноста на потрошувачите од прв ред имаат и предаторите, кои со уништување на болни и стари животни придонесуваат за зголемување на наталитетот на фитофагите.

Наједноставната зависност на продуктивноста на последователното трофичко ниво е (P t +1)од биомасата на сегашноста (На т).Продуктивноста на секое следно трофичко ниво се зголемува со растот на биомасата на претходното. Р t +1 /B tпокажува, особено, од што зависи количината на секундарното производство, имено одголемината на примарното производство, должината на синџирот на исхрана, природата и количината на енергија донесена однадвор во екосистемот.

Горенаведеното размислување ни овозможува да забележиме дека големината на поединците има одредено влијание врз енергетските карактеристики на екосистемот. Колку е помал организмот, толку е поголем неговиот специфичен метаболизам (по единица маса) и, според тоа, толку е помала биомасата што може да се одржува на дадено трофично ниво. Спротивно на тоа, колку е поголем организмот, толку е поголема стоечката биомаса. Така, „приносот“ на бактериите во даден момент ќе биде многу помал од „приносот“ на рибите или цицачите, иако овие групи користеа иста количина на енергија. Поинаква е ситуацијата со продуктивноста. Бидејќи продуктивноста е стапката на раст на биомасата, малите организми имаат предности овде, што благодарение на повисокото ниво

метаболизмот имаат повисоки стапки на репродукција и обновување на биомасата, т.е. поголема продуктивност.

Видовите во биоценозата се меѓусебно поврзани со метаболичките и енергетските процеси, т.е. со врските со храната. Со следење на односите со храната помеѓу членовите на биоценозата („кој кого јаде и колку“), можно е да се конструира синџири и мрежи за исхрана.

Трофични синџири (од грчкиот трофе - храна) - синџирите на исхрана се последователен пренос на материјата и енергијата. На пример, синџирот на исхрана на животните во Арктичкото море: микроалги (фитопланктон) → мали тревојади ракови (зоопланктон) → месојадни планктони-фаги (црви, мекотели, ракови) → риби (2-4 врски во низата на грабливи риби се можно) → пломби → поларни мечки. Овој синџир на исхрана е долг; синџирите на исхрана на копнените екосистеми се пократки бидејќи има поголема загуба на енергија на копно. Постојат неколку видови копнени синџири на исхрана .

1. Синџирите за исхрана на пасиштата (синџирите на експлоататори) започнуваат со производителите. Кога се движите од едно на друго трофичко ниво, големината на поединците се зголемува со истовремено намалување на густината на населението, стапката на репродукција и масовната продуктивност.

Трева → волчиња → лисица

Трева → инсекти → жаба → чапја → змеј

Јаболкница → инсект од бигор → паразит

Крава → коњска мува → бактерии → фаги

Детритални синџири. Вклучени се само разградувачи.

Паднати лисја → мувла → бактерии

Секој член на кој било синџир на исхрана е истовремено алка во друг синџир на исхрана: тој консумира и се консумира од неколку видови други организми. Така се формираат прехранбени мрежи.На пример, храната на ливадскиот волк-којот вклучува до 14 илјади видови животни и растенија. Во низата на пренос на супстанции и енергија од една група на организми во друга, постојат трофични нивоа. Типично, синџирите не надминуваат 5-7 нивоа. Првото трофичко ниво се состои од производители, бидејќи само тие можат да се хранат со сончева енергија. На сите други нивоа - тревопасни животни (фитофаги), примарни предатори, секундарни предатори итн. - првично акумулираната енергија се троши за одржување на метаболичките процеси.

Удобно е да се претстават односите со храна во форма трофични пирамиди(број, биомаса, енергија). Пирамидата на населението е приказ на бројот на поединци на секое трофичко ниво во единици (парчиња).

Има многу широка основа и нагло стеснување кон терминалните потрошувачи. Ова е вообичаен тип на пирамида за тревни заедници - ливадски и степски биоценози. Ако ја земеме предвид шумската заедница, сликата може да биде искривена: илјадници фитофаги можат да се хранат со едно дрво, или лисните вошки и слонови (различни фитофаги) може да бидат на исто трофично ниво. Тогаш бројот на потрошувачи може да биде поголем од бројот на производители. За да се надминат можните нарушувања, се користи пирамида од биомаса. Се изразува во единици на сува или влажна тежина тонажа: kg, t итн.

Во копнените екосистеми, растителната биомаса е секогаш поголема од животинската биомаса. Пирамидата на биомаса изгледа различно за водните, особено морските екосистеми. Биомасата на животните е многу поголема од биомасата на растенијата. Оваа неточност се должи на фактот што пирамидите на биомасата не го земаат предвид времетраењето на постоењето на генерации поединци на различни трофични нивоа и стапката на формирање и потрошувачка на биомаса. Главниот производител на морските екосистеми е фитопланктонот. За една година, до 50 генерации на фитопланктон може да се променат во океанот. За време на времето додека грабливите риби (а особено китовите) не ја акумулираат својата биомаса, многу генерации на фитопланктон ќе се променат и неговата вкупна биомаса ќе биде многу поголема. Затоа, универзален начин на изразување на трофичката структура на екосистемите се пирамидите на продуктивноста; тие обично се нарекуваат енергетски пирамиди, што значи енергетско изразување на производството.

Апсорбираната сончева енергија се претвора во енергија на хемиски врски на јаглени хидрати и други органски материи. Некои супстанции се оксидираат за време на дишењето на растенијата и ослободуваат енергија. Оваа енергија на крајот се троши како топлина. Преостанатата енергија предизвикува зголемување на биомасата. Вкупната биомаса на стабилен екосистем е релативно константна. Така, при преминот од едно на друго трофичко ниво, дел од расположливата енергија не се согледува, дел се ослободува во форма на топлина, а дел се троши на дишење. Во просек, кога се движите од едно трофичко ниво на друго, вкупната енергија се намалува за околу 10 пати. Овој модел се нарекува Правило на енергетската пирамида на Линдеман (1942) илиправилото од 10%. Колку е подолг синџирот на исхрана, толку помалку енергија е достапна на крајот на синџирот, така што бројот на трофични нивоа никогаш не може да биде преголем.

Ако енергијата и најголемиот дел од органската материја се намалуваат за време на транзицијата во следната фаза на еколошката пирамида, тогаш акумулацијата на супстанции кои влегуваат во телото кои не учествуваат во нормалниот метаболизам (синтетички отрови) се зголемуваат во приближно ист сооднос. Овој феномен се нарекува правило за биолошко подобрување.

Основни принципи на функционирање на еколошките системи

Постојан прилив на сончева енергија- неопходен услов за постоење на екосистем.

Циклус на хранливи материи.Движечките сили на циклусот на супстанции се протокот на енергија од сонцето и активноста на живата материја. Благодарение на циклусот на хранливи материи, се создава стабилна организација на сите екосистеми и биосферата како целина и се спроведува нивното нормално функционирање.

Намалување на биомасата на повисоки трофични нивоа: Намалувањето на количината на достапна енергија обично е придружено со намалување на биомасата и бројот на поединци на секое трофично ниво (запомнете ги пирамидите на енергија, изобилство и биомаса).

Овие принципи веќе ги опфативме детално за време на предавањето.

Значи, основата на синџирите на исхрана се зелените растенија. И инсектите и 'рбетниците се хранат со зелени растенија, кои, пак, служат како извор на енергија и материја за градење на телото на потрошувачите на втората, третата итн. редови на големина. Општата шема е дека бројот на поединци вклучени во синџирот на исхрана во секоја алка постојано се намалува и бројот на плен е значително поголем од бројот на нивните потрошувачи. Ова се случува затоа што во секоја алка на синџирот на исхрана, во секоја фаза на пренос на енергија, 80-90% од неа се губи, се расфрла во форма на топлина. Оваа околност го ограничува бројот на врски на синџирот (обично има од 3 до 5). Во просек, 1000 kg растенија произведуваат 100 kg од телото на тревопасни животни. Предаторите кои јадат тревопасни животни можат да создадат 10 кг од својата биомаса од оваа количина, 4 додека секундарните предатори можат да создадат само 1 кг. Следствено, живата биомаса во секоја следна алка на синџирот прогресивно се намалува. Овој модел се нарекува Правила на еколошката пирамида 5.

IV.Односи меѓу организмите

1.Биотични врски

Меѓу огромната разновидност на односи меѓу живите суштества, се издвојуваат одредени типови на односи кои имаат многу заедничко меѓу организмите од различни систематски групи.

1.Симбиоза

Симбиоза 1 - соживот (од грчки сим - заедно, биос - живот) е форма на врска од која имаат корист и двајцата партнери или барем едниот.

Симбиозата е поделена на заемност, протоколарност и комензализам.

Мутуализам 2 - форма на симбиоза во која присуството на секој од двата вида станува задолжително и за двајцата, секој од соживотниците добива релативно еднакви придобивки, а партнерите (или еден од нив) не можат да постојат еден без друг.

Типичен пример за мутуализам е односот помеѓу термитите и флагелираните протозои кои живеат во нивните црева. Термитите јадат дрво, но немаат ензими за варење на целулозата. Флагелатите произведуваат такви ензими и ги претвораат влакната во шеќери. Без протозои - симбионти - термитите умираат од глад. Покрај поволната микроклима, самите флагелати добиваат храна и услови за размножување во цревата.

Протосоработка 3 - форма на симбиоза во која соживотот е корисен за двата вида, но не нужно и за нив. Во овие случаи, нема врска помеѓу овој пар партнери.

Комензализам - форма на симбиоза во која еден од соживотните видови добива некаква корист без да донесе никаква штета или корист за другиот вид.

Комензализмот, пак, е поделен на закуп, ко-хранење и бесплатно оптоварување.

„Изнајмување“ 4 - форма на комензализам во која еден вид користи друг (неговото тело или својот дом) како засолниште или дом. Од особена важност е употребата на сигурни засолништа за зачувување на јајца или малолетници.

Слатководниот горчлив ги положува јајцата во мантијата на двовалвните мекотели - без заби. Снесените јајца се развиваат во идеални услови за снабдување со чиста вода.

„Другарство“ 5 - форма на комензализам во која неколку видови консумираат различни супстанции или делови од ист ресурс.

„Бесплатно вчитување“ 6 - форма на комензализам во која еден вид ги троши остатоците од храна од друг.

Пример за преминување на слободното оптоварување во поблиски односи меѓу видовите е односот помеѓу лепливата риба, која живее во тропските и суптропските мориња, со ајкулите и китовите. Предната грбна перка на налепницата е претворена во вшмукување чаша, со чија помош цврсто се држи на површината на телото на голема риба. Биолошкото значење на прицврстувањето на стапчињата е да се олесни нивното движење и населување.

Во природата, секој вид, популација, па дури и поединец не живее изолирано едни од други и нивното живеалиште, туку, напротив, доживува бројни меѓусебни влијанија. Биотски заедници или биоценози - заедници на живи организми во интеракција, кои се стабилен систем поврзан со бројни внатрешни врски, со релативно константна структура и меѓузависна група на видови.

Биоценозата се карактеризира со одредени структури: видови, просторни и трофични.

Органските компоненти на биоценозата се нераскинливо поврзани со неорганските - почвата, влагата, атмосферата, формирајќи заедно со нив стабилен екосистем - биогеоценоза .

Биогеноценоза– саморегулирачки еколошки систем формиран од популации од различни видови кои живеат заедно и комуницираат едни со други и со нежива природа во релативно хомогени услови на животната средина.

Еколошки системи

Функционални системи, вклучувајќи заедници на живи организми од различни видови и нивното живеалиште. Врските помеѓу компонентите на екосистемот се јавуваат првенствено врз основа на односите со храната и методите за добивање енергија.

Екосистем

Збир на видови растенија, животни, габи, микроорганизми кои комуницираат едни со други и со животната средина на таков начин што таквата заедница може да опстане и да функционира на неодредено време. Биотичка заедница (биоценоза)се состои од растителна заедница ( фитоценоза), животни ( зооценоза), микроорганизми ( микробиоценоза).

Сите организми на Земјата и нивното живеалиште исто така претставуваат екосистем од највисок ранг - биосфера , поседувајќи стабилност и други својства на екосистемот.

Постоењето на екосистем е можно благодарение на постојаниот проток на енергија однадвор - таков извор на енергија е обично сонцето, иако тоа не важи за сите екосистеми. Стабилноста на екосистемот е обезбедена со директни и повратни врски помеѓу неговите компоненти, внатрешниот циклус на супстанции и учеството во глобалните циклуси.

Доктрината за биогеоценози развиен од В.Н. Сукачев. Терминот " екосистем„воведен во употреба од англискиот геоботаничар А. Тансли во 1935 година, терминот“ биогеоценоза“ - Академик В.Н. Сукачев во 1942 г биогеоценоза Неопходно е да се има растителна заедница (фитоценоза) како главна алка, обезбедувајќи ја потенцијалната бесмртност на биогеоценозата поради енергијата што ја создаваат растенијата. Екосистеми може да не содржи фитоценоза.

Фитоценоза

Растителна заедница формирана историски како резултат на комбинација на растенија кои дејствуваат во хомогена област на територија.

Тој се карактеризира:

- одреден состав на видови,

- форми на живот,

- нивоа (надземно и подземно),

- изобилство (фреквенција на појава на видови),

- сместување,

- аспект (изглед),

- виталност,

- сезонски промени,

- развој (промена на заедниците).

Нивоа (број на катови)

Една од карактеристичните карактеристики на растителната заедница се состои, како да е, во нејзината поделба од кат до кат и во надземниот и подземниот простор.

Надземни нивоа овозможува подобро искористување на светлината, а подземјето - водата и минералите. Вообичаено, во шумата може да се разликуваат до пет нивоа: горниот (првиот) - високи дрвја, вториот - кратки дрвја, третиот - грмушки, четвртиот - треви, петтиот - мов.

Подземни нивоа - огледална слика на надземјето: корените на дрвјата одат најдлабоко, подземните делови од мов се наоѓаат во близина на површината на почвата.

Според начинот на добивање и користење на хранливи материисите организми се поделени на автотрофи и хетеротрофи. Во природата постои континуиран циклус на хранливи материи неопходни за живот. Хемиските материи се извлекуваат од автотрофите од околината и се враќаат во неа преку хетеротрофи. Овој процес има многу сложени форми. Секој вид користи само дел од енергијата содржана во органската материја, доведувајќи го неговото распаѓање до одредена фаза. Така, во процесот на еволуција се развиле еколошки системи синџири И мрежа за напојување .

Повеќето биогеоценози имаат слични трофична структура. Тие се засноваат на зелени растенија - производители.Неопходно се присутни тревопасни и месојади: потрошувачи на органска материја - потрошувачитеи уништувачи на органски остатоци - разградувачи.

Бројот на поединци во синџирот на исхрана постојано се намалува, бројот на жртвите е поголем од бројот на нивните потрошувачи, бидејќи во секоја алка на синџирот на исхрана, при секое пренесување на енергијата се губи 80-90% од неа, се растура во форма на топлина. Затоа, бројот на алки во синџирот е ограничен (3-5).

Разновидност на видовите на биоценозатапретставена од сите групи на организми - производители, потрошувачи и разградувачи.

Повреда на која било врскаво синџирот на исхрана предизвикува нарушување на биоценозата како целина. На пример, уништувањето на шумите доведува до промена во составот на видовите на инсектите, птиците и, следствено, животните. Во област без дрвја, ќе се развијат други синџири на исхрана и ќе се формира различна биоценоза, за што ќе бидат потребни неколку децении.

Синџир на исхрана (трофичен или храна )

Меѓусебно поврзани видови кои последователно извлекуваат органска материја и енергија од оригиналната прехранбена супстанција; Покрај тоа, секоја претходна алка во синџирот е храна за следната.

Синџирите на исхрана во секоја природна област со повеќе или помалку хомогени услови на постоење се составени од комплекси на меѓусебно поврзани видови кои се хранат еден со друг и формираат самоодржлив систем во кој се јавува циркулација на супстанции и енергија.

Компоненти на екосистемот:

- Производители - автотрофните организми (најчесто зелените растенија) се единствените производители на органска материја на Земјата. Органската материја богата со енергија се синтетизира за време на фотосинтезата од неоргански материи сиромашни со енергија (H 2 0 и C0 2).

- Потрошувачите - тревојади и месојади, потрошувачи на органска материја. Потрошувачите можат да бидат тревопасни животни, кога директно ги користат производителите, или месојади, кога се хранат со други животни. Во синџирот на исхрана најчесто можат да имаат сериски број од I до IV.

- Разградувачи - хетеротрофни микроорганизми (бактерии) и габи - уништувачи на органски остатоци, деструктори. Тие се нарекуваат и Земјински редари.

Трофичко (хранливо) ниво - збир на организми обединети со еден вид исхрана. Концептот на трофично ниво ни овозможува да ја разбереме динамиката на протокот на енергија во екосистемот.

првото трофичко ниво е секогаш окупирано од производители (растенија),
второ - потрошувачи од прв ред (тревопасни животни),
трето - потрошувачи од втор ред - предатори кои се хранат со тревопасни животни),
четврто - потрошувачи од трет ред (секундарни предатори).

Се разликуваат следниве видови: синџири на исхрана:

ВО синџир на пасишта (синџири за јадење) главен извор на храна се зелените растенија. На пример: трева -> инсекти -> водоземци -> змии -> птици грабливки.

- детритален синџирите (синџирите на распаѓање) започнуваат со детритус - мртва биомаса. На пример: легло од лисја -> дождовни црви -> бактерии. Друга карактеристика на детриталните синџири е тоа што растителните производи во нив често не се консумираат директно од тревопасните животни, туку изумираат и се минерализираат од сапрофити. Детриталните синџири се карактеристични и за длабоките океански екосистеми, чии жители се хранат со мртви организми кои потонале од горните слоеви на водата.

Односите меѓу видовите во еколошките системи кои се развиле во текот на процесот на еволуција, во кои многу компоненти се хранат со различни предмети и самите служат како храна за различни членови на екосистемот. Во едноставни термини, мрежата за храна може да се претстави како испреплетениот систем на синџир на исхрана.

Вклучени се организми од различни синџири на исхрана кои примаат храна преку еднаков број алки во овие синџири исто трофичко ниво. Во исто време, различни популации од ист вид, вклучени во различни синџири на исхрана, може да се лоцираат на различни трофични нивоа. Односот помеѓу различните трофични нивоа во екосистемот може графички да се прикаже како еколошка пирамида.

Еколошка пирамида

Метод за графичко прикажување на врската помеѓу различните трофични нивоа во екосистемот - постојат три вида:

Пирамидата на населението го одразува бројот на организми на секое трофично ниво;

Пирамидата на биомаса ја рефлектира биомасата на секое трофично ниво;

Енергетската пирамида ја покажува количината на енергија што минува низ секое трофичко ниво во одреден временски период.

Правило на еколошката пирамида

Шема што одразува прогресивно намалување на масата (енергија, број на поединци) на секоја следна алка во синџирот на исхрана.

Пирамида на броеви

Еколошка пирамида што го покажува бројот на поединци на секое ниво на исхрана. Пирамидата од броеви не ги зема предвид големината и масата на поединците, животниот век, стапката на метаболизам, но главниот тренд е секогаш видлив - намалување на бројот на поединци од врска до врска. На пример, во степски екосистем бројот на индивидуи е распределен на следниов начин: производители - 150.000, тревојади потрошувачи - 20.000, месојадни потрошувачи - 9.000 поединци/површина. Ливадската биоценоза се карактеризира со следниов број индивидуи на површина од 4000 m2: производители - 5.842.424, тревојади потрошувачи од прв ред - 708.624, месојадни потрошувачи од втор ред - 35.490, месојади потрошувачи од трет ред - 3. .

Пирамида на биомаса

Шемата според која количината на растителна материја која служи како основа на синџирот на исхрана (производители) е приближно 10 пати поголема од масата на тревопасните животни (потрошувачи од прв ред), а масата на тревојадните животни е 10 пати поголема од онаа на месојадите (потрошувачи од втор ред), т.е. секое следно ниво на храна има маса 10 пати помала од претходната. Во просек, 1000 kg растенија произведуваат 100 kg тревопасно тело. Предаторите кои јадат тревопасни животни можат да изградат 10 кг од нивната биомаса, секундарните предатори - 1 кг.

Пирамида на енергија

искажува шема според која протокот на енергија постепено се намалува и депресира кога се движи од алка до алка во синџирот на исхрана. Така, во биоценозата на езерото, зелените растенија - производители - создаваат биомаса која содржи 295,3 kJ/cm 2, потрошувачите од прв ред, трошат растителна биомаса, создаваат сопствена биомаса која содржи 29,4 kJ/cm 2; Потрошувачите од втор ред, користејќи потрошувачи од прв ред за храна, создаваат сопствена биомаса која содржи 5,46 kJ/cm2. Загубата на енергија за време на преминот од потрошувачи од прв ред до потрошувачи од втор ред, доколку се работи за топлокрвни животни, се зголемува. Ова се објаснува со фактот дека овие животни трошат многу енергија не само за градење на нивната биомаса, туку и за одржување на константна телесна температура. Ако го споредиме одгледувањето на теле и седалото, тогаш иста количина потрошена енергија за храна ќе даде 7 кг говедско месо и само 1 кг риба, бидејќи телето јаде трева, а грабливецот јаде риба.

Така, првите два типа на пирамиди имаат голем број значајни недостатоци:

Пирамидата на биомаса ја рефлектира состојбата на екосистемот во времето на земање мостри и затоа го покажува односот на биомасата во даден момент и не ја одразува продуктивноста на секое трофично ниво (т.е. неговата способност да произведува биомаса во одреден временски период). Затоа, во случај кога бројот на производители вклучува брзорастечки видови, пирамидата на биомаса може да испадне дека е превртена.

Енергетската пирамида ви овозможува да ја споредите продуктивноста на различни трофички нивоа бидејќи го зема предвид факторот време. Покрај тоа, ја зема предвид разликата во енергетската вредност на различни супстанции (на пример, 1 g маснотии обезбедува речиси двојно повеќе енергија од 1 g гликоза). Затоа, пирамидата на енергија секогаш се стеснува нагоре и никогаш не се превртува.

Еколошка пластичност

Степенот на издржливост на организмите или нивните заедници (биоценози) на влијанието на факторите на животната средина. Еколошки пластичните видови имаат широк опсег на норма на реакција т.е., тие се широко прилагодени на различни живеалишта (риби стапчиња и јагула, некои протозои живеат и во свежи и во солени води). Високо специјализираните видови можат да постојат само во одредена средина: морски животни и алги - во солена вода, речни риби и лотос растенија, водни лилјани, патки живеат само во свежа вода.

Општо земено екосистем (биогеоценоза)се карактеризира со следниве индикатори:

Разновидност на видовите

Густина на популации на видови,

Биомаса.

Биомаса

Вкупната количина на органска материја на сите поединци од биоценоза или вид со енергијата содржана во неа. Биомасата обично се изразува во единици на маса во однос на сува материја по единица површина или волумен. Биомасата може да се определи посебно за животни, растенија или поединечни видови. Така, биомасата на габите во почвата е 0,05-0,35 t/ha, алгите - 0,06-0,5, корените на повисоките растенија - 3,0-5,0, дождовните црви - 0,2-0,5 , 'рбетниците - 0,001-0,015 t/ha.

Во биогеоценозите постојат примарна и секундарна биолошка продуктивност :

ü Примарна биолошка продуктивност на биоценози- вкупната вкупна продуктивност на фотосинтезата, која е резултат на активноста на автотрофите - зелените растенија, на пример, борова шума на возраст од 20-30 години произведува 37,8 t/ha биомаса годишно.

ü Секундарна биолошка продуктивност на биоценози- вкупната вкупна продуктивност на хетеротрофните организми (потрошувачи), која се формира преку употреба на супстанции и енергија акумулирана од производителите.

Популации. Структура и динамика на броевите.

Секој вид на Земјата зафаќа специфичен опсег, бидејќи може да постои само во одредени услови на животната средина. Сепак, условите за живот во опсегот на еден вид може значително да се разликуваат, што доведува до распаѓање на видот во елементарни групи на поединци - популации.

Популација

Збир на индивидуи од ист вид, кои заземаат посебна територија во опсегот на видот (со релативно хомогени услови за живот), слободно се вкрстуваат меѓу себе (имаат заеднички генски базен) и изолирани од другите популации на овој вид, со сите потребните услови за одржување на нивната стабилност долго време при променливи услови на животната средина. Најважниот карактеристикинаселението се неговата структура (возраст, половиот состав) и динамиката на населението.

Според демографската структура населението го разбира неговиот пол и возрасен состав.

Просторна структура Популациите се карактеристики на распределбата на индивидуите во една популација во вселената.

Возрасна структура популацијата е поврзана со односот на поединци од различна возраст во популацијата. Поединците на иста возраст се групирани во групи - возрасни групи.

ВО старосната структура на растителните популацииалоцираат следните периоди:

Латентна - состојба на семето;

Прегенеративни (вклучува состојби на расад, малолетно растение, незрели и девствени растенија);

Генеративен (обично поделен на три потпериоди - млади, зрели и стари генеративни индивидуи);

Постгенеративно (вклучува состојби на субсенилни, сенилни растенија и фаза на умирање).

Припадноста на одреден возрасен статус се определува со биолошката возраст- степенот на изразување на одредени морфолошки (на пример, степенот на дисекција на сложен лист) и физиолошки (на пример, способност да се произведе потомство) карактеристики.

Кај животинските популации исто така е можно да се разликуваат различни старосни фази. На пример, инсектите кои се развиваат со целосна метаморфоза минуваат низ фазите:

Ларви,

кукли,

Имаго (возрасен инсект).

Природата на старосната структура на населениетозависи од типот на кривата на преживување карактеристична за дадена популација.

Крива на преживувањеја одразува стапката на смртност во различни возрасни групи и е линија на намалување:

Ако стапката на смртност не зависи од возраста на поединците, смртта на поединците се јавува рамномерно во даден тип, стапката на смртност останува константна во текот на животот ( тип I ). Таквата крива на преживување е карактеристична за видовите чиј развој се случува без метаморфоза со доволна стабилност на роденото потомство. Овој тип обично се нарекува тип на хидра- се карактеризира со крива на преживување што се приближува до права линија.
Кај видовите кај кои улогата на надворешните фактори во смртноста е мала, кривата на преживување се карактеризира со благо намалување до одредена возраст, по што доаѓа до нагло опаѓање поради природна (физиолошка) смртност ( тип II ). Природата на кривата на преживување блиску до овој тип е карактеристична за луѓето (иако кривата на преживување на човекот е нешто порамна и е нешто помеѓу типовите I и II). Овој тип се нарекува Тип Дрософила: Ова го демонстрираат овошните мушички во лабораториски услови (не јадат предатори).
Многу видови се карактеризираат со висока смртност во раните фази на онтогенезата. Кај таквите видови, кривата на преживување се карактеризира со нагло опаѓање во помладите возрасти. Поединците кои ја преживуваат „критичната“ возраст покажуваат ниска смртност и живеат до постара возраст. Типот се нарекува вид на остриги (тип III ).

Сексуална структура популации

Соодносот на половите има директно влијание врз репродукцијата и одржливоста на населението.

Постојат примарни, секундарни и терциерни полови сооднос кај населението:

- Примарен однос на половите утврдени со генетски механизми - униформноста на дивергенцијата на половите хромозоми. На пример, кај луѓето, XY хромозомите го одредуваат развојот на машкиот пол, а ХХ хромозомите го одредуваат развојот на женскиот пол. Во овој случај, примарниот однос на половите е 1:1, односно подеднакво веројатен.

- Секундарниот однос на половите е односот на половите во моментот на раѓање (меѓу новороденчињата). Може значително да се разликува од примарната поради повеќе причини: селективноста на јајце клетките кон сперматозоидите што го носат хромозомот X или Y, нееднаквата способност на таквите сперматозоиди да се оплодуваат и разни надворешни фактори. На пример, зоолозите го опишаа ефектот на температурата врз секундарниот однос на половите кај влекачите. Сличен модел е типичен за некои инсекти. Така, кај мравките, оплодувањето се обезбедува на температури над 20 ° C, а на пониски температури се поставуваат неоплодени јајца. Вторите се отвораат во мажјаци, а оние што се оплодуваат претежно во женки.

- Терцијарен однос на половите - однос на половите кај возрасните животни.

Просторна структура популации ја одразува природата на распределбата на поединците во просторот.

Истакнете три главни типови на дистрибуција на поединциво вселената:

- униформаили униформа(поединците се распоредени рамномерно во просторот, на еднакви растојанија едни од други); е ретка по природа и најчесто е предизвикана од акутна интраспецифична конкуренција (на пример, кај грабливи риби);

- собранискиили мозаик(„забележани“, поединците се наоѓаат во изолирани кластери); се јавува многу почесто. Тоа е поврзано со карактеристиките на микросредината или однесувањето на животните;

- случајноили дифузно(поединците се распределени по случаен избор во просторот) - може да се набљудува само во хомогена средина и само кај видови кои не покажуваат тенденција да формираат групи (на пример, бубачка во брашно).

Големина на населението означено со буквата N. Односот на зголемувањето на N до единица време dN / dt изразувамоментална брзинапромени во големината на населението, односно промена на бројот во времето т.Пораст на популацијазависи од два фактори - плодноста и смртноста во отсуство на емиграција и имиграција (таквото население се нарекува изолирано). Разликата помеѓу стапката на наталитет b и стапката на смртност d еизолирана стапка на раст на населението:

Стабилност на населението

Ова е неговата способност да биде во состојба на динамична (т.е. мобилна, променлива) рамнотежа со животната средина: условите на животната средина се менуваат, а населението исто така се менува. Еден од најважните услови за одржливост е внатрешната различност. Во однос на населението, тоа се механизми за одржување на одредена густина на населеност.

Истакнете три типа на зависност на големината на населението од нејзината густина .

Прв тип (I) - најчест, се карактеризира со намалување на растот на населението со зголемување на неговата густина, што е обезбедено со различни механизми. На пример, многу видови птици се карактеризираат со намалување на плодноста (плодноста) со зголемување на густината на населението; зголемена смртност, намалена отпорност на организмите со зголемена густина на населеност; промена на возраста во пубертетот во зависност од густината на населението.

Трет тип ( III ) е карактеристично за популациите кај кои е забележан „групен ефект“, односно одредена оптимална густина на населеност придонесува за подобар опстанок, развој и витална активност на сите индивидуи, што е својствено за повеќето групни и општествени животни. На пример, за да се обноват популациите на хетеросексуални животни, барем е потребна густина што обезбедува доволна веројатност за средба со мажјак и женка.

Тематски задачи

А1. Формирана биогеоценоза

1) растенија и животни

2) животни и бактерии

3) растенија, животни, бактерии

4) територија и организми

А2. Потрошувачи на органски материи во шумската биогеоценоза се

1) смрека и бреза

2) печурки и црви

3) зајаци и верверички

4) бактерии и вируси

А3. Производители во езерото се

2) полноглавци

А4. Процесот на саморегулација кај биогеоценозата влијае

1) половиот однос кај популациите од различни видови

2) бројот на мутации кои се јавуваат кај популациите

3) сооднос предатор-плен

4) интраспецифична конкуренција

А5. Еден од условите за одржливост на еден екосистем може да биде

1) нејзината способност да се промени

2) разновидност на видови

3) флуктуации во бројот на видовите

4) стабилност на генскиот базен кај популациите

А6. Разградувачите вклучуваат

2) лишаи

4) папрати

А7. Ако вкупната маса што ја добива потрошувач од втор ред е 10 kg, тогаш колкава била вкупната маса на производителите што станале извор на храна за овој потрошувач?

А8. Наведете го синџирот на исхрана на остатоците

1) мува – пајак – врапче – бактерии

2) детелина – јастреб – бумбар – глушец

3) 'рж – цицка – мачка – бактерии

4) комарец - врапче - јастреб - црви

А9. Почетниот извор на енергија во биоценозата е енергијата

1) органски соединенија

2) неоргански соединенија

4) хемосинтеза

1) зајаци

2) пчели

3) поленски дрозд

4) волци

А11. Во еден екосистем можете да најдете даб и

1) гофер

3) чурулик

4) сино пченкарно цвеќе

А12. Енергетските мрежи се:

1) врски меѓу родителите и потомството

2) семејни (генетски) врски

3) метаболизам во клетките на телото

4) начини на пренесување на материи и енергија во екосистемот

А13. Еколошката пирамида на броеви одразува:

1) односот на биомасата на секое трофично ниво

2) односот на масите на поединечен организам на различни трофични нивоа

3) структура на синџирот на исхрана

4) разновидност на видови на различни трофични нивоа

Како се состои прехранбената мрежа? Мрежа на храна. Конкурентни односи меѓу групите