Отношения организмов в биоценозах

Разнообразные формы биотических отношений, в которые вступают те или иные виды в биоценозе (конкуренция, комменсализм, мутуализм, хищник-жертва и др.), определяют основные условия их жизни в сообществе, возможности добывания пищи и завоевания нового пространства.
Прямые и косвенные межвидовые отношения по классификации В. Н. Беклемишева (1970), подразделяются на четыре типа:
1)Трофические связи наблюдаются, когда один вид питается другим —либо их мертвыми остатками, либо продуктами их жизнедеятельности (стрекозы, ловят на лету других насекомых, жуки-навозники питаются помётом крупных копытных и тд.)При конкуренции двух видов из-за объектов питания между ними возникает косвенная трофическая связь, вследствие того что деятельность одного отражается на снабжении кормом другого..
2)Топические связи характеризуют любое физическое или химическое изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Топические связи заключаются в создании одним видом среды для другого (внутренний паразитизм или норовый комменсализм), в формировании субстрата, на котором поселяются или избегают поселяться представители других видов (Морские желуди, поселяющиеся на коже китов, лишайники на стволах деревьев)
3)Форические связи — это участие одного вида в распространении другого. В роли транспортировщиков выступают животные. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией. Перенос же животными других, более мелких животных называют форезией (от лат. форас, — наружу, вон).
Жуки-навозники нередко ползают с поднятыми подкрыльями, так как не в состоянии их сложить из-за густо усеявших тело клещей..
4)Фабрические связи — это такой тип биоценотических отношений, в которые вступает вид, используя для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения или мертвые остатки или даже живых особей другого вида (птицы употребляют для постройки гнезд ветви деревьев, листья, траву, шерсть млекопитающих, пух и перья других видов птиц и т. д.) Физиологический оптимум — благоприятное для вида сочетание всех видов абиотических факторов, при котором возможны наиболее быстрые темпы роста и размножения. Синэкологический оптимум — биотическое окружение, при котором вид испытывает наименьшее давление со стороны врагов и конкурентов, что позволяет ему успешно размножаться.

28. Понятие об экосистеме и биогеоценозе. Свойства и классификация экосистем.

Экосистема=биотоп+биоеноз

Э.с.- любая сов-ть организмов и не органических компонентов, в которой может осуществляться круговорот вещ-в. (1935 термин ввел Тенсли)

Св-ва э.с.

1.Осущ-ть круговорот вещ-в в среде обитания

2. Противостоять внешнему возд-ю

3. Произв-ть биологич. Продукцию

Биогеоценоз – сов-ть на известном протяжен. Земной поверхности однород-х в природ-х явлений, имеющая свою особую специфику, взаимод-я этих компонентов и определенный тип обмена вещ-в, энергией между собой и др. явл-ми природы (1940. ввел Сукачев)

Классификация э.с.

1.по размерам а) микроэкосистема(ствол гниющего дерева) б) мезоэкосистема (пруд) в) макроэкосистема (океан)

2. по особ-м макроструктурам а) наземные биомы(пустыни) б) пресноводные (реки) в) морские (океан) БИОМА-сов-ть различных групп организмов и их среды обитания в определенной ландшафно-географич.зоне.

3. по происхождению а) природная (наземная, воздушная) б) искусственная (аквариум) в) преобразовательная

4.по способу получении энергии а)автотрофные б) экосистемы в) гетеротрофные

29. Структурная организация э.с. Функциональные блоки организмов в экосистеме.

1. Из абиотического компонента- Не органические вещ-ва (углерод, азот, вода, кислород).Органические (белки, жиры, углеводы). Гумусовые вещ-ва котор.связаны абиотич. компонент с биотическим.

2. Биотический компонент – продуценты, автотрофные организмы, способные производить органические вещ-ва из неорганич. В процессе фотосинтеза или хемосинтеза.

Консументы- гетеротрофные организмы употребляют орг.вещ-во, продуцентов или др. консументов (животные). Редуценты – гетеротрофные организмы питающиеся органическими остатками и разлагающ. их до микро-х вещ-в.

30. Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Типы пищевых цепей.

1. Пастбищные – поток вещ-ва от растения к жив-м.(пшеница-гадюка-ястреб)

2. Детроийдные – поток вещ-ва берущие начало от мертвого органич. Вещ-ва (трупы жив-х, раст-е остатки) (листовая подстилка-дождевой червь-черный дрозд-ястреб)

Трофическая цепь питания – поток вещ-ва в экосистеме возникающее в результате поедания одних организмов другими.

Звенья троф. цепи называют трофич. Уровнем.

1) Продуценты – зеленые растения

2) Растительноядные консументы К1 порядка

3) Плотоядные консументы К2 порядка хищники

4) Вторичные хищники

 

31. Поток энергии в экосистеме. Правило 10%

Пирамиды энергетических потоков. С каждым переходом из одного трофического уровня в другой в пределах пищевой цепи или сети совершается работа и в окружающую среду выделяется тепловая энергия, а количество энергии высокого качества, используемой организмами следующего трофического уровня, снижается.
Правило Линдемана (Правило 10%): при переходе с одного трофического уровня на другой 90% энергии теряется, и 10% передается на следующий уровень. Чем длиннее пищевая цепь, тем больше теряется полезной энергии. Поэтому длина пищевой цепи обычно не превышает 4 - 5 звеньев.

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах, т. е. существование экосистем, зависит от постоянного притока энергии, необходимой всем организмам для их жизнедеятельности и самовоспроизведении.

o Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах, т. е. существование экосистем, зависит от постоянного притока энергии, необходимой всем организмам для их жизнедеятельности и самовоспроизведения

o В отличие от веществ, непрерывно циркулирующих по разным блокам экосистемы, которые всегда могут повторно использоваться, входить в круговорот, энергия может быть использована только раз, т. е. имеет место линейный поток энергии через экосистему.

Одностороний приток энергии как универсальное явление природы происходит в результате действия законов термодинамики. Первый закон гласит, что энергия может превращаться из одной формы (например, света) в другую (например, потенциальную энергию пищи), но не может быть создана или уничтожена. Второй закон утверждает, что не может быть ни одного процесса, связанного с превращением энергии, без потерь некоторой ее части. Определенное количество энергии в таких превращениях рассеивается в недоступную тепловую энергию, а следовательно, теряется. Отсюда не может быть превращений, к примеру, пищевых веществ в вещество, из которого состоит тело организма, идущих со 100-процентной эффективностью.

Таким образом, живые организмы являются преобразователями энергии. И каждый раз, когда происходит превращение энергии, часть ее теряется в виде тепла. В конечном итоге вся энергия, поступающая в биотический круговорот экосистемы, рассеивается в виде тепла. Живые организмы фактически не используют тепло как источник энергии для совершения работы — они используют свет и химическую энергию.

Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Внутри экосистемы содержащие энергию вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей для гетеротрофов. Пищевые связи — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому.

Типичный пример: животное поедает растения. Это животное, в свою очередь, может быть съедено другим животным. Таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов — каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию

 

 

33. биологическая продуктивность экосистем. Динамика экосистем

Биологическая продуктивность - это скорость создания определенного количества биомассы растений, животных и микроорганизмов, входящих в состав биогеоценоза.

 

Биологическая продуктивность определяется количеством биомассы, синтезируемой за единицу времени на единицу площади (или объема) и выражается чаще всего в граммах углерода или сухого органического вещества или в энергетических единицах – эквивалентном числе калорий или джоулей.

 

Биологическую продуктивность можно выразить продукцией за сезон, за год, за несколько лет или за любую другую единицу времени.

 

Для наземных и донных организмов биологическая продуктивность определяется количеством биомассы на единицу площади, а для планктонных и почвенных - на единицу объема.

Различают первичную и вторичную продуктивность экосистем.

 

Первичная продуктивность экосистем - это скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают солнечную энергию и запасают ее в форме химических связей органических веществ, т.е. скорость образования биомассы органического вещества автотрофами (продуцентами).

 

Первичная продуктивность подразделяется на валовую и чистую продуктивность.

 

Валовая первичная продуктивность – это скорость накопления органического вещества продуцентами, включая затраты на дыхание (т.е. включая ту его часть, которая будет израсходована в процессах жизнедеятельности растений).

 

Так, например, в тропических лесах и зрелых лесах умеренной зоны затраты на дыхание составляют 40-70%, а у планктонных водорослей и у большинства сельскохозяйственных культур – 40%.

 

Чистая первичная продуктивность – это скорость накопления органического вещества в растительных тканях за вычетом той его части, которая использовалась на дыхание растений.

 

Поэтому чистая первичная продукция, накопленная в виде биомассы растений всегда меньше валовой первичной продукции, созданной ими в процессе фотосинтеза.

 

Чистая первичная продуктивность автотрофных организмов (продуцентов) может служить источником питания для гетеротрофных организмов, которые на ее основе образуют свою биомассу.

 

Вторичная продуктивность - это скорость образования биомассы гетеротрофными организмами (консументами).

 

Вторичная продуктивность уже не делится на валовую и чистую продуктивность, так как гетеротрофы увеличивают свою массу за счет первичной ранее созданной продукции.

 

Вторичную продуктивность рассчитывают отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост биомассы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего уровня.

 

При этом необходимо учитывать, что при переходе с одного трофического уровня консументов на другой значительная часть энергии расходуется в процессах жизнедеятельности, поэтому вторичная продукция каждого последующего трофического уровня будет меньше продукции предыдущего.

 

Изменение первичной продуктивности экосистем по направлению с севера на юг происходит в следующем порядке:

 

в наземных арктических биогеоценозах продуктивность низкая, а арктические моря, так же как и антарктические являются высокопродуктивными;

 

в тропиках огромная часть суши занята малопродуктивными пустынями, бедны и моря этой зоны;

 

в экваториальной зоне располагаются самые высокопродуктивные биогеоценозы коралловых рифов, эстуариев, болот и особенно влажных тропических лесов.