Структурные единицы биосферы

Основные уровни организации живой материи рассмотрены в разделе. Здесь мы остановимся на надорганизменными уровнями: популяционным, уровнем биоценозов, биогеоценозов, или экосистемном и биосферном.

Популяция – это совокупность особей одного биологического вида, населяющих одну территорию и имеющих общий генофонд и возможность свободно скрещиваться. Популяция – элементарная форма существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования.

Для поддержания длительного существования популяций главными факторами устойчивости являются:

– сохранение определенного уровня разнообразия и дрейфа генов в популяции, для чего необходима связь между популяциями одного вида;

– сохранение нормального соотношения между всеми параметрами популяционной структуры, а также между ними и совокупностью экологических условий;

– сохранение эффективной численности популяции.

В общем случае ожидаемая продолжительность существования популяции как критерий ее «жизнеспособности» зависит от средней величины биотического потенциала (разности между удельной рождаемостью и удельной смертностью). Исследования показали, что для высокой, 95%-й, вероятности выживания в течение ближайших 100 лет популяция слонов должна иметь численность не ниже 100, а популяция мышей – не ниже 10 000.

Основной объект экологии – экосистема – совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.

Термин «экосистема» введен английским ботаником А. Тенсли (1935 г.). Понятие экосистема применимо как к искусственным (аквариум, теплица, космический корабль), так и к естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, океан). В каждой экосистеме присутствуют абиотический компонент – биотоп (экотоп) – участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями – и биотический компонент – сообщество (биоценоз) – совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп.

Биоценоз часто трудно рассматривать отдельно от биотопа. Например, участок земли это не просто «место», но и множество почвенных организмов и продуктов жизнедеятельности растений и животных. Поэтому их объединяют под названием биогеоценоза: «биотоп + биоценоз = биогеоценоз». Биогеоценоз – это элементарная наземная экосистема, главная форма существования природных экосистем.

Каждая экосистема имеет определенную функциональную структуру, в нее входят группы организмов разных видов, различаемые по способу питания – автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы (самопитающие) – организмы, трансформирующие лучистую энергию Солнца. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды синтезируются органические вещества.

Автотрофы – растения – составляют основную массу всех живых существ и являются производителями продукции – продуцентами.

Гетеротрофы (питающиеся другими) – организмы, потребляющие готовое органическое вещество других организмов и продуктов их жизнедеятельности.

В отличие от автотрофов – продуцентов – гетеротрофы выступают как потребители и деструкторы органических веществ. В зависимости от источников питания и участия в деструкции они подразделяются на консументы и редуценты.

Консументы – это животные – гетеротрофы, потребляющие готовые органические вещества. Консументы I порядка – травоядные животные. Консументы II, III и т. д. порядков – плотоядные животные.

Редуценты – это гетеротрофные микроорганизмы, грибы, разрушающие и минерализирующие органические остатки.

Все названные группы организмов в любой экосистеме тесно взаимосвязаны между собой, согласуя потоки вещества и энергии.