какие связи существуют в биоценозах
Экология
Обложка урока взята с источника.
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Понятие биоценоза
Типы взаимоотношений между организмами в биоценозе
Понятие о биоценозе появилось в науке не так давно, в 1877 году. Карл Мебиус в Северном море занимался изучением разведения устриц на отмелях, чтобы понять, как повысить их продуктивность. Им было установлено, что устрицы не живут сами по себе, а формируют сообщество с другими морскими существами. Причем на них воздействуют и факторы неживой природы, такие как соленость, а также температура воды. Также происходит борьба за существование и регуляция численности видов. После проведенных исследований Карл Мебиус ввел понятие биоценоз.
Биоценоз представляет собой исторически сложившуюся устойчивую совокупность популяций всех организмов, приспособленных к совместному существованию на однородном участке территории.
Понятия биоценоз и экосистема связаны друг с другом – они являются частями биосферы. Однако, следует помнить, что экосистема – это более обширное понятие, а биоценоз является ее составной частью.
Охарактеризуем понятие биоценоза как одной из составляющих экосистемы.
Живые организмы в биоценозе тесно взаимосвязаны между собой, то есть существуют определенные взаимоотношения. Связь с другими организмами выступает как необходимое условие питания и размножения, возможностей защиты, смягчения неблагоприятных условий среды и т.д.
В связи с этими потребностями организмов, можно выделить несколько типов взаимоотношений:
В биоценозе часто встречается такая трофическая связь как хищник-жертва, при которой одни виды потребляют живую пищу. К примеру, лисица может питаться рыбой, грызунами и другими животными. По отношению к ним она будет хищником.
Не все организмы питаются живой пищей, есть те, кто потребляет остатки растений или мертвых животных. К примеру, жук-могильщик закапывает в почву останки животных, после чего ими питаются их личинки.
Такие закономерные пищевые отношения между существами формируют трофическую структуру биоценоза.
Примером таких топических связей в биоценозе считается паразитизм. Различают временный и постоянный паразитизм. Из названия понятно, что временные паразиты используют другие существа в течение короткого срока, то есть когда им необходим источник пищи.
Помимо паразитизма, различают и другие примеры топических связей в биоценозе. Для гнездования птицы используют ветви деревьев, дупла, пни, заросли кустарников и травянистых растений.
Обыкновенный ремез строит свое гнездо на ветвях березы Источник
И не только птицы используют растения как жилище, но и различные насекомые, мелкие млекопитающие.
Эти связи распространены в природе и являются выгодными одному организму, при этом не оказывают вреда другому.
Птицы для строительства гнезд используют различный материал: ветки деревьев, травянистые растения, шерсть животных, пух других птиц и т.д.
Взаимодействия организмов имеют сложный характер, зависят от многих факторов и способны по-разному протекать в неодинаковых условиях.
Структура биоценоза
Формирование сообщества осуществляется за счет межвидовых связей, которые определяют структуру, то есть упорядоченное строение биоценоза.
Структура биоценоза заключается в определенном расположении его составных частей и взаимосвязи между ними.
Так как биоценоз как система состоит из отдельных элементов, то можно выявить несколько видов структур биоценоза.
К примеру, насекомые употребляют в пищу зеленые растения, в свою очередь насекомыми питаются различные земноводные. Представители земноводных используются как корм птицами и некоторыми млекопитающими. Такие последовательности в питании принято называть пищевыми цепями. На них более подробно остановимся в следующих пунктах.
Соответственно, биоценозы могут быть бедные и богатые видами живых существ. К примеру, ледяные пустыни и тундра характеризуются суровыми условиями среды, поэтому только немногие виды способны там выживать. Такие биоценозы имеют бедный видовой состав.
Богатое видовое разнообразие характерно для биоценозов с благоприятными условиями среды. К примеру, самым большим числом видов обладают тропические леса.
Виды, преобладающие в биоценозе по численности, называют доминантными. К примеру, в степях доминируют ковыли, в еловом лесу – ели.
Кроме относительно небольшого числа видов-доминантов в состав биоценоза входит обычно множество малочисленных и даже редких форм, которые и создают его видовое богатство.
3.Распределение видов в пространстве обеспечивает пространственную структуру биоценоза. При этом существует определенная зависимость видовой и пространственной структуры биоценоза. В биоценозе с богатым видовым составом будет более сложная пространственная структура.
Можно выделить горизонтальное и вертикальное распределение видов в сообществе.
Горизонтальная пространственная структура характерна для всех биоценозов и получила название мозаичность. Заключается она в образовании различных микрогруппировок внутри сообщества. Различаются они видовым набором организмов, количественным соотношением видов. К примеру, формирование в лесу муравейников, скопление птиц в местах гнездовья. На степном участке могут встречаться небольшие заросли деревьев.
Обусловлено появление микрогруппировок многими причинами, например, почвенными условиями, особенностями биологии живых организмов и другими.
Основной фактор, определяющий вертикальное распределение растений по ярусам – количество света. Верхние ярусы сформированы растениями, более требовательными к свету. Очень хорошо просматривается ярусность в лесах.
Животные также приурочены к тому или иному ярусу растительности. К примеру, есть птицы, гнездящиеся только на земле (фазановые, тетеревиные), другие – в кустарниковом ярусе (дрозды, славки) или в кронах деревьев (коршуны, вороны).
Типы организмов по их роли в биоценозе
Основой любого биоценоза являются трофические связи, осуществляющиеся живыми организмами. Соответственно по типу питания можно выделить три группы существ: автотрофы и гетеротрофы, а также миксотрофы.
Какие организмы относят к продуцентам? Конечно же, это зеленые растения, у которых есть органы фотосинтеза – листья.
Появление автотрофов на земле способствовало обогащению атмосферы самым необходимым газом– кислородом. Соответственно, роль продуцентов состоит не только в производстве биологической продукции, но и в выработке кислорода, используемого другими существами для дыхания.
Существование всех этих групп организмов невозможно друг без друга. Отсутствие продуцентов в экосистеме, привело бы к недостатку кислорода и к гибели консументов от удушья. Отсутствие готовых, синтезированных продуцентами органических веществ явилось бы причиной гибели растительноядных, а затем и плотоядных консументов.
Если бы на планете не было животных, то уменьшилось бы количество углекислого газа, что создало бы трудности для процесса фотосинтеза. Однако существование всех живых организмов вряд ли бы было возможным без детритофагов и редуцентов. Детритофаги выполняют функцию очищения биоценоза и способствуют образованию почвы.Редуценты в процессе разложения освобождают вещества, необходимые для питания растений. Таким образом, все эти группы тесно взаимосвязаны между собой.
Следует остановиться еще на одной группе организмов, миксотрофах, которые способны осуществлять питание автотрофным и гетеретрофным способами. Примерами миксотрофов можно считать некоторые группы бактерий, растения-паразиты, а также насекомоядные растения.
Пищевые цепи и сети
Пирамида биомасс и энергии. Правило Линдемана. Продуктивность экосистем
Перенос энергии пищи, созданной растениями, через ряд организмов путем поедания одних видов другими называется пищевой цепью. Каждое звено пищевой цепи получило название трофический уровень.
Каждый организм имеет несколько источников питания и сам используется как объект питания другими организмами пищевой цепи. Соответственно, цепи питания многократно разветвляются и переплетаются в сложные пищевые сети. Рассмотрим пример пищевой сети экосистемы тундры.
Следует обратить внимание на то, что в данной системе малое число видов организмов, поэтому будет медленно осуществляться круговорот веществ.
Очень хорошо прослеживается, что многие животные питаются не на одном уровне, а на нескольких.
Каждая пищевая сеть состоит из нескольких цепей питания, которые бывают двух типов. Познакомимся на рисунке.
Следует отметить, что пастбищные цепи в экосистеме всегда берут начало с продуцентов. Особенность этих пищевых цепей считается увеличение размеров организмов при переходе с одного порядка на другой.
Детритные цепи в экосистеме начинаются с останков живых существ или их продуктов жизнедеятельности, то есть детрита. Самыми распространенными в лесах являются именно детритные пищевые цепи, так как большая часть продукции растительного организма не усваивается животными, а отмирает.
Первичная биологическая продуктивность экосистемы определяется фотосинтезом. Как правило, общая масса растений во много раз больше общей массы обитающих здесь растительноядных животных.
Масса каждого последующего звена в пищевых цепях биоценоза меньше массы предыдущего. Это объясняется тем, что не вся пища усваивается консументами. Рассмотрим на примере.
Из всего сказанного, было, разработано правило Линдемана или правило экологической пирамиды.
При решении экологических задач часто применяется правило Линдемана для построения и анализа экологических пирамид. Рассмотрим пример решения таких задач.
Можно выделить три типа экологической пирамиды:
Пирамида биомассы показывает, как происходит изменение количества органического вещества, синтезированного на каждом из уровней.
Пирамида энергии отражает изменение скорости образования органического вещества.
Экологическая пирамида энергии всегда уменьшается кверху, то есть к консументам. На каждом уровне происходят потери энергии, которая рассеивается в виде тепла. Первоисточником энергии для продуцентов служит Солнце, благодаря которому происходит образование продукции.
Скорость прироста биомассы называется биологической продуктивностью экосистемы.
Продуктивность экосистемы может быть первичной, которая создается растительными организмами, и вторичной, образуемая животными организмами. Среднее значение первичной продуктивности экосистем составляет 3 т сухого вещества на 1 га в год. Однако продуктивность определяется многими факторами, и в первую очередь, видовым составом.
Связи между живыми организмами в биоценозе
Трофические связи в биоценозе
Между всеми живыми существами в биоценозе существуют постоянные трофические (пищевые) связи, на основе которых формируются так называемые цепи питания. Благодаря им организмы, объединяемые в большие группы, образуют единый комплекс, цикл питания. Циклы питания определяют трофическую структуру биоценоза и ее функционирования.
Таким образом, трофические связи – это связи, возникающие тогда, когда организмы одного вида питаются организмами другого или продуктами жизнедеятельности организмов данного вида.
Цепи питания разделяют на пастбищные и детритные.
Трофические связи могут быть прямые и косвенные.
Топические связи в биоценозе
В результате топических связей некоторые организмы создают благоприятные или неблагоприятные физические или химические условия для поселения других организмов. Простейший пример создания благоприятной среды одним видом для поселения второго (температура, количество осадков, освещенность) – дерево и птицы, вьющие гнёзда в его ветвях.
Кроме того, в лесу создается свой микроклимат, который характеризуется повышенной влажностью, малой контрастностью температур, меньшей освещенностью. Это способствует росту тенелюбивых растений и размещению их по ярусам.
Благодаря трофическим и топическим связям, которые часто переплетаются между собой, организмы объединяются в достаточно стабильные группировки различных уровней, которые входят в биоценоз. Вследствие чего в биоценозе устанавливаются достаточно сложные межвидовые взаимосвязи, которые составляют основу его существования.
Консорции в биологии
На основе топических и трофических связей формируются консорции. Консорция (от лат. – общность, соучастие) – система разнородных организмов, тесно связанных между собой благодаря своей жизнедеятельности с одним или целой популяцией любого вида растений или животных.
Пример консорции в биоценозе – простая сосна или дуб со всем их населением: микоризныими грибами, с эпифитными мхами и лишайниками на стволах и ветвях, насекомыми и членистоногими, прячущимися в коре – это очень сложная консорция.
Различают консорции различной степени сложности, которые имеют неодинаковое количество консортивных связей. Наибольшее количество консортивних связей имеют виды – детерминанты, то есть те виды, которые создают внутреннюю среду биоценоза.
Есть виды, входящие в состав двух или более консорций.
Форические и фабрические связи в биоценозе
Между организмами биоценоза существуют также форические и фабрические отношения.
Форические отношения – это такие отношения, при которых одни организмы способствуют перемещению или распространению других. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией, перенос других организмов – форезией.
Примеры форических связей в биоценозе:
Фабрические связи в биоценозе и их примеры:
Фабрические отношения – это связи, при которых один вид животных использует части иного вида растений или животных для строительства жилищ (гнезд).
Контактные, трансабиотические, и трансбиотические связи в фитоценозе.
Контактные связи – это механическое воздействие растения на растение, паразитизм, симбиоз. Примеры – омела, заразиха (Orobanche), раффлезия, хмель, плющ.
Трансабиотические связи – влияние одних растений на другие путём изменения окружающей среды (борьба за свет, влагу, питательные вещества, выделение растениями продуктов жизнедеятельности, листовой опад и тому подобное). Примеры: растения верхнего яруса и обитатели подлеска, который они затеняют.
Трансбиотические связи – опосредованное влияние одних растений на другие через прочие живые организмы. Пример: ризосфера корней дуба сильно изменяет почвенную среду, состав и кислотность и тем самым создает благоприятные условия для различных микроорганизмов, а те, в свою очередь, благоприятно влияют на другую флору на этом участке.
В биоценозе различные формы взаимовлияния проявляются одновременно, и каждый вид участвует сразу в нескольких.