Войти
Закрыть

Властивості біогеоценозів. Сукцесії

11 Клас

Властивості біогеоценозів. Формування певного біогеоценозу - тривалий еволюційний процес. Під час його розвитку ускладнюється структура, зростає видове різноманіття, формуються цілісність, стійкість, здатність до самовідтворення та саморегулювання. Цілісність біогеоценозів забезпечують взаємодії організмів як усередині популяцій (наприклад, внутрішньовидова конкуренція), так і між популяціями різних видів (міжвидова конкуренція, хижацтво, фітофагія, паразитизм тощо). Про це твердить правило взаємопристосованості: види у біогеоценозі пристосовані один до одного таким чином, що їхнє угруповання становить єдину систему із взаємопов’язаних компонентів. Цьому сприяють потоки спадкової інформації між особинами одного виду (передача генетичної інформації від батьків нащадкам) і між особинами різних видів (горизонтальне перенесення генів). Фактори неживої природи впливають на життєдіяльність організмів, а вони, відповідно, - на мікроклімат біогеоценозу. Унаслідок цього виникають потоки енергії та колообіг речовин, які зв’язують ці складові в єдину систему. Стійкість біогеоценозів залежить від видового різноманіття, сталості зв’язків між популяціями різних видів (насамперед трофічних), від ступеня внутрішньої впорядкованості. Багатовидові біогеоценози зазвичай добре структуровані, розгалужена трофічна сітка забезпечує швидкість потоків енергії та сталість колообігу речовин. Здатність біогеоценозів до самовідтворення зумовлена взаємодією саморегульованих популяцій, які входять до їхнього складу, та забезпечується наявними ресурсами довкілля (вода, їжа, гази тощо). Різноманітні біотичні зв’язки, насамперед трофічні, забезпечують здійснення потоків енергії та колообігу речовин. Завдяки міжвидовим зв’язкам діяльність одних організмів компенсує вплив на середовище мешкання інших. Наприклад, завдяки процесам мінералізації, які здійснюють редуценти, у ґрунт повертаються мінеральні сполуки, які споживають рослини та гриби. Біогеоценози самовідтворюються й на популяційному рівні: завдяки розмноженню особин кожного виду відновлюється чисельність, густота популяцій і біомаса окремих видів, а також біомаса та видове різноманіття самого біогеоценозу. Саморегулювання біогеоценозів. Як регулювальні фактори при цьому діють внутрішньовидові та міжвидові зв’язки, які зменшують коливання чисельності окремих видів (пригадайте ці зв’язки). Гомеостаз біогеоценозу - це його здатність протистояти зовнішнім і внутрішнім змінам,...
0 Переглянути

Продуктивність екосистем різного типу. Агроценози

11 Клас

Окремі біогеоценози нашої планети відрізняються за різними показниками: структурою, продуктивністю, величинами та швидкістю потоків речовин та енергії, співвідношенням створеної первинної та вторинної продукції, швидкістю утилізації органічних решток, площею, яку вони охоплюють, видовим різноманіттям тощо. Біомаса і продуктивність наземних біоценозів. Найнижча продуктивність характерна для біогеоценозів тундри та пустель, найвища - для вологих тропічних лісів (мал. 36.1) (поясніть чому). У біогеоценозах антарктичних і помірних регіонів низькі зимові температури та відносно короткий фотоперіод негативно позначаються на їхній продуктивності. Нестача вологи обмежує продуктивність біогеоценозів посушливих регіонів, незважаючи на сприятливе поєднання температури та режиму освітлення. Отже, продуктивність наземних біогеоценозів різко знижується від вологих тропіків до регіонів з помірним і прохолодним кліматом. Біогеоценози боліт займають наче проміжне положення між наземними і водними, часто вони високопродуктивні. Продуктивність водних біогеоценозів. Різноманітні морські біогеоценози можна поділити на два типи: прибережні та відкритих вод. Для біогеоценозів Світового океану характерна досить низька продуктивність, яка в кілька разів нижча за продуктивність наземних, а біомаса їхніх продуцентів - нижча у тисячі разів. Підраховано, що продуктивність біогеоценозів відкритого океану становить не більше 10 % від продуктивності лісових екосистем помірної зони. Продуценти водних біогеоценозів - це переважно водорості. Вони швидко продукують біомасу за рахунок високих темпів розмноження і швидкої зміни поколінь, але її так само швидко споживають консументи. Отже, запас біомаси, яку створюють водні продуценти, постійно залишається на низькому рівні. Біомаса в морських біогеоценозах переважно запасається консументами вищих порядків (риби, китоподібні, морські птахи тощо), які мають більшу тривалість життя і меншу швидкість зміни поколінь. Продуктивність біогеоценозів прісних вод - озер, ставків, боліт і річок подібна до продуктивності аналогічних морських....
0 Переглянути

Перетворення енергії в біогеоценозах

11 Клас

Перетворення енергії в біогеоценозах. Потоки речовин та енергії в біогеоценозах підпорядковуються певним закономірностям. По-перше, це закон збереження маси: маса речовин, які вступають у хімічну реакцію, має дорівнювати масі речовин, що утворилися в процесі реакції. По-друге, це закон збереження енергії (перший закон термодинаміки): енергія не створюється і не зникає, вона лише може переходити з одного стану в інший. Другий закон термодинаміки стверджує, що при переході енергії з одного стану в інший частина її розсіюється у вигляді тепла, унаслідок чого вона втрачається системою. Ви вже знаєте, що біогеоценози, як і окремі організми, є відкритими системами, що потребують постійного надходження речовини та, насамперед, енергії ззовні (мал. 35.1). Основним джерелом цієї енергії є сонячне світло, яке фототрофи вловлюють і перетворюють в енергію хімічних зв’язків синтезованої ними органічної речовини. Гетеротрофні організми отримують потрібну їм енергію внаслідок ферментативного розкладу органічних речовин. Лише незначна частина енергії сонячного світла, яка сягає поверхні Землі (близько 1 %), фіксується продуцентами, інша ж відбивається в космос або розсіюється у вигляді теплоти. Уперше на провідну роль зелених рослин у забезпеченні енергією усіх мешканців нашої планети звернув увагу всесвітньовідомий учений Климент Аркадійович Тімірязєв (1843-1920), який обґрунтував положення про космічну роль зелених рослин (а також інших фототрофних організмів) у функціонуванні біосфери. Згідно із цим положенням фототрофні організми, уловлюючи сонячні промені та перетворюючи світлову енергію на енергію хімічних зв’язків синтезованих ними органічних сполук, забезпечують існування й розвиток життя на Землі. Організми, які споживають зелені рослини, засвоюють для побудови речовин свого тіла лише незначну частину енергії хімічних зв’язків своєї їжі (не більше 10-20 %). Решта розсіюється у вигляді теплоти і витрачається на процеси життєдіяльності. Те саме спостерігають і при поїданні фітофагів хижаками і т. п. Отже, на кожному етапі передачі енергії від одних організмів до інших більша частина її витрачається у вигляді теплоти і лише незначна частка перетворюється на потенційну енергію хімічних сполук у процесах пластичного обміну....
0 Переглянути

Взаємозв’язки організмів у біогеоценозах

11 Клас

• Відомий еколог Георгій Францович Гаузе (1910-1986) сформулював принцип конкурентного виключення: два види організмів не можуть стабільно існувати в обмеженому просторі, якщо зростання чисельності обох видів обмежене певним життєво необхідним ресурсом. Один з конкуруючих видів завжди матиме перевагу над іншим, унаслідок чого менш конкурентоспроможний вид буде витіснений з біогеоценозу або ж його екологічні вимоги мають бути змінені. Особини, що конкурують, можуть безпосередньо не взаємодіяти між собою, але реагують на зниження рівня певного ресурсу середовища мешкання у довкіллі через присутність конкурентів (наприклад, зменшення запасів здобичі для вовків унаслідок її споживання іншими хижаками). Цікаво знати Явище негативного впливу одних організмів (рослин, грибів, тварин, мікроорганізмів) на інші (їхній ріст, розвиток, розмноження) виділенням біологічно активних речовин у довкілля має назву алелопатія (від грец. аллелон - взаємно та патос - страждання). За допомогою біологічно активних речовин такі рослини пригнічують ріст інших і можуть проникати у рослинні угруповання, де вони раніше не зростали. Тому людина має враховувати характер взаємозв’язків між різними видами рослин при спільному їхньому висіванні на одній ділянці або плануючи сівозміни. Найбільш важливими для нормального функціонування будь-якого біогеоценозу є трофічні зв’язки. На малюнку 35.2 наведені основні варіанти гетеротрофного живлення....
0 Переглянути

Біогеоценоз та його структура

11 Клас

Біогеоценози як особливий рівень організації живої матерії. Ви вже знаєте, що популяції різноманітних видів мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин існують не окремо одні від одних, а взаємодіють між собою, утворюючи єдиний функціональний комплекс - біоценоз. Кожен вид може існувати у формі популяцій лише завдяки зв’язкам з іншими видами. Біоценоз — історично сформована сукупність усіх видів організмів, які населяють ділянку місцевості з однорідними умовами існування й взаємодіють між собою. Термін «біоценоз» запропонував 1877 р. німецький учений Карл Август Мьобіус (1825-1908) - один із фундаторів екології. Популяції різних видів, які входять до складу певної екосистеми, тісно пов’язані не лише між собою, а й з умовами фізичного середовища мешкання (мал. 33.1). Вони отримують з довкілля певні речовини, потрібні для забезпечення їхньої життєдіяльності, та виділяють туди продукти обміну речовин. Екосистема — це сукупність організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з фізичним середовищем мешкання таким чином, що всередині такої біологічної системи виникають потоки енергії та колообіг речовин, які зв’язують усі її складові в єдину цілісну систему. Пригадаємо: колообіг речовин - це обмін речовинами між абіотичною (неживою) та біотичною (живою) частинами екосистем (завдання: знайдіть їх на мал. 33.1). Термін «екосистема» 1935 р. запровадив англійський учений, один з перших екологів Артур Тенслі (1871-1955). 1942 р. відомий фахівець у галузі вивчення рослинних угруповань Володимир Миколайович Сукачов (1880-1967, народився в с. Олександрівка на Харківщині) запропонував термін «біогеоценоз». Згідно з його поглядами, біогеоценоз - це екосистема, що займає певну однорідну ділянку місцевості. Так В. Сукачов започаткував новий напрям екологічних досліджень - біогеоценологію, що вивчає структуру та функціонування біогеоценозів....
0 Переглянути

Чисельність популяцій та механізми її регуляції

11 Клас

Популяційні хвилі. Ви вже знаєте, що одними з показників, які характеризують стан популяції, є її чисельність та густота. Зазвичай ці показники взаємопов’язані, оскільки популяції займають певну площу (або об’єм, у разі мешканців водойм або ґрунту). Чисельність та густота популяцій навіть за сталих умов існування непостійні в часі, вони можуть періодично чи неперіодично змінюватися під впливом різноманітних факторів. Коливання чисельності популяцій називають популяційними хвилями, або хвилями життя. Популяційні хвилі можуть бути сезонними або несезонними. Сезонні популяційні хвилі зумовлені особливостями життєвих циклів організмів або сезонною зміною кліматичних факторів. Несезонні популяційні хвилі спричиняють різні екологічні фактори: кліматичні, інтенсивний вплив хижаків або паразитів, господарська діяльність людини тощо. Збільшення чисельності популяції залежить від величини її репродуктивного (біотичного) потенціалу. Це теоретичний максимум нащадків від однієї пари батьків (або однієї особини у гермафродитних організмів), що народилися за одиницю часу (місяць, рік тощо). Запам'ятаємо Репродуктивний потенціал характеризує здатність даного виду до розмноження за відсутності лімітуючих факторів. Кожному виду організмів притаманний свій репродуктивний потенціал. Наприклад, видам, які не проявляють турботу про нащадків, властива висока плодючість. Так, риба-місяць одночасно відкладає до 300 млн ікринок. Натомість самки триголкової колючки відкладають у гніздо, яке будує та охороняє самець, лише по 20-100 ікринок. Класичним прикладом великої плодючості є нематода сферулярія, яка паразитує у джмелів. Статеві органи самки, що випинаються назовні й заповнені яйцями, переважають об’єм решти тіла у 15-20 тис. разів (мал. 32.1)....
0 Переглянути

Особливості структури популяцій: етологічна, генетична

11 Клас

Етологічна структура популяцій тварин - це система взаємовідносин між її особинами, що проявляється в особливостях їхньої поведінки. Пригадаємо: етологія (від грец. етос - характер) - наука про біологічні основи поведінки тварин. Особинам різних видів притаманний поодинокий або груповий спосіб життя. За поодинокого способу життя особини популяції більш-менш відокремлені просторово і збираються групами лише на період розмноження (тетеруки, качка-крижень тощо). Груповий спосіб життя пов’язаний з утворенням постійних груп: родин, колоній, табунів, зграй тощо. Відносно нечисленні внутрішньопопуляційні угруповання особин, які проживають на обмеженій території, називають демами. На відміну від популяції, деми існують нетривалий час (зазвичай протягом кількох поколінь). Родинний спосіб життя підсилює зв’язки між батьками та нащадками. Родина - група особин, у якій батьки мешкають разом з дітьми і піклуються про них (наприклад, у тигрів молоді особини тримаються біля матері до 2-3 років; мал. 31.1, 1). Особливим типом родин є прайд - стійка група з 6-12 (зрідка - до 20) особин у популяціях лева. Зазвичай прайд складається з одного великого самця та кількох самок з їхніми нащадками (мал. 31.1, 2). Приклад родин особливого типу - суспільні комахи (терміти, мурашки, медоносна бджола, джмелі, суспільні оси; мал. 35.1, 3). У їхніх гніздах мешкають особини різних поколінь, які відрізняються за будовою та функціями, утворюючи касти. Колонії тварин - це скупчення особин одного виду, які оселяються разом (берегова ластівка, дикий кріль, бабаки, деякі риючі оси тощо) (мал. 31.2, 1). Колонії можуть бути більш-менш постійними або ж виникати лише на певний час, наприклад на період розмноження. Колонії тварин можуть утворюватися і внаслідок брунькування (губки, поліпи кишковопорожнинних тощо) (мал. 31.2, 2). Зграї - тимчасові рухомі угруповання тварин, які виникають для спільних міграцій, пошуків їжі тощо (сарана, риби, горобці, вовки та ін.). Існування популяції у вигляді системи зграй полегшує виконання важливих функцій у житті виду: захист від ворогів, пошук їжі, міграції. У зграях часто є вожаки, або лідери, - найбільш досвідчені особини, які мають індивідуальні навички пошуку зручних місць проживання, способів захисту, здійснення міграцій (мал. 31.3)....
0 Переглянути

Особливості структури популяцій: просторова, вікова, статева

11 Клас

Кожна популяція характеризується певною структурою: просторовою, віковою, статевою, генетичною, етологічною. Структура популяції має адаптивний характер, оскільки є наслідком взаємодії особин виду з комплексом усіх екологічних факторів середовища мешкання. Вона певною мірою динамічна: зміна умов довкілля спричиняє й відповідні її зміни. Динамічність структури популяції дає змогу найповніше використовувати ресурси середовища мешкання. Просторова, або територіальна, структура популяції. Будь-яка популяція завжди більш-менш тісно пов’язана з певною територією. Оскільки кожна територія може прогодувати лише певне число особин, то повнота використання наявних ресурсів залежить не тільки від загальної чисельності популяції, але й від характеру розміщення її особин у просторі. Розподіл особин у просторі може бути: випадковим, рівномірним і груповим (мал. 30.1). Випадковий розподіл зазвичай спостерігають тоді, коли середовище мешкання досить неоднорідне, а організми не об’єднуються в групи. Рівномірний (або дифузний) розподіл зазвичай буває там, де між особинами сильна конкуренція або інші антагоністичні відносини. У разі групового (плямистого) розподілу особин популяція заселяє простір нерівномірно, залишаючи вільні місця, непридатні для життя її особин. Тип розподілу особин популяції визначає рівень внутрішньовидової конкуренції та ймовірність внутрішньопопуляційних контактів (від чого залежить ефективність розмноження). За характером використання території популяції тварин ділять на осілі, кочові та мігруючі (мал. 30.2). Популяції осілих видів (наведіть приклади) тривалий час мешкають на одній і тій самій території. Популяції кочових видів відносно недалеко переміщуються у пошуках їжі, місць розмноження, зимівлі тощо (наведіть приклади). Популяції мігруючих видів здійснюють закономірні зміни місць існування, значно відокремлених просторово. Міграції, як і кочівлі, часто спричинені сезонними змінами умов і здійснюються зазвичай за визначеними маршрутами. Вікова структура популяції визначається співвідношенням кількості особин різних вікових груп. Американський еколог А. Боденхеймер виділив три основні фізіологічні періоди особин популяції: передрепродуктивний, репродуктивний і пострепродуктивний. Їхня тривалість може бути різною: так, в однорічних трав, багатьох видів комах і кліщів здатність до розмноження настає вже на першому році життя. Натомість статева зрілість деревних рослин і великих...
0 Переглянути

Популяції та їхні характеристики

11 Клас

Популяція як структурно-функціональна одиниця виду. Пригадаємо: синтетична теорія еволюції розглядає популяцію як елементарну одиницю еволюції (поміркуйте чому). Вид - це сукупність популяцій, особини яких становлять певну генетичну єдність, оскільки мають подібний набір генетичної інформації. Кожен біологічний вид у процесі свого історичного розвитку пристосовується до певних умов існування, що визначає ту частину біосфери, яку населяють особини даного виду, - ареал. Взаємодія особин виду з комплексом екологічних факторів, характерних для середовища його мешкання (абіотичних, біотичних, антропічних), становить його екологічну характеристику. • Умови для існування представників виду на різних ділянках його ареалу відрізняються. Про це твердить правило географічного оптимуму: у центрі видового ареалу зазвичай умови для існування виду оптимальні, до периферії вони погіршуються. Тож і особини, які мешкають у центрі видового ареалу, можуть зовні відрізнятися від особин з периферії. Наприклад, береза пухнаста, або біла, у центрі видового ареалу представлена типовими деревоподібними формами, тоді як на периферії - кущоподібними. Отже, умови, сприятливі для існування особин даного виду, на території ареалу поширені мозаїчно. Тому ділянки з різною густотою населення здебільшого розділені ділянками, де представники виду взагалі не трапляються. Так формуються популяції. Популяція (від лат. популюс - народ, населення) - це сукупність особин виду, які тривалий час мешкають у певній частині його ареалу, частково чи повністю ізольовано від інших подібних сукупностей особин цього ж виду, і характеризуються певним генофондом. Популяція - це особлива форма існування виду, яка функціонує у природі як особлива біологічна система....
0 Переглянути

Закономірності впливу екологічних факторів на організми та їхні угруповання

11 Клас

• Перший екологічний закон сформулював 1840 року німецький учений Ю. Лібіх (мал. 28.1). Він припустив, що для організмів лімітуючим (обмежувальним) буде той життєво важливий фактор, доступна кількість якого найбільше відхилятиметься від його оптимального значення. Цю закономірність названо законом мінімуму Лібіха. Учений звернув увагу на те, що продуктивність рослин часто обмежується не тими елементами живлення, які потрібні у значних кількостях (наприклад, карбон(IV) оксид, сполуки Нітрогену, вода, оскільки ці сполуки і так є у достатній кількості), а мікроелементами (такими як Бор, Цинк та ін.), що потрібні рослині у мінімальній кількості, але які у дефіциті в навколишньому середовищі. Цей закон застосовують у практиці сільського господарства, оскільки вирощування рослин певного виду ускладнюється або унеможливлюється, якщо вміст певного хімічного елемента в ґрунті значно нижче потрібного мінімуму (для Фосфору - нижче 20 % від потрібної норми, для Кальцію - нижче 50 %). Запам'ятаємо Можливість існування організмів у певному середовищі мешкання насамперед визначатимуть лімітуючі (обмежувальні) фактори, інтенсивність дії яких наближується або виходить за межі витривалості особин даного виду. Обмежувальні фактори визначають територію розселення виду - його ареал. Так, поширення багатьох видів тварин на північ стримується нестачею тепла і світла, на південь - дефіцитом вологи, проникнення морських видів риб у прісні водойми стримує низька солоність води тощо. • Закон мінімуму пізніше доопрацювали Ф. Блекман і В. Шелфорд. Ф. Блекман 1909 року сформулював закон лімітуючих факторів: найбільше обмежують можливість існування виду за даних умов ті фактори середовища, інтенсивність дії яких найбільше відхиляється від зони оптимуму (зони найбільш сприятливої дії екологічного фактору), незважаючи на оптимальне поєднання та інтенсивність дії інших екологічних факторів. • 1913 року В. Шелфорд звернув увагу на те, що лімітуючим може бути не лише фактор з мінімальною інтенсивністю дії, а й той, інтенсивність дії якого максимальна. Ця закономірність дістала назву закону толерантності: можливість існування виду за певних умов може визначатись як надлишком, так і нестачею будь-якого з екологічних факторів, чия інтенсивність дії наближуватиметься до критичних точок мінімуму та максимуму (тобто значень мінімальної та максимальної інтенсивності дії даного чинника)....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 311 312 313 314 315 316 317 318 319 ... 343
Назад

Навігація