Экосистемы и их место в организации биосферы

Уровни организации органического мира

Воздух и вода, растительность и почвы, звери и птицы и другие живые организмы образуют взаимосвязанную и взаимообусловлены мировую биосферу, которая поддерживает все живое и которая, несмотря на мощную жизнеспособность, состоит из хрупких и слишком уязвимых систем, равновесие в которых очень легко нарушается . Природные системы весьма разнообразны, они состоят из множества разно-организованных, взаимообусловлены и взаимозаменяемых компонентов, объединенных множеством прямых и обратных связей. Несмотря на то, что системы весьма разнообразны, им присущ ряд общих черт:

- Система - это целостный комплекс взаимосвязанных элементов, но значительно сложнее, чем просто сумма элементов;

- Система образует особую единство со средой;

- Любая исследуемая система является элементом системы более высокого ранга;

- В свою очередь элементы любой исследуемой системы обычно выступают как система низшего ранга.

По мнению многих ученых, мир организован в виде цепочки, состоящей из звеньев возрастающей сложности.

Эта последовательность начинается с элементарных частиц, из которых состоит атом, идет к молекулам, клеток и распространяется на сложных индивидуумов (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Уровни организации органического мира

Основная группа Уровень
Биологические микросистемы молекулярный (молекулярно-генетнчний)
субклеточный
клеточный
Биологические мезоснстемы тканевый
органный
организменный
Биологические макросистемы популяционно-видовой
биоцснотпчний
биосфериий (глобальный)

Единицы одного уровня организации являются частицами, из которых образуется следующий более высокий уровень. Молекулы, объединяясь, образуют клетки, клетки образуют ткани и органы, которые в свою очередь образуют многоклеточные организмы, организмы образуют надорганизменных системы: виды, популяции, биоценозы, биогеоценозы. Живет на нашей планете - это отдельные организмы, особи. Каждый организм с одной стороны состоит из единиц подчиненных ему уровней организации (органов, клеток, молекул), с другой - сам является единицей, входящей в состав надорганизмових биологических макросистем (популяций, видов, биоценозов, экосистем, биосферы).

На всех уровнях жизни наблюдается определенная упорядоченность, обмен веществ, энергии, информации и др. Благодаря обмену веществ и энергии устанавливается единство живого со средой.

Понятие об экосистемах

Экосистема (биогеоценоз) - основная единица биосферы, которая является объектом изучения экологии. Этот срок ввел английский биолог А.Тенсли в 1935 году. Экосистема - это пространственная система, охватывающая исторически сложившийся комплекс живых существ, связанных между собой трофическими связями, и неживых компонентов среды их обитания, которые привлекаются в процессе обмена веществ и энергии. В каждой экосистеме происходят круговорот веществ и обменные энергетические процессы.

Каждая экосистема состоит из биоценоза и биотопа.

Биотоп - это участок поверхности земли с более или менее однотипными условиями существования (почвой, микроклиматом и т.д.).

Биоценоз - это исторически сложившаяся совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих биотоп. В соответствии с этим каждый биоценоз состоит из фитоценоз (группировка растений), зооценоза (группировки животных) и микробиоценоза (группировка микроорганизмов) (рис. 1.6).

Экосистема может быть разных размеров и сложности. Например, можно говорить об экосистеме леса в целом и об экосистеме отдельного пенька. Взаимодействие организмов в экосистеме чрезвычайно сложная. Взаимодействие биоценозов с биотопах происходит через вещественно-энергетический обмен. Для каждой экосистемы характерен свой биологический круговорот ве-

Схема строения биоценоза

Рис. 1.6. Схема строения биоценоза (по В.М. Сукачевым)

вин, который осуществляется в результате существования в экосистемах трофических цепей (цепей питания).

Например, в водоемах фитопланктон поедается зоопланктоном, последний - мелкой рыбой, является добычей крупных рыб - хищников, которые в свою очередь потребляются человеком. Речь идет об определенных группировки растений, животных и микроорганизмов, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Очень большие наземные экосистемы называют биомов. Например, леса умеренного пояса, пустыни, хвойные леса, саванны и тому подобное. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам взаимосвязанных друг с другом экосистем. Одна из них может быть большой - площадью несколько миллионов квадратных километров, другая может представлять собой небольшую поляну. Важно то, что каждый экосистему можно определить как более или менее своеобразное группировки растений и животных, которые взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.

Структура экосистем. Чтобы выяснить целостность биосферы, необходимо выяснить, как она функционирует. Поскольку она состоит из множества экосистем, необходимо знать их структуру. В каждой экосистеме два основных компонента: организмы, с одной стороны, и факторы неживой природы - с другой. Такую совокупность организмов (растений, животных, микроорганизмов) называют биотой (от лат. Bio - жизнь) экосистемы. Пути взаимодействия различных категорий организмов - это ее биотическая структура; неживые (химические и физические) факторы окружающей среды называют абиотическими.

Несмотря на большое разнообразие экосистем - от пустынь до тундры, всем им, по мнению экологов, присуща примерно одинакова биотическая структура. Иными словами, все они содержат одни и те же категории организмов, которые подобно взаимодействуют во всех экосистемах. * Это такие категории: продуценты, консументы, редуценты.

Одна из причин, вызывающих разнообразие экосистем (биоценозов) в природе, - это своеобразие абиотических условий каждого региона.

Таким образом, несмотря на разнообразие экосистем, все они имеют общие черты. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные типы консументов и редуцентов.

Важным элементом биотической структуры экосистем своеобразие цепей питания в каждой из них.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >