כל מגוון האורגניזמים על הפלנטה שלנו קשור קשר בל יינתק. אין יצור כזה שיכול להתקיים במנותק מכולם, אך ורק בנפרד. עם זאת, לא רק אורגניזמים נמצאים בקשר הדוק, אלא גם גורמים של הסביבה החיצונית והפנימית משפיעים על הביומה כולה. ביחד, כל המכלול של הטבע החי והדומם מיוצג על ידי מבנה המערכות האקולוגיות ותכונותיהן. מהו המושג הזה, באילו פרמטרים הוא מאופיין, בואו ננסה להבין את המאמר.
המושג של מערכות אקולוגיות
מהי מערכת אקולוגית? מנקודת מבט של אקולוגיה, מדובר בפעילות החיים המשותפת הכוללת של כל סוגי האורגניזמים, ללא קשר לשיוך המעמדי ולגורמים סביבתיים, ביוטיים ואביוטיים כאחד.
התכונות של מערכות אקולוגיות מוסברות על ידי המאפיינים שלהן. האזכור הראשון למונח זה הופיע ב-1935. א' טנסלי הציע להשתמש בו כדי לציין "תסביך המורכב לא רק מאורגניזמים, אלא גם מסביבתם". הרעיון עצמו הוא די נרחב, זוהי היחידה הגדולה ביותר של אקולוגיה, וגם חשובה. שם נוסף הוא ביו-גאוצנוזיס, אם כי ההבדלים בין המושגים הללו עדיין קיימיםאוכל קטן.
התכונה העיקרית של מערכות אקולוגיות היא האינטראקציה המתמשכת בתוכם של חומר אורגני ואי-אורגני, אנרגיה, חלוקה מחדש של חום, נדידת יסודות, ההשפעה המורכבת של יצורים חיים זה על זה. בסך הכל, ישנם מספר מאפיינים עיקריים המכונים מאפיינים.
מאפיינים בסיסיים של מערכות אקולוגיות
יש שלושה עיקריים:
- רגולציה עצמית;
- sustainability;
- רפרודוקציה עצמית;
- changing one for another;
- integrity;
- נכסים מתעוררים.
ניתן לענות על השאלה מהו המאפיין העיקרי של מערכות אקולוגיות בדרכים שונות. כולם חשובים, כי רק הנוכחות המשולבת שלהם מאפשרת למושג הזה להתקיים. בואו נסתכל על כל מאפיין בפירוט כדי להבין את חשיבותו ולהבין את המהות.
רגולציה עצמית של המערכת האקולוגית
זהו המאפיין העיקרי של המערכת האקולוגית, מה שמרמז על ניהול עצמאי של חיים בתוך כל ביו-גאוצנוזה. כלומר, לקבוצה של אורגניזמים, שנמצאת בקשר הדוק עם יצורים חיים אחרים, כמו גם גורמים סביבתיים, יש השפעה ישירה על המבנה כולו בכללותו. פעילותם החיונית היא שיכולה להשפיע על היציבות והוויסות העצמי של המערכת האקולוגית.
לדוגמה, אם מדברים על טורפים, הם אוכלים אוכלי עשב מאותו המין בדיוק עד שמספרם מצטמצם. אכילה נוספת נעצרת, והטורףעובר למקור מזון אחר (כלומר, אוכל עשב מסוג אחר). כך, מסתבר שהמין אינו מושמד לחלוטין, הוא נשאר במנוחה עד להחזרת מדד השפע הנדרש.
בתוך מערכת אקולוגית, הכחדה טבעית של מין כתוצאה מאכילה על ידי פרטים אחרים לא יכולה להתרחש. על זה מדובר בוויסות עצמי. כלומר, בעלי חיים, צמחים, פטריות, מיקרואורגניזמים שולטים זה בזה, למרות העובדה שהם מזון.
כמו כן, ויסות עצמי הוא המאפיין העיקרי של מערכות אקולוגיות גם משום שבזכותה מתרחש תהליך מבוקר של המרת סוגים שונים של אנרגיה. חומרים אנאורגניים, תרכובות אורגניות, יסודות - כולם נמצאים בחיבור הדוק ובמחזוריות כללית. צמחים משתמשים ישירות באנרגיה סולארית, בעלי חיים אוכלים צמחים, ממירים אנרגיה זו לקשרים כימיים, לאחר מותם, מיקרואורגניזמים שוב מפרקים אותם לחומר אנאורגני. התהליך הוא רציף ומחזורי ללא הפרעות חיצוניות, מה שנקרא ויסות עצמי.
Sustainability
ישנן תכונות נוספות של מערכות אקולוגיות. ויסות עצמי קשור קשר הדוק לחוסן. כמה זמן מערכת אקולוגית זו או אחרת תחזיק מעמד, איך היא תישמר והאם יהיו שינויים באחרים, תלוי במספר סיבות.
יציבה אמיתית היא זו שבתוכה אין מקום להתערבות אנושית. יש לו מספר גבוה כל הזמן של כל סוגי האורגניזמים, אין שינויים בהשפעת תנאי הסביבה אוהם חסרי משמעות. באופן עקרוני, כל מערכת אקולוגית יכולה להיות בת קיימא.
מצב זה יכול להיות מופרע על ידי אדם על ידי התערבותו וכישלון הסדר הקבוע (כריית יערות, ירי בבעלי חיים, השמדת חרקים וכו'). כמו כן, הטבע עצמו יכול להשפיע על קיימות אם תנאי האקלים משתנים באופן דרמטי, מבלי לתת לאורגניזמים זמן הסתגלות. לדוגמה, אסונות טבע, שינויי אקלים, מחסור במים וכו'.
ככל שהמגוון גדול יותר של מינים של אורגניזמים, כך אורך קיומן של מערכות אקולוגיות. המאפיינים של מערכת אקולוגית - יציבות וויסות עצמי - הם הבסיס עליו נשען בדרך כלל מושג זה. יש מונח שמסכם את המאפיינים הללו - הומאוסטזיס. כלומר, שמירה על קביעות בכל דבר – מגוון המינים, ריבוים, גורמים חיצוניים ופנימיים. לדוגמה, מערכות אקולוגיות בטונדרה נוטות יותר להשתנות מאשר יערות טרופיים. אחרי הכל, המגוון הגנטי של היצורים החיים בהם הוא לא כל כך גדול, כלומר. ושיעור ההישרדות יורד בחדות.
שחזור עצמי
אם תחשבו היטב על השאלה מהו התכונה העיקרית של מערכות אקולוגיות, תוכלו להגיע למסקנה ששחזור עצמי הוא תנאי חשוב לא פחות לקיומן. אכן, ללא שכפול מתמיד של רכיבים כגון:
- organisms;
- הרכב הקרקע;
- שקיפות מים;
- מרכיב החמצן של האוויר וכן הלאה.
קשה לדבר על קיימות ורגולציה עצמית. על מנת שהביומסה תתחדש כל הזמן והמספרנתמך, חשוב שיהיה מספיק מזון, מים, כמו גם תנאי חיים נוחים. בתוך כל מערכת אקולוגית, יש החלפה מתמדת של אנשים מבוגרים בצעירים, חולים, בבריאים, חזקים ועמידים. זהו מצב נורמלי לקיומו של כל אחד מהם. זה אפשרי רק בתנאי של שחזור עצמי בזמן.
הביטוי של התכונות של מערכת אקולוגית מסוג זה הוא ערובה לשימור גנטי של האללים של כל מין. אחרת, סוגים וסוגים שלמים, כיתות ומשפחות של יצורים חיים יהיו נתונים להכחדה ללא שיקום לאחר מכן.
רצף
גם תכונות חשובות של מערכות אקולוגיות הן השינוי של מערכות אקולוגיות. תהליך זה נקרא רצף. זה מתרחש בהשפעת שינוי בגורמים אביוטיים חיצוניים ונמשך בין כמה עשרות שנים למיליונים. המהות של תופעה זו היא החלפה רצופה של מערכת אקולוגית אחת באחרת בהשפעת שני גורמים פנימיים הנוצרים בין אורגניזמים חיים ותנאים חיצוניים של טבע דומם במשך זמן רב.
גם סיבה משמעותית לירושות היא פעילות כלכלית אנושית. אז, יערות מוחלפים בכרי דשא וביצות, אגמים הופכים למדבריות או כרי מבול, שדות מגודלים בעצים ונוצר יער. מטבע הדברים, גם החי עובר שינויים משמעותיים.
כמה זמן תתקיים הירושה? בדיוק לשלב שבו נוצרת הביוגאוצנוזיס הנוח והמותאם ביותר לתנאים ספציפיים. לדוגמה, יערות מחטניים של הרחוקמזרח (טייגה) הוא ביוקנוזה ילידית שכבר הוקמה, שלא תשתנה יותר. הוא נוצר במשך אלפי שנים, ובמהלכם היה יותר משינוי מערכת אקולוגית אחד.
Emergent Properties
מאפיינים אלה של מערכות אקולוגיות הן חדשות שהופיעו, תכונות חדשות ולא אופייניות בעבר המופיעות בביו-גאוצנוזיס. הם נוצרים כתוצאה מהעבודה המורכבת של כל המשתתפים או כמה מהמשתתפים במערכת הכוללת.
דוגמה טיפוסית היא קהילת שונית האלמוגים, שהיא תוצאה של אינטראקציה בין coelenterates לאצות. אלמוגים הם המקור העיקרי לכמות עצומה של ביומסה, יסודות, תרכובות שלא היו קיימות בקהילה הזו לפניהם.
פונקציות מערכת אקולוגית
מאפיינים ותפקודים של מערכות אקולוגיות קשורים זה בזה. אז, למשל, נכס כזה כמו שלמות מרמז על שמירה על אינטראקציה מתמדת בין כל המשתתפים. כולל עם גורמי הטבע הדומם. ואחד התפקידים הוא בדיוק המעבר ההרמוני של סוגי אנרגיה שונים זה לתוך זה, המתאפשר בתנאי של מחזור פנימי של יסודות בין כל חלקי האוכלוסייה והביוקנוזים עצמם בינם לבין עצמם.
באופן כללי, תפקידן של מערכות אקולוגיות נקבע לפי סוגי האינטראקציות הקיימות בהן. כל ביו-גאוצנוזה צריכה לתת עלייה ביולוגית מסוימת בביומסה כתוצאה מקיומה. זו תהיה אחת הפונקציות.העלייה תלויה בשילוב של גורמים בעלי אופי חי ודומם ויכולה להשתנות במידה רבה. לפיכך, ביומסה גדולה בהרבה באזורים עם לחות גבוהה ותאורה טובה. המשמעות היא שהגידול שלו יהיה הרבה יותר גדול בהשוואה למשל, במדבר.
פונקציה נוספת של המערכת האקולוגית היא טרנספורמציה. זה מרמז על שינוי מכוון באנרגיה, הפיכתה לצורות שונות תחת פעולתן של יצורים חיים.
Structure
ההרכב והמאפיינים של מערכות אקולוגיות קובעים את המבנה שלהן. מהו מבנה הביוגאוצנוזה? ברור שהוא כולל את כל הקישורים העיקריים (גם החיים וגם האביוטים). חשוב גם שבאופן כללי המבנה כולו יהיה מחזור סגור, מה שמאשר שוב את התכונות הבסיסיות של מערכות אקולוגיות.
יש שני קישורים עיקריים בכל ביו-גאוצנוזיס.
1. אקוטופ - קבוצה של גורמים בעלי אופי אביוטי. הוא, בתורו, מיוצג על ידי:
- אקלים (אטמוספירה, לחות, אור);
- edaphotopome (מרכיב אדמה באדמה).
2. ביוקנוזה - מכלול כל סוגי היצורים החיים במערכת אקולוגית נתונה. כולל שלושה קישורים עיקריים:
- זוקנוזה - כל יצורי החי;
- phytocenosis - כל אורגניזמים צמחיים;
- microbocenosis - כל נציגי החיידקים.
לפי המבנה הנ ל, ברור שכל הקישורים קשורים זה בזה ויוצרים רשת אחת. חיבור זה בא לידי ביטוי, קודם כל, בקליטה והמרת אנרגיה. במילים אחרות, ברשתות מזון וברשתותבתוך ובין אוכלוסיות.
מבנה כזה של ביו-גאוצנוזה הוצע על ידי V. N. Sukachev בשנת 1940 ונשאר רלוונטי גם היום.
מערכת אקולוגית בוגרת
הגיל של ביוגאוצנוזים שונים יכול להשתנות מאוד. באופן טבעי, המאפיינים האופייניים של מערכת אקולוגית צעירה ובוגרת צריכים להיות שונים. וכך זה.
איזה תכונה של מערכת אקולוגית בוגרת מבדילה אותה מזו שנוצרה לאחרונה? יש כמה מהם, קחו בחשבון את כולם:
- מינים של כל אוכלוסייה נוצרים, יציבים ואינם מוחלפים (נעקורים) על ידי אחרים.
- מגוון הפרטים קבוע ואינו משתנה יותר.
- כל הקהילה מווסתת את עצמה באופן חופשי, יש רמה גבוהה של הומאוסטזיס.
- כל אורגניזם מותאם באופן מלא לתנאי הסביבה, הדו-קיום של ביו-קנוזה ואקוטופ נוח ככל האפשר.
כל מערכת אקולוגית תעבור רצף עד שיוקם השיא שלה - מגוון מינים יצרני ומקובל תמידי. זה היה אז שהביוגאוצנוזה החלה להפוך בהדרגה לקהילה בוגרת.
קבוצות של אורגניזמים בתוך ביו-גאוצנוזה
זה טבעי שכל היצורים החיים בתוך מערכת אקולוגית אחת מחוברים זה לזה למכלול אחד. יחד עם זאת, יש להם גם השפעה עצומה על הרכב הקרקע, האוויר, המים - על כל הרכיבים האביוטיים.
נהוג להבחין בכמה קבוצות של אורגניזמים לפי יכולתן לספוג ולהמיר אנרגיה בתוך כל ביו-גאוצנוזיס.
- מפיקים הם אלהמי שמייצר חומר אורגני ממרכיבים אנאורגניים. אלה צמחים ירוקים וכמה סוגים של חיידקים. הדרך שלהם לספוג אנרגיה היא אוטוטרופית, הם סופגים ישירות קרינת שמש.
- צרכנים או ביופאגים - אלה שצורכים חומר אורגני מוכן על ידי אכילת יצורים חיים. אלה טורפים, חרקים, כמה צמחים. זה כולל גם אוכלי עשב.
- ספרוטרופים הם אורגניזמים המסוגלים לפרק חומר אורגני, ובכך לצרוך חומרים מזינים. כלומר, הם ניזונים משאריות מתות של צמחים ובעלי חיים.
כמובן שכל המשתתפים במערכת נמצאים בעמדה תלויה הדדית. ללא צמחים אוכלי עשב לא יוכלו להשיג מזון, ובלעדיהם טורפים ימותו. Saprophages לא יעבדו את התרכובות, כמות התרכובות האנאורגניות הדרושות לא תשוחזר. כל מערכות היחסים הללו נקראות שרשראות מזון. בקהילות גדולות, שרשראות הופכות לרשתות, נוצרות פירמידות. חקר סוגיות הקשורות לאינטראקציות טרופיות הוא מדע האקולוגיה.
תפקידם של בני האדם בהשפעה על מערכות אקולוגיות
יש הרבה דיבורים על זה היום. לבסוף, האדם הבין את מלוא היקף הנזק שנגרם במהלך 200 השנים האחרונות למערכת האקולוגית. ההשלכות של התנהגות כזו הפכו ברורות לעין: גשם חומצי, אפקט החממה, התחממות כדור הארץ, צמצום אספקת המים המתוקים, התרוששות הקרקע, צמצום שטחי היער וכו'. אתה יכול להצביע על בעיות במשך אינסוף זמן, כי יש מספר עצום מהן.
כל זה הוא התפקיד עצמו שהאדם מילא ועדיין ממלא במערכת האקולוגית. עיור המוני, תיעוש, פיתוח טכנולוגיה, חקר חלל ופעילויות אנושיות אחרות מובילים לא רק לסיבוך של מצב הטבע הדומם, אלא גם להכחדה ולירידה בביומסה של כדור הארץ.
כל מערכת אקולוגית זקוקה להגנה אנושית, במיוחד היום. לכן, המשימה של כל אחד מאיתנו היא לספק לה תמיכה. זה לא דורש הרבה - ברמת הממשלה מפתחים שיטות להגנת הטבע, אנשים רגילים צריכים רק לדבוק בכללים שנקבעו ולנסות לשמור על מערכות אקולוגיות שלמות, מבלי להכניס להרכבן כמות מופרזת של חומרים ואלמנטים שונים.
