המושג "מערכת אקולוגית" הוצג בשנת 1935 על ידי א. טנסלי, בוטנאי אנגלי. במונח זה, הוא ייעד כל קבוצה של אורגניזמים שחיים יחד, כמו גם את הסביבה שלהם. הגדרתו מדגישה את נוכחותם של תלות הדדית, יחסים, קשרים סיבתיים הקיימים בין הסביבה האביוטית לקהילה הביולוגית, בשילובם למעין שלם פונקציונלי. מערכת אקולוגית, לפי ביולוגים, היא אוסף של אוכלוסיות שונות ממינים שונים שחיות בטריטוריה משותפת, כמו גם הסביבה הדוממת המקיפה אותן.
Biogeocenosis הוא תצורה טבעית עם גבולות ברורים. הוא מורכב מקבוצה של ביו-צנוזות (יצורים חיים) שתופסים מקום מסוים. למשל, עבור אורגניזמים מימיים, המקום הזה הוא מים, עבור מי שחי על היבשה, זה האטמוספירה והאדמה. להלן נשקולדוגמאות לביוגאוצנוזיס שיעזרו לך להבין מה זה. נתאר מערכות אלו בפירוט. תלמדו על המבנה שלהם, אילו סוגים שלהם קיימים וכיצד הם משתנים.
ביוגאוצנוזה ומערכת אקולוגית: הבדלים
במידה מסוימת, המושגים של "מערכת אקולוגית" ו"ביוגאוצנוזה" הם חד משמעיים. עם זאת, הם לא תמיד עולים בקנה אחד בנפח. ביו-גאוצנוזיס ומערכת אקולוגית קשורים כמושג פחות רחב ורחב יותר. המערכת האקולוגית אינה קשורה לשטח מוגבל מסוים של פני כדור הארץ. ניתן ליישם תפיסה זו על כל המערכות היציבות של רכיבים לא חיים וחיים בהם ישנה זרימה פנימית וחיצונית של אנרגיה וחומרים. מערכות אקולוגיות, למשל, כוללות טיפת מים עם מיקרואורגניזמים בתוכה, עציץ, אקווריום, ביו-פילטר, מיכל אוורור, ספינת חלל. אבל אי אפשר לקרוא להם ביוגאוצנוזים. מערכת אקולוגית עשויה לכלול כמה ביוגאוקנוזים. בואו נפנה לדוגמאות. ניתן להבחין בין הביוגאוקנוזות של האוקיינוס והביוספירה בכללותה, היבשת, החגורה, אזור הקרקע-אקלים, האזור, המחוז, המחוז. לפיכך, לא כל מערכת אקולוגית יכולה להיחשב כביוגאוצנוזה. הבנו את זה על ידי התבוננות בדוגמאות. אבל כל ביו-גאוצנוזיס יכולה להיקרא מערכת אקולוגית. אנו מקווים שעכשיו אתה מבין את הפרטים של מושגים אלה. "ביוגאוצנוזה" ו"מערכת אקולוגית" משמשות לעתים קרובות כמילים נרדפות, אך עדיין יש הבדל ביניהן.
תכונות של ביוגאוצנוזה
מינים רבים שנמצאים בדרך כלל בכל אחד מהמקומות המצומצמים. נוצר ביניהם מערכת יחסים מורכבת וקבועה. במילים אחרות, סוגים שונים של אורגניזמים הקיימים במרחב מסוים, המאופיינים במכלול של תנאים פיזיקו-כימיים מיוחדים, מייצגים מערכת מורכבת הנמשכת זמן רב פחות או יותר בטבע. בהבהרת ההגדרה, נציין כי ביו-גאוצנוזיס היא קהילה של אורגניזמים ממינים שונים (התבססו היסטורית), אשר קשורים קשר הדוק זה לזה ולטבע הדומם הסובב אותם, חילופי אנרגיה וחומרים. מאפיין ספציפי של ביו-גאוצנוזיס הוא שהיא מוגבלת מבחינה מרחבית ודי הומוגנית מבחינת הרכב המינים של יצורים חיים הכלולים בה, כמו גם מבחינת קומפלקס של גורמים אביוטיים שונים. הקיום כמערכת אינטגרלית מבטיח אספקה מתמדת של אנרגיה סולארית למתחם זה. ככלל, הגבול של הביוגאוצנוזה נקבע לאורך הגבול של הפיטוקנוזה (קהילת הצמחים), שהיא המרכיב החשוב ביותר שלה. אלו התכונות העיקריות שלו. תפקידה של הביוגאוצנוזה הוא גדול. ברמתו מתרחשים כל תהליכי זרימת האנרגיה ומחזור החומרים בביוספרה.
שלוש קבוצות של ביוקנוזה
התפקיד העיקרי ביישום האינטראקציה בין מרכיביה השונים שייך לביו-קנוזה, כלומר יצורים חיים. הם מחולקים לפי תפקידיהם ל-3 קבוצות - מפרקים, צרכנים ויצרנים - ומקיימים אינטראקציה הדוקה עם הביוטופ (הטבע הדומם) וביניהם. היצורים החיים האלה מאוחדיםקישורי מזון שקיימים ביניהם.
יצרנים הם קבוצה של אורגניזמים חיים אוטוטרופיים. צורכים את האנרגיה של אור השמש והמינרלים מהביוטופ, הם יוצרים חומרים אורגניים ראשוניים. קבוצה זו כוללת כמה חיידקים, כמו גם צמחים.
צרכנים הם אורגניזמים הטרוטרופיים המשתמשים בצורת מזון חומרים אורגניים מוכנים המשמשים עבורם מקור אנרגיה, כמו גם חומרים שהצרכנים צריכים לחייהם. אנחנו יכולים לסווג כמעט את כל בעלי החיים, צמחים טפילים, צמחים טורפים, כמו גם כמה חיידקים ופטריות (טפילים).
מפרקים מפרקים שרידים של אורגניזמים מתים, וגם מפרקים חומרים אורגניים לא-אורגניים, ובכך מחזירים חומרים מינרלים ש"נסגרו" על ידי היצרנים לביוטופ. אלה הם, למשל, כמה סוגים של פטריות וחיידקים חד-תאיים.
יחסי מזון בין קבוצות של ביוקנוזה
יחסי המזון הקיימים בין שלושת המרכיבים הללו של הביוגאוצנוזה קובעים את מחזור החומרים ואת זרימת האנרגיה בו. לוכדים את אנרגיית השמש וסופגים מינרלים, יצרנים יוצרים חומרים אורגניים. הגוף שלהם בנוי מהם. לפיכך, אנרגיית השמש מומרת לאנרגיה של קשרים כימיים. אוכלים זה את זה ויצרנים, צרכנים (אוכלי עשב, טפילים וטורפים) ובכך מפרקים חומר אורגני. הם משתמשים בהם, כמו גם באנרגיה המשתחררת כתוצאה מכך, כדי להבטיח את פרנסתם ולבנות את הגוף שלהם.מפרקים, הניזונים מאורגניזמים מתים, מפרקים את החומר האורגני שלהם. כך הם מוציאים את האנרגיה והחומרים הדרושים להם, וגם מבטיחים החזרה של חומרים אנאורגניים לביוטופ. אז בביוגאוצנוזיס, מחזור החומרים מתבצע. הקביעות שלו היא המפתח לקיומה הארוך של המערכת האקולוגית, למרות שהיצע המינרלים מוגבל בה.
שיווי משקל דינמי של המערכת
איזון דינמי מאפיין את מערכת היחסים של אורגניזמים זה עם זה ועם הטבע הדומם הסובב אותם. לדוגמה, בשנה שבה תנאי מזג האוויר נוחים (ימי שמש רבים, לחות וטמפרטורה אופטימליים), הצמחים מייצרים כמות מוגברת של חומר אורגני ראשוני. שפע כזה של מזון מוביל לעובדה שמכרסמים מתחילים להתרבות בהמוניהם. זה, בתורו, גורם לעלייה בטפילים ובטורפים, המפחיתים את מספר המכרסמים. כתוצאה מכך, הדבר מוביל לירידה במספר הטורפים, שכן חלקם מתים ממחסור במזון. כך, המצב המקורי של המערכת האקולוגית משוחזר.
סוגי ביוגאוצנוזה
ביוגאוצנוזה יכולה להיות טבעית ומלאכותית. המינים של האחרונים כוללים agrobiocenoses ו biogeocenoses עירוניים. בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם.
ביוגאוצנוזיס טבעי
שימו לב שכל ביו-גאוצנוזה טבעית היא מערכת שהתפתחה במשך זמן רב - אלפי ומיליוני שנים. לכן, כל האלמנטים שלו "מוכפים" זה לזה. זה מוביל לשעמידות הביוגאוצנוזה לשינויים שונים המתרחשים בסביבה גבוהה מאוד. ה"חוזק" של מערכות אקולוגיות אינו בלתי מוגבל. שינויים עמוקים ופתאומיים בתנאי הקיום, הפחתה במספר המינים של אורגניזמים (למשל כתוצאה מקטיף רחב של מינים מסחריים) מביאים לכך שניתן להפר את האיזון ולהרוס אותו. במקרה זה, יש שינוי של ביו-גאוצנוזות.
Agrobiocenoses
Agrobiocenoses הן קהילות מיוחדות של אורגניזמים המתפתחות באזורים המשמשים אנשים למטרות חקלאיות (שתילה, זריעת צמחים תרבותיים). יצרנים (צמחים), בניגוד לביו-גאוצנוזות של מין טבעי, מיוצגים כאן על ידי סוג אחד של יבול שגדל על ידי האדם, כמו גם מספר מסוים של מיני עשבים שוטים. המגוון של בעלי חיים אוכלי עשב (מכרסמים, ציפורים, חרקים וכו') קובע את כיסוי הצמחייה. אלו מינים שיכולים להאכיל מצמחים הגדלים בטריטוריה של אגרוביוקנוזים, כמו גם להיות בתנאי גידולם. תנאים אלה קובעים את נוכחותם של מינים אחרים של בעלי חיים, צמחים, מיקרואורגניזמים ופטריות.
Agrobiocenosis תלוי, קודם כל, בפעילויות אנושיות (הפריה, עיבוד אדמה, השקיה, טיפול בחומרי הדברה וכו'). היציבות של הביוגאוצנוזה של מין זה חלשה - הוא יתמוטט מהר מאוד ללא התערבות אנושית. זה נובע בין השאר מהעובדה שצמחים תרבותיים הם הרבה יותר גחמניים מאשר פראיים. בגלל זה הם לא יכולים לעמודתחרות איתם.
ביוגאוצנוזות עירוניות
ביוגאוצנוזים עירוניים מעניינים במיוחד. זהו סוג נוסף של מערכות אקולוגיות אנתרופוגניות. פארקים הם דוגמה לכך. הגורמים הסביבתיים העיקריים, כמו במקרה של agrobiocenoses, הם אנתרופוגניים בהם. הרכב המינים של הצמחים נקבע על ידי האדם. הוא שותל אותם, וגם דואג להם ולעיבוד שלהם. השינויים הבולטים ביותר בסביבה החיצונית מתבטאים דווקא בערים - עלייה בטמפרטורה (מ-2 ל-7 מעלות צלזיוס), תכונות ספציפיות של הקרקע והרכב האטמוספירה, משטר מיוחד של לחות, תאורה ופעולת רוח. כל הגורמים הללו יוצרים ביוגאוצנוזים עירוניים. אלו מערכות מאוד מעניינות וספציפיות.
דוגמאות לביו-גאוצנוזיס הן רבות. מערכות שונות נבדלות זו מזו בהרכב המינים של אורגניזמים, כמו גם בתכונות הסביבה שבה הם חיים. דוגמאות לביוגאוקנוזה, עליהן נתעכב בפירוט, הן יער נשירים ובריכה.
יער נשיר כדוגמה לביו-גאוצנוזה
יער הנשיר הוא מערכת אקולוגית מורכבת. הביוגאוצנוזה בדוגמה שלנו כוללת מיני צמחים כמו אלונים, אשור, lindens, hornbeams, ליבנה, מייפל, אפר הרים, צפצפה ועצים אחרים שעלוותם נושרת בסתיו. כמה מהמפלסים שלהם בולטים ביער: עצי נמוך וגבוה, כיסוי קרקע אזוב, עשבים, שיחים. צמחים המאכלסים את השכבות העליונות הם פוטופיליים יותר. הם מסוגלים יותר לעמוד בפני רעידות.לחות וטמפרטורה מאשר נציגי השכבות התחתונות. טחבים, עשבים ושיחים עמידים לצל. הם קיימים בקיץ בדמדומים, שנוצרו לאחר שעלוות העצים נפרשות. המלטה מונחת על פני האדמה. הוא נוצר משאריות מפורקות למחצה, זרדים של שיחים ועצים, עלים שלכת, עשבים מתים.
ביוגאוצנוזים ביער, כולל יערות נשירים, מאופיינים בבעלי חיים עשירים. הם מאוכלסים על ידי מכרסמים חופרים רבים, טורפים (דוב, גירית, שועל) ואוכלי חרקים חופרים. ישנם גם יונקים החיים על עצים (שבבי, סנאי, לינקס). איילים, איילים, איילים הם חלק מקבוצת אוכלי העשב הגדולים. חזירים נפוצים. ציפורים מקננות בשכבות שונות של היער: על גזעים, בשיחים, על הקרקע או על צמרות העצים ובשקעים. ישנם חרקים רבים הניזונים מעלים (למשל, זחלים), כמו גם מעץ (חיפושיות קליפה). בשכבות העליונות של הקרקע, כמו גם בהמלטה, בנוסף לחרקים, מספר עצום של חולייתנים אחרים (קרציות, תולעי אדמה, זחלי חרקים), חיים חיידקים ופטריות רבים.
בריכה כביוגאוצנוזה
עכשיו תחשבו על הבריכה. זוהי דוגמה לביוגאוצנוזיס, שבה סביבת החיים של אורגניזמים היא מים. צמחים צפים או משתרשים גדולים (עשבים שוטים, חבצלות מים, קנים) מתיישבים במים הרדודים של בריכות. צמחים צפים קטנים מופצים בכל עמוד המים, עד לעומק שבו חודר האור. מדובר בעיקר באצות, אשר נקראות פיטופלנקטון. לפעמים יש הרבה כאלה, וכתוצאה מכך המים הופכים לירוקים,"פורח". הרבה אצות כחולות-ירקות, ירוקות ודיאטומיות נמצאות בפיטופלנקטון. ראשנים, זחלי חרקים, דגים אוכלי עשב, סרטנים ניזונים מפסולת צמחים או צמחים חיים. דגים וחרקים טורפים אוכלים חיות קטנות. ודגים טורפים אוכלי עשב וקטנים יותר ניצודים על ידי טורפים גדולים. אורגניזמים המפרקים חומרים אורגניים (פטריות, דגלים, חיידקים) נפוצים ברחבי הבריכה. יש הרבה מהם במיוחד בתחתית, שכן כאן מצטברים שרידי בעלי חיים וצמחים מתים.
השוואה של שתי דוגמאות
בהשוואה בין דוגמאות של ביו-גאוצנוזה, אנו רואים עד כמה שונות הן מבחינת הרכב המינים והן מבחינת המראה של הבריכה והמערכות האקולוגיות של היער. זאת בשל העובדה שלאורגניזמים המאכלסים אותם יש בית גידול שונה. בבריכה זה מים ואוויר, ביער זה אדמה ואוויר. עם זאת, הקבוצות הפונקציונליות של אורגניזמים הן מאותו סוג. ביער, היצרנים הם טחבים, עשבים, שיחים, עצים; בבריכה - אצות וצמחים צפים. ביער, הצרכנים כוללים חרקים, ציפורים, בעלי חיים וחסרי חוליות אחרים המאכלסים את המלטה והאדמה. הצרכנים בבריכה כוללים דו-חיים שונים, חרקים, סרטנים, דגים טורפים ואוכלי עשב. ביער, מפרקים (חיידקים ופטריות) מיוצגים על ידי צורות יבשתיות, ובבריכה - על ידי מימיים. כמו כן, נציין כי גם הבריכה וגם היער הנשיר הם ביו-גאוצנוזיס טבעי. הבאנו דוגמאות של מלאכותיות למעלה.
מדוע ביוגאוצנוזות מחליפות זו את זו?
ביוגאוצנוזה לא יכולה להתקיים לנצח. הוא בהכרח מוקדם יותר אוהוחלף באיחור. זה קורה כתוצאה משינויים בסביבה על ידי אורגניזמים חיים, בהשפעת האדם, בתהליך האבולוציה, עם תנאי אקלים משתנים.
דוגמה לשינוי בביו-גאוצנוזה
בואו נשקול כדוגמה את המקרה שבו אורגניזמים חיים עצמם הם הגורם לשינויים במערכות אקולוגיות. זהו יישוב של סלעים עם צמחייה. חשיבות רבה בשלבים הראשונים של תהליך זה היא בליה של סלעים: פירוק חלקי של מינרלים ושינוי בתכונותיהם הכימיות, הרס. בשלבים הראשונים, למתיישבים הראשונים תפקיד חשוב ביותר: אצות, חיידקים, חזזיות קשקשים, כחול-ירוק. היצרנים הם כחול-ירוק, אצות בהרכב חזזיות ואצות חיות חופשיות. הם יוצרים חומר אורגני. כחול-ירוקים לוקחים חנקן מהאוויר ומעשירים אותו בסביבה שעדיין לא מתאימה למגורים. חזזיות ממיסות סלע עם הפרשות של חומצות אורגניות. הם תורמים לעובדה שמרכיבי התזונה המינרלים מצטברים בהדרגה. פטריות וחיידקים הורסים את החומרים האורגניים שנוצרו על ידי היצרנים. האחרונים אינם מינרלים במלואם. בהדרגה מצטברת תערובת של תרכובות מינרליות ואורגניות ושאריות צמחים מועשרות בחנקן. נוצרים תנאים לקיומן של חזזיות וטחבים עבותים. תהליך הצטברות החנקן והחומר האורגני מואץ, נוצרת שכבה דקה של אדמה.
נוצרת קהילה פרימיטיבית שיכולה להתקיים בסביבה הלא טובה הזו. המתיישבים הראשונים מותאמים היטב לתנאים הקשים של הסלעים - הם עומדים וכפור, וחום, ויובש. בהדרגה הם משנים את בית הגידול שלהם, יוצרים תנאים להיווצרות אוכלוסיות חדשות. לאחר הופעת צמחים עשבוניים (תלתן, דגני בוקר, גבעונים, כחולים וכו'), מתחזקת התחרות על חומרי הזנה, אור ומים. במאבק זה, המתיישבים החלוצים נעקרו ממינים חדשים. שיחים מסתפקים בעשבי תיבול. הם מחזיקים את האדמה במקום עם השורשים שלהם. קהילות יער מוחלפות בקהילות דשא ושיחים.
במהלך תהליך ארוך של התפתחות ושינוי של הביוגאוצנוזה, מספר המינים של אורגניזמים חיים הכלולים בו גדל בהדרגה. הקהילה הופכת מורכבת יותר, מארג המזון שלה הולך ומסתעף. מגוון היחסים הקיימים בין אורגניזמים הולך וגדל. יותר ויותר קהילה משתמשת במשאבי הסביבה. אז זה הופך לבוגר, המותאם היטב לתנאי הסביבה ויש לו ויסות עצמי. בו אוכלוסיות של מינים מתרבות היטב ואינן מוחלפות במינים אחרים. השינוי המתואר של biogeocenoses נמשך אלפי שנים. עם זאת, ישנם שינויים המתרחשים לנגד עיניהם של דור אחד בלבד של אנשים. לדוגמה, זהו גידול יתר של מאגרים רדודים.
אז, דיברנו על מהי ביוגאוצנוזה. הדוגמאות עם התיאורים שהוצגו לעיל נותנות ייצוג חזותי שלו. כל מה שדיברנו עליו חשוב להבנת הנושא הזה. סוגי ביוגאוצנוזים, המבנה שלהם, תכונותיהם, דוגמאות - יש ללמוד את כל זה כדי לקבל תמונה מלאה שלהם.
