СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ЭКОСИСТЕМ

Основные понятия экологии

Живые организмы, составляющие земную биосферу, находятся в постоянном взаимодействии между собой и с окружающей их неживой природой. Это взаимодействие включает в себя обмен веществом, энергией, информацией и формирует единую систему, сохраняющую устойчивость в течение длительного времени. Такую систему называют экологической системой, или экосистемой.

Экосистема - совокупность живых организмов и условий их существования, объединенная постоянно действующим процессом обмена веществом, энергией и информацией в единое целое. Важно отметить, что экосистема - это не просто сумма всех организмов на определенной территории. Это устойчивая саморегулируемая система взаимосвязанных живых и неживых (косных) компонентов. Различают естественные (природные) экосистемы, сформированные в результате взаимодействия природных факторов, и искусственные (антропогенные), созданные человеком. Природными экосистемами являются, например, озеро, участок леса, и т.п. В качестве примеров искусственных экосистем можно привести сельскохозяйственное поле, город, аквариум, космический корабль и т.д.

Экосистема может быть любых размеров - от капли воды до биосферы в целом, но независимо от размеров, для любой экосистемы характерны три основополагающих признака:

  • 1) экосистема состоит из взаимосвязанных живых и неживых компонентов;
  • 2) в экосистеме происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией.

3) благодаря определенной структуре и взаимодействиюю биотических и абиотических (косных) компонентов, экосистема сохраняет устойчивость в течение длительного времени.

В состав крупных экосистем входит совокупность более мелких, при этом возникает сложное иерархическое соподчинение биологических систем разных уровней организации. Самой крупной экосистемой является, безусловно, биосфера. Биосфера -это оболочка Земли состав, структура и энергетика которой определяется деятельностью живых организмов. Верхняя ее граница охватывает часть атмосферы до высоты 20-25 км (до высоты озонового слоя), нижняя граница захватывает часть литосферы на суше 2-Зкм и 1-2км ниже дна океана. Таким образом, биосфера охватывает часть атмосферы, часть литосферы и всю гидросферу.

В пробах воздуха на высоте 15-20 км обнаруживаются различные микроорганизмы, споры грибов, бактерии. Верхнюю часть литосферы, состоящую из осадочных пород -известняка и мела, тоже можно отнести к биосфере, поскольку эти породы образованы из раковин одноклеточных организмов.

Биосфера представляет собой комплекс биогеоценозов. Биогеоценоз (термин, предложенный В.Н.Сукачевым) - это однородный участок Земли с определенным составом живых организмов, климатических условий и неживых компонентов, объединенных обменом веществ и энергии в единую природную систему. Например, тайга Западно-Сибирской низменности или пустыня Сахара. Основой биогеоценоза является его биотическая составляющая - биоценоз.

Биоценоз - это комплекс взаимосвязанных животных, растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих какой-либо участок суши или водоема. Например, все живые организмы какого-то леса, реки или ручья. Биоценоз представляет собой систему взаимосвязанных популяций организмов разных видов.

Популяция - это совокупность особей одного вида, в течение большого числа поколений населяющая определенное пространство (ареал), что обеспечивает возможность свободного скрещивания и воспроизводства. Разные популяции одного вида, как правило, изолированы друг от друга, т.е. не имеют возможности для свободного скрещивания.

Иерархическая организация биологических систем имеет одну очень важную особенность. На каждом новом уровне появляются качественно новые эмерджентные свойства, которые нельзя предсказать исходя из свойств составляющих его компонентов. Принцип эмерджентности заключается в том, что невозможно свойство целого свести к сумме свойств его частей. Так, свойства молекулы воды не сводятся к сумме свойств составляющих ее атомов водорода и кислорода, а свойства организма - к свойствам составляющих его органов. Части не суммируются, а интегрируются, обуславливая появление новых, до этого отсутствовавших свойств, которые, как правило, крайне трудно предсказать. В современных условиях понимание принципа эмерджентности приобретает особое значение. Невозможно, например, предвидеть все последствия вымирания какого-либо биологического вида или разрушения одного из компонентов экосистемы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >