Il concetto di ecosistemi. La dottrina delle biogeocenosi

Il concetto di "ecosistema" fu introdotto nel 1935 da A. Tensley, un botanico inglese. Con questo termine, ha designato qualsiasi insieme di organismi che vivono insieme, così come il loro ambiente. La sua definizione sottolinea la presenza di interdipendenza, relazioni, relazioni causali che esistono tra l'ambiente abiotico e la comunità biologica, combinandole in una sorta di insieme funzionale. Un ecosistema, secondo i biologi, è un insieme di varie popolazioni di varie specie che vivono in un'area comune, così come l'ambiente inanimato che le circonda.

La biogeocenosi è una formazione naturale con confini chiari. Consiste in un insieme di biocenosi (esseri viventi) che occupano un determinato posto. Ad esempio, per gli organismi acquatici, questo luogo è l'acqua, per chi vive sulla terra, è l'atmosfera e il suolo. Di seguito vedremo quale ti aiuterà a capire di cosa si tratta. Descriveremo questi sistemi in dettaglio. Imparerai la loro struttura, quali tipi esistono e come cambiano.

Biogeocenosi ed ecosistema: differenze

In una certa misura, i concetti di "ecosistema" e "biogeocenosi" non sono ambigui. Tuttavia, non sempre coincidono in volume. Biogeocenosi ed ecosistema sono correlati come un concetto meno ampio e più ampio. L'ecosistema non è associato a una certa area limitata della superficie terrestre. Questo concetto può essere applicato a tutti i sistemi stabili di componenti non viventi e viventi in cui vi è una circolazione interna ed esterna di energia e sostanze. Gli ecosistemi, ad esempio, includono una goccia d'acqua con microrganismi, un vaso di fiori, un acquario, un biofiltro, una vasca di aerazione, un'astronave. Ma non possono essere chiamate biogeocenosi. Un ecosistema può includere diverse biogeocenosi. Passiamo agli esempi. È possibile distinguere le biogeocenosi dell'oceano e della biosfera nel suo insieme, la terraferma, la cintura, la regione suolo-climatica, la zona, la provincia, il distretto. Pertanto, non tutti gli ecosistemi possono essere considerati una biogeocenosi. Lo abbiamo capito guardando degli esempi. Ma qualsiasi biogeocenosi può essere definita un sistema ecologico. Ci auguriamo che tu ora comprenda le specifiche di questi concetti. "Biogeocenosi" ed "ecosistema" sono spesso usati come sinonimi, ma c'è ancora una differenza tra loro.

Caratteristiche della biogeocenosi

Molte specie di solito vivono in uno qualsiasi degli spazi limitati. Tra di loro si instaura un rapporto complesso e costante. In altre parole, diversi tipi di organismi che esistono in un determinato spazio, caratterizzati da un complesso di particolari condizioni fisico-chimiche, rappresentano un sistema complesso che persiste per un tempo più o meno lungo in natura. Chiarindo la definizione, notiamo che la biogeocenosi è una comunità di organismi di varie specie (storicamente stabiliti), che sono strettamente legati tra loro e al loro ambiente, allo scambio di energia e sostanze. Una caratteristica specifica della biogeocenosi è quella di essere spazialmente limitata e piuttosto omogenea sia in termini di composizione di specie di esseri viventi in essa inclusi, sia in termini di un complesso di diversi.L'esistenza come sistema integrale assicura un costante apporto di energia solare energia a questo complesso. Di norma, il confine della biogeocenosi è stabilito lungo il confine della fitocenosi (comunità vegetale), che è la sua componente più importante. Queste sono le sue caratteristiche principali. Il ruolo della biogeocenosi è grande. Al suo livello avvengono tutti i processi di flusso di energia e di circolazione delle sostanze nella biosfera.

Tre gruppi di biocenosi

Il ruolo principale nell'attuazione dell'interazione tra i suoi vari componenti appartiene alla biocenosi, cioè agli esseri viventi. Sono divisi in base alle loro funzioni in 3 gruppi - decompositori, consumatori e produttori - e interagiscono strettamente con il biotopo (natura inanimata) e tra loro. Questi esseri viventi sono uniti dalle connessioni alimentari esistenti tra di loro.

I produttori sono un gruppo di organismi viventi autotrofi. Consumando l'energia della luce solare e dei minerali del biotopo, creano sostanze organiche primarie. Questo gruppo include alcuni batteri e piante.

I decompositori decompongono i resti degli organismi morti e scompongono anche le sostanze organiche in inorganiche, restituendo così al biotopo le sostanze minerali "ritirate" dai produttori. Questi sono, ad esempio, alcuni tipi di funghi e batteri unicellulari.

Equilibrio dinamico del sistema

Tipi di biogeocenosi

La biogeocenosi può essere naturale e artificiale. Le specie di quest'ultime comprendono le agrobiocenosi e le biogeocenosi urbane. Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno di essi.

Biogeocenosi naturale

Si noti che ogni biogeocenosi naturale naturale è un sistema che si è sviluppato nel corso di un lungo periodo - migliaia e milioni di anni. Pertanto, tutti i suoi elementi sono "accappati" l'uno all'altro. Ciò porta al fatto che la resistenza della biogeocenosi ai vari cambiamenti che si verificano nell'ambiente è molto elevata. La "forza" degli ecosistemi non è illimitata. Cambiamenti profondi e improvvisi delle condizioni di esistenza, riduzione del numero di specie di organismi (ad esempio a seguito della raccolta su larga scala di specie commerciali) portano al fatto che l'equilibrio può essere disturbato e può essere distrutto. In questo caso, c'è un cambiamento di biogeocenosi.

Agrobiocenosi

Le agrobiocenosi sono comunità speciali di organismi che si sviluppano in aree utilizzate dalle persone per scopi agricoli (piantagione, semina di piante coltivate). I produttori (piante), contrariamente alle biogeocenosi di una specie naturale, sono qui rappresentati da un tipo di coltura coltivata dall'uomo, nonché da un certo numero di specie infestanti. La diversità (roditori, uccelli, insetti, ecc.) determina la copertura vegetale. Si tratta di specie che possono nutrirsi di piante che crescono sul territorio delle agrobiocenosi, oltre che essere nelle condizioni della loro coltivazione. Queste condizioni determinano la presenza di altre specie di animali, piante, microrganismi e funghi.

L'agrobiocenosi dipende, in primo luogo, dalle attività umane (fertilizzazione, lavorazione meccanica, irrigazione, trattamento antiparassitario, ecc.). La stabilità della biogeocenosi di questa specie è debole: crollerà molto rapidamente senza l'intervento umano. Ciò è in parte dovuto al fatto che le piante coltivate sono molto più stravaganti di quelle selvatiche. Pertanto, non possono competere con loro.

Biogeocenosi urbane

Di particolare interesse sono le biogeocenosi urbane. Questo è un altro tipo di ecosistemi antropogenici. I parchi sono un esempio. I principali, come nel caso delle agrobiocenosi, sono al loro interno di origine antropica. La composizione delle specie delle piante è determinata dall'uomo. Li pianta, e si prende anche cura di loro e della loro lavorazione. I cambiamenti più pronunciati nell'ambiente esterno sono espressi proprio nelle città: un aumento della temperatura (da 2 a 7 ° C), caratteristiche specifiche del suolo e composizione atmosferica, un regime speciale di umidità, illuminazione e azione del vento. Tutti questi fattori formano le biogeocenosi urbane. Questi sono sistemi molto interessanti e specifici.

Gli esempi di biogeocenosi sono numerosi. Diversi sistemi differiscono l'uno dall'altro nella composizione delle specie degli organismi, nonché nelle proprietà dell'ambiente in cui vivono. Esempi di biogeocenosi, su cui ci soffermeremo in dettaglio, sono un bosco di latifoglie e uno stagno.

Bosco di latifoglie come esempio di biogeocenosi

La foresta decidua è un sistema ecologico complesso. La composizione della biogeocenosi nel nostro esempio comprende specie vegetali come querce, faggi, tigli, carpini, betulle, aceri, sorbo, pioppi tremuli e altri alberi il cui fogliame cade in autunno. Molti dei loro livelli spiccano nella foresta: boscoso basso e alto, tappezzante di muschio, erba, arbusti. Le piante che abitano i livelli superiori sono più fotofile. Resistono meglio alle fluttuazioni di umidità e temperatura rispetto ai rappresentanti dei livelli inferiori. Muschi, erbe e arbusti tollerano l'ombra. Esistono in estate al crepuscolo, formati dopo lo spiegamento del fogliame degli alberi. La lettiera giace sulla superficie del terreno. È formato da resti semidecomposti, ramoscelli di arbusti e alberi, foglie cadute, erbe morte.

Le biogeocenosi forestali, comprese le foreste decidue, sono caratterizzate da una ricca fauna. Sono abitati da molti roditori scavatori, predatori (orso, tasso, volpe) e insettivori scavatori. Ci sono anche mammiferi che vivono sugli alberi (scoiattolo, scoiattolo, lince). Caprioli, alci, cervi fanno parte del gruppo dei grandi erbivori. I cinghiali sono molto diffusi. Gli uccelli nidificano in diversi livelli della foresta: sui tronchi, nei cespugli, sul terreno o sulle cime degli alberi e nelle cavità. Ci sono molti insetti che si nutrono di foglie (ad esempio bruchi) e legno (scolitidi). Negli strati superiori del suolo, così come nella lettiera, oltre agli insetti, vivono un numero enorme di altri vertebrati (acari, lombrichi, larve di insetti), molti batteri e funghi.

Stagno come biogeocenosi

Considera ora lo stagno. Questo è un esempio di biogeocenosi, in cui l'ambiente di vita degli organismi è l'acqua. Grandi piante galleggianti o radicanti (erbacce, ninfee, canneti) si depositano nelle acque poco profonde degli stagni. Piccole piante galleggianti sono distribuite in tutta la colonna d'acqua, fino alla profondità in cui penetra la luce. Si tratta principalmente di alghe, che sono chiamate fitoplancton. A volte ce ne sono molti, a causa dei quali l'acqua diventa verde, "fiorisce". Molte alghe blu-verdi, verdi e diatomee si trovano nel fitoplancton. Girini, larve di insetti, crostacei si nutrono di detriti vegetali o piante viventi. Pesci e insetti predatori mangiano piccoli animali. E i pesci predatori erbivori e più piccoli sono cacciati da grandi predatori. Gli organismi che decompongono la materia organica (funghi, flagellati, batteri) sono diffusi in tutto lo stagno. Ce ne sono soprattutto molti sul fondo, poiché qui si accumulano resti di animali e piante morti.

Confronto di due esempi

Confrontando esempi di biogeocenosi, vediamo come dissimili sia nella composizione delle specie che nell'aspetto gli ecosistemi dello stagno e della foresta. Ciò è dovuto al fatto che gli organismi che li abitano hanno un habitat diverso. In uno stagno è acqua e aria, in una foresta è suolo e aria. Tuttavia, i gruppi funzionali degli organismi sono dello stesso tipo. Nella foresta i produttori sono muschi, erbe aromatiche, arbusti, alberi; nello stagno - alghe e piante galleggianti. Nella foresta, i consumatori includono insetti, uccelli, animali e altri invertebrati che abitano la lettiera e il suolo. I consumatori nello stagno includono vari anfibi, insetti, crostacei, pesci predatori ed erbivori. Nella foresta, i decompositori (batteri e funghi) sono rappresentati da forme terrestri e nello stagno da quelle acquatiche. Notiamo inoltre che sia lo stagno che il bosco di latifoglie sono biogeocenosi naturali. Abbiamo fornito esempi di quelli artificiali sopra.

Perché le biogeocenosi si sostituiscono a vicenda?

La biogeocenosi non può esistere per sempre. Cambierà inevitabilmente prima o poi. Ciò si verifica a seguito dei cambiamenti nell'ambiente da parte degli organismi viventi, sotto l'influenza dell'uomo, nel processo di evoluzione, con il cambiamento delle condizioni climatiche.

Un esempio di cambiamento nella biogeocenosi

Consideriamo come esempio il caso in cui gli organismi viventi stessi sono la causa del cambiamento degli ecosistemi. Questo è l'insediamento di rocce con vegetazione. Di grande importanza nelle prime fasi di questo processo è l'erosione delle rocce: parziale dissoluzione dei minerali e cambiamento delle loro proprietà chimiche, distruzione. Nelle fasi iniziali, i primi coloni svolgono un ruolo molto importante: alghe, batteri, blu-verdi. I produttori sono nella composizione di licheni e alghe a vita libera. Creano materia organica. I verdi-azzurri prelevano l'azoto dall'aria e la arricchiscono di un ambiente ancora inadatto all'abitazione. I licheni dissolvono la roccia con secrezioni di acidi organici. Contribuiscono al fatto che gli elementi della nutrizione minerale vengono gradualmente accumulati. Funghi e batteri distruggono le sostanze organiche create dai produttori. Questi ultimi non sono completamente mineralizzati. A poco a poco si accumula una miscela di composti minerali e organici e residui vegetali arricchiti con azoto. Vengono create le condizioni per l'esistenza di licheni e muschi cespugliosi. Il processo di accumulo di azoto e materia organica accelera, si forma un sottile strato di terreno.

Si sta formando una comunità primitiva che può esistere in questo ambiente sfavorevole. I primi coloni si adattano bene alle dure condizioni delle rocce: resistono al gelo, al caldo e alla siccità. A poco a poco, cambiano il loro habitat, creando le condizioni per la formazione di nuove popolazioni. Dopo la comparsa delle piante erbacee (trifoglio, cereali, carici, campanula, ecc.), la competizione per i nutrienti, la luce e l'acqua si intensifica. In questa lotta, i coloni pionieri vengono rimpiazzati da nuove specie. Gli arbusti si accontentano delle erbe. Mantengono il terreno in posizione con le loro radici. Le comunità forestali sono sostituite da comunità di arbusti erbosi.

Nel corso di un lungo processo di sviluppo e cambiamento della biogeocenosi, il numero di specie di organismi viventi in essa incluse sta gradualmente crescendo. La comunità diventa più complessa, sempre più ramificata, aumenta la varietà delle relazioni che esistono tra gli organismi. Sempre più comunità utilizzano le risorse dell'ambiente. Quindi diventa maturo, ben adattato alle condizioni ambientali e dotato di autoregolamentazione. In esso, le popolazioni di specie si riproducono bene e non vengono sostituite da altre specie. Il cambiamento descritto delle biogeocenosi dura migliaia di anni. Tuttavia, ci sono cambiamenti che avvengono davanti agli occhi di una sola generazione di persone. Ad esempio, questa è la crescita eccessiva di piccoli serbatoi.

Quindi, abbiamo parlato di cos'è la biogeocenosi. Gli esempi con le descrizioni presentati sopra ne danno una rappresentazione visiva. Tutto ciò di cui abbiamo parlato è importante per comprendere questo argomento. Tipi di biogeocenosi, loro struttura, caratteristiche, esempi: tutto questo dovrebbe essere studiato per avere un quadro completo di loro.

1. Il concetto di biogeocenosi e biogeocenologia

Una persona nella sua vita quotidiana ha costantemente a che fare con aree specifiche dei complessi naturali che lo circondano: aree di un campo, un prato, una palude, un bacino idrico. Qualsiasi parte della superficie terrestre, o complesso naturale, dovrebbe essere considerata come una certa unità naturale, in cui tutta la vegetazione, la fauna e i microrganismi, il suolo e l'atmosfera sono strettamente interconnessi e interagiscono tra loro. Queste relazioni devono essere prese in considerazione in qualsiasi uso economico delle risorse naturali (vegetale, animale, suolo, ecc.).

Complessi naturali in cui la vegetazione è completamente formata, e che possono esistere da soli, senza l'intervento umano, e se una persona o qualcos'altro li viola, verranno inoltre ripristinati secondo determinate leggi. Tali complessi naturali sono biogeocenosi.

Le biogeocenosi naturali più complesse e importanti sono quelle forestali. In nessun complesso naturale, in nessun tipo di vegetazione, queste relazioni sono espresse in modo così netto e multiforme come nella foresta.

foresta rappresenta il più potente "film della vita". Le foreste svolgono un ruolo dominante nella composizione della copertura vegetale della Terra. Coprono quasi un terzo della superficie terrestre del pianeta - 3,9 miliardi di ettari. Se prendiamo in considerazione che i deserti, i semi-deserti e le tundre occupano circa 3,8 miliardi di ettari e più di 1 miliardo di ettari sono rifiuti, edificazioni e altre terre improduttive, allora diventa ovvio quanto siano importanti le foreste nella formazione di complessi e la funzione che svolgono materia vivente sulla terra. La massa di materia organica concentrata nelle foreste è di 1017–1018 tonnellate, ovvero 5–10 volte la massa di tutta la vegetazione erbacea.

Per questo motivo è stata attribuita ed attribuita particolare importanza agli studi biogeocenologici dei sistemi forestali e il termine "biogeocenosi" è stato proposto dall'Accademico V.N. Sukachev alla fine degli anni '30. 20 ° secolo in relazione agli ecosistemi forestali. Ma è valido in relazione a qualsiasi ecosistema naturale in qualsiasi regione geografica della Terra.

Definizione di biogeocenosi secondo V.N. Sukachev (1964: 23)è considerato classico - “... questo è un insieme di fenomeni naturali omogenei (atmosfera, rocce, vegetazione, fauna e mondo dei microrganismi, suolo e condizioni idrologiche) su un'estensione nota della superficie terrestre, che ha una specificità speciale di interazioni di questi componenti costitutivi e un certo tipo di metabolismo ed energia: tra di loro e con altri fenomeni naturali e che rappresentano un'unità interna contraddittoria, che è in continuo movimento e sviluppo…”.

Questa definizione riflette tutta l'essenza della biogeocenosi, le caratteristiche e le caratteristiche inerenti solo ad essa:

la biogeocenosi dovrebbe essere omogenea sotto tutti gli aspetti: materia vivente e non vivente: vegetazione, fauna selvatica, popolazione del suolo, rilievo, roccia madre, proprietà del suolo, profondità e regimi delle acque sotterranee;

ogni biogeocenosi è caratterizzata dalla presenza di uno speciale, unico tipo intrinseco di metabolismo ed energia,

tutte le componenti della biogeocenosi sono caratterizzate dall'unità della vita e del suo ambiente, ad es. le caratteristiche e gli schemi dell'attività vitale della biogeocenosi sono determinati dal suo habitat, quindi la biogeocenosi è un concetto geografico.

Inoltre, ogni specifica biogeocenosi dovrebbe:

Siate omogenei nella sua storia;

Essere una formazione consolidata sufficientemente a lungo termine;

Differiscono chiaramente nella vegetazione dalle biogeocenosi vicine e queste differenze dovrebbero essere naturali ed ecologicamente spiegabili.

Esempi di biogeocenosi:

Forb bosco di querce ai piedi del pendio delluvionale di esposizione meridionale su terreno montano-marrone-forestale argilloso medio;

Prato di cereali in una conca su suoli torbosi argillosi,

Prato di Forb su un'alta pianura alluvionale su un terreno alluvionale medio-limoso,

Larice lichene su suoli Al-Fe-humus-podzolici,

Bosco misto di latifoglie con vegetazione di liane sul versante settentrionale su suoli forestali bruni, ecc.

Una definizione più semplice:"La biogeocenosi è l'intero insieme di specie e l'intero insieme di componenti di natura inanimata che determinano l'esistenza di un determinato ecosistema, tenendo conto dell'inevitabile impatto antropico". L'ultima aggiunta, tenendo conto dell'inevitabile impatto antropico, è un omaggio alla modernità. Ai tempi di V.N. Sukachev, non c'era bisogno di attribuire il fattore antropogenico ai principali fattori ambientali, come è ora.

Il campo di conoscenza delle biogeocenosi è chiamato biogeocenologia. Per controllare i processi naturali, è necessario conoscere i modelli a cui sono soggetti. Questi modelli sono studiati da un certo numero di scienze: meteorologia, climatologia, geologia, scienze del suolo, idrologia, vari dipartimenti di botanica e zoologia, microbiologia, ecc. La biogeocenologia, invece, generalizza, sintetizza i risultati delle scienze elencate da un determinato angolo, concentrandosi sulle interazioni tra i componenti delle biogeocenosi e rivelando i modelli generali che governano queste interazioni.

L'oggetto di studio della biogeocenologia è la biogeocenosi.

L'argomento di studio della biogeocenologia è l'interazione tra i componenti delle biogeocenosi e le leggi generali che regolano queste interazioni.

2. Composizione dei componenti delle biogeocenosi

I componenti della biogeocenosi non esistono solo fianco a fianco, ma interagiscono attivamente tra loro. I componenti principali e obbligatori sono la biocenosi e l'ecotopo.

Biocenosi, o comunità biologica - un insieme di tre componenti che convivono: vegetazione (fitocenosi), animali (zoocenosi) e microrganismi (microbocenosi).

Ciascuno dei componenti è rappresentato da molti individui di specie diverse. Il ruolo di tutti i componenti: piante, animali e microrganismi nella biocenosi è diverso.

Pertanto, le piante formano una struttura relativamente permanente della biocenosi a causa della loro immobilità, mentre gli animali non possono fungere da base strutturale della comunità. I microrganismi, sebbene la maggior parte di essi non siano attaccati al substrato, si muovono a bassa velocità; l'acqua e l'aria li trasportano passivamente per distanze considerevoli.

Gli animali dipendono dalle piante perché non possono costruire materia organica da materia inorganica. Alcuni microrganismi (sia tutti verdi che alcuni non verdi) sono autonomi in questo senso, in quanto sono in grado di costruire materia organica da materia inorganica utilizzando l'energia della luce solare o l'energia rilasciata durante le reazioni chimiche di ossidazione.

I microrganismi (microbi, batteri, protozoi) svolgono un ruolo importante nella decomposizione della materia organica morta in minerali, cioè in un processo senza il quale la normale esistenza delle biocenosi sarebbe impossibile. I microrganismi del suolo possono svolgere un ruolo significativo nella struttura delle biocenosi terrestri.

Le differenze (biomorfologiche, ecologiche, funzionali, ecc.) nelle caratteristiche degli organismi che compongono questi tre gruppi sono così grandi che i metodi del loro studio differiscono notevolmente. Pertanto, è del tutto legittima l'esistenza di tre branche della conoscenza - fitocenologia, zoocenologia e microbiocenologia, che studiano rispettivamente le fitocenosi, le zoocenosi e le cenosi microbiche.

Ecotop- un luogo di vita o habitat di una biocenosi, una sorta di spazio "geografico". È formato da un lato da terreno con un sottosuolo caratteristico, con lettiera forestale e anche con una o l'altra quantità di humus (humus); d'altra parte, un'atmosfera con una certa quantità di radiazione solare, con una o l'altra quantità di umidità libera, con un contenuto caratteristico di anidride carbonica nell'aria, impurità varie, aerosol, ecc., nelle biogeocenosi acquatiche, al posto delle atmosfera, acqua. Il ruolo dell'ambiente nell'evoluzione e nell'esistenza degli organismi è fuori dubbio. Le sue singole parti (aria, acqua, ecc.) e i suoi fattori (temperatura, radiazione solare, gradienti di altitudine, ecc.) sono detti componenti abiotici, o non viventi, in contrasto con le componenti biotiche rappresentate dalla materia vivente. V.N. Sukachev non ha attribuito fattori fisici ai componenti, mentre altri autori lo fanno (Fig. 5).

Biotopo- questo è un ecotopo trasformato dalla biocenosi per "sé". Biocenosi e funzione del biotopo in unità continua. Le dimensioni della biocenosi coincidono sempre con i confini del biotopo, quindi con i confini della biogeocenosi nel suo insieme.

Di tutti i componenti del biotopo, il suolo è il più vicino alla componente biogenica della biogeocenosi, poiché la sua origine è direttamente correlata alla materia vivente. La materia organica nel suolo è un prodotto dell'attività vitale della biocenosi in diversi stadi di trasformazione.

La comunità degli organismi è limitata dal biotopo (nel caso delle ostriche, dai confini del banco) fin dall'inizio dell'esistenza.

c) V. Dokuchaev;

d) K. Timiryazev;

e) K. Möbius.

(Risposta: b.)

2. Lo scienziato che ha introdotto il concetto di "ecosistema" nella scienza:

a) A. Tensley;

b) V. Dokuchaev;

c) K. Möbius;

d) V. Johannsen.

(Risposta: un . )

3. Riempi le lacune con i nomi dei gruppi funzionali dell'ecosistema e dei regni degli esseri viventi.

Vengono chiamati organismi che consumano materia organica e la trasformano in nuove forme. Sono rappresentati principalmente da specie appartenenti al mondo. Sono chiamati organismi che consumano materia organica e la decompongono completamente in composti minerali. Sono rappresentati da specie legate al ki. Sono chiamati organismi che consumano composti minerali e, utilizzando energia esterna, sintetizzano sostanze organiche. Sono rappresentati principalmente da specie appartenenti al mondo.

(Risposte(successivamente): consumatori, animali, decompositori, funghi e batteri, produttori, piante.)

4. Tutti gli esseri viventi sulla Terra esistono grazie alla materia organica, prodotta principalmente da:

a) funghi

b) batteri;

c) animali;

d) piante.

(Risposta: G.)

5. Inserisci le parole mancanti.

Viene chiamata una comunità di organismi di specie diverse, strettamente interconnessi e che abitano un'area più o meno omogenea. Si compone di: piante, animali. Si chiama l'insieme degli organismi e dei componenti della natura inanimata, uniti dalla circolazione delle sostanze e dal flusso dell'energia in un unico complesso naturale, o.

(Risposte(successivamente): biocenosi, funghi e batteri, ecosistema o biogeocenosi.)

6. Di questi organismi, i produttori includono:

a) una mucca

b) fungo bianco;

c) trifoglio rosso;

d) una persona.

(Risposta: c.)

7. Selezionare dall'elenco i nomi degli animali che possono essere attribuiti ai consumatori del secondo ordine: topo grigio, elefante, tigre, dissenteria ameba, scorpione, ragno, lupo, coniglio, topo, locusta, falco, porcellino d'India, coccodrillo, oca, volpe, pesce persico, antilope, cobra, tartaruga della steppa, lumaca d'uva, delfino, scarabeo della patata del Colorado, tenia toro, canguro, coccinella, orso polare, ape, zanzara succhiasangue, libellula, falena coccodrillo, afide, squalo grigio.

(Risposta: topo grigio, tigre, dissenteria ameba, scorpione, ragno, lupo, falco, coccodrillo, volpe, pesce persico, cobra, delfino, tenia, coccinella, orso polare, zanzara succhiasangue, libellula, squalo grigio.)

8. Dai nomi di organismi elencati, selezionare produttori, consumatori e decompositori: orso, toro, quercia, scoiattolo, porcini, rosa canina, sgombro, rospo, tenia, batteri putrefattivi, baobab, cavolo cappuccio, cactus, penicillium, lievito.

(Risposta: produttori - quercia, rosa canina, baobab, cavolo cappuccio, cactus; consumatori - orso, toro, scoiattolo, sgombro, rospo, tenia; decompositori - porcini, batteri putrefattivi, penicillium, lievito.)

9. In un ecosistema, viene trasferito il flusso principale di materia ed energia:

(Risposta: in . )

10. Spiega perché l'esistenza della vita sulla Terra sarebbe impossibile senza batteri e funghi.

(Risposta: funghi e batteri sono i principali decompositori degli ecosistemi terrestri. Decompongono la materia organica morta in materia inorganica, che viene poi consumata dalle piante verdi. Pertanto, funghi e batteri supportano il ciclo degli elementi in natura, e quindi la vita stessa.)

11. Spiegare perché è economicamente vantaggioso allevare pesci erbivori negli stagni di raffreddamento delle centrali termoelettriche.

(Risposta: questi stagni sono fortemente ricoperti di vegetazione acquatica, di conseguenza l'acqua in essi ristagna, il che interrompe il raffreddamento delle acque reflue. I pesci mangiano tutta la vegetazione e crescono bene.)

12. Nomina gli organismi che sono produttori, ma non appartengono al regno vegetale.

(Risposta: protozoi flagellati fotosintetici (ad esempio euglena verde), batteri chemiosintetici, cianobatteri.

13. Organismi che non sono assolutamente necessari per mantenere un ciclo chiuso degli elementi biogenici (azoto, carbonio, ossigeno, ecc.):

a) produttori;

b) consumatori;

c) riduttori.

Il concetto di ecosistemi. La dottrina delle biogeocenosi

Le comunità di organismi sono collegate all'ambiente inorganico dai più stretti legami materiali ed energetici. Le piante possono esistere solo grazie al costante apporto di anidride carbonica, acqua, ossigeno e sali minerali. Gli eterotrofi vivono di autotrofi, ma hanno bisogno di composti inorganici come ossigeno e acqua. In un determinato habitat, le riserve di composti inorganici necessarie al mantenimento dell'attività vitale degli organismi che lo abitano sarebbero sufficienti per un breve periodo se tali riserve non fossero rinnovate. Il ritorno degli elementi biogenici nell'ambiente avviene sia durante la vita degli organismi (a seguito di respirazione, escrezione, defecazione) sia dopo la loro morte, a seguito della decomposizione di cadaveri e residui vegetali. Così, la comunità forma un certo sistema con il mezzo inorganico, in cui il flusso di atomi, causato dall'attività vitale degli organismi, tende a chiudersi in un ciclo.

Il concetto di ecosistemi. Viene chiamato qualsiasi insieme di organismi e componenti inorganici in cui può avvenire la circolazione di sostanze ecosistema. Il termine è stato proposto nel 1935 dall'ecologo inglese A. Tansley, il quale ha sottolineato che con questo approccio i fattori inorganici e organici agiscono come componenti uguali e non possiamo separare gli organismi dal loro ambiente specifico. A. Tansley considerava gli ecosistemi come le unità di base della natura sulla superficie della Terra, sebbene non abbiano un certo volume e possano coprire uno spazio di qualsiasi lunghezza.

Per mantenere la circolazione delle sostanze nel sistema, è necessario disporre di uno stock di molecole inorganiche in forma assimilata e di tre gruppi ecologici di organismi funzionalmente differenti: produttori, consumatori e decompositori.

Produttori gli organismi autotrofi sono in grado di costruire i loro corpi a spese dei composti inorganici. Consumatori - Si tratta di organismi eterotrofi che consumano la materia organica dei produttori o di altri consumatori e la trasformano in nuove forme. decompositori vivere a spese della materia organica morta, traducendola nuovamente in composti inorganici. Questa classificazione è relativa, poiché sia ​​i consumatori che i produttori stessi agiscono in parte come decompositori, rilasciando nell'ambiente prodotti metabolici minerali durante la loro vita.

In linea di principio, la circolazione degli atomi può essere mantenuta nel sistema senza un collegamento intermedio - i consumatori, a causa dell'attività di altri due gruppi. Tuttavia, tali ecosistemi si trovano piuttosto come eccezioni, ad esempio, in quelle aree in cui funzionano comunità formate solo da microrganismi. Il ruolo dei consumatori in natura è svolto principalmente dagli animali, la loro attività nel mantenere e accelerare la migrazione ciclica degli atomi negli ecosistemi è complessa e diversificata.

La scala dell'ecosistema in natura è estremamente diversa. Anche il grado di chiusura dei cicli della materia in essi mantenuti non è lo stesso, cioè il coinvolgimento multiplo degli stessi atomi nei cicli. Come ecosistemi separati, si possono considerare, ad esempio, un cuscino di licheni su un tronco d'albero e un ceppo che crolla con la sua popolazione, e un piccolo serbatoio temporaneo, prato, foresta, steppa, deserto, l'intero oceano e, infine, l'intera superficie terrestre occupata dalla vita.

In alcuni tipi di ecosistemi, l'asportazione di materia al di fuori dei loro confini è così grande che la loro stabilità viene mantenuta principalmente a causa dell'afflusso di una stessa quantità di materia dall'esterno, mentre la circolazione interna è inefficace. Questi sono bacini idrici fluenti, fiumi, torrenti, aree sui ripidi pendii delle montagne. Altri ecosistemi hanno una circolazione di sostanze molto più completa e sono relativamente autonomi (foreste, prati, steppe di montagna, laghi, ecc.). Tuttavia, non un singolo ecosistema della Terra, nemmeno il più grande, ha un ciclo completamente chiuso. I continenti scambiano intensamente materia con gli oceani e l'atmosfera gioca un ruolo importante in questi processi, e il nostro intero pianeta riceve parte della materia dallo spazio esterno e ne dà un po' allo spazio.

Secondo la gerarchia delle comunità, la vita sulla Terra si manifesta anche nella gerarchia dei corrispondenti ecosistemi. L'organizzazione ecosistemica della vita è una delle condizioni necessarie per la sua esistenza. Le riserve di elementi biogenici, da cui sono costruiti i corpi degli organismi viventi, sulla Terra nel suo insieme e in ogni specifica area della sua superficie non sono illimitate. Solo un sistema di cicli potrebbe conferire a queste riserve la proprietà dell'infinito, necessaria per la continuazione della vita. Solo gruppi di organismi funzionalmente diversi possono supportare ed eseguire il ciclo. Pertanto, la diversità funzionale ed ecologica degli esseri viventi e l'organizzazione del flusso delle sostanze estratte dall'ambiente in cicli sono la proprietà più antica della vita.

La dottrina delle biogeocenosi. Parallelamente allo sviluppo del concetto di ecosistemi, si sta sviluppando con successo la dottrina delle biogeocenosi, il cui autore era l'accademico V.N. Sukachev (1942).

"Biogeocenosi- questo è un insieme di fenomeni naturali omogenei (atmosfera, rocce, vegetazione, fauna e mondo dei microrganismi, suolo e condizioni idrologiche) su un'estensione nota della superficie terrestre, che hanno le loro specificità dell'interazione di questi termini della sua componenti e un certo tipo di scambio di sostanze ed energia tra loro e gli altri fenomeni naturali e che rappresentano un'unità internamente contraddittoria, che è in costante movimento, sviluppo ”(V. N. Sukachev, 1964).

“Ecosistema” e “biogeocenosi” sono concetti essenzialmente vicini, ma se il primo di essi è applicabile per riferirsi a sistemi che prevedono cicli di qualsiasi rango, allora “biogeocenosi” è un concetto territoriale, riferito a tali aree territoriali che sono occupate da determinate unità di copertura vegetale - fitocenosi. La scienza delle biogeocenosi - biogeocenologia - nasce dalla geobotanica ed è finalizzato allo studio del funzionamento degli ecosistemi in specifiche condizioni paesaggistiche, in funzione delle proprietà del suolo, del rilievo, della natura dell'ambiente della biogeocenosi e dei suoi componenti primari - rocce, animali, piante, microrganismi.

Nella biogeocenosi, V.N. Sukachev ha distinto due blocchi: ecotopo - insieme di condizioni dell'ambiente abiotico e biocenosiè la totalità di tutti gli organismi viventi.

Ecotop spesso considerato come un ambiente abiotico, non trasformato dalle piante (il complesso primario di fattori dell'ambiente fisico e geografico), ma biotopo- come insieme di elementi dell'ambiente abiotico, modificati dall'attività di formazione dell'ambiente degli organismi viventi. Nella composizione interna della biogeocenosi si distinguono unità strutturali e funzionali come le parcelle (il termine è stato proposto da N.V. Dylis). Pacchi biogeocenotici comprendono piante, popolazione animale, microrganismi, sostanza organica morta, suolo e atmosfera per tutto lo spessore verticale della biogeocenosi, creando il suo mosaico interno. Le parcelle biogeocenotiche differiscono visivamente in termini di vegetazione: altezza e densità degli strati, composizione delle specie, stato di vita e fascia di età delle popolazioni delle specie dominanti. A volte sono ben delimitati dalla composizione, struttura e spessore della lettiera forestale. Di solito prendono il nome dalle piante che dominano in diversi livelli. Ad esempio, in una foresta di querce e abeti rossi di carice peloso, si possono distinguere pacchi come abete rosso-carice peloso, abete rosso-oxalis, grande felce nelle finestre dello strato dell'albero, quercia-dolce, quercia-pioppo tremulo-lungwort, betulla -copertura in abete, moccio di pioppo, ecc.

Ogni pacco ha il suo fitoclima. In primavera, la neve rimane più a lungo nelle parcelle ombrose di abeti rossi che nelle aree sotto alberi a foglie caduche o nelle finestre. Pertanto, la vita attiva nei pacchi in primavera si verifica in momenti diversi e anche la lavorazione dei detriti procede a ritmi diversi. I confini tra le parcelle possono essere relativamente chiari o sfocati. La relazione si realizza sia come risultato del condizionamento delle condizioni ambientali (scambio termico, cambiamenti di illuminazione, ridistribuzione delle precipitazioni, ecc.), sia come risultato dello scambio di materiale ed energia. C'è una dispersione dei rifiuti vegetali, il trasferimento di polline, spore, semi e frutti da parte di correnti d'aria e animali, il movimento degli animali, il deflusso superficiale delle precipitazioni e dell'acqua di fusione, lo spostamento di sostanze minerali e organiche. Tutto ciò supporta la biogeocenosi come un unico ecosistema internamente eterogeneo.

Il ruolo delle diverse parcelle nella struttura e nel funzionamento delle biogeocenosi non è lo stesso; le parcelle più grandi, che occupano ampi spazi e volumi, sono dette di base. Ce ne sono pochi. Determinano l'aspetto e la struttura della biogeocenosi. Si chiamano piccoli pacchi complementare. Il loro numero è sempre maggiore. Alcuni pacchi sono più stabili, altri sono soggetti a modifiche significative e rapide. Man mano che le piante maturano e invecchiano, le parcelle possono modificare notevolmente la composizione e la struttura, i ritmi di sviluppo stagionale e partecipare al ciclo delle sostanze in modi diversi.

Riso. 145. Finestre di rinnovamento delle principali specie nella biogeocenosi forestale (secondo O. V. Smirnova, 1998)

La natura a mosaico delle biogeocenosi forestali e l'emergere di nuovi appezzamenti sono spesso associati alla formazione di finestre nelle foreste, ovvero alla violazione dello strato arboreo a causa della caduta di vecchi alberi, focolai di parassiti di massa - insetti, attacchi di funghi, e l'attività dei grandi ungulati. La creazione di un tale mosaico è assolutamente necessaria per l'esistenza sostenibile del bosco e il rinnovamento delle specie arboree dominanti, il cui sottobosco spesso non può svilupparsi sotto le chiome dei genitori, poiché richiede condizioni di illuminazione e nutrizione minerale diverse. Riprendi finestre per razze diverse dovrebbe avere un'estensione spaziale sufficiente (Fig. 145). Nelle foreste di latifoglie dell'Europa orientale, nessuna specie può procedere alla fruttificazione in finestre commisurate alle sporgenze della chioma di uno o due alberi maturi. Anche i più tolleranti all'ombra - faggi, aceri - richiedono appezzamenti illuminati di 400–600 m 2 e un'ontogenesi completa di specie amanti della luce: quercia, frassino, pioppo tremulo possono essere completati solo in grandi finestre di almeno 1500–2000 m2.

Sulla base di uno studio dettagliato della struttura e del funzionamento delle biogeocenosi in ecologia, a il concetto di organizzazione ciclica mosaico degli ecosistemi. Da questo punto di vista, l'esistenza sostenibile di molte specie in un ecosistema si ottiene attraverso le perturbazioni dell'habitat naturale che si verificano costantemente in esso, consentendo alle nuove generazioni di occupare lo spazio appena lasciato libero.

La biogeocenologia considera la superficie terrestre come una rete di biogeocenosi vicine, interconnesse attraverso la migrazione di sostanze, ma tuttavia, seppur in misura diversa, autonome e specifiche nei loro cicli. Le proprietà specifiche del sito occupato dalla biogeocenosi gli conferiscono originalità, distinguendolo dagli altri, iniziali per tipologia.

Entrambi i concetti - ecosistemi e biogeocenosi - si completano e si arricchiscono a vicenda, consentendo di considerare le relazioni funzionali delle comunità e il loro ambiente inorganico sotto diversi aspetti e da diversi punti di vista.