Биосфера и цивилизация

     В свою очередь эта группировка - лишь одна из составных частей лесного  биоценоза. Последний входит в более  сложные комплексы, образующие в  конечном счете весь живой покров Земли. Таким образом, организация  жизни на биоценотическом уровне иерархична. С увеличением масштабов сообществ усиливается их сложность и доля непрямых, косвенных связей между видами.

     Экосистема - это любое сообщество живых существ  вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое.

     Рассмотрение  экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках вещества и энергии, циркулирующих между  живыми и неживыми компонентами природы, о динамике элементов, поддерживающих существование жизни, об эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни популяцию, ни сообщество в целом нельзя изучать  в отрыве от окружающей среды. Экосистема, по сути, это то, что мы называем природой.

     Экосистема - понятие очень широкое и применимо  как к естественным (тундра, океан), так и к искуственным комплексам (аквариум). Поэтому для обозначения элементарной природной экосистемы экологи также используют термин "биогеоценоз".

     Биогеоценоз - исторически сложившаяся совокупность живых организмов (биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими  участком земельной поверхности (биотопом). Граница биогеоценоза устанавливается  по границе растительного сообщества (фитоценоза) - важнейшего компонента биогеоценозов. Для каждого биогеоценоза характерен свой тип вещественно-энергетического  обмена.

     Итак, биогеоценоз - это составная часть  природного ландшафта и элементарная биотерриториальная единица биосферы.

     Все природные экосистемы связаны между  собой, и вместе образуют живую оболочку Земли, которую можно рассматривать  как самую большую экосистему, которая называется биосферой. 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Формы биологических  отношений в сообществах.

     Основу  возникновения и существования  биоценозов представляют отношения  организмов, их связи, в которые они  вступают друг с другом, населяя  один и тот же биотоп (местообитание  биоценоза, от латинского bios - жизнь, top - место). Эти связи определяют основное условие жизни в сообществе, возможность добывания пищи и завоевывания нового пространства.

     Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному  обитанию. По направленности действия на организм все воздействия подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные. 

     2.1. Позитивные отношения.

     Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) - форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза:

     Кооперация. Общеизвестное сожительство раков-отшельников  с мягкими коралловыми полипами-актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно: перемещаясь по дну, рак увеличивает  пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой  падает на дно и поедается раком.

     Мутуализм (от латинского mutuus - взаимный). Форма взаимовыгодных отношений видов - от временного, необязательного контакта до симбиоза - неразделимой полезной связи двух видов. Лишайники - это сожительство гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли.[3] Всего в природе насчитывается более 20000 видов симбиотических организмов. Кишечные симбионты участвуют в переработке грубых растительных кормов у многих жвачных животных. Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалистические отношения, например, между сибирской кедровой сосной и птицами - кедровкой, поползнем и кукшей, которые , питаясь семенами сосны и запасая корма, способствуют самовозобновлению кедровников.

     Коменсализм - нахлебничество (от латинского com - вместе, mensa - трапеза). Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи. Рыбы-лоцманы сопровождают акул, дельфинов, двигаясь вместе с ними в слое воды, примыкающей непосредственно к поверхности тела этих животных, и не затрачивая поэтому усилий на такую большую скорость и питаясь остатками пищи, экскрементами и паразитами сопровождаемых животных. В гнездах птиц, норах грызунов обитает огромное количество членистоногих, использующих микроклимат жилищ и находящих там пищу за счет разлагающихся остатков или других видов сожителей. Многие виды вне нор не встречаются совсем. Отношения типа комменсализма очень важны в природе, способствуя более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.

     Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Мальки рыб прячутся под зонтиками крупных медуз. В знездах птиц, норах грызунов живут членистоногие. Растения также используют другие виды как места обитания: эпитафы (водоросли, мхи, лишайники).Древесные растения служат им местом прикрепления. Питаются же эпитафы за счет отмирающих тканей, выделений хозяина и за счет фотосинтеза. 

     2.2. Негативные отношения.

     Антибиотическая форма взаимоотношений, при которой  обе взаимодействующие популяции  или одна из них испытывают отрицательное  влияние. Отношения хищник - жертва, паразит - хозяин - это прямые пищевые  связи, по существу к этому типу экологических  взаимодействий можно отнести все  варианты пищевых связей.

     Хищничество - одна из самых распространенных форм, имеющих большое значение в саморегуляции биоценозов. Хищниками называют животных (а также некоторые растения), питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Объекты охоты хищников разнообразны. Например, лисы поедают плоды; медведи собирают ягоды и любят мед лесных пчел. Естественный отбор, действующий в популяции хищников, увеличивает эффективность средств поиска и ловли добычи, вырабатывают сложное поведение, например, согласованные действия стаи волков при охоте на оленей. Жертвы в процессе отбора тоже совершенствуют средства защиты и избегания хищников.

     Паразитизм. Организмы могут использовать другие виды не только как место обитания, но и как постоянный источник питания. По существу паразитический характер имеют связи насекомых-вредителей с растениями. Известно несколько  десятков тысяч видов паразитических форм, из них около 500 - паразиты человека, поэтому изучение паразитов необходимо для предупреждения и лечения  заболеваний. 

     Формы паразитизма.

     Паразиты  могут быть временными, когда организм-хозяин подвергается нападению на короткий срок, лишь на время питания. Таковы слепни, клопы, блохи, мухи-жигалки.

     Организмы, способные длительное время использовать хозяина, не приводя его к слишком  ранней гибели и обеспечивая себе тем самым наилучшее существование. К числу постоянных паразитов  относятся: простейшие (дизентерийная  амеба, малярийный плазмодий), плоские  черви (цепни, сосальщики), круглые черви (власоглав, аскарида), членистоногие (чесоточный зудень). С гибелью хозяина погибает и паразит.

     Гнездовой паразитизм свойственен позвоночным  животным. Обыкновенная кукушка откладывает  свои яйца в гнезда более 100 видов  птиц, преимущественно мелких воробьиных. Птенцы паразитического вида вылупливаются  быстрее, чем птенцы хозяина. Вылупившийся кукушонок выталкивает яйца и  птенцов своих хозяев и получает всю пищу от приемных родителей.

     Паразитические  отношения встречаются и у  растений. Особенно распространены паразитические бактерии и грибы. Один из самых процветающих паразитов высших растений - гриб рода фитофтора. Некоторые виды этого  рода поражают любые растения.

     Конкуренция - одна из форм отрицательных взаимоотношений  между видами. Ч.Дарвин считал конкуренцию  одной из важнейших составных  частей борьбы за существование, играющей большую роль в эволюции видов. Конкуренция - это взаимоотношения, возникшие между видами со сходными экологическими требованиями. Когда такие виды обитают совместно, каждый из них находится в невыгодном положении, т.к. присутствие другого уменьшает возможности в овладении ресурсами, убежищами и прочими средствами к существованию, которым располагает местообитание. Конкуренция - единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми различными: от прямой физической борьбы до совместного существования. Тем не менее рано или поздно один конкурент вытесняет другого.

     Причины вытеснения одного вида другим могут  быть различными. У растений подавление конкурентов происходит в результате перехвата питательных веществ  и почвенной влаги корневой системой и солнечного света - листовым аппаратом, а также в результате выделения  токсичных соединений.

     У животных встречаются случаи прямого  нападения одного вида на другой в  конкурентной борьбе. Например, личинки  яйцееда diachasoma и tryonhi opius humilis, оказавшиеся в одном яйце хозяина, вступают друг с другом в схватку и убивают соперника, прежде чем приступить к питанию. 

     2.3. Нейтральные отношения.

     Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которых  обитающие на одной территории организмы  не влияют друг на друга. При нейтрализме  особи разных видов не связаны  друг с другом непосредственно, но, формируя биоценоз, зависят от состава  сообщества в целом. Например, белки  и лоси, обитая в одном лесу, не контактируют друг с другом, однако состояние леса сказывается на каждом из этих видов.

     При аменсализме для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, тогда как другой от них не получает ни вреда, ни пользы, что чаще встречается у растений (например, светолюбивые травянистые виды, растущие под елью, испытывают угнетение в результате затенения, тогда как для самого дерева соседство может быть безразличным).

     Все перечисленные формы биологических  связей между видами служат регистраторами численности животных и растений в биоценозе, определяя степень  его устойчивости; при этом чем  больше видовой состав биоценоза, тем  устойчивее сообщество в целом.

     Видовой состав входящих в сообщество организмов и количественное соотношение видовых  популяций является одним из важнейших  показателей структуры сообщества. При изучении сообществ наиболее многочисленным видам уделяется  основное внимание, однако редкие виды часто являются лучшими индикаторами состояния среды; общее число  видов является показателем условий  существования живых организмов. Видовое разнообразие - признак экологического разнообразия: чем больше видов, тем больше экологических ниш, т.е. выше богатство среды. Видовое разнообразие связано с устойчивостью сообщества по той простой причине, что чем больше разнообразие, тем шире возможности адаптации сообщества к изменившимся условиям, будь это изменение климата или других факторов.

     Объяснение  этого состоит в том, что наличие  разных организмов с разными требованиями к среде повышает приспособленность  сообщества в целом. Так, редкие в  данный момент виды при изменившихся условиях могут оказаться в выигрышном положении и стать многочисленными, и наоборот. Таким образом, за счет видового разнообразия сообщество обеспечивает себе как бы резерв выживаемости на случай неожиданных изменений условий  жизни. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Круговороты вещества  и энергии.

     Главная функция биосферы заключается в  обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в  циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

     Экосистемы - это сообщества организмов, связанные  с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления  в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. В  любом конкретном местообитании  запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания  жизнедеятельности населяющих его  организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат  биогенных элементов в среду  происходит как в течение жизни  организмов (в результате дыхания, экскреции, дефекации), так и после их смерти, в результате разложения трупов и  растительных остатков. Таким образом, сообщество обретает с неорганической средой определенную систему, в которой  поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.