Організмовий рівень функціонування екосистеми

Організмовий  рівень функціонування екосистеми 

П Л А Н :

1. Вступ
2. Структурно-функціональні зв’язки між основними рівнями організації живого.
3. Абіотичні екологічні чинники середовища.
4. Біотичні і антропогенні чинники середовища.
5. Популяційний рівень організації біологічних видів.
6. Екологія біоценозу.
7. Висновки. 
   

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Л І Т Е Р А  Т У Р А :

1. Голубець М.А., Екосистемологія.- Л.:Поллі,2000.
2. Мягченко О. П., Основи екології. Підручник.-К.:Центр учбової літератури,2010.
3. Корсак К. В., Плахотнік О. В., Основи екології.-К.:МАУП,2000.
4. Джигирей B. C., Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навч. посіб. — 2-ге вид., стер. — К.: Т-во «Знання». КОО, 2002.
5. Запольський А. К., Салюк А. І., Основи екології: Підручник – 3-тє вид., стер.-К.: Вища шк., 2005.
6. Кучерявий В. П., Екологія.-Л.: Світ, 2001.
7. Федоренко О. І., Бондар О. І., Кудін А. В., Основи екології: Підручник.-К.: Знання, 2006.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ

   Питання про сутність життя цікавило людство впродовж усього його розвитку, однак остаточної відповіді на нього немає і досі. Більшість       учених вважає життя особливою формою існування матерії, яка                                       відрізняється від неживої природи особливостями будови                                      та функціонуванням, що в біології має назву життєдіяльність. 
   Живі організми - це цілісні біологічні системи, здатні до саморегуляції та самовідтворення. У їхньому хімічному складі переважають органічні сполуки: білки, ліпіди, вуглеводи, нуклеїнові кислоти тощо. їх утворюють, насамперед чотири хімічні елементи: Карбон, Гідроген, Оксиген і Нітроген. Термін існування органічних сполук, які входять до складу живих істот, обмежений. Тому біологічні системи постійно самооновлюються: замість хімічних сполук і структур, термін існування яких вичерпаний, утворюються нові. 
   Кожна біологічна система здатна й до саморегуляції, тобто до регулювання власних життєвих функцій та підтримання сталості свого внутрішнього середовища. Завдяки цьому живі організми мають змогу пристосовуватись до змін у навколишньому середовищі та відповідати на них зміною інтенсивності власних процесів життєдіяльності. 
   Необхідною умовою існування живих істот є обмін речовин. Як відкрита система живий організм одержує погрібні йому сполуки з навколишнього середовища, виводячи туди кінцеві продукти свого обміну речовин. Обмін речовин тісно пов'язаний з перетворенням енергії: під час утворення складних сполук з простіших енергія витрачається, а при їхньому розщепленні - вивільняється. Оскільки функціонування жодної живої істоти неможливе без витрат енергії, необхідне постійне її надходження з довкілля.   

   Лише зелені рослини та деякі прокаріоти і найпростіші,                             здатні до фотосинтезу, засвоюють енергію світла. Більшість                                         організмів дістають необхідну їм енергію разом із їжею. 
   Важлива властивість живих організмів — спроможність до самовідтворення. Оскільки життя окремого організму як біологічної системи обмежене певним терміном, існування кожного виду загалом забезпечується розмноженням окремих особин.

   Відомо, що серед організмів є одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні. Існують і неклітинні форми життя - віруси. Клітини багатоклітинних організмів диференціюються і можуть утворювати тканини, органи та системи органів. Особини одного виду об'єднуються в популяції, а з популяцій різних видів формуються багатовидові угруповання -біоценози, біогеоценози тощо. Отже, зрозуміло, що жива матерія може перебувати на різних рівнях організації. 
 
 
 
 

Структурно-функціональні  зв’язки між основними рівнями організації живого

 Є чимало визначень екосистеми. А. Тенслі дав її такий первинний опис: "Рослинне угруповання, трактоване як система, що включає не лише рослини, які його утворюють, але й тварин, існування яких пов'язане з наявністю цих рослин, а також усі фізичні і хімічні компоненти безпосереднього оточення чи проживання, які разом утворюють замкнену (самостійну) цілісність. Таку систему можна назвати екотопом (місцем) природного середовища, свого роду житлом (ойкос) для організмів, що його населяють".

 П.Дювинье  визначає екосистему як "функціональну  систему, що включає в себе угруповання  живих істот та їх середовище існування, Р.Дажо - як більш-менш стійку систему, яка складається з біоценозу  та екотопу - двох нероздільних елементів, що впливають один на одного".

 Ю.Одум біосферу (у визначенні В.І.Вернадського) та екосферу вважав синонімами, підкреслюючи, що "найбільша і найближча до ідеалу в розумінні "самозабезпечення" біологічна система, яку ми знаємо, - це біосфера або екосфера; вона включає  всі живі організми Землі, які  знаходяться у взаємодії з  їх фізичним середовищем як єдине  ціле, що підтримує цю систему в  стані стійкої рівноваги, одержуючи  потік енергії від Сонця, її джерела, і перевипромінюючи цю енергію в  космічний простір."

 Згідно  з М.Ф.Реймерсом та О.В.Яблоковим "екологічна система - це будь-яке  угруповання живих істот і  середовище його існування, поєднані в  одне функціональне ціле завдяки  взаємозалежності і причинно-наслідковим  зв'язкам, що існують між окремими екологічними компонентами". Це також "інформаційно саморозвиткова, термодинамічно відкрита сукупність біотичних компонентів  та абіотичних джерел речовини й енергії, єдність і функціональний зв'язок котрих у межах характерної для  певної ділянки біосфери часу і простору забезпечують перевищення на цій  ділянці внутрішніх закономірних переміщень речовини, енергії та інформації над  зовнішнім обміном (у тому числі  між сусідніми аналогічними сукупностями) і на основі цього невизначено  тривалу саморегуляцію та розвиток цілого під керівним впливом біотичних  і біогенних складових."

 Згідно  з сучасними уявленнями більш-менш повний обсяг поняття "екосистема" повинен би включати такі характеристики: - "це природна чи створена людиною функціональна система всієї сукупності живих істот, пов'язаних між собою трофічними та іншими зв'язками, і певного відносно однорідного фізичного (наземного, ґрунтового чи водного) середовища, які взаємодіють між собою таким чином, що потік енергії, який проходить через цю систему, сприяє створенню відповідної трофічної структури та харчових ланцюгів, підтриманню видової різноманітності, біотичного кругообігу (речовинного обміну між живими і неживими компонентами, біоценозом і біотопом) та накопиченню вільної енергії: це - термодинамічно відкрита (джерело енергії - Сонце знаходиться за межами екосистеми), взаємопов'язана із сусідніми екосистемами (між ними фітофаги) відбувається постійний, міжекосистемний речовинно-енергетичний обмін, (який забезпечує цілісність плівки життя й біосфери), відносно стійка до зовнішніх збурень, стабільна в часі, в природному стані самоорганізована і саморегульована (кібернетична), жива (біотична, організована живою речовиною, за В.І.Вернадським), неентропійна (величина її ентропії завжди менша від ентропії абіотичного довкілля) система; це - будь-яких розмірів система, будова і рівень організованості якої забезпечують її тривале самопідтримання, матеріально-енергетичну трансформацію та біотичний кругообіг (функціонування штучних екосистем, як правило, вимушена підтримувати людина)".

 Визначаючись  з формами організації живої  речовини у біосфері (частиною якої є і людська популяція) треба  розглянути рівні цієї організації. Зокрема не викликає заперечень твердження про те, що: "На Землі нема форми  живої речовини, яка існувала б  поза межами організмової організації. Безмежна різноманітність живих  істот на планеті належить до одного основного, універсального, відносно самостійного, стійкого і первинного рівня організації - організмового".

 Другим  основним рівнем організації живого вважається популяційний. Популяція є елементарною одиницею еволюції та основною формою існування виду. Вона характеризується не лише певною будовою, але й здатністю до саморегуляції чисельності, фенотипічною і генотипічною структурою, рівнем стабільності та еволюційної пластичності. Усі найістотніші первинні процеси еволюційних перетворень, які відбуваються в популяції, визначаються її взаємодією з природним середовищем. Таким чином, популяція - це універсальна, цілісна, територіальна, часова, динамічна, самостійна структурно-функціональна система. Вона має всі без винятку біотичні властивості виду.

 Уявлення  біологів просторової суті популяції  дуже наближає нас до географічних основ екології. І. І. Шмальгаузен (1968) писав: "Різноманітні органічні форми, які виділилися як самостійні види, неминуче контактують між собою в одному і тому ж просторі, і це зумовлює розподіл сфер впливу - захоплення найрізноманітніших екологічних ніш і спільне існування різних видів у певних біотопах. Таким чином виникають складніші синтетичні біотичні системи - біоценози. Основним фактором, який підтримує цілісність біоценозу, тобто інтеграційним фактором, є тут, головним чином, харчові відносини." Згідно з цим нема жодних причин "виключати" людину з біоценотичних екологічних ніш, в які людство "включають" саме харчові відносини.

 Усе розмаїття живих систем на нашій  планеті зводиться до трьох основних рівнів організації - організмового, популяційного та екосистемного. Їм підпорядковані всі відомі в науці ступені організації та рівні дослідження живих структур.

 

 

  

 Організмовий рівень організації характеризується великою кількістю функцій, але із загальноекологічних позицій найважливішою з них є розмноження і насичення простору живою речовиною, відтворення життєвого субстрату, постійний процес синтезу й деструкції, розгортання біотичного кругообігу та ускладнення біосфери. До підпорядкованих систем цього рівня, чи ступенів його організації, належать доклітинні, одноклітинні і багатоклітинні організми, системи, які є структурними блоками високоорганізованих багатоклітинних істот (макромолекулярна, органельна, клітинна, тканинна, органна) або їх функціональні системи (кровоносна, нервова, травна, видільна, ендокринна, опорна, рухова та інші.

 Основна функція популяційного рівня організації - це формування в певному ареалі (зайнятому однією популяцією) такого населення виду, яке за структурою та життєвими особливостями найбільше відповідає середовищу його існування; іншими словами, - це припасовування популяції до біотичних та абіотичних компонентів тих екосистем, у котрих вона є структурним блоком. Внутрішньопопуляційними ступенями організації є стада, родини, колонії, племена та інші сукупності організмів, поєднані певними структурно-функціональними зв'язками. Як бачимо, популяція Homo Sapiens за головними ознаками зовсім не відрізняється від популяцій інших видів.

 На екосистемному рівні організації реалізується третя найважливіша функція живих систем - безперервний обмін речовиною, енергією та інформацією між усіма живими її компонентами та середовищем їх існування. Кругообіг речовин і трансформація енергії в екосистемах будь-якої просторової чи функціональної складності здійснюється завдяки тісній взаємодії організмів різних трофічних груп між собою та з навколишнім середовищем.

 Доцільним тут буде наведення думки І.І.Мечникова  що до унікальності людини: "Члени  людського суспільства не можуть бути поділені на статеві особини  і на безстатеві, як у комах. Але  діяльнісне життя кожного індивідуума  має буди розділене на два періоди: на період розмноження і на період безплідний, причому останній має  бути присвячений праці, корисній для  суспільства. Головна відмінність  між суспільствами тварин і людей  зводиться до того, що особини, що входять  до складу суспільства тварин неповні, тоді як в людстві індивідуум досягає  вищого ступеня повноти". Виходячи з наведеного вислову зрозуміло, що самореалізація людської особини  у другому періоді її життя  здійснюється не на організмовому, а  на популяційному чи навіть екосистемному  рівні.

 Екосистеми - це ті універсальні утворення, в яких відбувається постійний функціональний зв'язок між живою і неживою природою, безперервний рух речовин за біогеохімічними циклами й постійне передавання енергії вздовж трофічних ланцюгів. Підпорядкованими системами цього рівня організації, його внутрішніми ступенями є консорції, біогеоценози, ландшафтні, провінційні, біомні, материкові, морські екосистеми, аж до біосфери включно. У системах описаних трьох рівнів організації - організмового, популяційного та екосистемного - відбуваються всі біохімічні, фізіологічні, біогеоценотичні, біофізичні, біогеохімічні та інші процеси, які характеризують саму суть життя, існування та еволюції біосфери. За межами біотичних систем цих рівнів життя не існує.

 Отже, будь-який організм може існувати в природі лише за умови його перебування у складі певної екосистеми, займаючи в ній певну екологічну нішу, завойовану в боротьбі за існування, виконуючи певну роботу в цілісній системі трансформації речовин та енергії й знаходячись у тісних функціональних зв'язках з іншими компонентами цієї системи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Абіотичні екологічні чинники  середовища

   Абіотичні чинники середовища (гр. а - заперечення, bios - життя) – сукупність факторів неживої природи, що впливають на організм.