Рассмотрите рисунки 133-136. Из каких компонентов состоят сообщества организмов? Какие связи поддерживают их существование?
Организмы связаны между собой и с окружающей их абиотической средой. Существование на однородной территории организмов различных видов обусловлено их одинаковыми потребностями в условиях среды. Такие совместно проживающие и взаимодействующие популяции растений, животных, микроорганизмов и грибов образуют сообщество, или биоценоз.
Биоценоз - сообщество организмов. Биоценоз (от греч. bios - жизнь и koinos - общий), или сообщество организмов, - исторически сложившаяся совокупность обитающих на одной территории популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов. Биоценозы складываются из готовых частей. Части биоценоза взаимозаменяемые, т.е. один вид может занять место другого со сходной экологической нишей. Организмы в биоценозе существуют благодаря уравновешиванию противоположно действующих сил (хищники и жертвы, паразиты и хозяева) и регуляции численности организмов одних видов другими.
Биоценозы бывают разными по величине и обилию особей в них, а также по занимаемым площадям. Живое население трухлявого пня, упавшего дерева, лесной поляны, осокового болота, смешанного леса, пресного водоема - все это биоценозы. Принципиальных различий между биоценозами разных уровней нет. Более мелкие сообщества входят в состав более крупных. Так, все обитатели мохового покрова на стволе дерева входят в состав более объемного биоценоза, включающего организмы, живущие под корой дерева, в его древесине и на ветвях. Биоценоз дерева, в свою очередь, входит в состав биоценоза леса (рис. 133), а он служит составной частью растительности данной климатической зоны.
Рис. 133. Биоценоз соснового леса
Размеры биоценоза определяются условиями его абиотической среды - неживой природой. Помимо абиотической среды, для жизни биоценоза важна и биотическая среда - условия, созданные деятельностью составляющих сообщество растений, животных, микроорганизмов и грибов.
Фитоценоз (от греч. phyton - растение), или вся совокупность образующих сообщество растений, выступает в биоценозе главным средообразующим фактором. Деревья и кустарники создают особый микроклимат: уменьшают силу ветра, образуют тень, снижают перепады температуры и влажности. Велика роль растений в сообществе и как источника пищи для растительноядных насекомых, птиц и зверей. Растения выделяют в воздух кислород, необходимый для дыхания большинства организмов, образуют листовой опад, который разлагается грибами и микроорганизмами, что приводит к накоплению в почве минеральных веществ и повышает ее плодородие.
Зооценоз (от греч. 200П - животное), т.е. вся совокупность составляющих сообщество животных, оказывает существенное влияние на растения. Растительноядные насекомые и их личинки, травоядные млекопитающие, некоторые птицы, поедая части растений, регулируют их рост. Насекомые-опылители переносят пыльцу растений, а птицы и мелкие млекопитающие распространяют семена и плоды. Помёт животных служит удобрением для почвы, что положительно сказывается на росте растений и грибов.
Микробоценоз (от греч. mikros - маленький), т.е. вся совокупность образующих сообщество микроорганизмов, тесно связана как с растениями, так с животными. Паразитические бактерии, живущие на поверхности и внутри тел организмов, оказывают отрицательное на них воздействие, вызывая заболевания и приводя к гибели. Бактерии-симбионты положительно влияют на организмы, помогая, например, растительноядным млекопитающим, переваривать грубую растительную пищу. Бактерии-сапротрофы и плесневые грибы разлагают тела погибших организмов, обеспечивая тем самым круговорот веществ в биоценозе.
Структуры биоценоза. Различают следующие структуры биоценозов: видовую, пространственную и трофическую (пищевую).
Видовая структура - видовое разнообразие биоценоза и соотношение образующих его видов по численности и плотности популяций.
Существуют сообщества богатые и бедные видами организмов. В областях земного шара, где условия абиотической среды имеют оптимальные для организмов значения, биоценозы отличаются большим видовым разнообразием. Так, видовой состав сообщества влажного тропического леса или кораллового рифа насчитывает тысячи видов организмов. В неблагоприятных климатических условиях, а также в областях, сильно загрязненных промышленными отходами, видовой состав сообществ беднее. Например, в полярной тундре или в безводной пустыне обитает немногим более десятка видов.
Виды, преобладающие по численности, - виды-доминанты. Например, в ельнике-кисличнике такими видами являются ель и кислица, а в осоковом болоте - различные виды осок, камыш и тростник. Редкие и малочисленные виды служат резервом для замещения ви- дов-доминантов. Чем беднее видовой состав сообщества, тем больше численность отдельных видов. И наоборот, в богатых видами биоценозах все виды малочисленны. Так, в ельнике на площади в один гектар произрастает около ста деревьев, относящихся к одному виду - ель обыкновенная. Во влажном тропическом лесу на такой же площади можно найти сотню деревьев, но уже относящихся к разным видам.
Пространственная структура - распределение организмов, в основном растений, по ярусам. Ярусы образуют надземные вегетативные органы растений и их корневые системы. Ярусность связана с приспособлением организмов к наиболее полному использованию ресурсов среды. Помимо вертикальной ярусности, заметной в лесных сообществах (рис. 134), существует горизонтальное распределение организмов - мозаичность. Последняя связана с неоднородностью микрорельефа, деятельностью животных и человека (выбросы почвы, вытаптывание травостоя, вырубка деревьев и др.).
Трофическая (от греч. trophe - пища, питание), или пищевая структура, - это пищевые цепи, состоящие из организмов, находящихся в пищевых связях друг с другом. Пищевые цепи образуют в сообществе сложные переплетения - пищевые сети, по которым передаются вещества и энергия (рис. 135).
Рис. 134. Пространственная структура сообщества — вертикальная ярусность в широколиственном лесу
Рис. 135. Пищевые (трофические) сети в биоценозе смешанного леса
Связи между организмами в биоценозе. Основу существования биоценоза составляют взаимные связи образующих его популяций видов: трофические, топические, форические и фабрические (рис. 136).
Рис. 136. Связи в биоценозе: 1 — (пищевые) белка питается семенами хвойных деревьев; 2 — (по месту обитания) дятел строит свое гнездо в дупле дерева; 3 — (транспортные) свиристели распространяют плоды рябины; 4 — (средообразующие) бобр строит плотину и хатку из стволов и ветвей деревьев
Трофические, или пищевые связи, - основные в биоценозе. Они проявляются в питании одних организмов другими, либо их мертвыми остатками или продуктами жизнедеятельности. Топические, или связи по месту обитания, возникают между организмами биоценоза в том случае, когда одни виды создают среду обитания для других. Например, дуплистые деревья служат убежищем для дятла, который строит в дуплах гнезда и выводит в них потомство. Форические, или транспортные связи, устанавливаются в биоценозе тогда, когда одни организмы принимают участие в распространении и расселении других. Так, свиристели и снегири, поедая плоды рябины и калины, участвуют в распространении семян этих растений. Фабрические, или средообразующие связи, проявляются в использовании одними организмами для сооружения своих гнезд и жилищ продуктов выделения, либо остатков других организмов. Например, бобры для строительства своих плотин и домиков-хаток - используют стволы и ветви деревьев.
Биоценоз (сообщество организмов); компоненты биоценоза: абиотическая и биотическая среды; фитоценоз, зооценоз, микробоценоз; структуры биоценоза: видовая, пространственная, трофическая (пищевая); вертикальная ярусностъ, мозаичность; виды-доминанты; связи в биоценозе: трофические (пищевые), топические (по месту обитания), форические (транспортные), фабрические ( средообразующие ).
1. Что такое биоценоз? Как складывается биоценоз и чем определяются его размеры? 2. Охарактеризуйте компоненты биоценоза. 3. Какие структуры различают в биоценозе? 4. Какие связи возникают между организмами в биоценозе? Приведите примеры таких связей.
Проведите наблюдения за распространенным в вашей местности биоценозом. Выясните его видовой состав. Представьте в виде рисунков и фотографий пространственную и трофическую структуры биоценоза. Установите существующие в биоценозе связи между организмами. Результаты наблюдений оформите в виде проектной работы.