2.Нейтрализм

      Нейтрализм⁷ - тип биотической связи, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно.

      Например, белки и лось в одном лесу не контактируют друг с другом.

3.Антибиоз

      Антибиоз - тип биотической связи, когда обе взаимодействующие популяции(или одна из них) испытывают отрицательное влияние друг друга.

      Антибиоз подразделяется на аменсализм, хищничество, конкуренцию и паразитизм.

      Аменсализм⁸ - форма антибиоза, при которой один из совместно обитающих видов угнетает другой, не получая от этого ни вреда, ни пользы.

      Пример: светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затемнения, в то время как сами на дерево никак не влияют.

      Хищничество⁹ - тип антибиоза, при котором представители одного вида питаются представителями другого вида. Хищничество широко распространено в природе как среди животных, так и среди растений. Примеры: насекомоядные растения; лев, поедающий антилопу и т.д.

      Кокуренция - тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же обычно ограниченных ресурсов. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.

            Внутривидовая кокуренция¹⁰ - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегулирования популяции. Примеры: птицы одного вида конкурируют из-за места гнездования. Самцы многих видов млекопитающих (например, оленей) в период размножения вступают друг с другом в борьбу за возможность обзавестись семьей.

            Межвидовая кокуренция¹¹ - соперничество за одни и те же ресурсы, происходящее между особями разных видов. Примеры межвидовой кокуренции многочисленны. И волки, и лисы охотятся на зайцев. Поэтому между этими хищниками возникает конкуренция за пищу. Это не значит, что они непосредственно вступают в борьбу друг с другом, но успех одного означает неуспех другого.

      Паразитизм¹² - форма антибиоза, когда представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания.

      Например, миноги нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Многие рыбы погибают от нанесенных ею многочисленных ран.

      Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в сообществе, определяя его устойчивость.

8. Трофические связи  возникают, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности. И стрекозы, ловящие на лету других насекомых, и жуки‑навозники, питающиеся пометом крупных копытных, и пчелы, собирающие нектар растений, вступают в прямую трофическую связь с видами, предоставляющими им пищу. В случае конкуренции двух видов из‑за объектов питания между ними возникает косвенная трофическая связь, так как деятельность одного отражается на снабжении кормом другого. Любое воздействие одного вида на поедаемость другого или доступность для него пищи следует расценивать как косвенную трофическую связь между ними. Например, гусеницы бабочек‑монашенок, объедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям.

Трофические связи являются главными в сообществах. Именно они объединяют живущие вместе виды, поскольку каждый из них может обитать лишь там, где имеются необходимые ему пищевые ресурсы. Любой вид не только приспособлен к определенным источникам питания, но и сам служит пищевым ресурсом для других. Пищевые взаимосвязи создают в природе трофическую сеть, распространяющуюся в конечном счете на все виды в биосфере. Образ этой трофической сети можно воссоздать, поставив в центр любой вид и соединив его стрелками со всеми другими, которые находятся с ним в прямых или косвенных пищевых отношениях (рис. 88), и затем продолжать эту процедуру для каждого вовлеченного в схему вида. В результате будет охвачена вся живая природа, от китов до бактерий. Как показали исследования академика А. М. Уголева, существует «чрезвычайное единообразие свойств ассимиляционных систем на молекулярном и надмолекулярном уровне у всех организмов биосферы», позволяющее им получать энергетические ресурсы друг от друга. Он утверждает, что за бесконечным разнообразием типов питания стоят общие фундаментальные процессы образующих единую систему трофических взаимодействий планетарного масштаба.

9. Экологическая пирамида - способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме.

Может быть трех типов:

1)    пирамида численности — отображает численность организмов на каждом трофическом уровне;

2)    Пирамида биомассы — отражает биомассу каждого трофического уровня;

3)    Пирамида энергии — показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течении определенного промежутка времени

Экосистемы очень разнообразны по относительной ско­рости создания и расходования как чистой первичной про­дукции, так и чистой вторичной продукции на каждом тро­фическом уровне. Однако всем без исключения экосистемам свойственны определенные соотношения первичной и вто­ричной продукции. Всегда количество растительного веще­ства, служащего основой цепи питания, в несколько раз (око­ло 10 раз) больше, чем общая масса растительноядных жи­вотных, а масса каждого последующего звена пищевой цепи, соответственно, пропорционально изменяется.

Прогрессивное снижение ассимилированной энергии в ряду трофических уровней находит отражение в структуре экологических пирамид.

Снижение количества доступной энергии на каждом пос­ледующем трофическом уровне сопровождается снижением биомассы и численности особей. Пирамиды биомассы и чис­ленности организмов для данного биоценоза повторяют в общих чертах конфигурацию пирамиды продуктивности.

Графически экологическую пирамиду изображают в виде нескольких прямоугольников одинаковой высоты, но разной длины. Длина прямоугольника уменьшается от нижнего к верхнему соответственно уменьшению продуктивности на пос­ледующих трофических уровнях. Нижний треугольник са­мый большой по длине и соответствует первому трофиче­скому уровню - продуцентам, второй - приблизительно в10 раз меньше и соответствует второму трофическому уров­ню — растительноядным животным, потребителям первого порядка и т.д.

Скорость создания органического вещества не определя­ет его суммарные запасы, т.е. общую массу организмов каж­дого трофического уровня. Наличная биомасса продуцентов и консументов в конкретных экосистемах зависит от того, как соотносятся между собой темпы накопления органиче­ского вещества на определенном трофическом уровне и пе­редачи его на вышестоящий, т.е. насколько сильно выедание образовавшихся запасов. Важную роль при этом имеет скорость воспроизведения основных генераций продуцентов и консументов.

В большинстве наземных экосистем, как уже говорилось, действует также правило биомасс, т.е. суммарная масса ра­стений оказывается больше, чем биомасса всех травоядных, а масса травоядных превышает массу всех хищников.

Следует различать количественно продуктивность, — а именно годовой прирост растительности — и биомассу. Раз­ница между первичной продукцией биоценоза и биомассой определяет масштабы выедания растительной массы. Даже для сообществ с преобладанием травянистых форм, ско­рость воспроизводства биомассы у которых достаточно ве­лика, животные используют до 70% годового прироста ра­стений.

В тех трофических цепях, где передача энергии осуще­ствляется через связи «хищник — жертва», часто наблюда­ются пирамиды численности особей: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьша­ется. Это связано еще и с тем, что хищники, как правило, крупнее своих жертв. Исключение из правил пирамиды чис­ленности составляют случаи, когда мелкие хищники живут за счет групповой охоты на крупных животных.

Все три правила пирамиды — продуктивности, биомассы и численности - выражают энергетические отношения в экосистемах. При этом пирамида продуктивности имеет уни­версальный характер, а пирамиды биомассы и численности проявляются в сообществах с определенной трофической структурой.

Первые два типа пирамид имеют ряд существенных недостатков. Построение пирамиды численности может быть затрудненно в том случае, если разброс численности организмов разных уровней оказывается чрезвычайно велик. (Например, 500 тысячам злаков в основании пирамиды может соответствовать один конечный хищник.) Кроме того, пирамида может оказаться перевернутой ( в том случае, если продуцент очень крупный, или в том случае, если большое число паразитов питаются на немногочисленных консументах). Пирамида биомасс отражает состояние экосистемы на момент отбора пробы и, следовательно, показывает соотношение биомассы в данный момент и не отображает продуктивность каждого трофического уровня (т.е.его способность образовывать биомассу в течение определенного промежутка времени). Поэтому в том случае, когда число продуцентов входят быстрорастущие виды, пирамида биомасс так же может оказаться перевернутой. Этих недостатков лишена пирамида энергии. Она позволяет сравнить продуктивность различных трофических уровней, поскольку учитывает разницу в энергетической ценности различных веществ (например, 1 г.жира дает почти в два раза больше энергии, чем 1 г.глюкозы). поэтому пирамида энергии всегда суживается кверху и никогда не бывает перевернутой.

10. Экосистемы, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находятся в состоянии динамики. Эта динамика может относиться как к отдельным звеньям экосистем, так и к системе в целом. Динамика связана с адаптациями к внешним факторами к факторам, которые создает и сама экосистема.

Суточный тип динамики связан с изменениями в фотосинтезе и испарении воды растениями, с поведением животных. Экосистемы меняются и в многолетнем ряду. Периодически повторяющаяся динамика – циклические изменения, или флуктуации, а направленная динамика – поступательная, развитие экосистем.

Сукцессия – смена биоценозов и экосистем в целом.

1. Первичная сукцессия – развитие происходит на безжизненном субстрате (заброшенные песчаные карьеры). Сукцессионные ряды заканчиваются относительно мало изменяющимися экосистемами. Их называют климаксными Характерные закономерности сукцессии в том, что каждой присущ набор видов, характерных для данного региона наиболее приспособленных к определенной стадии развития сукцессионного ряда. Различными являются и завершающие сообщества. Видовой состав климаксных сообществ может существенно различаться. Общее – экосистемы объединяет сходство видов-эдификаторов.

Прежде чем сформируется климаксное сообщество (экосистема), ему предшествует ряд промежуточных стадий. В одном и том же районе может сформироваться несколько завершающих экосистем (теорияполиклимакса). Например, в лесной зоне в качестве климаксных рассматривают луговые экосистемы. Сторонники теории моноклимакса (одно сообщество) считают, что луга в лесной зоне долго существуют только в результате их использования (скашивания). При прекращении существующая экосистема создает неблагоприятные условия для обитающих. На смену им придут лесные сообщества. Сукцессионные смены связывают с истощением почвы и вымиранием в ней организмов (почвоутомление). Вместе с природными факторами причиной динамики экосистем выступает человек. Им разрушено много коренных экосистем. К сменам экосистем, например, относят такие виды деятельности человека, как осушение болот, чрезмерные вырубки леса и т. п.

Антропогенные воздействия ведут к упрощению экосистем, дигрессиям.

2. Вторичные сукцессии отличаются от первичных тем, что начинаются не с нулевых значений, а возникают на месте разрушенных или нарушенных экосистем (после вырубок лесов, пожаров). Основное отличие этих сукцессий: – протекают быстрее первичных, так как начинаются с промежуточных стадий (трав, кустарников) на фоне более богатых почв.

11. 

Изучение экологии растений и животных показало, что каждый вид при определенных условиях чувствует себя особенно хорошо, нормально растет и размножается. Эти условия называют экологическим оптимумом. Следует, однако, помнить, что оптимальные условия бывают неодинаковы не только для разных видов, но, например, для взрослых животных и их детенышей. Так, взрослые хищные звери питаются мясом, а их маленькие детеныши — только материнским молоком.

Одни виды могут достаточно безболезненно переносить колебания экологических факторов, например высокие и низкие температуры, сильно отклоняющиеся от оптимальных. В борьбе за существование такие растения и животные часто имеют преимущества. Но многие виды могут нормально жить лишь в строго определенных условиях и с трудом переносят их изменения или вовсе не мирятся с ними. Таковы, например, большинство обитателей тропических стран (колибри, попугаи, орхидеи, бананы, пальмы) или суровых ландшафтов Арктики и Антарктики (белые медведи, моржи, пингвины).

Характер реакций животных и растений на воздействие одинаковых факторов среды глубоко различен. Большинство животных благодаря своей подвижности и высокоразвитым формам поведения способны активно избегать неблагоприятного действия внешних условий, могут самостоятельно находить наиболее подходящие для себя места обитания. Растения же этих возможностей лишены, и поэтому их приспособления к среде ограничиваются особенностями анатомии, физиологии и т. п.

Особенно важное значение для растений и животных имеют климатические факторы — свет, температура, осадки и пр. Зеленым растениям необходим солнечный свет. Ведь только благодаря энергии солнечных лучей осуществляется в растении фотосинтез. Разным видам растений нужно различное количество света. Светолюбивые растения предпочитают открытые участки, а в лесу — верхние его ярусы и прогалины между деревьями, тогда как теневыносливые могут нормально существовать только под пологом других растений. Смена дня и ночи привела к разделению животных на дневных и ночных, причем многие из них настолько приспособились к активной жизни в определенные часы суток, что не могут передвигаться и добывать пищу в другое время. Значение фактора света сказывается и в том, что разные виды дневных птиц пробуждаются по утрам только тогда, когда освещенность достигнет необходимой для них яркости. Поэтому птицы подают голоса в строгой последовательности: сперва дрозды, потом кукушка, соловей, зяблик и, наконец, гнездящиеся в дуплах большая синица и воробей (см. ст. «Биологические часы»).

Исключительно важную роль в жизни всех организмов играет температура, среды обитания. К ней особенно чувствительны так называемые «холоднокровные» животные и те, которые плохо переносят колебания теплового режима. Температура тела «холоднокровных» животных — всех беспозвоночных и низших позвоночных — зависит в основном от температуры воздуха или воды и изменяется вслед за нею. Поэтому «холоднокровных» правильнее называть пойкилотермными, т. е. животными с переменной температурой. Поскольку для нормального обмена веществ и осуществления всех физиологических процессов в организме животного нужна достаточно высокая температура, наземные «холоднокровные» животные избирают более нагретые участки или греются на солнце. У ящериц под действием солнечных лучей температура тела даже при холодном воздухе может быстро повыситься до 28 — 37°, так что они на какое-то время становятся «теплокровными». Температура тела у них резко повышается и во время движения. Даже у рыб, когда они быстро плывут, температура тела может подняться до 37°, намного превысив температуру воды.

У «теплокровных» животных — птиц и млекопитающих — температура тела устойчивая. Она почти не зависит от теплового режима среды, так как их организм сам вырабатывает необходимое ему тепло и регулирует его расход. Поэтому даже при сильном морозе (—35 —40°) температура тела песца или полярного волка +38 — 40°, а разница между температурами тела и воздуха может составлять 70° и больше. Точно так же звери и птицы могут регулировать температуру своего тела и в жаркую погоду. Подобные приспособления дают им большие преимущества в борьбе за существование, позволяя обитать в очень суровых условиях. Однако многие виды млекопитающих и птиц, например тропические и полярные, могут жить только при строго определенном температурном режиме и поэтому распространены в ограниченных географических областях земного шара.

Температурные условия среды не менее важны и для растений. Рост и развитие каждого их вида возможны лишь при определенном тепловом режиме. От температуры зависят фотосинтез, транспирация и другие физиологические процессы, а также обмен веществ внутри растения. Для растений важно не только общее количество тепла, но и распределение его во времени. Семенам многих видов растений для нормального развития нужен период воздействия сравнительно низких температур, которые для взрослых растений неблагоприятны. Не одинаковы потребности в тепловом режиме и в разные периоды развития растений, не говоря о коренных различиях между теплолюбивыми и холодостойкими видами. Лиственницы в сибирской тайге переносят самые суровые зимы, хотя промерзают насквозь. Кактусы в пустынях Северной Америки выдерживают нагревание до 60—65°.

Растения не только испытывают на себе действие температурных условий и вынуждены к ним приспосабливаться, но и сами их изменяют. Конечно, дерево, даже большое, оказывает незначительное влияние на окружающее пространство. Иное дело растительное сообщество, особенно лесное насаждение. Под его пологом и температура, и ветер, и все остальные элементы климата резко отличаются от господствующих по соседству, за пределами лесной опушки. Летом в густом лесу прохладнее и более влажно, зимой заметно теплее, чем в поле или на лугу. Каждому растительному сообществу свойствен свой, характерный для него микроклимат. Он исключительно важен не только для самих растений, но и для обитающих здесь животных, которые находят в лесу, кустарниках и густой траве защиту от палящего солнца, дождя, сильного ветра, бурана, метели.

В средних и северных широтах огромное значение в жизни растений и животных имеет снег, на долгие месяцы сплошь покрывающий землю. Из-за слабой теплопроводности снежный покров хорошо защищает скрытую под ним растительность и животных от сильных морозов. Только благодаря защите снега зимой не вымерзают многие растения, в том числе озимые хлебные злаки, а некоторые не перестают развиваться. Под снегом продолжают свою обычную жизнь мыши, полевки, кроты и самые мелкие наши зверьки — прожорливые землеройки. Зато в суровые малоснежные зимы они в массе погибают от холода и голода. В толще снега прячутся от морозов и ночуют рябчики, белые куропатки, тетерева, глухари. В снегу устраивают свои лежки зайцы, лисицы, волки, косули, лоси. Даже берлоги бурых медведей сверху заваливает толстый слой снега, так что звери спят в теплой и сухой подснежной пещере. Но рыхлый снег затрудняет передвижение зверей. Особенно туго приходится тем из них, у которых при большом весе тела узкие, изящные лапы или копыта, — мелким лесным кошкам, косулям, зайцам-русакам. Недаром у животных, издавна обитающих в районах с глубоким снежным покровом, — зайца-беляка, рыси, песца, соболя — в процессе эволюции выработались специальные приспособления, облегчающие передвижение по рыхлому снегу. Их широкие, обросшие длинной и жесткой шерстью лапы напоминают лыжи-снегоступы.

Исключительно велика в жизни растений и животных роль влаги. Без нее невозможно их существование. У растений имеются специальные приспособления для извлечения влаги из окружающей среды и удаления ее избытка из организма, связанные с особенностями мест произрастания видов. Обитатели засушливых мест — ксерофиты (кактусы и др.) способны накапливать воду в тканях и крайне экономно ее расходовать. Напротив, растения-гигрофиты, приспособленные к существованию во влажных местах, усиленно испаряют влагу. У некоторых гигрофитов (например, у комнатного растения филодендрона) излишняя вода удаляется путем обильного выделения капель.

Растения находятся в глубокой зависимости от почвы, откуда черпают влагу и питательные вещества. Они чутко реагируют на различия физических и химических свойств почвы и их изменения. Многие виды растений специально приспособлены к произрастанию на определенных типах почв и встречаются только на них. Вместе с тем растения играют очень важную роль в образовании и развитии почв, обогащая их органическими веществами. В этих процессах велико также значение микроорганизмов, дождевых червей, многих других беспозвоночных животных и роющих зверьков.