Ciri-ciri ekologi petempatan. Struktur ekologi moden

Ekologi (dari bahasa Yunani. oikos - rumah dan logo- doktrin) - sains undang-undang interaksi organisma hidup dengan persekitaran mereka.

Pengasas ekologi dianggap sebagai ahli biologi Jerman E. Haeckel(1834-1919), yang buat pertama kalinya pada tahun 1866 menggunakan istilah tersebut "ekologi". Dia menulis: "Dengan ekologi, kami bermaksud sains am tentang hubungan antara organisma dan alam sekitar, di mana kami memasukkan semua" keadaan kewujudan "dalam erti kata yang luas. Ia sebahagiannya organik dan sebahagiannya bukan organik.”

Pada mulanya, sains ini adalah biologi, yang mengkaji populasi haiwan dan tumbuhan di habitatnya.

Ekologi mengkaji sistem pada tahap di atas organisma individu. Objek utama kajiannya ialah:

• penduduk - sekumpulan organisma yang tergolong dalam spesies yang sama atau serupa dan menduduki wilayah tertentu;
• , termasuk komuniti biotik (jumlah populasi dalam wilayah yang dipertimbangkan) dan habitat;
• - kawasan kehidupan di bumi.

Sehingga kini, ekologi telah melampaui skop biologi itu sendiri dan telah menjadi sains antara disiplin yang mengkaji yang paling kompleks. masalah interaksi manusia dengan alam sekitar. Ekologi telah melalui cara yang sukar dan panjang untuk memahami masalah "manusia - alam", bergantung pada penyelidikan dalam sistem "organisma - persekitaran".

Interaksi Manusia dengan Alam mempunyai kekhususannya yang tersendiri. Manusia dikurniakan akal, dan ini memberinya peluang untuk menyedari tempatnya dalam alam semula jadi dan tujuan di Bumi. Sejak awal perkembangan tamadun, Manusia telah memikirkan tentang peranannya dalam alam semula jadi. Menjadi sebahagian daripada alam semula jadi, manusia mencipta persekitaran yang istimewa, yang dipanggil tamadun manusia. Apabila ia berkembang, ia semakin bertentangan dengan alam semula jadi. Kini manusia telah pun menyedari bahawa eksploitasi alam semula jadi yang lebih lanjut boleh mengancam kewujudannya sendiri.

Kesegeraan masalah ini, yang disebabkan oleh kemerosotan keadaan ekologi pada skala global, telah menyebabkan "penghijauan"- kepada keperluan untuk mengambil kira undang-undang dan keperluan alam sekitar dalam semua sains dan dalam semua aktiviti manusia.

Ekologi pada masa ini dipanggil sains "rumah sendiri" seseorang - biosfera, ciri-cirinya, interaksi dan hubungan dengan seseorang, dan seseorang dengan seluruh masyarakat manusia.

Ekologi bukan sahaja disiplin bersepadu, di mana fenomena fizikal dan biologi dihubungkan, ia membentuk sejenis jambatan antara sains semula jadi dan sosial. Ia tidak tergolong dalam bilangan disiplin dengan struktur linear, i.e. tidak berkembang secara menegak - daripada mudah kepada kompleks - ia berkembang secara mendatar, meliputi pelbagai isu yang lebih luas daripada pelbagai disiplin.

Tidak ada satu pun sains yang mampu menyelesaikan semua masalah yang berkaitan dengan peningkatan interaksi antara masyarakat dan alam, kerana interaksi ini mempunyai aspek sosial, ekonomi, teknologi, geografi dan lain-lain. Hanya sains bersepadu (generalizing), iaitu ekologi moden, boleh menyelesaikan masalah ini.

Oleh itu, dari disiplin yang bergantung dalam kerangka biologi, ekologi telah bertukar menjadi sains antara disiplin yang kompleks - ekologi moden- dengan komponen ideologi yang jelas. Ekologi moden telah melampaui batas bukan sahaja biologi, tetapi secara umum. Idea dan prinsip ekologi moden adalah bersifat ideologi, jadi ekologi dikaitkan bukan sahaja dengan sains manusia dan budaya, tetapi juga dengan falsafah. Perubahan serius sedemikian membolehkan kita membuat kesimpulan bahawa, walaupun lebih daripada satu abad sejarah ekologi, ekologi moden ialah sains yang dinamik.

Matlamat dan objektif ekologi moden

Salah satu matlamat utama ekologi moden sebagai sains adalah untuk mengkaji undang-undang asas dan membangunkan teori interaksi rasional dalam sistem "manusia - masyarakat - alam", menganggap masyarakat manusia sebagai sebahagian daripada biosfera.

Matlamat utama ekologi moden pada tahap pembangunan masyarakat manusia ini - untuk membawa Umat Manusia keluar dari krisis ekologi global ke jalan pembangunan mampan, di mana kepuasan keperluan penting generasi sekarang akan dicapai tanpa menghalang generasi akan datang peluang sedemikian.

Untuk mencapai matlamat ini, sains alam sekitar perlu menyelesaikan beberapa masalah yang pelbagai dan kompleks, termasuk:

• membangunkan teori dan kaedah untuk menilai kemampanan sistem ekologi di semua peringkat;
• untuk mengkaji mekanisme pengawalseliaan bilangan populasi dan kepelbagaian biotik, peranan biota (flora dan fauna) sebagai pengawal selia kestabilan biosfera;
• mengkaji dan mencipta ramalan perubahan dalam biosfera di bawah pengaruh faktor semula jadi dan antropogenik;
• menilai keadaan dan dinamik sumber asli dan akibat alam sekitar daripada penggunaannya;
• membangunkan kaedah pengurusan kualiti alam sekitar;
• untuk membentuk pemahaman tentang masalah biosfera dan budaya ekologi masyarakat.

Mengelilingi kami persekitaran hidup bukanlah gabungan rawak dan rawak makhluk hidup. Ia adalah sistem yang stabil dan teratur yang telah dibangunkan dalam proses evolusi dunia organik. Mana-mana sistem boleh menerima pemodelan, i.e. adalah mungkin untuk meramalkan bagaimana sistem tertentu akan bertindak balas terhadap pengaruh luar. Pendekatan yang sistematik adalah asas untuk mengkaji masalah alam sekitar.

Struktur ekologi moden

Ekologi pada masa ini dibahagikan kepada beberapa cabang dan disiplin saintifik, kadangkala jauh daripada pemahaman asal ekologi sebagai sains biologi tentang hubungan organisma hidup dengan alam sekitar. Walau bagaimanapun, semua bidang ekologi moden adalah berdasarkan idea asas bioekologi, yang hari ini merupakan gabungan pelbagai bidang saintifik. Jadi, sebagai contoh, peruntukkan autekologi, menyiasat hubungan individu organisma individu dengan alam sekitar; ekologi penduduk berurusan dengan hubungan antara organisma yang tergolong dalam spesies yang sama dan tinggal di wilayah yang sama; sinekologi, yang mengkaji secara menyeluruh kumpulan, komuniti organisma dan hubungannya dalam sistem semula jadi (ekosistem).

Moden ekologi adalah kompleks disiplin saintifik. Asasnya ialah ekologi umum, yang mengkaji corak asas hubungan organisma dan keadaan persekitaran. Ekologi teori meneroka corak umum organisasi kehidupan, termasuk berkaitan dengan kesan antropogenik ke atas sistem semula jadi.

Ekologi gunaan mengkaji mekanisme pemusnahan biosfera oleh manusia dan cara-cara untuk mencegah proses ini, dan juga membangunkan prinsip untuk penggunaan rasional sumber semula jadi. Ekologi gunaan adalah berdasarkan sistem undang-undang, peraturan dan prinsip ekologi teori. Arahan saintifik berikut menonjol daripada ekologi gunaan.

Ekologi biosfera, yang mengkaji perubahan global yang berlaku di planet kita akibat daripada kesan aktiviti ekonomi manusia terhadap fenomena alam.

ekologi perindustrian, yang mengkaji kesan pelepasan daripada perusahaan terhadap alam sekitar dan kemungkinan mengurangkan kesan ini dengan menambah baik teknologi dan kemudahan rawatan.

ekologi pertanian, mengkaji cara mendapatkan hasil pertanian tanpa menghabiskan sumber tanah di samping memelihara alam sekitar.

Ekologi perubatan, yang mengkaji penyakit manusia yang berkaitan dengan pencemaran alam sekitar.

Geoekologi, yang mengkaji struktur dan mekanisme fungsi biosfera, sambungan dan kesalinghubungan proses biosfera dan geologi, peranan bahan hidup dalam tenaga dan evolusi biosfera, penyertaan faktor geologi dalam kemunculan dan evolusi kehidupan di bumi.

Ekologi matematik model proses ekologi, i.e. perubahan alam yang boleh berlaku apabila keadaan persekitaran berubah.

ekologi ekonomi membangunkan mekanisme ekonomi untuk pengurusan alam semula jadi yang rasional dan perlindungan alam sekitar.

ekologi undang-undang membangunkan sistem undang-undang yang bertujuan untuk melindungi alam semula jadi.

Ekologi kejuruteraan - bidang sains alam sekitar yang agak baru yang mengkaji interaksi antara teknologi dan alam semula jadi, corak pembentukan sistem semula jadi dan teknikal serantau dan tempatan dan cara mengurusnya untuk melindungi alam sekitar semula jadi dan memastikan keselamatan alam sekitar. Ia memastikan peralatan dan teknologi kemudahan industri mematuhi keperluan alam sekitar.

ekologi sosial timbul agak baru-baru ini. Hanya pada tahun 1986 persidangan pertama yang dikhaskan untuk masalah sains ini berlaku di Lvov. Sains "rumah", atau habitat masyarakat (manusia, masyarakat), mengkaji planet Bumi, serta ruang - sebagai persekitaran hidup masyarakat.

Ekologi manusia - sebahagian daripada ekologi sosial, yang menganggap interaksi seseorang sebagai makhluk biososial dengan dunia luar.

- salah satu cabang bebas baru ekologi manusia - sains kualiti hidup dan kesihatan.

Ekologi evolusi sintetik- disiplin saintifik baharu, termasuk bidang peribadi ekologi - am, bio-, geo- dan sosial.

Laluan sejarah ringkas perkembangan ekologi sebagai sains

Dalam sejarah perkembangan ekologi sebagai sains, tiga peringkat utama boleh dibezakan. Peringkat pertama - asal dan pembentukan ekologi sebagai sains (sehingga tahun 1960-an), apabila data mengenai hubungan organisma hidup dengan persekitaran mereka terkumpul, generalisasi saintifik pertama dibuat. Dalam tempoh yang sama, ahli biologi Perancis Lamarck dan paderi Inggeris Malthus buat pertama kalinya memberi amaran kepada manusia tentang kemungkinan akibat negatif kesan manusia terhadap alam semula jadi.

Fasa kedua - pendaftaran ekologi sebagai cabang ilmu bebas (selepas 1960-an hingga 1950-an). Permulaan peringkat ditandai dengan penerbitan karya saintis Rusia K.F. Pembaris, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, yang pertama kali mengesahkan beberapa prinsip dan konsep ekologi. Selepas penyelidikan C. Darwin dalam bidang evolusi dunia organik, ahli zoologi Jerman E. Haeckel adalah orang pertama yang memahami apa yang Darwin panggil "perjuangan untuk kewujudan", ialah bidang biologi bebas, dan memanggilnya ekologi(1866).

Sebagai sains bebas, ekologi akhirnya terbentuk pada awal abad ke-20. Dalam tempoh ini, saintis Amerika C. Adams mencipta ringkasan pertama ekologi, dan generalisasi penting lain telah diterbitkan. Ahli sains Rusia terbesar abad XX. DALAM DAN. Vernadsky mencipta asas doktrin biosfera.

Pada tahun 1930-an-1940-an, pada mulanya, ahli botani Inggeris A. Tensley (1935) mengemukakan konsep "ekosistem", dan sedikit kemudian V. Ya. Sukachev(1940) menyokong konsep yang dekat dengannya mengenai biogeocenosis.

Peringkat ketiga(1950-an - hingga kini) - transformasi ekologi kepada sains yang kompleks, termasuk sains melindungi alam sekitar manusia. Serentak dengan pembangunan asas teori ekologi, isu-isu terpakai yang berkaitan dengan ekologi juga telah diselesaikan.

Di negara kita, pada tahun 1960-an-1980-an, hampir setiap tahun kerajaan menerima pakai resolusi untuk memperkukuh perlindungan alam semula jadi; Tanah, air, hutan dan kod lain telah diterbitkan. Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh amalan permohonan mereka, mereka tidak memberikan keputusan yang diperlukan.

Hari ini Rusia sedang mengalami krisis ekologi: kira-kira 15% daripada wilayah itu sebenarnya adalah zon bencana ekologi; 85% daripada penduduk menghirup udara tercemar dengan ketara di atas MPC. Bilangan penyakit "disebabkan oleh alam sekitar" semakin meningkat. Berlaku degradasi dan pengurangan sumber asli.

Keadaan yang sama telah berkembang di negara lain di dunia. Persoalan tentang apa yang akan berlaku kepada manusia sekiranya berlaku kemerosotan sistem ekologi semula jadi dan kehilangan keupayaan biosfera untuk mengekalkan kitaran biokimia menjadi salah satu yang paling mendesak.

0

Peranan aktif organisma dalam interaksi mereka dengan alam sekitar telah dinyatakan di atas. Oleh itu, adalah perlu untuk mempertimbangkan ciri ekologi haiwan dan tumbuhan.

Faktor abiotik dan biotik yang bertindak secara bersatu pada organisma hidup dalam sebarang keadaan dicirikan oleh manifestasi semula jadi tertentu dalam pelbagai persekitaran kehidupan. Tetapi setiap spesies, sebagai keadaan alam hidup yang ditentukan secara kualitatif, dibezakan oleh keperluannya. sederhana. Pada masa yang sama, kumpulan spesies yang mempunyai persamaan ekologi dalam satu cara atau yang lain boleh dibezakan.

Ekologi mikroorganisma. Walaupun mikrob pada asasnya adalah tumbuhan, ia sangat unik dalam beberapa sifatnya sehingga ia biasanya dibezakan ke dalam kumpulan organisma khas, dan sains yang mengkajinya - mikrobiologi - telah lama diasingkan ke dalam disiplin biologi bebas.

Bakteria adalah tumbuhan yang paling kecil, tidak dapat dilihat dengan mata kasar, terdiri daripada satu atau lebih sel. Bakteria bukan achromatinobionts, "sitoda primitif" dalam pengertian Haeckel. Ciri khas bakteria, sebagai makhluk organik yang agak primitif, ialah kehadiran berterusan bahan nukleik dalam sel.

Saiz mikrob berkisar antara 100 hingga 2-5 mikron, manakala bagi virus ia dikira dalam milimikron (Peterson, 1953). Bentuk bakteria dibahagikan kepada tiga kumpulan utama: berbentuk batang - bacilli, sfera - cocci ("rantai" - streptokokus) dan berbentuk corkscrew - spirilla ("koma" - vibrios).

Bakteria terdapat dalam jumlah besar di udara, air, tanah, di permukaan dan di dalam organisma. Bilangan bakteria dalam media yang berbeza dicirikan oleh nombor berikut: udara 0.01 ind. / cm 3 air 10-20 juta / cm 3 tanah 100 ribu - 1 bilion / cm 3

Bakteria membiak melalui pembahagian. Di bawah keadaan suhu yang menggalakkan dan kehadiran makanan, pembahagian boleh berlaku setiap 0.5 jam. Hasil daripada perkembangan pembiakan sedemikian, satu salinan dalam sehari memberikan 115,000 bilion bakteria. Bakteria membiak sepantas makhluk hidup lain.

Bahan yang dihasilkan oleh bakteria boleh berbahaya (toksin) atau bermanfaat kepada manusia (enzim). Bakteriologi dan imunologi sedang membangunkan masalah untuk melindungi organisma daripada bakteria, dan beberapa industri (makanan, kulit, dll.) dan pertanian menggunakan aktiviti bakteria yang bermanfaat.

Peranan bakteria dalam kitaran bahan yang berlaku di alam adalah besar. Tumbuhan hijau, atau pengeluar, mensintesis daripada garam mineral (tanah dan air) dan karbon dioksida (udara, air), dengan penyertaan tenaga suria, bahan organik kompleks - protein, lemak dan karbohidrat. Pengguna, iaitu, pelbagai herbivor dan karnivor, menukar produk utama ini kepada produk perantaraan dan akhir. Selepas kematian tumbuhan dan haiwan, mayat mereka mengalami proses pereputan dan penapaian dengan penyertaan bakteria, atau pengurai.

Akibatnya, garam mineral dan gas terbentuk semula, yang, semasa penguraian organisma, kembali kepada sifat bukan organik. Oleh itu, bakteria adalah penghubung yang diperlukan dalam peredaran umum bahan, yang memungkinkan kewujudan dan perkembangan hidupan tumbuhan dan haiwan sebenar di Bumi. Kepentingan mikroorganisma sebagai faktor dalam produktiviti tumbuhan diketahui.

Kesuburan tanah bergantung bukan sahaja pada mineral, tetapi juga pada mikroflora, yang mengambil bahagian aktif dalam semua proses terpenting yang berlaku di dalam tanah dan mewujudkan keadaan yang baik untuk pemakanan tumbuhan. Mikroorganisma terlibat dalam penyediaan makanan untuk tumbuhan, dalam mewujudkan keadaan untuk asimilasi oleh tumbuhan, dan, akhirnya, terlibat secara langsung dalam membekalkan tumbuhan dengan nutrien.

Berat badan mikrob, terutamanya bakteria, jisim di lapisan permukaan 1 hektar tanah subur adalah kira-kira 5-7 tan, dan jika kita mengambil kira pembiakan dan pembaharuan berterusan populasi ini, maka semasa musim pertumbuhan beratnya akan mencecah puluhan tan sehektar (Samoilov, 1957).

Bakteria memainkan peranan yang besar dalam produktiviti biologi badan air. Ini telah ditubuhkan untuk Caspian Utara, yang penting dari segi memancing (Osnitskaya, 1954; Zhukova, 1955, dll.) Dan lembangan lain. sungai Stoke Volga dicerminkan dalam pengedaran, kelimpahan dan biojisim bakteria di laut. Di bahagian deltaik laut, bilangan bakteria mencapai 2-2.5 juta setiap 1 ml air, dan apabila ia bergerak ke laut terbuka, ia turun kepada 100-300 ribu setiap 1 ml. Biojisim bakteria: di kawasan delta Volga ialah 470-600 mg setiap 1 m 3.

Bilangan bakteria setiap 1 g tanah di Caspian Utara berkisar antara ratusan juta hingga beberapa bilion. Biojisim bakteria mencapai nilai terbesarnya di delta sungai Volga dan Ural, dan sejurus selepas banjir 1951 ia adalah 50-52 g/m2 bahagian bawah dalam lapisan setebal 1 cm.

Mengenai persoalan jenis dan hubungan mikrob dengan persekitaran dalam mikrobiologi, terdapat dua arah yang bertentangan: monomorfisme dan pleomorfisme.

Teori monomorfisme dan pleomorfisme menangani persoalan spesiasi dan kebolehubahan organisma secara berat sebelah dan idealistik. Penguasaan idea konservatif dalam mikrobiologi menghalang perkembangan sains ini. Walau bagaimanapun, sudah dari akhir abad yang lalu, bahan-bahan mula terkumpul pada kebolehubahan mikrob, yang memungkinkan untuk mengatasi berat sebelah konsep yang bertentangan ini.

L. Pasteur menunjukkan kemungkinan perubahan terarah dalam sifat mikroorganisma dan, atas dasar ini, membangunkan kaedah untuk menyediakan vaksin. N. F. Gamaleya pada tahun 1888 menemui kebolehubahan yang ketara dalam vibrio Mechnikov yang ditemui olehnya. Memberi perhatian besar kepada masalah kebolehubahan dan spesiasi, Gamaleya adalah antara yang pertama membuktikan kemungkinan perubahan satu spesies mikrob kepada yang lain. II Mechnikov mendapati kepentingan persatuan mikrob, simbiosis dan antagonisme mereka. Pada tahun 1909, beliau menulis: "Ia adalah dalam bidang mikrobiologi bahawa kemungkinan mengubah sifat bakteria dengan mengubah keadaan luaran telah terbukti, dan perubahan stabil yang dihantar melalui warisan dapat dicapai." Kenyataan yang sama terdapat dalam karya S. N. Vinogradsky, L. S. Tsenkovsky, D. I. Ivanovsky, V. L. Omelyansky dan ahli mikrobiologi domestik yang lain, tetapi hanya selepas kemenangan dalam biologi pandangan I. V. Michurin melakukan penstrukturan semula mikrobiologi yang tulen bermula pada asas materialistik dialektik.

Kerja yang dijalankan oleh ahli mikrobiologi dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah membolehkan untuk mengenal pasti beberapa keteraturan dan punca yang menentukan proses kebolehubahan dan spesiasi, dan untuk membuat beberapa kesimpulan umum mengenai masalah ini. Sangat penting dalam hal ini ialah persidangan mengenai kebolehubahan arah dan pemilihan mikroorganisma, yang diadakan oleh Akademi Sains Rusia pada akhir tahun 1951.

A. A. Imshenetsky (1952) dengan meyakinkan menunjukkan bahawa kegagalan mikrobiologi borjuasi lama dan moden adalah berakar umbi dalam meremehkan kepentingan undang-undang asas biologi. Bentuk baru mikrob telah dikaji secara morfologi, tetapi tiada perhatian diberikan kepada fisiologi mereka, keperluan mereka untuk keadaan hidup tertentu (yang terakhir kekal bersatu di makmal).

Keturunan dan kebolehubahan mikrob dicirikan oleh beberapa ciri yang membezakannya daripada tumbuhan yang lebih tinggi. Yang paling penting ialah yang berikut (menurut Imshenetsky):

1. Sebilangan besar mikroorganisma, termasuk bakteria dan kulat seperti yis dan acuan yang boleh dikatakan penting, tidak mempunyai proses seksual. Terdapat pembiakan vegetatif organisma di mana ia adalah mungkin untuk mengubah sifat menggunakan proses yang hampir dengan hibridisasi vegetatif.

2. Keturunan dalam mikroorganisma tidak kurang stabil berbanding tumbuhan yang lebih tinggi, dan kerana kebanyakan bakteria tidak mempunyai nukleus dan kromosom sepenuhnya, fakta ini dengan sendirinya merupakan ilustrasi yang sangat baik tentang kegagalan teori keturunan kromosom.

3. Kadar pembiakan yang luar biasa membolehkan pendedahan berganda

mengubah keadaan luaran pada sel muda dan memungkinkan untuk mendapatkan sejumlah besar generasi dalam masa yang singkat (penting untuk pemilihan).

4. Terdapat sentuhan yang sangat rapat antara sel-sel mikroorganisma dan persekitaran luaran. Oleh kerana saiz sel mikrob yang kecil, ia lebih terdedah kepada persekitaran luaran daripada organisma multiselular. Kebolehsuaian besar mikroorganisma telah membawa kepada kemunculan bentuk yang disesuaikan secara semula jadi kepada pelbagai faktor luaran.

Kebanyakan fakta kebolehubahan telah ditubuhkan dalam mikrob yang menyebabkan penyakit gastrousus pada manusia dan haiwan, kerana mikrob ini juga telah menjadi subjek kajian yang paling banyak (Muromtsev, 1952). Telah berulang kali ditunjukkan bahawa, sebagai contoh, sifat-sifat mikrob kepialu boleh berubah dengan begitu mendalam dalam air paip sehingga mikrob ini menjadi tidak dapat dibezakan daripada Escherichia coli atau agen pembentuk alkali, sesetengah strain malah memperoleh sifat-sifat yang membawanya melampaui enteric-typhoid. kumpulan.

Daripada kultur patogen wabak, mikrob diperolehi yang mempunyai semua sifat patogen tuberkulosis palsu dalam tikus. Pada masa yang sama, wabak dan mikrob pseudotuberculous adalah spesies bebas, berbeza dalam sifat morfologi, budaya dan enzim, dan persaingan interspesifik diperhatikan dalam hubungan antara mereka.

Kebolehubahan spesies mikrob disentri tidak dapat dinafikan ditunjukkan di bawah keadaan eksperimen oleh G. P. Kalina, yang menerima mikrob paratifoid.

Ramai penyelidik telah menerangkan peralihan bersama pneumococci, hemolitik dan streptokokus hijau dalam eksperimen dengan media buatan dan dalam eksperimen ke atas haiwan.

Seperti yang dinyatakan oleh V. D. Timakov (1953), apabila memupuk mikroorganisma kumpulan typhoid enterik dalam keadaan apabila sumber pemakanan mereka adalah produk pereputan bakteria lain yang berkaitan, adalah mungkin untuk mendapatkan kultur yang hampir sepenuhnya memiliki sifat-sifat kultur itu. produk pereputan yang ditanam. Penulis sampai pada kesimpulan bahawa "dalam dunia mikroorganisma, adalah mungkin untuk sengaja mengubah dan mencipta bentuk dan jenis bakteria baru yang berguna untuk manusia." S. N. Muromtsev (1952) menulis: "Adalah perlu untuk mengiktiraf sebagai tidak saintifik idea yang tersebar luas di kalangan ahli mikrobiologi bahawa jenis mikroorganisma yang sedia ada hanya timbul pada zaman purba yang paling dalam dan tidak timbul lagi dalam keadaan moden. Spesiasi dalam mikroorganisma juga berlaku dalam keadaan moden.

Seperti yang kita nyatakan di atas, kewujudan bakteria berkait rapat dengan tumbuhan dan haiwan. Secara semula jadi, anda tidak dapat mencari tempat di mana terdapat organisma lain, tetapi bakteria tidak akan hadir. Dalam mana-mana biocenosis, mikroorganisma sentiasa hadir sebagai unsur penting. Tetapi mungkin terdapat biotop di mana kewujudan haiwan dan tumbuhan adalah mustahil, dan bakteria adalah satu-satunya wakil makhluk hidup (contohnya, dalam zon hidrogen sulfida Laut Hitam).

Idea tentang kehidupan mikrob di kedalaman lautan disediakan oleh kajian terbaru di Lembangan Kuril-Kamchatka Lautan Pasifik (Kriss dan Biryuzova, 1955). Sampel telah diambil ke kedalaman 9000 m. Ternyata sebahagian besar mikrob heterotrofik diwakili oleh rod bukan berspora, kemudian oleh rod berspora dan cocci, serta yis; actinomycetes jarang berlaku. Pada kedalaman 0-250 m, lebih daripada 10,000 sel setiap 1 ml ditemui; dalam zon fotosintesis yang jelas - sehingga 100,000 sel; pada kedalaman 300-400 m - beribu-ribu dan ratusan sel dalam 1 ml, dan di tempat yang paling dalam - berpuluh-puluh sel. Biojisim mikroorganisma: 10-80 mg setiap 1 m 3 air dalam lapisan 0-25 m; 1-10 mg - sehingga kedalaman 300 m; di bawah 400 m - persepuluh dan perseratus, dan di kawasan berhampiran bawah - perseribu miligram. Berpuluh-puluh, beratus-ratus dan beribu-ribu, lebih jarang lebih daripada 10,000 sel setiap 1 g kelodak, ditemui di dalam tanah lautan. Pengagihan populasi mikrob di dalam tanah tidak bergantung pada kedalaman lautan dan, jelas, dikaitkan dengan pengedaran bahan organik yang boleh diasimilasikan di dalam tanah dan di dalam air di atasnya.

Evolusi mikrob pergi dan pergi ke arah yang berbeza dan dikaitkan dengan pendudukan semua kemungkinan habitat oleh mereka.

Ekologi tumbuhan. Tumbuhan adalah (bersama-sama dengan bakteria) salah satu daripada dua bahagian besar alam hidup. Botani moden membahagikan seluruh dunia tumbuhan kepada dua batang: tumbuhan yang lebih rendah (Sloevtsy) dan yang lebih tinggi (berdaun).

Wakil-wakil tumbuhan yang lebih rendah (bakteria, alga, kulat, lichen) dalam kebanyakan jenis utama kekal dalam persekitaran akuatik asal, di mana ramai telah mengekalkan ciri-ciri organisasi primitif hingga ke hari ini. Pada masa lalu, tumbuhan yang lebih rendah pada mulanya adalah satu-satunya, kemudian wakil utama dunia tumbuhan, tetapi kini mereka menduduki kedudukan bawahan berbanding dengan yang lebih tinggi.

Tumbuhan yang lebih tinggi (lumut, paku pakis, ekor kuda, lumut kelab, gimnosperma, angiosperma) diwakili oleh kira-kira 300,000 spesies. Kebanyakan mereka tinggal di darat (menggunakan udara dan tanah), bahagian yang lebih kecil - di dalam air.

Di antara tumbuhan berbunga terdapat beberapa ratus spesies akuatik sekunder (dalam kumpulan sistematik yang berbeza). Gaya hidup akuatik menyebabkan peningkatan pertumbuhan, berbanding dengan tumbuhan darat, dan penggantian pembiakan seksual oleh vegetatif (elodea, duckweed, telorez). Dalam kebanyakan tumbuhan akuatik, akar kehilangan kepentingannya sebagai organ penyerapan nutrien, kerana proses ini berlaku secara langsung melalui integumen. Akibatnya, kayu kurang berkembang dalam berkas vaskular tumbuhan akuatik. Perlindungan badan daripada larut lesap akibat air berlebihan berlaku disebabkan oleh lendir, yang banyak meliputi bahagian bawah air. Tisu mekanikal dalam tumbuhan akuatik tidak berkembang, kerana air itu sendiri - medium padat - adalah sokongan badan yang baik untuk mereka. Beberapa spesies tumbuhan akuatik adalah tahunan, overwintering dalam bentuk benih (shelnik, naiad kecil, dll.). Kebanyakannya, disebabkan oleh pemeliharaan suhu positif di bawah ais pada musim sejuk, mengatasi musim sejuk dalam bentuk bahagian vegetatif tertentu - rizom (lili air, kapsul), ubi (kepala anak panah, rumpai bersikat), tunas musim sejuk (, pemfigus, selada air) atau sepenuhnya (duckweed, paya, beberapa pondweeds).

Dalam perjalanan evolusi tumbuhan, pelbagai penyesuaian kepada keadaan kewujudan - abiotik dan biotik - berlaku. Sebagai contoh, evolusi dari tumbuhan yang lebih rendah kepada yang lebih tinggi dikaitkan dengan peralihan daripada cara hidup akuatik ke udara, tetapi kemudian, di antara yang lebih tinggi, proses penaklukan semula hidrosfera diperhatikan.

Alga membezakan kepada bentuk bersendirian dan kolonial (Volvox). Dalam alga, seperti lumut, terdapat pergantian generasi yang kompleks, yang dicirikan oleh perubahan dalam keperluan untuk keadaan hidup pada peringkat individu perkembangan individu.

Banyak kulat telah mengambil tempat yang sangat pelik dalam alam semula jadi, setelah menyesuaikan diri dengan simbiosis yang saling menguntungkan dengan organisma lain. Terima kasih kepada "gotong-royong", lichen (cendawan dan alga) dapat hidup di tanah yang paling tandus dan batu kosong, di mana kulat mahupun alga tidak boleh hidup secara berasingan. Penempatan kulat pada akar tumbuhan yang lebih tinggi membentuk mikoriza, yang menyumbang kepada penyerapan nutrien tanah yang lebih lengkap oleh tumbuhan. Heather yang tumbuh di kawasan berpasir bahkan tidak membentuk embrio tanpa mikoriza.

Pembungaan tumbuhan benih dikaitkan dengan penaklukan sepenuhnya tanah dan pembebasan beransur-ansur daripada penyertaan persekitaran akuatik dalam proses pembiakan seksual. Embrio dalam benih dibekalkan dengan banyak bahan makanan dan mampu menahan kekeringan dan kesejukan untuk jangka masa yang lama. Oleh itu, hanya tumbuhan berbunga boleh menjadi organisma darat yang sebenar, manakala lumut dan paku-pakis masih kekal amfibia.

Kelebihan penting angiosperma berbanding gimnosperma ialah pembentukan buah-buahan, yang lebih memastikan pematangan dan penyebaran benih (dengan penyertaan haiwan). Mikrospora gimnosperma disesuaikan untuk dibawa oleh angin. Kebanyakan angiosperma telah membangunkan penyesuaian untuk pendebungaan bunga dengan bantuan serangga (perianth yang terang, rembesan nektar dan aroma, debunga melekit). Kaedah pendebungaan ini lebih baik menyediakan persenyawaan silang, berguna secara biologi.

Oleh itu, faktor penting dalam evolusi angiosperma ialah hubungan mereka dengan dunia haiwan dengan serangga pendebungaan, dengan burung dan mamalia yang menyumbang kepada penyebaran benih. Seperti yang kita dapat lihat, semasa evolusi berlangsung, hubungan antara tumbuhan dan haiwan diperkukuh. Pada masa yang sama, mereka bukan sahaja saling melayani antara satu sama lain dalam proses pemakanan, tetapi tumbuh-tumbuhan, menyediakan haiwan dengan perlindungan, sering memasukkan mereka dalam keadaan pembangunan mereka.

Seperti yang dinyatakan oleh B. A. Keller (1938), dalam tumbuh-tumbuhan, hubungan dengan alam sekitar mempunyai ciri khas, kualiti istimewa yang berkaitan dengan cara pemakanan khas organisma ini. Tumbuhan hijau mengambil kesempatan daripada makanan yang ada di sekeliling mereka dalam bentuk yang sangat jarang. Sebagai contoh, di udara makanan ini adalah karbon dioksida, yang hanya 0.03% di sana, di dalam tanah - garam mineral berkhasiat, biasanya dalam larutan yang lemah. Di samping itu, daun, sebagai sumber tenaga dalam proses pemakanan, menangkap cahaya matahari. Dalam hal ini, perkembangan evolusi tumbuh-tumbuhan, secara amnya, berjalan di sepanjang laluan pembedahan yang kuat ke luar, pembangunan permukaan menyerap luaran yang sangat kaya (daun dan akar). Akibatnya, tumbuhan sangat berkait rapat dengan persekitarannya, yang menentukan peningkatan kebolehubahan intraspesifiknya.

Peranan tumbuhan sebagai pengeluar dalam persekitaran hidup individu adalah berbeza. Di dalam air, jisim utama autotrof adalah alga, dan di darat, tumbuhan yang lebih tinggi.

Cara hidup tumbuhan yang melekat menentukan lapisan menegak dalam pengedarannya. Kedekatan diperhatikan hanya pada tumbuhan, akibat kepadatan populasi (duckweed dalam kolam, hutan, dll.) Di bawah keadaan yang menggalakkan.

Dalam kombinasi dengan iklim dan tanah, tumbuh-tumbuhan membentuk ciri-ciri tali pinggang menegak di kawasan pergunungan dan zon landskap latitudin di hemisfera utara dan selatan (dari khatulistiwa ke kutub), elemen penting yang mewakili ciri-ciri dunia haiwan mereka.

Nilai pertumbuhan tahunan jisim tumbuhan di atas tanah, menurut kajian E. M. Lavrenko, untuk kawasan tundra, padang rumput dan padang pasir berkisar antara 4 hingga 56 centners / ha. Stok kasar (biojisim) jisim tumbuhan di atas tanah mencapai nilai tertinggi dalam komuniti hutan (900 centner/ha di utara taiga, 1300 centner/ha di taiga tengah, 2600 centner/ha di hutan berdaun lebar) . Di tundra, angka ini adalah 6-32 c/ha, di hutan-tundra 73 c/ha. Bagi padang rumput, pertumbuhan tahunan (pengeluaran) jisim tumbuhan hampir sama dengan stok kasarnya (biojisim) disebabkan oleh kematian tahunan bahagian atas tanah. Padang gurun padang pasir dan komuniti separa semak. padang pasir memberikan nilai terkecil bagi stok kasar (5-10 q/ha).

Kami tidak bercakap tentang faktor yang diperlukan dalam kehidupan tumbuhan: setiap spesies, bergantung kepada persekitaran dan keadaan hidup, "pada setiap peringkat ontogenesisnya memerlukan syarat khas untuk kewujudan dan pembangunan. Manual mengenai ekologi tumbuhan mengandungi bahan yang relevan, walaupun ia jauh daripada liputan lengkap isu tersebut.

Ekologi haiwan. Haiwan, diwakili oleh lebih daripada 1.2 juta spesies, sangat pelbagai dari segi ketinggian organisasi mereka dan hidup dalam semua persekitaran kehidupan.

Seperti yang dinyatakan oleh J. Lamarck, kesan alam sekitar terhadap haiwan adalah lebih rumit berbanding tumbuhan. Jika tumbuhan secara langsung mengalami pengaruh keadaan luaran, maka dalam haiwan yang sangat teratur pengaruh ini lebih tidak langsung daripada langsung. Perbezaan di sini bukan pada cara persekitaran bertindak, tetapi bagaimana organisma bertindak balas terhadap tindakan ini.

Tumbuhan yang tidak bergerak mati atau kekal di bawah tindakan faktor baru; dalam kes kedua, perubahan berlaku, organisma menyesuaikan diri dengan pengaruh luar yang sepadan. Organisma haiwan bergerak berada dalam kedudukan yang lebih berfaedah, kerana ia tidak menghadapi dilema: mati atau berubah. Baginya, tindak balas ketiga terhadap kesan yang sepadan adalah mungkin - penghijrahan, meninggalkan keadaan yang lebih baik. Di samping itu, sistem saraf adalah sangat penting sebagai syarat untuk hubungan organisma dengan persekitaran dalam haiwan. Seperti yang ditunjukkan oleh IP Pavlov, haiwan secara sejarah telah membangunkan tindak balas badan yang berterusan kepada pengaruh luar (refleks tanpa syarat, naluri) dan sambungan sementara (tindak balas terkondisi), yang sangat penting dalam mewujudkan hubungan dengan alam sekitar.

Disebabkan oleh kepelbagaian jenis sistem saraf pada haiwan dan perbezaan umum dalam organisasi dan metabolisme, haiwan secara ekologi sangat berbeza. Terdapat perbezaan dalam persekitaran kehidupan dan dalam kumpulan yang sistematik.

Seperti tumbuh-tumbuhan, dalam dunia haiwan, persekitaran menentukan arah dan perjalanan evolusi.

Perkembangan penutup chitinous luar dalam arthropoda akuatik, yang melambatkan penyejatan, membolehkan beberapa kumpulan haiwan kecil ini meninggalkan persekitaran akuatik di darat dan menguasai sepenuhnya keadaan kewujudan daratan.

Kelimpahan spesies (sehingga 1 juta) dan pengedaran luas arthropoda dalam semua persekitaran kehidupan membuktikan kemakmuran kumpulan ini pada masa ini. Hasil daripada perkembangan tinggi sistem saraf dan fenomena penyesuaian khas kepada keadaan kehidupan yang berkaitan dengannya, jenis arthropoda membentuk salah satu daripada dua puncak seluruh dunia haiwan.

Hanya vertebrata yang lebih tinggi, bersama-sama dengan labah-labah, lipan dan serangga, dapat menguasai sepenuhnya persekitaran udara dan memperoleh penyesuaian yang sama untuk pergerakan di darat (kaki yang membengkok pada sendi) dan di udara (sayap untuk penerbangan). Hanya dalam arthropod yang lebih tinggi dan vertebrata yang lebih tinggi kita akan menghadapi pembezaan yang begitu meluas bagi pelbagai bahagian dan organ badan, dan, akhirnya, dalam kedua-duanya, aktiviti neuro-otak mereka (naluri, dll.) paling berkembang.

Dalam evolusi haiwan, peringkat asas yang penting dikaitkan dengan perbezaan protostom dan deuterostomes, yang menimbulkan dua cabang besar dunia haiwan. Permulaan perbezaan kumpulan ini adalah disebabkan oleh fakta bahawa seseorang mengikuti garis penyesuaian kepada cara hidup bentik (protostom - cacing, moluska, arthropoda), dan yang lain menimbulkan bentuk yang boleh berenang bebas di dalam air. (deuterostomes - echinoderms dan chordates).

Dalam evolusi vertebrata yang lebih rendah, penyesuaian kepada pemakanan memainkan peranan penting, yang berkaitan dengan dua garis perkembangan digariskan: tanpa rahang (yang menimbulkan perisai dan cyclostomes) dan rahang (cawangan progresif yang membawa daripada ikan sebenar kepada mamalia) .

Keadaan gersang yang berlaku di kawasan yang luas di Devonian memberikan kelebihan penting kepada ikan air tawar tersebut, yang menunjukkan keupayaan untuk melakukan tanpa pernafasan insang dan, sekiranya berlaku kerosakan pada air atau kekeringan sementara takungan, gunakan udara atmosfera. untuk bernafas. "lungfish" ini tergolong dalam dua kumpulan berbeza, lungfish dan lobefin. Menjelang akhir zaman Devon, amfibia, stegocephal, bermula dari crossopterygians purba, zaman kegemilangannya ialah Carboniferous, yang dibezakan oleh iklim lembap.

Perubahan iklim baharu untuk mengurangkan kelembapan telah memberi kelebihan penting kepada keturunan amfibia purba yang telah diubah suai yang membentuk pembentukan tanduk pada kulit mereka dan tidak memerlukan air untuk membiak. Oleh itu, perkembangan reptilia bermula dengan Permian yang gersang, dan dalam Jurassic mereka mencapai kepelbagaian yang besar dan menduduki kedudukan utama di darat.

Pada akhir Mesozoik, dua batang yang dipisahkan dari reptilia - burung dan mamalia, secara bebas antara satu sama lain mengembangkan penyesuaian yang sama - pemisahan lengkap aliran darah arteri dan vena. Ciri anatomi ini, disebabkan oleh perkembangan permukaan pernafasan yang lebih besar di dalam paru-paru, menyediakan pertukaran pernafasan yang lebih kuat dan mewujudkan kemungkinan mengekalkan suhu badan yang tetap.

Perkembangan kedua-dua kumpulan haiwan "berdarah panas" berjalan hampir serentak dan tanpa campur tangan bersama: mereka menyimpang ke dalam dua ceruk ekologi yang berbeza dan masing-masing mengambil tempat tersendiri dalam alam semula jadi. Burung berpindah daripada gaya hidup arboreal memanjat (burung pertama Jurassic) kepada pergerakan udara dan kaedah yang berkaitan untuk mendapatkan makanan. Dalam mamalia, evolusi telah pergi terutamanya ke arah pelbagai kemungkinan kewujudan dan pergerakan di permukaan tanah.

Mamalia bertukar daripada oviposisi kepada kelahiran hidup, yang memastikan kemandirian anak yang lebih besar.

Oleh itu, evolusi haiwan, yang berlaku berkaitan dengan perubahan dalam keadaan hidup, hanya boleh difahami melalui analisis ekologi tentang asal usul penyesuaian tertentu. Dan proses spesiasi moden, yang dicirikan oleh kekhususan tertentu dalam kumpulan individu haiwan, juga boleh difahami dengan betul hanya melalui analisis ekologi bahan.

Marilah kita memikirkan beberapa ciri ekologi vertebrata.

Dari segi ekologi, ikan agak ketara berbeza daripada vertebrata lain. Seperti yang anda ketahui, ikan membentuk kelas vertebrata terkaya (kira-kira 20,000 spesies). Ikan sangat dicirikan oleh kebolehubahan intraspesifik, yang memerlukan penggunaan sistem unit taksonomi yang dibezakan secara khusus. Dalam hampir setiap takungan kita boleh menemui bentuk tempatan spesies ikan tertentu.

Apakah sebab-sebab peningkatan kebolehubahan dalam ikan ini?

Terdapat beberapa daripada mereka, tetapi sebab utama ialah dinamika luar biasa persekitaran akuatik dan tindakan di dalamnya beberapa faktor yang tidak dialami oleh vertebrata darat (turun naik yang besar dalam rejim tekanan, cahaya dan oksigen, pengaruh tindak balas alam sekitar, pelbagai mineralisasi, dll.). Kepelbagaian keadaan kewujudan yang ditentukan dalam persekitaran akuatik menyumbang kepada sinaran penyesuaian ikan, menyebabkan kepelbagaian spesies sedia ada dan proses pembentukan bentuk tempatan yang berterusan secara intensif pada masa ini.

Faktor pengasingan mempengaruhi ikan (terutamanya bukan akuatik) pada tahap yang lebih besar daripada haiwan darat. Untuk mengesahkan ini, cukup untuk mengingati bahawa bilangan tasik yang berbeza dalam rejim di dunia adalah berkali ganda lebih besar daripada bilangan pulau dengan keadaan hidup yang berbeza. Tidak sukar untuk menunjukkan dua tasik bersebelahan, yang berbeza dalam keadaan hidupan akuatik, tetapi pulau-pulau jiran biasanya serupa dalam sifat kehidupan darat. Untuk ini perlu ditambah bahawa haiwan darat mempunyai pelbagai cara yang lebih besar dalam mengatasi halangan mekanikal daripada ikan.

Faktor pengasingan mempunyai kesan ganda - pada takungan dan pada ikan. Dalam takungan terpencil, rejim kehidupan khas segera ditubuhkan, yang terdiri daripada ciri-ciri keadaan fizikal dan geografi takungan, hubungannya dengan landskap sekeliling, dan bergantung kepada kompleks hidrobion yang telah jatuh ke dalamnya. Di permukaan bumi adalah mustahil untuk menemui dua takungan yang sama sepenuhnya, walaupun di kawasan yang sama, di kawasan kejiranan antara satu sama lain. Pengasingan badan air membawa kepada pembangunan rejim tertentu, yang akhirnya meningkatkan kepelbagaian keadaan hidupan akuatik.

Sebaliknya, pengasingan ikan (populasi) menyumbang kepada pemeliharaan semua penyelewengan (bentuk tempatan) yang mempunyai peluang untuk berkembang dalam pelbagai badan air ini dan yang akan diratakan apabila mereka berkomunikasi antara satu sama lain. Pengasingan menyumbang kepada pemeliharaan bentuk yang boleh dimusnahkan dalam perjuangan interspesifik untuk kewujudan dengan sambungan terbuka antara badan air yang berbeza. Akhirnya, pengasingan yang berpanjangan membawa kepada kemerosotan dalam keturunan dan degenerasi, akibat daripada kekurangan persilangan bebas individu yang dibangunkan dalam keadaan yang berbeza.

Peningkatan kebolehubahan ikan bergantung, selanjutnya, pada "subordinat" mereka yang besar kepada persekitaran akuatik. Persekitaran dalaman vertebrata darat, yang terbentuk pada masa lalu, mungkin dengan penyertaan persekitaran akuatik luaran, kini berbeza secara mendadak daripadanya (udara). Sebaliknya, persekitaran dalaman ikan (cecair) kekal serupa malah dalam beberapa kes hampir dengan persekitaran luarannya. Persekitaran hidupan gas dan cecair adalah berbeza dengan ketara dalam sifat fizikokimia mereka, dan ini, sudah tentu, mewujudkan perbezaan asas antara ikan dan vertebrata darat dan tidak boleh tidak menjejaskan ciri kebolehubahan mereka.

Kumpulan ikan yang berasingan dalam proses evolusi telah membangunkan tahap pengasingan yang berbeza dari persekitaran luaran, tetapi, bagaimanapun, di dalamnya, disebabkan oleh sifat persekitaran luaran dan dalaman yang serupa, perubahan dalam yang pertama sepatutnya mendapat tindak balas yang lebih besar dalam yang kedua, berbanding dengan haiwan darat.

Akhirnya, kebolehubahan ikan tidak boleh tidak dapat dilihat dalam fakta bahawa mereka nampaknya satu-satunya haiwan di kalangan haiwan yang dicirikan oleh pertumbuhan sepanjang hayat mereka. Adalah diketahui bahawa organisma mempunyai keplastikan yang ketara semasa tempoh pembentukan dan pertumbuhan. Organisma dewasa yang telah mencapai had pertumbuhan adalah yang paling tahan lama dan oleh itu kurang tertakluk kepada pengaruh perubahan keadaan kewujudan.

Pertumbuhan ikan sepanjang hayat tidak diragukan lagi merupakan faktor yang meningkatkan kebolehubahan. Dalam vertebrata darat yang semakin membesar, seseorang boleh membezakan antara saiz dan kebolehubahan umur, tetapi selepas mereka mencapai saiz muktamad (akhir), hanya kebolehubahan umur yang kekal (sebagai tambahan kepada seksual dan bermusim). Akibatnya, ahli taksonomi boleh beroperasi dengan data pengukuran mutlak untuk burung dan mamalia, tetapi untuk ikan, dia mesti menukarnya kepada indeks relatif yang setanding. Keadaan ini, dengan cara ini, adalah bukti tidak langsung tentang keperluan untuk membezakan antara umur dan kebolehubahan saiz dalam ikan.

Bergantung pada keadaan hidup, pertumbuhan ikan dalam badan air individu turun naik dengan sangat kuat.

Ciri-ciri ekologi burung dan mamalia pertama kali diperiksa secara terperinci oleh D. N. Kashkarov dan V. V. Stanchinsky (1929). Pada tahun-tahun berikutnya, sejumlah besar bahan fakta telah terkumpul di kawasan ini. Buku oleh S. I. Ognev "Essays on the Ecology of Mammals" (1951) sangat bernilai, tetapi ia jauh dari ringkasan umum, kerana beberapa faktor persekitaran yang menentukan kehidupan mamalia tidak diliputi di dalamnya.

D. N. Kashkarov dan V. V. Stanchinsky, mencirikan pergantungan burung dan mamalia pada keadaan persekitaran, pertimbangkan faktor iklim, ekotopik dan biocenotik.

Faktor iklim dibahagikan oleh pengarang ini kepada haba, cahaya, tekanan dan kelembapan. Burung agak sensitif terhadap semua faktor. Sebagai haiwan berdarah panas, burung dapat menahan keadaan suhu yang berbeza dan hidup di mana-mana sahaja terdapat makanan. Eurythermal ialah: gagak, gagak, tetek, dsb., kekal bersama kami untuk musim sejuk; penduduk kawasan dengan iklim kontinental yang jelas, seperti sandgrouse, saji, ayam belanda gunung; bangkit apabila terbang ke ketinggian yang tinggi - burung nasar dan helang.

Bentuk stenotermik termasuk burung dari negara tropika dengan iklim maritim yang sekata dan burung migrasi dari zon sederhana. Untuk melindungi badan daripada penyejukan, penutup bulu dan ke bawah digunakan. Peranan alat penyejuk, jika tiada kelenjar peluh, diambil alih oleh organ pernafasan, yang menyejat air.

Berhubung dengan faktor cahaya, burung dibahagikan kepada diurnal (kebanyakan) dan nokturnal (burung hantu, dll.). Berkaitan dengan kelembapan, burung boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan: hidrofil (pencinta air - penduduk lembangan air dan pantai mereka), hygrophiles (pencinta kelembapan - contohnya, wader) dan xerophiles (pencinta kering - penduduk padang pasir) .

Bagi faktor ekotopik, habitat ciri berikut boleh dibezakan berhubung dengan burung: udara (untuk burung walet, burung layang-layang, terns, dll., memberi makan secara eksklusif pada haiwan terbang di udara), air (petrel, burung camar, dll.), Paya (Wader , bangau, bangau, bangau, dsb.), kawasan lapang - padang rumput, padang rumput, padang pasir (burung unta), tumbuh-tumbuhan berkayu (burung belatuk, nuthatches).

Hubungan biocenotik burung sangat serba boleh, disebabkan oleh perkembangan tinggi pelbagai naluri.

Kashkarov dan Stanchineky mencirikan ekologi mamalia dengan cara yang sama, S.I. Ognev mendekati isu ini secara berbeza. Menurut pengarang terakhir, terdapat 360 spesies mamalia dalam fauna Rusia. Dari segi ekologi, mereka telah dikaji dengan sangat tidak sekata dan tidak mencukupi sepenuhnya, memandangkan kepentingan praktikal yang besar bagi banyak spesies.

S. I. Ognev memberi tumpuan kepada pertimbangan penyesuaian dalam mamalia kepada pelbagai keadaan hidup - di bawah tanah dan di ruang terbuka (berlari pantas), di atas pokok (memanjat, berkibar) dan di udara (penerbangan), di dalam air dan di pergunungan. Dia kemudian menerangkan liang dan sarang, hibernasi, molting, migrasi, pembiakan, pemakanan, dan turun naik populasi. Malangnya, penulis tidak menilai faktor semula jadi dari sudut kepentingannya dalam kehidupan mamalia sebagai syarat untuk kewujudan dan pembangunan.

N. I. Kalabukhov (1951) menganggap suhu, cahaya, sinaran haba dan ultraviolet, kelembapan, pemendakan, komposisi gas atmosfera dan tekanan sebagai syarat untuk kewujudan vertebrata darat. Oleh itu, penulis ini hanya bercakap tentang faktor abiotik, tanpa menyentuh faktor biotik. Tidak dinafikan, dengan semua kepentingan yang terdahulu, kewujudan haiwan tanpa makanan masih mustahil sepenuhnya, dan oleh itu faktor biotik memainkan peranan yang sama penting.

Oleh itu, kita perlu menyatakan bahawa perkembangan isu umum ekologi haiwan dari sudut Darwinisme kreatif adalah sangat ketinggalan, walaupun terdapat beberapa kajian ekologi yang baik bagi spesies individu, kerana kepentingan praktikalnya (penyesuaian, pemburuan, pemusnahan). ). Kebanyakan kerja ekologi ditumpukan kepada kajian penyesuaian (morfologi, fisiologi, ekologi) yang dibangunkan dalam spesies individu di bawah pengaruh keadaan kewujudan tertentu.

Tetapi sekarang ini tidak lagi mencukupi. Ajaran Michurin tidak memerlukan nilai penyesuaian kaki tahi lalat kepada keadaan hidupan bawah tanah ditunjukkan berulang kali atau sayap kelawar digambarkan sebagai penyesuaian kepada penerbangan. Iaitu, ini adalah bagaimana S.I. Ognev menerangkan ekologi. Ia dikehendaki menunjukkan faktor-faktor yang diperlukan untuk kewujudan dan perkembangan tahi lalat, kelawar dan haiwan lain dan apakah kesan keadaan persekitaran yang lain terhadap mereka. Dengan pengetahuan yang sesuai, ekologi akan menjadi sains yang berkesan.

Para saintis individu, khususnya penternak haiwan, cuba mencari cara penyelidikan ke arah ini. Kerja-kerja penciptaan baka Kostroma dan lain-lain yang dijalankan oleh pakar ternakan Soviet berdasarkan pencapaian pengajaran Michurin adalah contoh penyelidikan ekologi yang mendalam. Kerja untuk mencipta baka baru haiwan terdiri daripada dua bahagian: 1) pemilihan pengeluar dan penyeberangan (satu atau lebih) untuk melonggarkan keturunan dan mengukuhkan sifat yang diingini, 2) cara pendidikan dan pemakanan yang sesuai. Jika bahagian pertama kerja adalah genetik, maka yang kedua adalah ekologi. Pengetahuan tentang keadaan terbaik untuk rejim suhu, senaman, pemakanan, dll., di mana haiwan muda harus dibesarkan untuk membangunkan kualiti baka baru, memungkinkan untuk mencipta baka haiwan ternakan yang sangat produktif dalam masa yang dirancang dan singkat .

Tetapi kepentingan praktikal yang tidak kurang penting ialah pengetahuan yang tepat tentang ciri-ciri ekologi haiwan, juga apabila menjalankan kerja pada penyesuaian spesies berharga atau pemusnahan yang berbahaya, mengenai eksploitasi rasional stok dalam pemburuan dan perikanan dan industri lain.

Terdapat perbezaan yang ketara dalam hubungan tumbuhan dan haiwan dengan alam sekitar dan dalam sifat perkembangan kebolehsuaian kepada keadaan hidup.

Pertama, bentuk hidupan tumbuhan adalah jauh lebih kecil daripada kepelbagaian biomorf haiwan. Dalam tumbuhan, penumpuan adalah perkara biasa. Ini dijelaskan oleh cara hidup tumbuhan yang lebih membosankan (pengakaran tetap dalam tanah) dan keperluan penting mereka yang lebih serupa (cahaya, karbon dioksida, air, garam mineral tanah). Dalam dunia haiwan, keperluan penting pelbagai spesies adalah lebih pelbagai dan kompleks, kaedah mereka untuk mendapatkan makanan dan melindungi diri mereka daripada musuh adalah sangat berbeza; perbezaan dalam kaedah pergerakan sangat tercermin dalam struktur dan rupa mereka.

Kedua, dalam organisma tumbuhan, pemilihan semula jadi telah membangunkan keplastikan morfo-fisiologi yang sangat luas sebagai tindak balas kepada perubahan dalam keadaan luaran, iaitu keupayaan keturunan untuk menghasilkan perubahan sifat penyesuaian. Adalah jelas bahawa apabila organisma tumbuhan tidak bergerak, keupayaan ini sangat penting bagi mereka: tumbuhan yang tidak mempunyai keplastikan ini pasti akan mati jika keadaan luaran berubah, kerana mereka tidak mempunyai keupayaan untuk bersembunyi secara aktif.

nasi. 1. Dandelion yang ditanam di tanah pamah.

Pada haiwan, keplastikan sifat ini dibangunkan dengan sangat kurang, dan kebolehsuaian terhadap perubahan dalam situasi kehidupan dicapai dengan cara yang berbeza - perkembangan mobiliti, komplikasi sistem saraf dan organ deria. Apabila keadaan luaran berubah, haiwan itu bertindak balas kepadanya bukan dengan perubahan dalam organisasinya, tetapi dengan perubahan pesat dalam tingkah lakunya dan dalam jumlah yang sangat besar ia boleh menyesuaikan diri dengan keadaan baru dengan agak cepat. Pemilihan semula jadi maju ke tahap tertinggi dalam dunia haiwan seperti organisma di mana, bersama-sama dengan peningkatan umum dalam jenis organisasi, terdapat juga perkembangan progresif aktiviti mental mereka.

Oleh itu, interaksi tumbuhan dan haiwan dengan alam sekitar, walaupun mempunyai banyak persamaan, pada masa yang sama berbeza dengan ketara.

Kesusasteraan terpakai: Asas Ekologi: Proc. lit./B. G. Johansen
Di bawah. editor: A. V. Kovalenok, -
T .: Rumah percetakan No. 1, -58

Muat turun abstrak: Anda tidak mempunyai akses untuk memuat turun fail dari pelayan kami.

Hutan sebagai ekosistem

Peruntukkan juga faktor antropogenik

faktor abiotik.

1. Pencinta cahaya

2. tahan teduh

3. Suka teduh

1. suka kelembapan

2. tahan kemarau

1. Tumbuhan sedikit menuntut

2. Tumbuhan sangat menuntut

3. Tumbuhan sederhana menuntut

faktor biotik.

1. Fitofaj atau herbivor

2. Zoophages

3. omnivor

saprophages

Soalan dan tugasan

CIRI-CIRI EKOLOGI HUTAN

Hutan sebagai ekosistem

Apakah itu "komuniti tumbuhan"?

Namakan tanda-tanda tumbuhan digabungkan menjadi komuniti hutan.

Ekosistem hutan di wilayah Wilayah Vologda adalah jenis ekosistem terestrial yang utama. Di rantau kita, hutan menduduki kira-kira 80% daripada kawasan itu. Mereka agak pelbagai dalam struktur, komposisi dan keadaan habitat. Hutan mengandungi pelbagai bentuk hidupan tumbuhan. Antaranya, peranan utama adalah milik pokok dan pokok renek. Tumbuhan yang membentuk hutan wujud bersama dan saling mempengaruhi. Di samping itu, tumbuhan hutan berada dalam interaksi dengan persekitaran dan organisma lain (haiwan, kulat, bakteria). Dalam perpaduan mereka, mereka membentuk ekosistem membangun yang kompleks.

Gabungan pelik keadaan semula jadi membolehkan pembentukan bentuk tumbuhan berkayu. Suhu dan kelembapan adalah faktor terpenting untuk pertumbuhan pokok. Suhu yang begitu rendah mengehadkan perkembangan pokok di tundra, dan kelembapan yang tidak mencukupi di padang rumput. Di kawasan semula jadi kita, ketinggian pokok mencapai 35 - 40 meter.

Satu ciri ekosistem hutan ialah taburan tumbuhan yang jelas secara berperingkat. Ini disebabkan oleh fakta bahawa tumbuhan berbeza dalam ketinggian dan pengedaran sistem akar di ufuk tanah. Komposisi spesies tumbuhan dan bilangan peringkat bergantung kepada keadaan fizikal persekitaran.

Dalam komuniti hutan, peringkat dibezakan mengikut bentuk kehidupan: pokok, semak, semak herba, dan lumut-lumut. Dalam pelbagai jenis hutan, peringkat ini dinyatakan secara berbeza. Di dalam hutan, terdapat juga sekumpulan organisma bertingkat - epifit.

Terdapat 22 spesies pokok dalam komposisi lapisan pokok di hutan Wilayah Vologda. Tetapi sesetengah daripada mereka boleh mempunyai dua bentuk kehidupan: pokok dan pokok renek (ceri burung, willow, abu gunung).

Bergantung pada jenis hutan, perkembangan lapisan semak adalah berbeza - dari spesimen tunggal hingga semak tebal. Kerana pokok renek sentiasa lebih rendah daripada pokok, belukar mereka dipanggil "tumbuh bawah". Terdapat 32 spesies pokok renek di dalam hutan kita. Sebahagian daripada mereka - willow, raspberi, buckthorn, currants, mawar liar - membentuk belukar.

Tumbuhan herba dan pokok renek membentuk peringkat istimewa mereka sendiri di dalam hutan. Spesies dominan lapisan ini menentukan nama komuniti hutan (hutan pain lingonberry, hutan pain bilberry, dll.). Komposisi spesies tumbuhan herba di hutan adalah pelbagai. Setiap komuniti hutan sepadan dengan kompleks spesies tumbuhan herba tertentu. Terdapat kira-kira 10-15 spesies dalam hutan konifer, dan sehingga 30-50 spesies dalam hutan berdaun kecil. Spesies berbunga mendominasi di kalangan mereka, spesies spora yang lebih tinggi (ekor kuda, lumut kelab, paku pakis) ditemui dalam jumlah yang lebih kecil.

Tingkat terendah hutan dibentuk oleh lumut dan lumut. Dari lumut, bergantung pada kelembapan, lumut hijau, lumut panjang atau sphagnum berkembang. Di hutan pain kering, lichen mendominasi: pelbagai jenis cladonia, cetraria Iceland dan lain-lain. Spesies dominan peringkat ini menentukan nama komuniti hutan: hutan pain lichen ("lumut putih"), hutan cemara lumut hijau, hutan cemara lumut panjang (dengan dominasi flaks cuckoo), hutan cemara sphagnum.

Kumpulan tambahan peringkat (epifit) dibentuk oleh alga, lumut dan lumut yang tumbuh di atas pokok dan kayu mati. Lumut epifit lebih pelbagai pada kayu keras, dan lumut pada pokok cemara dan pain tua.

Taburan tumbuhan berperingkat mewujudkan pelbagai keadaan hidup untuk haiwan. Setiap spesies haiwan menduduki keadaan yang paling sesuai untuknya pada ketinggian tertentu. Tetapi haiwan, tidak seperti tumbuhan, adalah mudah alih. Mereka mungkin menggunakan peringkat yang berbeza untuk memberi makan dan membiak. Beginilah cara sarang rowan membina sarang di pokok, pada separuh pertama musim panas mereka memakan invertebrata di tanah, dan pada separuh kedua musim panas mereka makan beri di atas pokok.

Disebabkan susunan bertingkat, lebih banyak spesies wujud bersama dalam komuniti hutan, yang membolehkan penggunaan habitat yang lebih lengkap. Ini menyediakan pelbagai organisma hutan.

Ini juga difasilitasi oleh gabungan keadaan hidup yang berbeza di dalam hutan. Di satu pihak, kehidupan organisma bergantung pada iklim zon taiga, pelepasan dan tanah wilayah di mana komuniti hutan berada. Sebaliknya, di bawah kanopi hutan di setiap peringkatnya, iklim mikronya sendiri dicipta. Pertumbuhan set tumbuhan tertentu bergantung kepada turun naik suhu dan kelembapan. Seterusnya, ini membentuk habitat untuk haiwan, di mana mereka boleh memberi makan, membiak dan bersembunyi daripada musuh.

Syarat kewujudan organisma adalah gabungan faktor persekitaran.

Faktor persekitaran semula jadi biasanya dibahagikan kepada dua kumpulan, abiotik dan biotik.

Faktor persekitaran abiotik- faktor alam tidak bernyawa. Di dalam hutan, yang paling penting bagi organisma ialah suhu, cahaya, kelembapan, komposisi tanah, dan ciri pelepasan.

Peruntukkan juga faktor antropogenik - semua bentuk pengaruh manusia terhadap alam.

faktor abiotik. Mereka terutamanya mempengaruhi aktiviti penting organisma dan mempunyai makna yang berbeza untuk tumbuhan dan haiwan. Contohnya, cahaya diperlukan untuk fotosintesis dalam tumbuhan, dan kebanyakan haiwan membantu mengemudi di angkasa. Setiap spesies mengenakan keperluan tertentu pada alam sekitar, yang, menurut faktor persekitaran individu, tidak bertepatan dalam spesies yang berbeza. Sebagai contoh, pain Scotch adalah fotofil, bertolak ansur dengan tanah kering dan miskin dengan baik. Cemara Eropah tahan teduh dan memerlukan tanah yang lebih subur, dsb.

Berkaitan dengan cahaya, tiga kumpulan utama tumbuhan dibezakan: fotofil, toleran teduh dan suka teduh.

1. Pencinta cahaya spesies tumbuh paling baik dalam cahaya penuh. Antara spesies yang menyukai cahaya hutan ialah: Pine Scots, birch, banyak pokok renek (bearberry) dan tumbuhan herba hutan pain. Kepelbagaian terbesar spesies sedemikian boleh didapati di hutan pain.

2. tahan teduh spesies boleh tumbuh dalam cahaya penuh tetapi berkembang dengan baik dengan sedikit naungan. Ini adalah kumpulan tumbuhan herba hutan yang agak besar yang hidup di pelbagai jenis hutan dan menduduki peringkat yang berbeza, contohnya, lily of the valley, lungwort, abu gunung, ceri burung.

3. Suka teduh spesies tidak pernah tumbuh dalam cahaya penuh. Kumpulan ini termasuk beberapa rumput hutan dan lumut: oxalis biasa, pakis, hijau musim sejuk dan spesies lain yang merupakan ciri hutan cemara gelap.

Faktor suhu dan kelembapan yang mencukupi menentukan penguasaan tumbuh-tumbuhan berkayu berbanding komuniti tumbuhan lain di zon semula jadi kita. Sepanjang tahun, faktor-faktor ini berubah, yang membawa kepada musim yang jelas dan perubahan dalam keadaan flora dan fauna. Penampilan masyarakat hutan dan aktiviti penduduknya bergantung pada musim. Bermusim sepadan dengan fenomena seperti tumbuh-tumbuhan, berbunga, berbuah, gugur daun, penerbangan burung, pembiakan dan hibernasi haiwan.

Berhubung dengan kelembapan, tumbuhan hutan tergolong dalam tiga kumpulan ekologi utama:

1. suka kelembapan spesies yang tumbuh di tanah berair dan dalam keadaan kelembapan udara yang tinggi (sesetengah spesies sedges, pakis, dan lain-lain). Kumpulan ini tersebar luas dalam komuniti seperti blackshanks dan willow.

2. tahan kemarau tumbuhan adalah penghuni tempat kering, mereka mampu bertolak ansur dengan kekeringan udara dan tanah yang ketara dan berpanjangan. Ini termasuk tumbuhan herba yang tumbuh di hutan pain (bearberry, thyme menjalar, fescue biri-biri).

3. Kumpulan pertengahan ialah tumbuhan di habitat sederhana lembap(banyak spesies pokok daun luruh dan tumbuhan herba). Kumpulan tumbuhan ini wujud kerana keanehan iklim dan topografi rantau ini.

Mengikut keperluan kandungan nutrien mineral dalam tanah, tiga kumpulan spesies ekologi dibezakan:

1. Tumbuhan sedikit menuntut kepada kandungan nutrien tanah. Mereka boleh tumbuh di tanah berpasir yang sangat miskin (Scots pain, heather, cakar kucing dan lain-lain). Ramai daripada mereka mempunyai mikoriza pada akarnya. Ia membantu tumbuhan menyerap air dan nutrien daripada tanah.

2. Tumbuhan sangat menuntut kepada kandungan nutrien. Ini adalah spesies herba yang tumbuh di hutan alder: jelatang yang menyengat, gout biasa, sentuhan biasa, dll.

3. Tumbuhan sederhana menuntut kepada kandungan nutrien. Ini adalah majoriti spesies hutan: mullet dua daun, coklat kemerah-merahan dan lain-lain. Mereka menguasai komuniti hutan.

faktor biotik. Syarat yang sama penting untuk kewujudan organisma di dalam hutan ialah hubungan antara mereka. Ia boleh menjadi hubungan kerjasama yang memberi manfaat kepada kedua-dua spesies. Sebagai contoh, burung memakan buah tumbuhan dan menyebarkan benihnya. Hubungan yang saling menguntungkan antara kulat dan tumbuhan diketahui. Dalam kes lain, satu spesies boleh menggunakan yang lain tanpa menyebabkan kemudaratan. Jadi, pada musim sejuk, tetek boleh makan dengan mengorbankan burung belatuk, yang meninggalkan sebahagian daripada suapan tidak dimakan. Spesies yang mempunyai keperluan habitat yang sama bersaing antara satu sama lain. Apabila tumbuh bersama, cemara secara beransur-ansur menggantikan aspen yang menyukai cahaya, mewujudkan teduhan semasa ia tumbuh dan menghalang pembaharuannya. Antara haiwan, persaingan antara spesies timbul untuk wilayah dan makanan. Sebagai contoh, 5 spesies seriawan yang hidup di Wilayah Vologda memakan invertebrata kecil di tingkat bawah hutan pada separuh pertama musim panas. Kemudian, apabila buah beri masak, mereka kebanyakannya tinggal di tingkat atas hutan. Persaingan antara mereka dilemahkan oleh kepelbagaian invertebrata dan banyaknya beri.

Makanan adalah faktor persekitaran yang sangat penting, kerana ia adalah tenaga untuk kewujudan organisma. Pemakanan haiwan di hutan adalah berbeza. Secara umum, semua yang ada di dalam hutan digunakan untuk makanan, dan haiwan ditemui dari puncak pokok hingga ke akar yang paling dalam.

Mengikut pemakanan, kumpulan ekologi haiwan yang berbeza boleh dibezakan.

1. Fitofaj atau herbivor haiwan adalah pengguna pelbagai bahagian tumbuhan (daun, kayu, bunga, buah). Kepelbagaian haiwan herbivor dikaitkan dengan banyaknya makanan tumbuhan. Pengguna utama jisim vegetatif di hutan kita ialah moose, arnab putih dan pelbagai serangga (kumbang daun, kumbang kulit kayu, barbel dan banyak lagi). Bahagian generatif tumbuhan (bunga, buah-buahan, biji) dimakan oleh burung (pancing silang, tarian ketuk, goldfinch, siskin, bullfinch), mamalia (tupai) dan serangga. Banyak serangga, memakan nektar dan debunga tumbuhan, mendebungakannya pada masa yang sama. Oleh itu, mereka memainkan peranan yang sangat penting dalam pembiakan tumbuhan. Burung yang memakan buah beri mengambil bahagian dalam penyebaran tumbuhan, kerana benih tumbuhan tidak dicerna dan sampai ke tempat baru dengan najis.

2. Zoophages- Pengguna haiwan lain. Ramai di dalam hutan memakan haiwan invertebrata. Labah-labah makan serangga. Mangsa serangga pemangsa adalah rakan sejawat mereka. Ini termasuk kumbang (kumbang tanah, kumbang lembut, lembu), tebuan, belalang dan banyak lagi. Kodok, cicak dan cecak memakan serangga, moluska dan cacing. Tits memakan serangga, manakala elang dan falcon memangsa burung lain. Burung hantu, weasel, weasels makan mamalia kecil. Serigala mengejar haiwan besar, dan lynx memburu dari serangan hendap.

3. omnivor- haiwan yang mengambil pelbagai makanan: tumbuhan, cendawan, haiwan, termasuk bangkai. Ini adalah babi hutan, beruang, luak, gagak, gagak kelabu dan lain-lain yang tinggal di hutan kita. Haiwan ini dicirikan oleh cara yang sangat pelbagai untuk mendapatkan makanan dan tempat mereka makan.

4. Sekumpulan haiwan menggunakan tumbuh-tumbuhan mati ( saprophages). Memproses daun yang gugur, kayu mati, organisma ini memainkan peranan penting dalam kewujudan dan pembangunan hutan. Antaranya, serangga mendominasi. Jadi dalam pelbagai kumbang tanduk panjang, larva berkembang dan makan dalam batang pokok yang mati. Daripada haiwan tanah, cacing tergolong dalam kumpulan ini.

Di hutan zon sederhana, kelimpahan dan ketersediaan makanan sangat berbeza pada musim yang berbeza, begitu banyak haiwan memakan makanan tumbuhan dan haiwan. Contohnya, belibis hazel, capercaillie, burung belatuk tompok yang hebat, dan juga tikus, yang dianggap sebagai herbivor.

Faktor persekitaran bertindak ke atas organisma secara bersama, menentukan pengedaran dan aktiviti penting tumbuhan dan haiwan. Sebagai contoh, tindakan kompleks faktor abiotik dan biotik membawa kepada pembentukan spesies sedentari, nomad dan migrasi dalam burung.

Soalan dan tugasan

Mengapakah tumbuhan di hutan diagihkan secara berperingkat?

Berikan contoh tumbuhan yang berlainan peringkat. Apakah ciri yang menjadi ciri mereka?

Mengapakah suhu, kelembapan dan cahaya antara faktor abiotik yang paling penting?

Fikirkan apakah kumpulan ekologi haiwan yang boleh dibezakan berhubung dengan cahaya?

H Berikan contoh tumbuhan daripada kumpulan ekologi yang berbeza yang tumbuh di hutan di kawasan anda.

Agrocenosis sebagai jenis ekosistem khas

Catatan 1

Di antara ekosistem yang dicipta dengan penyertaan manusia, agrocenosis menduduki tempat yang istimewa. Bersama dengan komuniti bandar dan komuniti zon perindustrian, agrocenosis dicipta khas oleh manusia untuk memenuhi keperluannya. Agrocenosis direka untuk menyediakan makanan kepada seseorang.

Seperti ekosistem semula jadi, agrocenoses mempunyai komposisi taksonomi dan ekologi organisma tertentu dan boleh dicirikan dari segi hubungan tertentu antara organisma dan keadaan persekitaran abiotik, serta struktur hubungan trofik mereka sendiri antara organisma. Dalam agrocenoses, rantai makanan pada asasnya tidak berbeza daripada ciri-ciri ekosistem semula jadi: terdapat juga pengeluar, pengguna pelbagai pesanan, dan pengurai.

Agrocenoses menduduki kira-kira sepersepuluh daripada keseluruhan permukaan tanah dan membekalkan manusia dengan lebih daripada 90% tenaga makanan. Kelebihan mereka dalam hal ini berbanding ekosistem semula jadi ialah produktivitinya yang berkali ganda lebih tinggi. Walau bagaimanapun, produktiviti sedemikian hanya boleh dilakukan dengan campur tangan manusia secara tetap dan berasaskan saintifik dalam proses semula jadi.

Definisi 1

Agrocenoses adalah ekosistem yang terbentuk pada lahan pertanian yang digunakan menurut prinsip sasaran, dasar ekosistem tersebut adalah tanaman atau penanaman tanaman budidaya. Agrocenosis termasuk:

• padang,
• taman,
• taman,
• padang rumput buatan,
• katil bunga,
• dan lain-lain.

Kekhususan ekologi agrocenosis

Kekhususan agrocenosa ditentukan oleh asal tiruan dan tujuan pertanian - edificator mereka adalah orang yang membentuk agrocenosa dan memastikan produktiviti tinggi mereka untuk mengumpul dan menggunakan hasil maksimum. Mencipta agrocenosis, seseorang menggunakan beberapa teknik pertanian untuk:

• membajak tanah,
• meliorasi,
• pengairan buatan,
• menyemai dan menanam jenis tumbuhan khas, pembalut atasnya,
• kawalan rumpai, perosak dan penyakit tumbuhan yang ditanam.

Perbezaan paling penting antara ekosistem agrocenoses dan semula jadi ialah kekurangan kestabilan mereka. Ini mudah dijelaskan, kerana struktur agrocenoses hampir dengan peringkat awal penggantian pemulihan ekosistem, yang juga tidak mempunyai kestabilan, sebaliknya, keadaan semula jadi penggantian tersebut adalah dinamik ekosistem. Atas sebab ini, tanpa penyertaan seseorang yang sentiasa mengembalikan agrocenosis ke peringkat awal penggantian, komuniti tanaman bijirin dan sayur-sayuran digantikan oleh yang lain pada tahun depan, tanaman rumput saka - selepas 3-4 tahun, kebun - selepas 20-30 tahun.

Aktiviti manusia adalah faktor tenaga yang penting dalam agrocenosis. Sebagai tambahan kepada tenaga suria, mereka menerima beberapa tenaga tambahan yang dibelanjakan oleh manusia untuk pengeluaran jentera pertanian, baja, produk perlindungan tumbuhan, tebus guna tanah, dan lain-lain. Sebaliknya, sejumlah besar tenaga setiap tahun terbawa-bawa dengan penuaian. Oleh itu, peredaran bahan dalam agrocenoses sentiasa terbuka.

Faktor antropogenik dalam kebanyakan kes menyumbang kepada pengurangan kepelbagaian biologi. Agrocenosis tidak terkecuali. Di sini, berbanding dengan komuniti semula jadi, kepelbagaian biologi organisma hidup berkurangan secara mendadak. Objek penanaman biasanya satu atau beberapa spesies tumbuhan (monokultur), yang menyumbang kepada penyusutan komposisi taksonomi haiwan, kulat, dan bakteria. Sebaliknya, ini menyumbang kepada pembiakan besar-besaran beberapa pengguna mereka, yang menterjemahkan organisma ini dari sudut pandangan seseorang ke dalam kategori "perosak".

Catatan 2

Perbezaan penting antara agrocenoses dan komuniti semula jadi ialah gabungan proses pemilihan semula jadi dan buatan, yang mewujudkan arah dan tekanan yang sama sekali berbeza daripada alam semula jadi. Ini berfungsi sebagai faktor tambahan dalam mengurangkan biodiversiti.

Ciri ekologi

Ciri ekologi ialah sikap organisma terhadap kompleks faktor persekitaran, atau keadaan persekitaran. Faktor persekitaran itu sendiri boleh ditakrifkan sebagai unsur dinamik persekitaran semula jadi atau persekitaran yang mempengaruhi aktiviti organisma hidup, aktiviti penting mereka. Dengan kata lain, tanpa kehadiran sebarang faktor persekitaran, kehidupan normal organisma, sehingga dan termasuk kematian, adalah mustahil; supaya faktor persekitaran adalah keadaan hidup tumbuhan, haiwan dan manusia.
Set faktor persekitaran untuk tumbuhan termasuk kumpulan berikut: kosmik (Matahari telah dibincangkan pada permulaan buku), faktor abiotik dan biotik. Faktor abiotik termasuk iklim (cahaya, haba, kelembapan, udara), tanah, orografik (ditentukan oleh pelepasan). Faktor biotik dikaitkan dengan kesan organisma hidup antara satu sama lain: pengaruh aktiviti manusia terhadap tumbuhan (memotong di padang rumput, pembalakan, rawatan tanaman dengan ubat-ubatan, dll.), Haiwan pada tumbuhan (di padang rumput, pengaruh serangga pendebungaan. , perosak tumbuhan, dsb.) . Adalah dipercayai bahawa semua faktor persekitaran adalah setara untuk organisma, termasuk tumbuhan. Ini pada asasnya begitu, kerana setiap faktor akan menentukan kemungkinan kehidupan. Jika kita mengambil kira masa di mana organisma boleh bertahan tanpa satu faktor, maka perbezaan tertentu muncul dalam kepentingan faktor tersebut. Jadi, tanpa cahaya, tumbuhan boleh menjadi beberapa jam sehari (pada waktu malam), tetapi tanpa haba (apabila beku) - hanya beberapa minit atau bahkan saat (dengan penurunan suhu yang kuat); sesetengah tumbuhan mengalami kekurangan air selama beberapa hari (dan di padang pasir - hampir sepanjang musim tumbuh), manakala yang lain - hanya untuk beberapa jam. Anggaran kepentingan faktor juga berbeza dalam dunia haiwan.

Sebagai contoh, tanpa udara, mereka boleh hidup hanya beberapa minit atau bahkan beberapa saat, tanpa haba yang mencukupi - jam, dan kadang-kadang hanya beberapa saat (tetapi sesetengah haiwan dalam hibernasi menghabiskan beberapa bulan, setelah menyesuaikan diri dengan rejim haba khas), tanpa air dan makanan - beberapa hari. Secara umum, kompleks faktor persekitaran adalah penting untuk organisma, khususnya, kosmik, semua faktor iklim dan tanah adalah sangat penting untuk tumbuhan.
Perlu diingatkan keperluan faktor persekitaran. Sebagai contoh, bekalan air tambahan tidak dapat menampung kekurangan satu atau lain unsur nutrien dalam tanah atau kekurangan haba, dsb. Pada masa yang sama, beberapa peningkatan dalam keadaan pertumbuhan tumbuhan masih diperhatikan jika, dengan kekurangan beberapa faktor atau satu faktor, yang lain disediakan kepada loji dengan cukup penuh, tanpa defisit. Namun, penggantian lengkap satu faktor persekitaran dengan yang lain tidak dapat dicapai.
Kepelbagaian tahap faktor persekitaran yang diperlukan, gabungan, defisit dan lebihan mereka dicerminkan dalam salah satu yang utama, menggeneralisasikan semua penunjuk tersebut, undang-undang ekologi, yang dirumuskan oleh ahli ekologi Amerika W. Shelford dalam karya 1911-1915. Undang-undang ini dipanggil undang-undang Shelford, atau undang-undang toleransi. Intipatinya adalah seperti berikut: ketiadaan atau ketidakmungkinan kemakmuran mana-mana organisma ditentukan oleh kekurangan atau lebihan dalam pengertian kualitatif dan kuantitatif (penunjuk) mana-mana faktor, tahap yang mungkin hampir dengan had toleransi, iaitu, kepada had yang diterima oleh organisma ini (dari lat. Shegapye - "kesabaran").
Kebolehsuaian organisma kepada keadaan tertentu di mana kitaran hayatnya mungkin dinyatakan dengan perbezaan antara penunjuk minimum dan maksimum bagi setiap faktor persekitaran. Julat, atau zon sedemikian, antara tahap faktor yang boleh diterima untuk kehidupan dipanggil had toleransi, iaitu, sempadan keadaan di mana organisma melalui keseluruhan kitaran pembangunan dan boleh bertahan. Bagi setiap spesies organisma (tumbuhan, haiwan, manusia), julat adalah individu dan berbeza daripada julat organisma lain (walaupun dalam sesetengah spesies zon sedemikian mungkin serupa, dalam beberapa kes hampir sama).
Perhatikan bahawa bukan sahaja wakil spesies yang berbeza mempunyai ciri-ciri ekologi individu, tetapi juga bentuk organisma dalam spesies yang sama, contohnya, jenis yang berbeza dari spesies tumbuhan tertentu (teknik penanaman varieti juga berdasarkan perbezaan ini). Ini juga boleh digambarkan oleh orang yang mempunyai tahap kesihatan dan kecergasan yang berbeza: sesetengahnya boleh bertolak ansur dengan defisit faktor dan beban berlebihan yang sangat sukar untuk diterima oleh orang biasa. Semua orang boleh membayangkan dengan mudah perbezaan antara had toleransi orang yang lemah dan sakit dan seorang atlet atau angkasawan yang terlatih dan keras, penguji. Selepas gempa bumi, wanita lemah, dan kadang-kadang lelaki tua, ditemui di bawah runtuhan sebagai mangsa yang terselamat selepas beberapa hari. Tetapi ini adalah ciri-ciri individu orang dan spesifik keadaan.
Dan lebih banyak penjelasan kepada undang-undang asas: mana-mana faktor yang menghampiri had toleransi dari segi tahap (tidak penting - kepada maksimum atau minimum ekologi), mengehadkan syarat untuk perkembangan normal organisma dan dipanggil mengehadkan faktor. Penunjuk kuantitatif faktor di mana organisma berkembang secara normal dan "berkembang maju" dipanggil tahap optimum (dari bahasa Latin oritt - "yang terbaik").
Adalah sangat penting bahawa terdapat julat penunjuk mengikut optimum untuk setiap faktor persekitaran, dan lebih luas untuk organisma tertentu (tumbuhan atau haiwan), lebih mudah menyesuaikan diri dengan keadaan yang berubah-ubah. Jadi, optimum -r bukanlah titik tertentu pada skala penunjuk, tetapi zon, keadaan optimum di mana alam semulajadi memberikan tubuh peluang untuk berkembang secara normal. Dengan ketiadaan julat keadaan optimum, organisma hidup akan mati pada penyimpangan sedikit pun keadaan dari tahap optimum.
Tahap optimum bagi setiap faktor untuk organisma yang sama mungkin berbeza-beza ("bias optimum"). Ini bermakna perubahan dalam keperluan organisma untuk keadaan dalam tempoh perkembangan yang berbeza (dalam fasa pertumbuhan yang berbeza) dan bergantung pada hubungan persaingan dengan organisma lain, tetapi terutamanya pada tahap faktor persekitaran lain: dengan kombinasi faktor yang menggalakkan (apabila setiap daripada mereka hampir ke tahap optimum, tidak kekurangan) semuanya digunakan oleh badan dengan paling cekap dan menjimatkan. Ini sangat penting, khususnya, untuk amalan penanaman tumbuhan: dengan menggunakan kaedah agronomik, adalah mungkin untuk mencapai penggunaan keadaan persekitaran yang paling rasional oleh tumbuhan dalam tanaman, yang sentiasa membawa kepada peningkatan hasil. Ini adalah intipati ekologi agronomi: tumbuhan mesti disediakan dengan tahap optimum semua faktor persekitaran sepanjang tempoh pembangunan tumbuhan ini. Adalah jelas bahawa untuk mencapai hasil yang terbaik, adalah perlu untuk mengetahui ciri-ciri ekologi tumbuhan yang ditanam dan perubahannya semasa keseluruhan kitaran hayat tumbuhan.
Saya juga menekankan bahawa kualiti faktor (ciri kualitatifnya) ditentukan bukan sahaja oleh intipati dalaman dan ciri-ciri faktor ini (komposisi cahaya, udara, air, tanah), tetapi juga oleh keseragaman bekalannya: tumbuhan tidak memerlukan kekurangan sepanjang tempoh tumbuh-tumbuhan aktif. Dalam hal ini, turun naik dalam keadaan cuaca (tempoh dengan kembalinya cuaca sejuk, tempoh tanpa hujan, dsb.) dan bekalan nutrien tumbuhan yang tidak sekata (jika cadangan saintifik mengenai penggunaan baja yang betul tidak diikuti) mempunyai negatif yang ketara. kesan pada tumbuhan.
Untuk mendapatkan gambaran visual tentang undang-undang toleransi, adalah mudah untuk mempertimbangkan gambar rajah yang menunjukkan kesan undang-undang ini untuk organisma yang berbeza.
Skim ini menunjukkan dalam bentuk sektor faktor persekitaran utama untuk tumbuhan. Penerangan ringkas diperlukan di sini. Oleh kerana kehadiran sebatian mineral di dalam tanah, tumbuhan dipelihara. Oleh itu, setiap unsur yang diperlukan untuk tumbuhan (nitrogen, fosforus, kalium, kalsium, sulfur, dan beberapa yang lain) adalah faktor persekitaran, serta setiap sifat fizikal tanah (kandungan lembapan, kandungan udara, ketumpatan pukal, dsb.), kerana setiap faktor ini mempengaruhi keadaan kehidupan tumbuhan di dalam tanah. Jadi, semua sifat kimia dan fizikal tanah adalah faktor tanah ekologi.
Perbezaan antara tumbuhan dan haiwan (II) dan manusia (III) adalah jelas: organisma ini tidak menerima makanan dari tanah dan udara, seperti tumbuhan, tetapi menggunakan tumbuhan dan haiwan (bahan organik) sebagai makanan.
Di sini adalah sesuai untuk memberikan dua lagi istilah ekologi: niche ekologi dan rantai makanan. Niche ekologi difahami sebagai kompleks faktor persekitaran antara penunjuk minimum dan maksimum untuk organisma tertentu. Dalam erti kata lain, secara umum, ia adalah satu set ciri yang menunjukkan kedudukan spesies dalam ekosistem. Di dalam niche ekologi individu mana-mana spesies berkembang, membiak dan hidup.