Ecologische kenmerken van nederzettingen. Structuur van de moderne ecologie

Ecologie (van het Grieks. oikos - huis en logo's- doctrine) - de wetenschap van de wetten van interactie van levende organismen met hun omgeving.

De grondlegger van de ecologie wordt beschouwd als een Duitse bioloog E. Haeckel(1834-1919), die in 1866 voor het eerst de term "ecologie". Hij schreef: "Met ecologie bedoelen we de algemene wetenschap van de relatie tussen het organisme en de omgeving, waar we alle "bestaansvoorwaarden" in de brede zin van het woord omvatten. Ze zijn deels organisch en deels anorganisch.”

Aanvankelijk was deze wetenschap biologie, die de populaties van dieren en planten in hun leefgebied bestudeert.

Ecologie bestudeert systemen op een niveau boven het individuele organisme. De belangrijkste onderzoeksobjecten zijn:

• bevolking - een groep organismen die tot dezelfde of vergelijkbare soort behoren en een bepaald territorium bezetten;
• , met inbegrip van de levensgemeenschap (het geheel van populaties in het beschouwde gebied) en habitat;
• - gebied van het leven op aarde.

Tot op heden is ecologie verder gegaan dan de biologie zelf en is het een interdisciplinaire wetenschap geworden die de meest complexe bestudeert problemen van menselijke interactie met de omgeving. Ecologie heeft een moeilijke en lange weg afgelegd om het probleem van "mens - natuur" te begrijpen, gebaseerd op onderzoek in het "organisme - milieu"-systeem.

De interactie van de mens met de natuur heeft zijn eigen bijzonderheden. De mens is begiftigd met rede, en dit geeft hem de mogelijkheid om zijn plaats in de natuur en doel op aarde te realiseren. Sinds het begin van de ontwikkeling van de beschaving heeft de mens nagedacht over zijn rol in de natuur. Natuurlijk onderdeel van de natuur, de mens creëerde een bijzondere omgeving, Wat genoemd wordt als menselijke beschaving. Naarmate het zich ontwikkelde, kwam het steeds meer in conflict met de natuur. Nu is de mensheid al tot het besef gekomen dat de verdere exploitatie van de natuur haar eigen bestaan ​​kan bedreigen.

De urgentie van dit probleem, veroorzaakt door de verslechtering van de ecologische situatie op wereldschaal, heeft geleid tot: "vergroenen"- tot de noodzaak om rekening te houden met wetten en milieueisen in alle wetenschappen en in alle menselijke activiteit.

Ecologie wordt momenteel de wetenschap van het 'eigen huis' van een persoon genoemd - de biosfeer, zijn kenmerken, interactie en relatie met een persoon, en een persoon met de hele menselijke samenleving.

Ecologie is niet alleen een geïntegreerde discipline, waar fysieke en biologische fenomenen met elkaar verbonden zijn, het vormt een soort brug tussen natuur- en sociale wetenschappen. Het behoort niet tot het aantal disciplines met een lineaire structuur, d.w.z. ontwikkelt zich niet verticaal - van eenvoudig tot complex - maar ontwikkelt zich horizontaal en bestrijkt een steeds breder scala aan vraagstukken uit verschillende disciplines.

Geen enkele wetenschap is in staat om alle problemen op te lossen die samenhangen met het verbeteren van de interactie tussen samenleving en natuur, aangezien deze interactie sociale, economische, technologische, geografische en andere aspecten heeft. Alleen een geïntegreerde (generaliserende) wetenschap, de moderne ecologie, kan deze problemen oplossen.

Zo is ecologie van een afhankelijke discipline binnen het kader van de biologie veranderd in een complexe interdisciplinaire wetenschap - moderne ecologie- met een uitgesproken ideologische component. De moderne ecologie heeft niet alleen de grenzen van de biologie overschreden, maar in het algemeen. De ideeën en principes van de moderne ecologie zijn ideologisch van aard, dus ecologie wordt niet alleen geassocieerd met de wetenschappen van mens en cultuur, maar ook met filosofie. Dergelijke ingrijpende veranderingen stellen ons in staat te concluderen dat, ondanks meer dan een eeuw geschiedenis van ecologie, moderne ecologie is een dynamische wetenschap.

Doelen en doelstellingen van de moderne ecologie

Een van de belangrijkste doelen van de moderne ecologie als wetenschap is het bestuderen van de basiswetten en het ontwikkelen van de theorie van rationele interactie in het systeem "mens - samenleving - natuur", waarbij de menselijke samenleving wordt beschouwd als een integraal onderdeel van de biosfeer.

Het hoofddoel van de moderne ecologie in dit stadium van de ontwikkeling van de menselijke samenleving - om de mensheid uit de wereldwijde ecologische crisis te brengen op het pad van duurzame ontwikkeling, waarin de bevrediging van de vitale behoeften van de huidige generatie zal worden bereikt zonder toekomstige generaties van een dergelijke kans te beroven.

Om deze doelen te bereiken, zal de milieuwetenschap een aantal uiteenlopende en complexe taken moeten oplossen, waaronder:

• theorieën en methoden ontwikkelen om de duurzaamheid van ecologische systemen op alle niveaus te beoordelen;
• de mechanismen bestuderen van de regulering van het aantal populaties en de biotische diversiteit, de rol van biota (flora en fauna) als regulator van de stabiliteit van de biosfeer;
• bestuderen en voorspellingen maken van veranderingen in de biosfeer onder invloed van natuurlijke en antropogene factoren;
• de toestand en dynamiek van natuurlijke hulpbronnen en de milieugevolgen van hun consumptie evalueren;
• methoden voor milieukwaliteitsbeheer ontwikkelen;
• om inzicht te krijgen in de problemen van de biosfeer en de ecologische cultuur van de samenleving.

Om ons heen live omgeving is geen willekeurige en willekeurige combinatie van levende wezens. Het is een stabiel en georganiseerd systeem dat zich heeft ontwikkeld in het proces van evolutie van de organische wereld. Alle systemen zijn vatbaar voor modellering, d.w.z. het is mogelijk te voorspellen hoe een bepaald systeem zal reageren op invloeden van buitenaf. Een systematische aanpak is de basis voor het bestuderen van milieuproblemen.

Structuur van de moderne ecologie

Ecologie is momenteel verdeeld in een aantal wetenschappelijke takken en disciplines, soms ver verwijderd van het oorspronkelijke begrip van ecologie als biologische wetenschap over de relatie van levende organismen met de omgeving. Alle moderne gebieden van ecologie zijn echter gebaseerd op fundamentele ideeën bio-ecologie, dat tegenwoordig een combinatie is van verschillende wetenschappelijke gebieden. Dus, bijvoorbeeld, toewijzen autecologie, het onderzoeken van de individuele verbindingen van een individueel organisme met de omgeving; Populatie-ecologie omgaan met relaties tussen organismen die tot dezelfde soort behoren en in hetzelfde territorium leven; synecologie, die groepen, gemeenschappen van organismen en hun relaties in natuurlijke systemen (ecosystemen) uitgebreid bestudeert.

Modern ecologie is een complex van wetenschappelijke disciplines. De basis is algemene ecologie, die de basispatronen van de relatie van organismen en omgevingsomstandigheden bestudeert. theoretische ecologie onderzoekt de algemene patronen van levensorganisatie, ook in verband met de antropogene impact op natuurlijke systemen.

Toegepaste ecologie bestudeert de mechanismen van vernietiging van de biosfeer door de mens en manieren om dit proces te voorkomen, en ontwikkelt ook principes voor een rationeel gebruik van natuurlijke hulpbronnen. Toegepaste ecologie is gebaseerd op een systeem van wetten, regels en principes van theoretische ecologie. De volgende wetenschappelijke richtingen onderscheiden zich van toegepaste ecologie.

Ecologie van de biosfeer, die de wereldwijde veranderingen bestudeert die plaatsvinden op onze planeet als gevolg van de impact van menselijke economische activiteit op natuurlijke fenomenen.

industriële ecologie, die de impact van emissies van bedrijven op het milieu bestudeert en de mogelijkheid om deze impact te verminderen door technologieën en behandelingsfaciliteiten te verbeteren.

agrarische ecologie, manieren bestuderen om landbouwproducten te verkrijgen zonder de bodembronnen uit te putten en tegelijkertijd het milieu te beschermen.

Medische ecologie, die menselijke ziekten bestudeert die verband houden met milieuvervuiling.

Geo-ecologie, die de structuur en mechanismen van het functioneren van de biosfeer bestudeert, de verbinding en onderlinge verbinding van biosferische en geologische processen, de rol van levende materie in de energie en evolutie van de biosfeer, de deelname van geologische factoren aan het ontstaan ​​en de evolutie van het leven op aarde.

Wiskundige ecologie modellen ecologische processen, d.w.z. veranderingen in de natuur die kunnen optreden wanneer de omgevingsomstandigheden veranderen.

economische ecologie ontwikkelt economische mechanismen voor rationeel natuurbeheer en milieubescherming.

juridische ecologie ontwikkelt een systeem van wetten gericht op de bescherming van de natuur.

Technische ecologie - een relatief nieuw gebied van milieuwetenschap dat de interactie tussen technologie en natuur, de vormingspatronen van regionale en lokale natuurlijke en technische systemen en manieren om deze te beheren bestudeert om de natuurlijke omgeving te beschermen en de veiligheid van het milieu te waarborgen. Het zorgt ervoor dat de apparatuur en technologie van industriële installaties voldoen aan de milieueisen.

sociale ecologie vrij recent ontstaan. Pas in 1986 vond in Lvov de eerste conferentie plaats die gewijd was aan de problemen van deze wetenschap. De wetenschap van het "thuis", of de habitat van de samenleving (mens, samenleving), bestudeert de planeet Aarde, evenals de ruimte - als de leefomgeving van de samenleving.

Menselijke ecologie - onderdeel van sociale ecologie, dat de interactie van een persoon als een biosociaal wezen met de buitenwereld beschouwt.

- een van de nieuwe onafhankelijke takken van menselijke ecologie - wetenschap van kwaliteit van leven en gezondheid.

Synthetische evolutionaire ecologie- een nieuwe wetenschappelijke discipline, met inbegrip van particuliere gebieden van ecologie - algemeen, bio-, geo- en sociaal.

Kort historisch pad van ontwikkeling van ecologie als wetenschap

In de geschiedenis van de ontwikkeling van de ecologie als wetenschap zijn drie hoofdfasen te onderscheiden. Eerste fase - de oorsprong en vorming van ecologie als wetenschap (tot de jaren 1960), toen gegevens over de relatie van levende organismen met hun omgeving werden verzameld, werden de eerste wetenschappelijke generalisaties gemaakt. In dezelfde periode waarschuwden de Franse bioloog Lamarck en de Engelse priester Malthus voor het eerst de mensheid voor de mogelijke negatieve gevolgen van de menselijke impact op de natuur.

Tweede fase - registratie van ecologie als zelfstandige tak van kennis (van na 1960 tot 1950). Het begin van de etappe werd gemarkeerd door de publicatie van de werken van Russische wetenschappers KF Heerser, NA Severtseva, VV Dokuchaev, die als eerste een aantal principes en concepten van ecologie onderbouwde. Na het onderzoek van C. Darwin op het gebied van de evolutie van de organische wereld, was de Duitse zoöloog E. Haeckel de eerste die begreep wat Darwin de "strijd om het bestaan" noemde, een onafhankelijk gebied van de biologie is, en noemde het ecologie(1866).

Als onafhankelijke wetenschap kreeg ecologie aan het begin van de 20e eeuw eindelijk vorm. Tijdens deze periode creëerde de Amerikaanse wetenschapper C. Adams de eerste samenvatting van ecologie en werden andere belangrijke generalisaties gepubliceerd. De grootste Russische wetenschapper van de twintigste eeuw. IN EN. Vernadsky creëert een fundamentele de leer van de biosfeer.

In de jaren dertig en veertig van de vorige eeuw stelde de Engelse botanicus A. Tensley (1935) aanvankelijk: het concept van "ecosysteem", en een beetje later V. Ya. Sukachev(1940) onderbouwde een concept dat dicht bij hem stond over biogeocenose.

derde fase(jaren '50 - tot heden) - de transformatie van ecologie in een complexe wetenschap, inclusief de wetenschap van de bescherming van de menselijke omgeving. Gelijktijdig met de ontwikkeling van de theoretische grondslagen van ecologie werden ook toegepaste vraagstukken met betrekking tot ecologie opgelost.

In ons land nam de regering in de jaren zestig en tachtig bijna elk jaar resoluties aan over het versterken van de natuurbescherming; Land, water, bos en andere codes werden gepubliceerd. Zoals de praktijk van hun toepassing heeft aangetoond, gaven ze echter niet de vereiste resultaten.

Vandaag maakt Rusland een ecologische crisis door: ongeveer 15% van het grondgebied zijn eigenlijk zones van ecologische rampen; 85% van de bevolking ademt aanzienlijk vervuilde lucht boven het MPC. Het aantal "door het milieu veroorzaakte" ziekten groeit. Er is degradatie en vermindering van natuurlijke hulpbronnen.

Een soortgelijke situatie heeft zich in andere landen van de wereld ontwikkeld. De vraag wat er met de mensheid zal gebeuren in het geval van de degradatie van natuurlijke ecologische systemen en het verlies van het vermogen van de biosfeer om biochemische cycli in stand te houden, wordt een van de meest urgente.

0

De actieve rol van organismen in hun interacties met de omgeving werd hierboven opgemerkt. Daarom is het noodzakelijk om rekening te houden met de ecologische kenmerken van dieren en planten.

Abiotische en biotische factoren die in eenheid werken op een levend organisme onder alle omstandigheden worden gekenmerkt door een bepaalde natuurlijke manifestatie in verschillende levensomgevingen. Maar elke soort, die een kwalitatief gedefinieerde staat van levende natuur is, onderscheidt zich door zijn vereisten. medium. Tegelijkertijd zijn er groepen van soorten te onderscheiden die op de een of andere manier ecologische overeenkomsten hebben.

Ecologie van micro-organismen. Hoewel microben in wezen planten zijn, zijn ze in een aantal van hun eigenschappen zo eigenaardig dat ze gewoonlijk worden onderscheiden in een speciale groep organismen, en de wetenschap die ze bestudeert - microbiologie - is al lang geïsoleerd in een onafhankelijke biologische discipline.

Bacteriën zijn de kleinste, onzichtbaar voor het blote oog planten, bestaande uit een of meer cellen. Bacteriën zijn geen achromatinobionten, "primitieve cytoden" in de zin van Haeckel. Een bijzonder kenmerk van bacteriën, als relatief primitieve organische wezens, is de constante aanwezigheid van nucleïnezuurstoffen in de cel.

De grootte van microben varieert van 100 tot 2-5 micron, terwijl het voor virussen wordt berekend in millimicrons (Peterson, 1953). De vorm van de bacteriën is onderverdeeld in drie hoofdgroepen: staafvormig - bacillen, bolvormig - cocci ("kettingen" - streptokokken) en kurkentrekkervormig - spirilla ("komma's" - vibrios).

Bacteriën worden in grote aantallen aangetroffen in lucht, water, bodem, aan de oppervlakte en in organismen. Het aantal bacteriën in verschillende media wordt gekenmerkt door de volgende getallen: lucht 0,01 ind. / cm 3 water 10-20 miljoen / cm 3 bodem 100 duizend - 1 miljard / cm 3

Bacteriën vermenigvuldigen zich door deling. Onder gunstige temperatuuromstandigheden en de aanwezigheid van voedsel kan deling elke 0,5 uur plaatsvinden. Als gevolg van zo'n voortschrijdende voortplanting levert één kopie per dag 115.000 miljard bacteriën op. Bacteriën planten zich net zo snel voort als elk ander levend wezen.

Stoffen die door bacteriën worden geproduceerd, kunnen schadelijk (toxines) of gunstig zijn voor de mens (enzymen). Bacteriologie en immunologie ontwikkelen problemen bij het beschermen van organismen tegen bacteriën, en een aantal industrieën (voedsel, leer, enz.) en landbouw gebruiken de heilzame activiteit van bacteriën.

De rol van bacteriën in de stoffenkringloop die in de natuur plaatsvindt is enorm. Groene planten, of producenten, synthetiseren uit minerale zouten (bodem en water) en koolstofdioxide (lucht, water), met de deelname van zonne-energie, complexe organische stoffen - eiwitten, vetten en koolhydraten. Consumenten, dat wil zeggen verschillende herbivoren en carnivoren, zetten deze primaire producten om in tussen- en eindproducten. Na de dood van planten en dieren ondergaan hun lijken een proces van verval en fermentatie met de deelname van bacteriën of ontbindingsorganen.

Hierdoor worden er weer minerale zouten en gassen gevormd, die bij de afbraak van organismen weer in de anorganische natuur terugkeren. Bacteriën zijn dus een noodzakelijke schakel in de algemene circulatie van stoffen, waardoor het bestaan ​​en de ontwikkeling van echt planten- en dierenleven op aarde mogelijk wordt. Het belang van micro-organismen als factor in de productiviteit van planten is bekend.

Bodemvruchtbaarheid hangt niet alleen af ​​van mineralen, maar ook van microflora, die actief deelneemt aan alle belangrijke processen die in de bodem plaatsvinden en gunstige omstandigheden voor plantenvoeding creëren. Micro-organismen zijn betrokken bij de bereiding van voedsel voor planten, bij het scheppen van voorwaarden voor de assimilatie ervan door planten, en ten slotte zijn ze direct betrokken bij het leveren van voedingsstoffen aan planten.

Het gewicht van lichamen van microbiële, voornamelijk bacteriële massa in de oppervlaktelaag van 1 hectare vruchtbare grond is ongeveer 5-7 ton, en als we rekening houden met de voortdurende reproductie en vernieuwing van deze populatie, dan tijdens het groeiseizoen zijn gewicht zal tientallen tonnen per hectare bereiken (Samoilov, 1957).

Bacteriën spelen een grote rol in de biologische productiviteit van waterlichamen. Dit is vastgesteld voor de noordelijke Kaspische Zee, wat belangrijk is voor de visserij (Osnitskaya, 1954; Zhukova, 1955, enz.) en andere bekkens. Stoke rivier De Wolga wordt weerspiegeld in de verspreiding, overvloed en biomassa van bacteriën in de zee. In het deltaïsche deel van de zee bereikt het aantal bacteriën 2-2,5 miljoen per 1 ml water, en als het naar de open zee gaat, daalt het tot 100-300 duizend per 1 ml. De biomassa van bacteriën: in het gebied van de Wolga-delta is 470-600 mg per 1 m 3.

Het aantal bacteriën per 1 g bodem in de noordelijke Kaspische Zee varieert van honderden miljoenen tot enkele miljarden. De bacteriële biomassa bereikte zijn grootste waarde in de delta's van de Wolga en de Oeral, en onmiddellijk na de overstroming van 1951 was het 50-52 g/m2 van de bodem in een laag van 1 cm dik.

Wat betreft het type en de relatie van microben met de omgeving in de microbiologie, zijn er twee tegengestelde richtingen: monomorfisme en pleomorfisme.

De theorieën van monomorfisme en pleomorfisme behandelen vraagstukken van soortvorming en variabiliteit van organismen eenzijdig en idealistisch. De dominantie van conservatieve ideeën in de microbiologie belemmerde de ontwikkeling van deze wetenschap. Al vanaf het einde van de vorige eeuw begonnen materialen zich echter op te hopen op de variabiliteit van microben, wat het mogelijk maakte om de eenzijdigheid van deze tegengestelde concepten te overwinnen.

L. Pasteur toonde de mogelijkheid van een gerichte verandering in de eigenschappen van micro-organismen aan en ontwikkelde op basis hiervan methoden voor het bereiden van vaccins. N.F. Gamaleya ontdekte in 1888 een significante variabiliteit in de door hem ontdekte Mechnikov vibrio. Gamaleya besteedde veel aandacht aan het probleem van variabiliteit en soortvorming en was een van de eersten die de mogelijkheid aantoonde van transformatie van de ene microbiële soort in de andere. II Mechnikov ontdekte de betekenis van microbiële associaties, hun symbiose en antagonisme. In 1909 schreef hij: "Het was op het gebied van de microbiologie dat de mogelijkheid werd bewezen om de aard van bacteriën te veranderen door externe omstandigheden te veranderen, en stabiele veranderingen die door overerving worden overgedragen, kunnen worden bereikt." Soortgelijke uitspraken zijn te vinden in de werken van S. N. Vinogradsky, L. S. Tsenkovsky, D. I. Ivanovsky, V. L. Omelyansky en andere binnenlandse microbiologen, maar pas na de overwinning in de biologie van de opvattingen van I. V. Michurin begon een echte herstructurering van de microbiologie op dialectisch materialistische basis.

Het werk van microbiologen in de afgelopen jaren heeft het mogelijk gemaakt om een ​​aantal regelmatigheden en oorzaken te identificeren die de processen van variabiliteit en soortvorming bepalen, en om enkele algemene conclusies over dit probleem te trekken. Van groot belang in dit verband is de conferentie over directionele variabiliteit en selectie van micro-organismen, die eind 1951 door de Russische Academie van Wetenschappen werd gehouden.

A.A. Imshenetsky (1952) toont overtuigend aan dat het falen van de oude en moderne burgerlijke microbiologie geworteld is in de onderschatting van de betekenis van de fundamentele wet van de biologie. Nieuwe vormen van microben werden morfologisch bestudeerd, maar er werd geen aandacht besteed aan hun fysiologie, hun vereisten voor bepaalde levensomstandigheden (de laatste bleef verenigd in het laboratorium).

De erfelijkheid en variabiliteit van microben worden gekenmerkt door een aantal kenmerken die hen onderscheiden van hogere planten. De belangrijkste zijn de volgende (volgens Imshenetsky):

1. De overgrote meerderheid van micro-organismen, waaronder bacteriën en praktisch belangrijke gist- en schimmelschimmels, hebben geen seksueel proces. Er is een vegetatieve reproductie van organismen waarbij het mogelijk is om de eigenschappen te veranderen met behulp van processen die dicht bij vegetatieve hybridisatie liggen.

2. Erfelijkheid bij micro-organismen is niet minder stabiel dan bij hogere planten, en aangezien de meeste bacteriën volledig verstoken zijn van een kern en chromosomen, is dit feit op zichzelf een uitstekende illustratie van het falen van de chromosoomtheorie van erfelijkheid.

3. Uitzonderlijke reproductiesnelheid maakt meervoudige belichting mogelijk

verandert de externe omstandigheden op jonge cellen en maakt het mogelijk om in korte tijd een groot aantal generaties te verkrijgen (belangrijk voor selectie).

4. Er is uitzonderlijk nauw contact tussen de cellen van micro-organismen en de externe omgeving. Vanwege de kleine omvang van de microbiële cel wordt deze meer blootgesteld aan de externe omgeving dan een meercellig organisme. Het grote aanpassingsvermogen van micro-organismen heeft geleid tot het ontstaan ​​van vormen die in de natuur zijn aangepast aan een verscheidenheid aan externe factoren.

De meeste feiten van variabiliteit zijn vastgesteld bij microben die gastro-intestinale ziekten bij mens en dier veroorzaken, aangezien deze microben ook het onderwerp zijn van het meeste onderzoek (Muromtsev, 1952). Er is herhaaldelijk aangetoond dat bijvoorbeeld de eigenschappen van tyfusmicroben in leidingwater zo ingrijpend kunnen veranderen dat deze microben niet meer te onderscheiden zijn van Escherichia coli of een alkalivormend middel. Sommige stammen krijgen zelfs eigenschappen die ze verder brengen dan de enterische tyfus groep.

Uit de culturen van de pestpathogeen werd een microbe verkregen die alle eigenschappen heeft van de pathogeen van valse tuberculose bij knaagdieren. Tegelijkertijd zijn pest en pseudotuberculeuze microben onafhankelijke soorten, die verschillen in morfologische, culturele en enzymatische eigenschappen, en er wordt interspecifieke concurrentie waargenomen in de relatie tussen hen.

Soortvariabiliteit van dysenterische microben werd onbetwistbaar aangetoond onder experimentele omstandigheden door G.P. Kalina, die een paratyfusmicrobe ontving.

Veel onderzoekers hebben de onderlinge overgangen van pneumokokken, hemolytische en groene streptokokken beschreven, zowel in experimenten met kunstmatige media als in experimenten op dieren.

Zoals V.D. Timakov (1953) opmerkt, is het bij het kweken van micro-organismen van de enterische tyfusgroep onder omstandigheden waarin hun voedingsbron de vervalproducten van andere verwante bacteriën zijn, mogelijk om culturen te verkrijgen die bijna volledig de eigenschappen bezitten van de cultuur op wiens bederfproducten het werd gekweekt. De auteur komt tot de conclusie dat "het in de wereld van micro-organismen mogelijk is om doelbewust te veranderen en nieuwe vormen en soorten bacteriën te creëren die nuttig zijn voor de mens." S. N. Muromtsev (1952) schrijft: “Het is noodzakelijk om het idee dat onder microbiologen wijdverbreid is, te erkennen dat de bestaande soorten micro-organismen pas in de diepste oudheid zijn ontstaan ​​en onder moderne omstandigheden niet opnieuw zullen ontstaan. Soortvorming in micro-organismen vindt ook onder moderne omstandigheden plaats.

Zoals we hierboven al aangaven, is het bestaan ​​van bacteriën nauw verbonden met planten en dieren. In de natuur kun je geen plaatsen vinden waar andere organismen zouden zijn, maar bacteriën zouden afwezig zijn. Bij elke biocenose zijn micro-organismen altijd als integraal element aanwezig. Maar er kunnen biotopen zijn waarin het bestaan ​​van dieren en planten onmogelijk is en bacteriën de enige vertegenwoordigers van levende wezens zijn (bijvoorbeeld in de waterstofsulfidezone van de Zwarte Zee).

Een idee van het microbiële leven van de oceaandiepten wordt gegeven door recente studies van het Kuril-Kamchatka-bekken van de Stille Oceaan (Kriss en Biryuzova, 1955). Er werden monsters genomen tot een diepte van 9000 m. Het bleek dat het grootste deel van heterotrofe microben wordt vertegenwoordigd door niet-sporendragende staven, vervolgens door sporendragende staven en kokken, evenals gisten; actinomyceten zijn zeldzaam. Op een diepte van 0-250 m werden meer dan 10.000 cellen per 1 ml gevonden; in de zone van uitgesproken fotosynthese - tot 100.000 cellen; op een diepte van 300-400 m - duizenden en honderden cellen in 1 ml, en op de diepste plaatsen - tientallen cellen. Biomassa van micro-organismen: 10-80 mg per 1 m 3 water in een laag van 0-25 m; 1-10 mg - tot 300 m diepte; onder 400 m - tienden en honderdsten, en in de bijna onderste gebieden - duizendsten van een milligram. Tientallen, honderden en duizenden, zeldzamer meer dan 10.000 cellen per 1 g slib, werden gevonden in de oceaanbodem. De verspreiding van de microbiële populatie in de bodem is niet afhankelijk van de diepte van de oceaan en hangt uiteraard samen met de verspreiding van assimileerbaar organisch materiaal in de bodem en in het water erboven.

De evolutie van microben ging en gaat in verschillende richtingen en wordt geassocieerd met de bezetting van alle mogelijke habitats door hen.

Ecologie van planten. Planten zijn (samen met bacteriën) een van de twee grote delen van de levende natuur. De moderne botanie verdeelt de hele plantenwereld in twee stammen: lagere (Sloevtsy) en hogere (bladige) planten.

Vertegenwoordigers van lagere planten (bacteriën, algen, schimmels, korstmossen) in de meeste hoofdtypen blijven in het oorspronkelijke aquatische milieu, waar velen tot op de dag van vandaag de kenmerken van een primitieve organisatie hebben behouden. In het verleden waren de lagere planten eerst de enige, toen de overheersende vertegenwoordigers van de plantenwereld, maar nu nemen ze een ondergeschikte positie in ten opzichte van de hogere.

Hogere planten (mossen, varens, paardenstaarten, knotsmossen, gymnospermen, angiospermen) worden vertegenwoordigd door ongeveer 300.000 soorten. De meeste leven op het land (gebruik lucht en bodem), een kleiner deel - in het water.

Onder de bloeiende planten zijn er enkele honderden secundaire aquatische soorten (in verschillende systematische groepen). Een aquatische levensstijl veroorzaakt een verhoogde groei, in vergelijking met terrestrische planten, en de vervanging van seksuele reproductie door vegetatieve (elodea, eendenkroos, telorez). In veel waterplanten verliezen de wortels hun belang als organen voor de opname van voedingsstoffen, omdat dit proces rechtstreeks via de integumenten plaatsvindt. Hierdoor is hout in de vaatbundels van waterplanten onderontwikkeld. Bescherming van het lichaam tegen uitspoeling door overtollig water vindt plaats door slijm, dat de onderwaterdelen overvloedig bedekt. Mechanisch weefsel in waterplanten ontwikkelt zich niet, omdat water zelf - een dicht medium - een goede lichaamsondersteuning voor hen is. Weinig soorten waterplanten zijn eenjarigen en overwinteren in de vorm van zaden (shelnik, kleine naiad, enz.). De meeste, vanwege het behoud van positieve temperaturen onder het ijs in de winter, overwinteren in de vorm van bepaalde vegetatieve delen - wortelstokken (waterlelies, capsules), knollen (pijlpunt, gekamde vijverkruid), overwinterende knoppen (, pemphigus, waterkers) of geheel (eendekroos, moeras, enkele vijverkruiden).

In de loop van de plantenevolutie vonden verschillende aanpassingen aan de bestaansvoorwaarden - abiotisch en biotisch - plaats. De evolutie van lagere naar hogere planten werd bijvoorbeeld geassocieerd met de overgang van een aquatische naar een luchtmanier van leven, maar dan wordt bij de hogere een proces van herovering van de hydrosfeer opgemerkt.

Algen differentiëren in solitaire en koloniale vormen (Volvox). In algen, net als in mossen, is er een complexe afwisseling van generaties, gekenmerkt door een verandering in de vereisten voor levensomstandigheden in individuele stadia van individuele ontwikkeling.

Veel schimmels hebben een heel eigenaardige plaats in de natuur ingenomen en hebben zich aangepast aan een wederzijds voordelige symbiose met andere organismen. Dankzij "wederzijdse hulp" kunnen korstmossen (paddenstoelen en algen) leven op de meest onvruchtbare gronden en kale rotsen, waar noch schimmel noch algen afzonderlijk kunnen leven. De vestiging van schimmels op de wortels van hogere planten vormt mycorrhiza, wat bijdraagt ​​aan een meer volledige opname van bodemvoedingsstoffen door de plant. Heide die in zandgebieden groeit, ontwikkelt zelfs geen embryo zonder mycorrhiza.

De bloei van zaadplanten wordt geassocieerd met hun volledige verovering van het land en de geleidelijke bevrijding van de deelname van het aquatische milieu aan het proces van seksuele voortplanting. Het embryo in het zaad is rijkelijk voorzien van voedsel en kan zowel droogte als kou langdurig weerstaan. Daarom konden alleen bloeiende planten echte landorganismen worden, terwijl mossen en varens nog amfibisch bleven.

Het essentiële voordeel van angiospermen ten opzichte van gymnospermen is de vorming van vruchten, die de rijping en verspreiding van zaden (met deelname van dieren) vollediger verzekeren. De microsporen van gymnospermen zijn aangepast om door de wind te worden gedragen. De meeste angiospermen hebben aanpassingen ontwikkeld voor het bestuiven van bloemen met behulp van insecten (heldere bloemdekbladeren, afscheiding van nectar en aroma, plakkerig stuifmeel). Deze methode van bestuiving zorgt voor een betere kruisbestuiving, biologisch nuttig.

Een belangrijke factor in de evolutie van angiospermen is dus hun relatie met de dierenwereld met bestuivende insecten, met vogels en zoogdieren die bijdragen aan de verspreiding van zaden. Zoals we kunnen zien, wordt naarmate de evolutie vordert, de verbinding tussen planten en dieren sterker. Tegelijkertijd dienen ze elkaar niet alleen wederzijds in het voedingsproces, maar planten, die dieren onderdak bieden, nemen ze vaak op in hun ontwikkelingsomstandigheden.

Zoals B.A. Keller (1938) terecht opmerkt, hebben de relaties met de omgeving bij planten bijzondere kenmerken, speciale eigenschappen die verband houden met de voedingswijze die typisch is voor deze organismen. Groene planten profiteren van het voedsel dat om hen heen is in een uiterst ijle vorm. In de lucht is dit voedsel bijvoorbeeld koolstofdioxide, dat daar slechts 0,03% is, in de bodem - voedzame minerale zouten, meestal in een zwakke oplossing. Bovendien vangen bladeren, als energiebron in het voedingsproces, zonlicht op. In dit opzicht verliep de evolutionaire ontwikkeling van planten in het algemeen langs het pad van sterke dissectie naar buiten, de ontwikkeling van een zeer rijk extern absorberend oppervlak (blad en wortel). Als gevolg hiervan zijn planten bijzonder nauw verwant aan hun omgeving, wat hun verhoogde intraspecifieke variabiliteit bepaalt.

De rol van planten als producenten in individuele leefomgevingen is anders. In water is de belangrijkste massa van autotrofen algen en op het land hogere planten.

De aangehechte leefwijze van planten bepaalt de verticale gelaagdheid in hun verspreiding. Nabijheid wordt alleen waargenomen bij planten, als gevolg van bevolkingsdichtheid (eendekroos in een vijver, bos, enz.) Onder gunstige omstandigheden.

In combinatie met klimaat en bodem vormt vegetatie karakteristieke verticale gordels in bergachtige gebieden en landschapsgebieden in de breedte op het noordelijk en zuidelijk halfrond (van de evenaar tot de polen), waarvan een integraal onderdeel vertegenwoordigers zijn van de dierenwereld die voor hen kenmerkend is.

De waarde van de jaarlijkse groei van bovengrondse plantenmassa, volgens de studies van E.M. Lavrenko, voor de toendra-, steppe- en woestijngebieden varieert van 4 tot 56 centners/ha. De brutovoorraad (biomassa) bovengrondse plantenmassa bereikt de hoogste waarden in bosgemeenschappen (900 centner/ha in de noordelijke taiga, 1300 centner/ha in de middelste taiga, 2600 centner/ha in loofbossen) . In de toendra is dit cijfer 6-32 c/ha, in de bos-toendra 73 c/ha. Voor de steppen is de jaarlijkse groei (productie) van plantenmassa bijna gelijk aan de brutovoorraad (biomassa) door de jaarlijkse sterfte van bovengrondse delen. Woestijnsteppen en semi-struikgemeenschappen. woestijnen geven de kleinste waarde van de brutovoorraad (5-10 q/ha).

We hebben het niet over de factoren die nodig zijn in het leven van planten: elke soort heeft, afhankelijk van de omgeving en de levensomstandigheden, "in elk stadium van zijn ontogenese speciale voorwaarden nodig voor bestaan ​​en ontwikkeling. Handleidingen over plantenecologie bevatten relevant materiaal, hoewel ze verre van volledige dekking van het probleem bieden.

Dierlijke ecologie. Dieren, vertegenwoordigd door meer dan 1,2 miljoen soorten, zijn zeer divers in termen van de hoogte van hun organisatie en leven in alle levensomgevingen.

Zoals J. Lamarck opmerkte, is het effect van de omgeving op dieren veel gecompliceerder dan op planten. Als planten direct de invloed van externe omstandigheden ervaren, dan is deze invloed bij sterk georganiseerde dieren meer indirect dan direct. Het verschil zit hier niet in hoe de omgeving handelt, maar in hoe het organisme op deze acties reageert.

Een onbeweeglijke plant sterft of blijft onder invloed van een nieuwe factor; in het laatste geval treedt er een verandering op, het organisme past zich aan de overeenkomstige externe invloed aan. Het mobiele dierlijke organisme bevindt zich in een gunstiger positie, omdat het niet voor een dilemma staat: sterven of veranderen. Voor hem is een derde reactie op de overeenkomstige impact mogelijk: migratie, vertrekkend voor gunstiger voorwaarden. Daarnaast is het zenuwstelsel van het allergrootste belang als voorwaarde voor de verbinding van het organisme met de omgeving bij dieren. Zoals IP Pavlov aantoonde, hebben dieren in het verleden constante reacties van het lichaam ontwikkeld op externe invloeden (ongeconditioneerde reflexen, instincten) en tijdelijke verbindingen (geconditioneerde reacties), die van groot belang zijn bij het leggen van verbindingen met de omgeving.

Vanwege de diversiteit aan typen van het zenuwstelsel bij dieren en de algemene verschillen in organisatie en metabolisme, zijn ecologisch dieren zeer verschillend. Er zijn verschillen zowel in de levensomgevingen als in systematische groepen.

Net als planten bepaalde in de dierenwereld de omgeving de richting en het verloop van de evolutie.

De ontwikkeling van een buitenste chitineuze laag bij aquatische geleedpotigen, die de verdamping vertraagde, maakte het voor sommige groepen van deze kleine dieren mogelijk om het aquatische milieu op het land te verlaten en de omstandigheden van het aardse bestaan ​​volledig onder de knie te krijgen.

De overvloed aan soorten (tot 1 miljoen) en de brede verspreiding van geleedpotigen in alle leefmilieus getuigen van de welvaart van deze groep op dit moment. Als gevolg van de hoge ontwikkeling van het zenuwstelsel en de verschijnselen van speciale aanpassing aan de daarmee samenhangende levensomstandigheden, vormde het type geleedpotigen een van de twee toppen van de hele dierenwereld.

Alleen hogere gewervelde dieren, samen met spinnen, duizendpoten en insecten, waren in staat om de luchtomgeving volledig onder de knie te krijgen en vergelijkbare aanpassingen te verwerven voor beweging op het land (benen die buigen bij de gewrichten) en in de lucht (vleugels om te vliegen). Alleen bij de hogere geleedpotigen en hogere gewervelde dieren komen we zo'n verreikende differentiatie van verschillende delen en organen van het lichaam tegen, en ten slotte, in beide, is hun neuro-hersenactiviteit (instincten, enz.) Het meest ontwikkeld.

In de evolutie van dieren wordt een fundamenteel belangrijke fase geassocieerd met de divergentie van protostomen en deuterostomen, die aanleiding gaven tot twee grote takken van de dierenwereld. Het begin van de divergentie van deze groepen is te wijten aan het feit dat men de lijn van aanpassing aan de benthische manier van leven heeft gevolgd (protostomen - wormen, weekdieren, geleedpotigen), en de andere aanleiding gaf tot vormen die vrij in water kunnen zwemmen (deuterostomen - stekelhuidigen en akkoorden).

In de evolutie van lagere gewervelde dieren speelde aanpassing aan voeding een belangrijke rol, waarbij twee ontwikkelingslijnen werden geschetst: jawless (die aanleiding gaven tot pantser en cyclostomes) en jawed (een progressieve tak die leidde van echte vissen naar zoogdieren) .

De droge omstandigheden die heersten in uitgestrekte gebieden in het Devoon gaven vitale voordelen aan dergelijke zoetwatervissen, die lieten zien dat ze het zonder kieuwademhaling konden doen en, in het geval van schade aan het water of een tijdelijke uitdroging van het reservoir, atmosferische lucht konden gebruiken om te ademen. Deze "longvissen" behoorden tot twee verschillende groepen, de longvissen en de lobben. Tegen het einde van het Devoon hadden amfibieën, de stegocephalen, hun oorsprong bij de oude crossopterygiërs, waarvan de bloeitijd het Carboon was, dat zich onderscheidde door een vochtig klimaat.

De nieuwe klimaatverandering om de vochtigheid te verminderen, heeft een vitaal voordeel gegeven aan die gemodificeerde afstammelingen van de oude amfibieën die hoornformaties op hun huid ontwikkelden en geen water nodig hadden om zich voort te planten. Zo begon de ontwikkeling van reptielen met het droge Perm, en in het Jura bereikten ze een grote diversiteit en namen ze een leidende positie op het land in.

Aan het einde van het Mesozoïcum ontwikkelden twee stammen gescheiden van reptielen - vogels en zoogdieren, onafhankelijk van elkaar een vergelijkbare aanpassing - een volledige scheiding van arteriële en veneuze bloedstromen. Dit anatomische kenmerk, door de ontwikkeling van een groter ademhalingsoppervlak in de longen, zorgt voor een krachtigere ademhalingsuitwisseling en creëert de mogelijkheid om een ​​constante lichaamstemperatuur te handhaven.

De ontwikkeling van beide groepen 'warmbloedige' dieren verliep vrijwel gelijktijdig en zonder onderlinge inmenging: ze splitsten zich op in twee verschillende ecologische niches en namen elk hun eigen speciale plaats in de natuur in. Vogels verhuisden van een klimmende boomlevensstijl (de Jura-eerste vogels) naar luchtbewegingen en aanverwante methoden om voedsel te verkrijgen. Bij zoogdieren is de evolutie voornamelijk in de richting gegaan van verschillende bestaans- en bewegingsmogelijkheden op het aardoppervlak.

Zoogdieren schakelden over van het leggen van eieren naar levendgeborenen, wat zorgde voor een aanzienlijk grotere overleving van de nakomelingen.

De evolutie van dieren, die plaatsvond in verband met een verandering in de levensomstandigheden, kan dus alleen worden begrepen door een ecologische analyse van de oorsprong van bepaalde aanpassingen. En het moderne proces van soortvorming, dat wordt gekenmerkt door een zekere specificiteit in individuele groepen dieren, kan ook alleen correct worden begrepen door een ecologische analyse van het materiaal.

Laten we stilstaan ​​​​bij de overweging van enkele ecologische kenmerken van gewervelde dieren.

Ecologisch verschillen vissen aanzienlijk van andere gewervelde dieren. Zoals u weet, vormen vissen de rijkste (ongeveer 20.000 soorten) klasse van gewervelde dieren. Vissen worden in hoge mate gekenmerkt door intraspecifieke variabiliteit, wat het gebruik van een bijzonder gedifferentieerd systeem van taxonomische eenheden vereiste. In bijna elk stuwmeer vinden we lokale vormen van bepaalde vissoorten.

Wat zijn de redenen voor deze verhoogde variabiliteit bij vissen?

Er zijn er verschillende, maar de belangrijkste reden is de uitzonderlijke dynamiek van het aquatisch milieu en de actie daarin van een aantal factoren die terrestrische gewervelde dieren niet ervaren (grote schommelingen in druk-, licht- en zuurstofregimes, de invloed van de reactie van het milieu, verschillende mineralisatie, enz.). De gespecificeerde verscheidenheid aan bestaansomstandigheden in het aquatisch milieu draagt ​​bij aan de adaptieve uitstraling van vissen, waardoor de bestaande soortenrijkdom en het proces van lokale vormenvorming dat momenteel intensief doorgaat.

De isolatiefactor treft vissen (vooral niet-aquatische) in veel grotere mate dan landdieren. Om dit te bevestigen volstaat het eraan te herinneren dat het aantal meren met verschillende regimes op de wereld vele malen groter is dan het aantal eilanden met verschillende leefomstandigheden. Het is niet moeilijk om twee aangrenzende meren aan te wijzen, die verschillen in de omstandigheden van het waterleven, maar naburige eilanden zijn meestal gelijkaardig in de aard van het landleven. Hieraan moet worden toegevoegd dat landdieren een veel grotere verscheidenheid aan middelen hebben om mechanische barrières te overwinnen dan vissen.

De isolatiefactor heeft een tweeledig effect - op het reservoir en op de vis. In een geïsoleerd reservoir wordt snel een speciaal levensregime tot stand gebracht, dat is samengesteld uit de fysieke en geografische omstandigheden die kenmerkend zijn voor het reservoir, zijn relatie met het omringende landschap, en afhankelijk is van het complex van hydrobionts die erin zijn gevallen. Op het aardoppervlak is het onmogelijk om twee volledig identieke reservoirs te vinden, zelfs niet op dezelfde plaats, in de buurt van elkaar. De isolatie van waterlichamen leidt tot de ontwikkeling van een specifiek regime, dat uiteindelijk de diversiteit van de waterlevensomstandigheden vergroot.

Anderzijds draagt ​​de isolatie van vissen (populaties) bij aan het behoud van al die afwijkingen (lokale vormen) die de kans krijgen zich in deze verschillende wateren te ontwikkelen en die zouden worden geëgaliseerd wanneer ze met elkaar communiceren. Isolatie draagt ​​bij aan het behoud van vormen die vernietigd zouden kunnen worden in de interspecifieke strijd om het bestaan ​​met een open verbinding tussen verschillende waterlichamen. Ten slotte leidt langdurige isolatie tot een verslechtering van de erfelijkheid en degeneratie, als gevolg van het ontbreken van vrije kruising van individuen die onder verschillende omstandigheden zijn ontwikkeld.

De verhoogde variabiliteit van vissen hangt verder af van hun aanzienlijke "ondergeschiktheid" aan het aquatisch milieu. Het interne milieu van gewervelde landdieren, dat in het verleden is gevormd, mogelijk met de deelname van het externe aquatische milieu, verschilt er nu sterk van (lucht). Integendeel, de interne omgeving van vissen (vloeibaar) blijft vergelijkbaar en zelfs in sommige gevallen dicht bij hun externe omgeving. De gasvormige en vloeibare omgevingen van het leven verschillen sterk in hun fysisch-chemische eigenschappen, en dit creëert natuurlijk een fundamenteel verschil tussen vissen en gewervelde landdieren en kan niet anders dan de kenmerken van hun variabiliteit beïnvloeden.

Afzonderlijke groepen vissen in het evolutieproces hebben een verschillende mate van isolatie van de externe omgeving ontwikkeld, maar niettemin zouden in hen, vanwege de vergelijkbare aard van de externe en interne omgeving, veranderingen in de eerste een grotere respons moeten vinden in de tweede, vergeleken met landdieren.

Ten slotte kan de variabiliteit van vissen niet anders worden weerspiegeld in het feit dat ze blijkbaar de enige dieren zijn onder dieren die gedurende hun hele leven worden gekenmerkt door groei. Het is bekend dat organismen een aanzienlijke plasticiteit hebben tijdens de periode van vorming en groei. Volwassen organismen die de grens van hun groei hebben bereikt, zijn het meest duurzaam en daarom minder onderhevig aan de transformerende invloed van de bestaansvoorwaarden.

De groei van vissen gedurende het hele leven is ongetwijfeld een factor die de variabiliteit vergroot. Bij groeiende gewervelde landdieren kan men onderscheid maken tussen grootte- en leeftijdsvariabiliteit, maar nadat ze hun definitieve (uiteindelijke) grootte hebben bereikt, blijft alleen de leeftijdsvariabiliteit over (naast seksuele en seizoensgebonden). Hierdoor kan de taxonoom werken met absolute meetgegevens voor vogels en zoogdieren, maar voor vissen moet hij ze noodzakelijkerwijs omzetten in vergelijkbare relatieve indices. Deze omstandigheid is trouwens een indirect bewijs van de noodzaak om onderscheid te maken tussen leeftijds- en groottevariabiliteit bij vissen.

Afhankelijk van de leefomstandigheden fluctueert de groei van vissen in individuele waterlichamen extreem sterk.

De ecologische kenmerken van vogels en zoogdieren werden voor het eerst in detail onderzocht door D.N. Kashkarov en V.V. Stanchinsky (1929). In de jaren daarna werd in dit gebied een grote hoeveelheid feitelijk materiaal verzameld. Het boek van S. I. Ognev "Essays on the Ecology of Mammals" (1951) is van grote waarde, maar het is verre van een algemene samenvatting, aangezien een aantal omgevingsfactoren die het leven van zoogdieren bepalen er niet in worden behandeld.

D. N. Kashkarov en V. V. Stanchinsky, die de afhankelijkheid van vogels en zoogdieren van omgevingsomstandigheden karakteriseren, houden rekening met klimatologische, ecotopische en biocenotische factoren.

Klimaatfactoren worden door deze auteurs onderverdeeld in warmte, licht, druk en vochtigheid. Vogels zijn vrij gevoelig voor alle factoren. Omdat het warmbloedige dieren zijn, kunnen vogels verschillende temperatuuromstandigheden doorstaan ​​en leven ze overal waar voedsel is. Eurythermal zijn: kraaien, kauwen, mezen, enz., die bij ons blijven voor de winter; bewoners van gebieden met een uitgesproken landklimaat, zoals zandhoen, saji, bergkalkoenen; stijgen wanneer ze naar grote hoogte vliegen - gieren en adelaars.

De stenothermische vormen omvatten vogels uit tropische landen met een gelijkmatig zeeklimaat en trekvogels uit de gematigde zone. Om het lichaam tegen afkoeling te beschermen, wordt een hoes van veren en dons gebruikt. De rol van het koelapparaat wordt, bij afwezigheid van zweetklieren, overgenomen door de ademhalingsorganen, die water verdampen.

Met betrekking tot de lichtfactor worden vogels verdeeld in overdag (meest) en nachtdieren (uilen, enz.). Met betrekking tot vocht kunnen vogels worden onderverdeeld in drie groepen: hydrofielen (waterminnend - bewoners van waterbassins en hun kusten), hygrofielen (vochtminnend - bijvoorbeeld steltlopers) en xerofielen (droogminnend - bewoners van woestijnen) .

Wat de ecotopische factoren betreft, kunnen de volgende kenmerkende habitats worden onderscheiden met betrekking tot vogels: lucht (voor gierzwaluwen, zwaluwen, sterns, enz., die zich uitsluitend voeden met vliegende dieren in de lucht), water (stormvogels, meeuwen, enz.), moerassen (waadvogels, reigers, ooievaars, kraanvogels, enz.), open ruimten - weiden, steppen, woestijnen (struisvogels), bosrijke vegetatie (spechten, boomklevers).

De biocenotische relaties van vogels zijn zeer veelzijdig, vanwege de hoge ontwikkeling van verschillende instincten.

Kashkarov en Stanchineky karakteriseren de ecologie van zoogdieren op een vergelijkbare manier, S.I. Ognev benadert dit probleem anders. Volgens de laatste auteur zijn er 360 soorten zoogdieren in de fauna van Rusland. Ecologisch gezien zijn ze zeer ongelijkmatig en volstrekt onvoldoende bestudeerd, gezien het grote praktische belang van veel soorten.

S. I. Ognev richt zich op de overweging van aanpassingen bij zoogdieren aan verschillende levensomstandigheden - ondergronds en in open ruimtes (snel rennen), op bomen (klimmen, fladderen) en in de lucht (vlucht), in water en op bergen. Vervolgens beschrijft hij holen en nesten, winterslaap, vervelling, migraties, voortplanting, voeding en populatiefluctuaties. Helaas beoordeelt de auteur natuurlijke factoren niet vanuit het oogpunt van hun betekenis in het leven van zoogdieren als voorwaarden voor bestaan ​​en ontwikkeling.

N.I. Kalabukhov (1951) beschouwt temperatuur, licht, thermische en ultraviolette stralen, vochtigheid, neerslag, gassamenstelling van de atmosfeer en druk als de voorwaarden voor het bestaan ​​van gewervelde landdieren. Deze auteur spreekt dus alleen over abiotische factoren, zonder in te gaan op biotische. Ongetwijfeld, met al het belang van het eerste, is het bestaan ​​van dieren zonder voedsel nog steeds volledig onmogelijk, en daarom spelen biotische factoren een even belangrijke rol.

We moeten dus stellen dat de ontwikkeling van algemene vraagstukken van dierecologie vanuit het standpunt van creatief darwinisme extreem achterblijft, hoewel er een aantal goede ecologische studies van individuele soorten zijn, vanwege hun praktische betekenis (acclimatisatie, jacht, uitroeiing ). De meeste ecologische werken zijn gewijd aan de studie van aanpassingen (morfologisch, fysiologisch, ecologisch) die in individuele soorten worden ontwikkeld onder invloed van specifieke bestaansvoorwaarden.

Maar nu is dit niet meer genoeg. De leer van Michurin vereist niet dat de aanpassingswaarde van de poot van de mol aan de omstandigheden van het ondergrondse leven keer op keer wordt aangetoond of dat de vleugel van een vleermuis wordt beschreven als een aanpassing aan de vlucht. Dit is namelijk hoe S.I. Ognev ecologie beschrijft. Het is nodig om aan te tonen welke factoren nodig zijn voor het bestaan ​​en de ontwikkeling van de mol, vleermuis en andere dieren en welk effect andere omgevingsomstandigheden daarop hebben. Met de juiste kennis wordt ecologie een effectieve wetenschap.

Individuele wetenschappers, in het bijzonder fokkers van dieren, proberen manieren te vinden om in deze richting onderzoek te doen. Werk aan de creatie van het Kostroma-veeras en andere uitgevoerd door Sovjet-veespecialisten op basis van de resultaten van de Michurin-leer zijn voorbeelden van diepgaand wetenschappelijk ecologisch onderzoek. Het werk aan het creëren van een nieuw dierras bestaat uit twee delen: 1) selectie van producenten en kruising (een of meer) om erfelijkheid los te maken en de gewenste eigenschappen te versterken, 2) een doelmatige manier van opvoeding en voeding. Als het eerste deel van het werk genetisch is, dan is het tweede ecologisch. Kennis van de beste omstandigheden voor het temperatuurregime, beweging, voeding, enz., waarin jonge dieren moeten worden grootgebracht om nieuwe raskwaliteiten te ontwikkelen, maakt het mogelijk om in een geplande en korte tijd zeer productieve rassen van landbouwhuisdieren te creëren .

Maar niet minder belangrijk praktisch belang is de exacte kennis van de ecologische kenmerken van dieren, ook bij het uitvoeren van werkzaamheden aan de acclimatisatie van waardevolle soorten of de uitroeiing van schadelijke soorten, aan de rationele exploitatie van bestanden in de jacht en visserij en andere industrieën.

Er zijn significante verschillen in de relatie van planten en dieren met de omgeving en in de aard van de ontwikkeling van het aanpassingsvermogen aan de levensomstandigheden.

Ten eerste zijn de levensvormen van planten veel minder divers dan de diversiteit van dierlijke biomorfen. In planten is convergentie heel gewoon. Dit wordt verklaard door de meer eentonige manier van leven van planten (vast wortelen in de bodem) en hun meer gelijkaardige vitale behoeften (licht, kooldioxide, water, bodemmineraalzouten). In de dierenwereld zijn de vitale behoeften van verschillende soorten diverser en complexer, hun methoden om voedsel te verkrijgen en zichzelf te beschermen tegen vijanden zijn heel verschillend; verschillen in de manier van bewegen komen zeer sterk tot uiting in hun structuur en uiterlijk.

Ten tweede heeft natuurlijke selectie in plantenorganismen een zeer brede morfofysiologische plasticiteit ontwikkeld als reactie op veranderingen in externe omstandigheden, dat wil zeggen het erfelijke vermogen om veranderingen van adaptieve aard teweeg te brengen. Het is duidelijk dat wanneer plantenorganismen immobiel zijn, dit vermogen voor hen van groot vitaal belang is: planten die van deze plasticiteit verstoken zijn, zouden onvermijdelijk sterven als de externe omstandigheden veranderen, omdat ze niet het vermogen hebben om zich actief te verbergen.

Rijst. 1. Paardebloem gekweekt in de laaglanden.

Bij dieren wordt dergelijke plasticiteit onvergelijkbaar minder ontwikkeld en het aanpassingsvermogen aan veranderingen in de levenssituatie wordt op een andere manier bereikt - de ontwikkeling van mobiliteit, de complicatie van het zenuwstelsel en de zintuigen. Wanneer externe omstandigheden veranderen, reageert het dier daarop niet zozeer door een verandering in zijn organisatie, maar door een snelle verandering in zijn gedrag en in een zeer groot aantal gevallen kan het zich vrij snel aanpassen aan nieuwe omstandigheden. Natuurlijke selectie vordert tot de hoogste niveaus in de dierenwereld, zoals organismen waarin, naast een algemene toename van het type organisatie, er ook een progressieve ontwikkeling van hun mentale activiteit was.

Zo verschilt de interactie van planten en dieren met de omgeving, hoewel ze veel gemeen hebben, tegelijkertijd aanzienlijk.

Gebruikte literatuur: Fundamentals of Ecology: Proc. verlicht./B. G. Johansen
Onder. redacteur: A.V. Kovalenok, -
T.: Drukkerij nr. 1, -58

Samenvatting downloaden: U heeft geen toegang om bestanden van onze server te downloaden.

Bos als ecosysteem

ook toewijzen antropogene factoren

abiotische factoren.

1. Lichtminnend

2. schaduwtolerant

3. Schaduwminnend

1. vochtminnend

2. bestand tegen droogte

1. Planten weinig veeleisend

2. Planten erg veeleisend

3. Planten gemiddeld veeleisend

biotische factoren.

1. fytofagen of herbivoren

2. zoofagen

3. alleseters

saprofagen

Vragen en taken

ECOLOGISCHE KENMERKEN VAN BOSSEN

Bos als ecosysteem

Wat is een "plantengemeenschap"?

Noem de tekens waarmee planten worden gecombineerd tot bosgemeenschappen.

Bosecosystemen op het grondgebied van de oblast Vologda zijn het overheersende type terrestrische ecosystemen. In onze regio beslaan bossen ongeveer 80% van het gebied. Ze zijn behoorlijk divers in structuur, samenstelling en leefomstandigheden. De bossen bevatten een verscheidenheid aan plantenlevensvormen. Onder hen is de hoofdrol weggelegd voor bomen en struiken. Planten die bossen vormen, bestaan ​​samen en beïnvloeden elkaar. Daarnaast staan ​​bosplanten in interactie met de omgeving en andere organismen (dieren, schimmels, bacteriën). In hun eenheid vormen ze een complex ontwikkelend ecosysteem.

Een eigenaardige combinatie van natuurlijke omstandigheden maakte de vorming van houtachtige plantenvormen mogelijk. Temperatuur en vochtigheid zijn de belangrijkste factoren voor de groei van bomen. Dus een lage temperatuur beperkt de ontwikkeling van bomen in de toendra en onvoldoende vochtigheid in de steppen. In onze natuurlijke omgeving bereikt de hoogte van bomen 35 - 40 meter.

Een kenmerk van het bosecosysteem is een duidelijke verdeling van planten in lagen. Dit komt door het feit dat planten verschillen in hoogte en verdeling van wortelstelsels in bodemhorizonten. De soortensamenstelling van planten en het aantal lagen is afhankelijk van de fysieke omstandigheden van de omgeving.

In de bosgemeenschap worden lagen onderscheiden naar levensvormen: boom, struik, kruidenstruik en mos-korstmos. In verschillende soorten bossen worden deze niveaus anders uitgedrukt. In de bossen is er ook een groep extra-tiered organismen - epifyten.

Er zijn 22 soorten bomen in de samenstelling van de boomlaag in de bossen van de Vologda Oblast. Maar sommigen van hen kunnen twee levensvormen hebben: bomen en struiken (vogelkers, wilg, lijsterbes).

Afhankelijk van het type bos is de ontwikkeling van de struiklaag anders - van enkele exemplaren tot dicht struikgewas. Omdat de struiken altijd lager zijn dan de bomen, wordt hun struikgewas "kreupelhout" genoemd. Er zijn 32 soorten struiken in onze bossen. Sommigen van hen - wilg, frambozen, wegedoorn, aalbessen, wilde rozen - vormen struikgewas.

Kruidachtige planten en struiken vormen hun eigen speciale laag in het bos. De dominante soorten van deze laag bepalen de naam van de bosgemeenschap (bosbessenbos, bosbessenbos, enz.). De soortensamenstelling van kruidachtige planten in het bos is divers. Elke bosgemeenschap komt overeen met een bepaald complex van kruidachtige plantensoorten. Er zijn ongeveer 10-15 soorten in naaldbossen en tot 30-50 soorten in kleinbladige bossen. Onder hen domineren bloeiende soorten, hogere sporensoorten (paardestaarten, knotsmossen, varens) worden in kleinere aantallen aangetroffen.

Het laagste bosniveau wordt gevormd door mossen en korstmossen. Uit mossen ontwikkelen zich, afhankelijk van de vochtigheid, groene, langmos- of veenmosmossen. In droge dennenbossen overheersen korstmossen: verschillende soorten cladonia, IJslandse cetraria en andere. De dominante soorten van deze laag bepalen de naam van de bosgemeenschap: korstmos dennenbos ("wit mos"), groen mos-sparrenbos, lang mos-sparrenbos (met de dominantie van koekoekvlas), veenmos-sparrenbos.

De extra-tier groep (epifyten) wordt gevormd door algen, mossen en korstmossen die op bomen en dood hout groeien. Epifytische mossen zijn meer divers op hardhout en korstmossen op oude sparren en dennen.

Door de getrapte verspreiding van planten ontstaan ​​er verschillende leefomstandigheden voor dieren. Elke diersoort heeft er op een bepaalde hoogte de meest gunstige omstandigheden voor. Maar dieren zijn, in tegenstelling tot planten, mobiel. Ze kunnen verschillende niveaus gebruiken voor voeding en fokken. Zo bouwen lijsters nesten in bomen, in de eerste helft van de zomer voeden ze zich met ongewervelde dieren op de grond en in de tweede helft van de zomer eten ze bessen aan bomen.

Door de gelaagde opstelling bestaat er een groter aantal soorten naast elkaar in de bosgemeenschap, wat een vollediger gebruik van de habitat mogelijk maakt. Dit levert een verscheidenheid aan bosorganismen op.

Dit wordt ook mogelijk gemaakt door een andere combinatie van leefomstandigheden in het bos. Aan de ene kant hangt het leven van organismen af ​​van het klimaat van de taiga-zone, het reliëf en de bodem van het gebied waar de bosgemeenschap zich bevindt. Aan de andere kant wordt onder het bladerdak van het bos in elk van zijn lagen zijn eigen microklimaat gecreëerd. De groei van een bepaalde set planten is afhankelijk van schommelingen in temperatuur en vochtigheid. Dit vormt op zijn beurt leefgebieden voor dieren, waar ze zich kunnen voeden, voortplanten en zich kunnen verstoppen voor vijanden.

De voorwaarden voor het bestaan ​​van organismen zijn een combinatie van omgevingsfactoren.

Natuurlijke omgevingsfactoren worden meestal verdeeld in twee groepen, abiotisch en biotisch.

Abiotische omgevingsfactoren- factoren van levenloze aard. In bossen zijn temperatuur, licht, vochtigheid, bodemsamenstelling en reliëfkenmerken de belangrijkste voor organismen.

ook toewijzen antropogene factoren - alle vormen van menselijke invloed op de natuur.

abiotische factoren. Ze beïnvloeden vooral de vitale activiteit van organismen en hebben verschillende betekenissen voor planten en dieren. Zo is licht nodig voor fotosynthese in planten en helpen de meeste dieren bij het navigeren in de ruimte. Elke soort stelt bepaalde eisen aan het milieu, die volgens individuele omgevingsfactoren niet samenvallen in verschillende soorten. Scotch pine is bijvoorbeeld fotofiel, verdraagt ​​​​droge en arme gronden goed. Europese spar is schaduwtolerant en heeft een rijkere bodem nodig, enz.

Met betrekking tot licht worden drie hoofdgroepen planten onderscheiden: lichtminnend, schaduwtolerant en schaduwminnend.

1. Lichtminnend soorten groeien het beste in het volle licht. Onder het bos lichtminnende soorten zijn: grove den, berken, veel struiken (berendruif) en kruidachtige planten van dennenbossen. De grootste variëteit van dergelijke soorten is te vinden in dennenbossen.

2. schaduwtolerant soorten kunnen in het volle licht groeien, maar gedijen het beste met wat schaduw. Dit is een vrij grote groep boskruidachtige planten die in verschillende soorten bossen leven en verschillende niveaus bezetten, bijvoorbeeld lelietje-van-dalen, longkruid, lijsterbes, vogelkers.

3. Schaduwminnend soorten groeien nooit in het volle licht. Deze groep omvat enkele bosgrassen en mossen: gewone oxalis, varens, wintergreens en andere soorten die kenmerkend zijn voor donkere sparrenbossen.

De temperatuurfactor en voldoende luchtvochtigheid bepalen het overwicht van houtige vegetatie ten opzichte van andere plantengemeenschappen in onze natuurlijke zone. Gedurende het jaar veranderen deze factoren, wat leidt tot goed gedefinieerde seizoenen en veranderingen in de toestand van flora en fauna. Het uiterlijk van de bosgemeenschap en de activiteit van de bewoners zijn afhankelijk van het seizoen. Seizoensgebondenheid komt overeen met fenomenen als vegetatie, bloei, vruchtvorming, bladval, vluchten van vogels, voortplanting en winterslaap van dieren.

Met betrekking tot vochtigheid behoren bosplanten tot drie belangrijke ecologische groepen:

1. vochtminnend soorten die groeien op drassige bodems en onder omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid (sommige soorten zegge, varens en andere). Deze groep is wijdverbreid in gemeenschappen zoals tureluur en wilgen.

2. bestand tegen droogte planten zijn bewoners van droge plaatsen, ze kunnen aanzienlijke en langdurige droogte van lucht en grond verdragen. Dit omvat kruidachtige planten die groeien in dennenbossen (berendruif, kruipende tijm, schapenzwenkgras).

3. De tussengroep is planten in matig vochtige habitats(veel loofboomsoorten en kruidachtige planten). Deze groep planten heerst vanwege de eigenaardigheden van het klimaat en de topografie van de regio.

Volgens de vereisten voor het gehalte aan minerale voedingsstoffen in de bodem, worden drie ecologische groepen van soorten onderscheiden:

1. Planten weinig veeleisend aan de voedingswaarde van de bodem. Ze kunnen groeien op zeer arme zandgronden (grove den, heide, kattenpoot en andere). Velen van hen hebben mycorrhiza op hun wortels. Het helpt planten water en voedingsstoffen uit de bodem op te nemen.

2. Planten erg veeleisend aan voedingswaarde. Dit zijn kruidachtige soorten die in elzenbossen groeien: brandnetel, gewone jicht, gewone lichtgeraakt, enz.

3. Planten gemiddeld veeleisend aan voedingswaarde. Dit zijn de meeste bossoorten: tweebladige harder, gewone zuring en andere. Ze domineren bosgemeenschappen.

biotische factoren. Een even belangrijke voorwaarde voor het bestaan ​​van organismen in bossen is de onderlinge relatie. Het kan een samenwerkingsrelatie zijn die beide soorten ten goede komt. Vogels voeden zich bijvoorbeeld met de vruchten van planten en verspreiden hun zaden. Wederzijds gunstige relaties tussen schimmels en planten zijn bekend. In andere gevallen kan de ene soort de andere gebruiken zonder schade aan te richten. Dus in de winter kunnen mezen eten ten koste van spechten, die een deel van het voer niet opgegeten laten. Soorten die vergelijkbare habitatvereisten hebben, concurreren met elkaar. Wanneer ze samen groeien, vervangt spar geleidelijk de lichtminnende esp, waardoor er schaduw ontstaat tijdens het groeien en vernieuwing wordt voorkomen. Onder dieren ontstaat concurrentie tussen soorten om territorium en voedsel. Zo voeden 5 soorten lijsters die in de oblast Vologda leven zich in de eerste helft van de zomer met kleine ongewervelde dieren in de lagere lagen van het bos. Als de bessen rijpen, blijven ze voornamelijk in de bovenste lagen van het bos. De onderlinge concurrentie wordt verzwakt door de diversiteit aan ongewervelde dieren en de overvloed aan bessen.

Voedsel is een zeer belangrijke omgevingsfactor, omdat het de energie is voor het bestaan ​​van organismen. De voeding van dieren in de bossen is anders. Over het algemeen wordt alles wat zich in het bos bevindt gebruikt voor voedsel en dieren zijn te vinden van de toppen van bomen tot de diepste wortels.

Op basis van voeding kunnen verschillende ecologische groepen dieren worden onderscheiden.

1. fytofagen of herbivoren dieren zijn consumenten van verschillende delen van planten (bladeren, hout, bloemen, vruchten). De diversiteit van plantenetende dieren wordt geassocieerd met een overvloed aan plantaardig voedsel. De belangrijkste verbruikers van vegetatieve massa in onze bossen zijn elanden, witte hazen en verschillende insecten (bladkevers, schorskevers, barbelen en vele anderen). De generatieve delen van planten (bloemen, vruchten, zaden) worden gegeten door vogels (kruisbek, tapdans, distelvink, sijs, goudvink), zoogdieren (eekhoorns) en insecten. Veel insecten, die zich voeden met nectar en stuifmeel van planten, bestuiven ze tegelijkertijd. Daarom spelen ze een uiterst belangrijke rol bij de voortplanting van planten. Vogels die bessen eten, nemen deel aan de verspreiding van planten, omdat plantenzaden niet worden verteerd en met uitwerpselen naar nieuwe plaatsen komen.

2. zoofagen- Consumenten van andere dieren. Velen in het bos eten ongewervelde dieren. Spinnen eten insecten. De prooi van roofzuchtige insecten zijn hun tegenhangers. Deze omvatten kevers (loopkevers, weekkevers, koeien), wespen, sprinkhanen en vele anderen. Padden, hagedissen en spitsmuizen voeden zich met insecten, weekdieren en wormen. Mezen eten insecten, terwijl haviken en valken op andere vogels jagen. Uilen, wezels, wezels eten kleine zoogdieren. Wolven jagen op grote dieren en lynxen jagen vanuit een hinderlaag.

3. alleseters- dieren die verschillende soorten voedsel consumeren: planten, paddenstoelen, dieren, inclusief aas. Dit zijn wilde zwijnen, beren, das, raaf, grijze kraai en anderen die in onze bossen leven. Deze dieren worden gekenmerkt door zeer uiteenlopende manieren om aan voedsel te komen en plaatsen waar ze zich voeden.

4. Een groep dieren die dode vegetatie gebruikt ( saprofagen). Door het verwerken van gevallen bladeren, dood hout, spelen deze organismen een belangrijke rol in het bestaan ​​en de ontwikkeling van bossen. Onder hen overheersen insecten. Dus bij verschillende boktorren ontwikkelen de larven zich en voeden zich in dode boomstammen. Van de bodemdieren behoren wormen tot deze groep.

In de bossen van de gematigde zone varieert de overvloed en beschikbaarheid van voedsel sterk in verschillende seizoenen, dus veel dieren eten zowel plantaardig als dierlijk voedsel. Bijvoorbeeld hazelhoen, auerhoen, grote bonte specht en zelfs knaagdieren, die als herbivoren worden beschouwd.

Omgevingsfactoren werken samen op organismen en bepalen de verspreiding en vitale activiteit van planten en dieren. De complexe werking van abiotische en biotische factoren leidde bijvoorbeeld tot de vorming van sedentaire, nomadische en migrerende soorten bij vogels.

Vragen en taken

Waarom worden planten in bossen in lagen verdeeld?

Geef voorbeelden van planten van verschillende niveaus. Welke kenmerken zijn kenmerkend voor hen?

Waarom behoren temperatuur, vochtigheid en licht tot de belangrijkste abiotische factoren?

Bedenk welke ecologische groepen dieren er in relatie tot licht kunnen worden onderscheiden?

H Geef voorbeelden van planten uit verschillende ecologische groepen die in bossen bij jou in de buurt groeien.

Agrocenose als een speciaal type ecosysteem

Opmerking 1

Onder de ecosystemen die zijn gecreëerd met de deelname van de mens, nemen agrocenoses een speciale plaats in. Samen met stedelijke gemeenschappen en gemeenschappen van industriële zones, worden agrocenoses speciaal door de mens gecreëerd om aan zijn behoeften te voldoen. Agrocenoses zijn ontworpen om een ​​persoon van voedsel te voorzien.

Net als natuurlijke ecosystemen hebben agrocenoses een bepaalde taxonomische en ecologische samenstelling van organismen en kunnen ze worden gekarakteriseerd in termen van bepaalde relaties tussen organismen en abiotische omgevingsomstandigheden, evenals hun eigen structuur van trofische relaties tussen organismen. In agrocenoses verschillen voedselketens niet fundamenteel van die kenmerkend voor natuurlijke ecosystemen: er zijn ook producenten, consumenten van verschillende ordes en decomposers.

Agrocenoses bezetten ongeveer een tiende van het gehele landoppervlak en voorzien de mensheid van meer dan 90% van de voedselenergie. Hun voordeel in dit opzicht ten opzichte van natuurlijke ecosystemen is hun vele malen hogere productiviteit. Een dergelijke productiviteit is echter alleen mogelijk met regelmatig, wetenschappelijk onderbouwd menselijk ingrijpen in natuurlijke processen.

Definitie 1

Agrocenoses zijn ecosystemen die zich vormen op landbouwgronden die worden gebruikt volgens het doelprincipe, de basis van deze ecosystemen is gewassen of aanplant van cultuurplanten. Agrocenoses zijn onder meer:

• velden,
• tuinen,
• tuinen,
• kunstmatige weiden,
• bloembedden,
• enz.

Ecologische specificiteit van agrocenoses

De specificiteit van agrocenoses wordt bepaald door hun kunstmatige oorsprong en landbouwdoel - hun verwerker is een persoon die agrocenoses vormt en zorgt voor hun hoge productiviteit om de maximale opbrengst te verzamelen en te gebruiken. Bij het maken van agrocenoses gebruikt een persoon een aantal landbouwtechnieken om:

• grondbewerking,
• verbetering,
• kunstmatige irrigatie,
• zaaien en planten van speciale soorten planten, hun topdressing,
• bestrijding van onkruid, plagen en ziekten van gecultiveerde planten.

Het belangrijkste verschil tussen agrocenoses en natuurlijke ecosystemen is hun gebrek aan stabiliteit. Dit is gemakkelijk te verklaren, aangezien de structuur van agrocenoses dicht bij de beginfasen van de herstelopeenvolging van ecosystemen ligt, die ook geen stabiliteit hebben, integendeel, de natuurlijke staat van dergelijke opeenvolgingen is de dynamiek van ecosystemen. Om deze reden, zonder de deelname van een persoon die de agrocenose voortdurend terugbrengt naar de beginfase van de opvolging, worden gemeenschappen van graan- en groentegewassen het volgende jaar vervangen door anderen, gewassen van meerjarige grassen - na 3-4 jaar, boomgaarden - na 20-30 jaar.

Menselijke activiteit is een belangrijke energiefactor in agrocenoses. Naast zonne-energie ontvangen ze nog wat extra energie die door de mens wordt besteed aan de productie van landbouwmachines, meststoffen, gewasbeschermingsmiddelen, landaanwinning, enz. Anderzijds wordt er jaarlijks een aanzienlijke hoeveelheid energie met de oogst meegesleurd. Daarom is de circulatie van stoffen in agrocenoses altijd open.

De antropogene factor draagt ​​in de meeste gevallen bij aan de vermindering van de biologische diversiteit. Agrocenoses zijn geen uitzondering. Hier wordt, in vergelijking met natuurlijke gemeenschappen, de biodiversiteit van levende organismen sterk verminderd. De objecten van de teelt zijn meestal een of meerdere plantensoorten (monoculturen), die bijdragen aan de uitputting van de taxonomische samenstelling van dieren, schimmels en bacteriën. Aan de andere kant draagt ​​dit bij aan de massale reproductie van sommige van hun consumenten, wat deze organismen vanuit het oogpunt van een persoon vertaalt in de categorie "plagen".

Opmerking 2

Een belangrijk verschil tussen agrocenoses en natuurlijke gemeenschappen is de combinatie van natuurlijke en kunstmatige selectieprocessen, die heel andere richtingen en druk creëren dan in de natuur. Dit is een extra factor in het verminderen van de biodiversiteit.

Ecologische eigenschap

Een ecologisch kenmerk is de houding van een organisme ten opzichte van een complex van omgevingsfactoren of omgevingsomstandigheden. De omgevingsfactoren zelf kunnen worden gedefinieerd als dynamische elementen van de natuurlijke of omgevingsomgeving die de activiteit van levende organismen, hun vitale activiteit, beïnvloeden. Met andere woorden, zonder de aanwezigheid van enige omgevingsfactor is het normale leven van het organisme, tot en met de dood, onmogelijk; zodat omgevingsfactoren de levensomstandigheden van planten, dieren en mensen zijn.
De set omgevingsfactoren voor planten omvat de volgende groepen: kosmische (de zon werd aan het begin van het boek besproken), abiotische en biotische factoren. Abiotische factoren omvatten klimatologische (licht, warmte, vocht, lucht), bodem, orografisch (bepaald door reliëf). Biotische factoren worden geassocieerd met de invloed van levende organismen op elkaar: de invloed van menselijke activiteiten op planten (maaien in weiden, houtkap, behandeling van gewassen met medicijnen, enz.), dieren op planten (op weiden, de invloed van bestuivende insecten , plantenplagen, enz.). Er wordt aangenomen dat alle omgevingsfactoren gelijkwaardig zijn voor organismen, inclusief planten. Dit is fundamenteel zo, aangezien elke factor de mogelijkheid van leven zal bepalen. Als we rekening houden met de tijd waarin het organisme kan overleven zonder een enkele factor, dan verschijnt er een bepaald verschil in de betekenis van de factoren. Dus zonder licht kan de plant maar enkele uren per dag ('s nachts), maar zonder warmte (wanneer bevroren) zijn - slechts enkele minuten of zelfs seconden (met een sterke temperatuurdaling); sommige planten hebben dagenlang een tekort aan water (en in woestijnen - bijna gedurende het hele groeiseizoen), terwijl andere slechts een paar uur te kampen hebben. Ook in de dierenwereld lopen de schattingen over de betekenis van factoren uiteen.

Zonder lucht kunnen ze bijvoorbeeld slechts minuten of zelfs seconden leven, zonder voldoende warmte - uren en soms slechts seconden (maar sommige dieren in winterslaap brengen enkele maanden door, nadat ze zich hebben aangepast aan een speciaal thermisch regime), zonder water en voedsel - meerdere dagen. Over het algemeen is een complex van omgevingsfactoren van vitaal belang voor organismen, met name kosmische, alle klimatologische en bodemfactoren zijn uiterst belangrijk voor planten.
Opgemerkt moet worden dat omgevingsfactoren onmisbaar zijn. Een extra toevoer van water kan bijvoorbeeld het tekort aan een of ander voedingselement in de bodem of gebrek aan warmte, enz. niet compenseren. Tegelijkertijd wordt er toch enige verbetering van de plantengroei waargenomen als sommige factoren of één factor, andere worden voldoende vol aan de plant verstrekt, zonder tekort. En toch kan een volledige vervanging van de ene omgevingsfactor door een andere niet worden bereikt.
De verscheidenheid aan noodzakelijke niveaus van omgevingsfactoren, hun combinatie, tekort en overschot worden weerspiegeld in een van de belangrijkste, die al dergelijke indicatoren veralgemeent, de wet van de ecologie, geformuleerd door de Amerikaanse ecoloog W. Shelford in de werken van 1911-1915. Deze wet wordt de wet van Shelford of de wet van tolerantie genoemd. De essentie ervan is als volgt: de afwezigheid of onmogelijkheid van de welvaart van een organisme wordt bepaald door het ontbreken of overschot in kwalitatieve en kwantitatieve zin (indicatoren) van een van de factoren, waarvan het niveau dicht bij de tolerantiegrenzen kan liggen, dat wil zeggen, tot de grenzen die door dit organisme worden getolereerd (van lat. Shegapye - "geduld").
Het aanpassingsvermogen van organismen aan bepaalde omstandigheden waarin hun levenscyclus mogelijk is, wordt uitgedrukt door het verschil tussen de minimum- en maximumindicatoren voor elke omgevingsfactor. Zo'n bereik, of zone, tussen niveaus van factoren die voor het leven acceptabel zijn, worden tolerantiegrenzen genoemd, dat wil zeggen de grenzen van omstandigheden waarin een organisme de gehele ontwikkelingscyclus doorloopt en kan overleven. Voor elke soort organismen (planten, dieren, mensen) zijn de verspreidingsgebieden individueel en verschillen ze van de verspreidingsgebieden van andere organismen (hoewel in sommige soorten dergelijke zones vergelijkbaar kunnen zijn, in sommige gevallen bijna identiek).
Merk op dat niet alleen vertegenwoordigers van verschillende soorten individuele ecologische kenmerken hebben, maar ook vormen van organismen binnen dezelfde soort, bijvoorbeeld verschillende variëteiten van een bepaalde plantensoort (teelttechnieken van rassen zijn ook gebaseerd op deze verschillen). Dit kan ook worden geïllustreerd door mensen met verschillende niveaus van gezondheid en fitheid: sommigen kunnen factortekorten en overbelasting tolereren die voor gewone mensen heel moeilijk te verdragen zijn. Iedereen kan zich gemakkelijk het verschil voorstellen tussen de tolerantiegrenzen van een zwak, ziekelijk persoon en een getrainde, geharde atleet of astronaut, tester. Na aardbevingen werden na vele dagen zwakke vrouwen en soms oude mannen als overlevenden onder het puin gevonden. Maar dit zijn de individuele kenmerken van mensen en de bijzonderheden van omstandigheden.
En meer uitleg over de basiswet: elk van de factoren die de tolerantiegrenzen naderen in termen van niveau (het maakt niet uit - tot het ecologische maximum of minimum), beperkt de voorwaarden voor de normale ontwikkeling van het organisme en wordt de beperkende genoemd factor. De kwantitatieve indicator van de factor waarmee het organisme zich normaal ontwikkelt en "gedijt" wordt het optimale niveau genoemd (van het Latijnse oritt - "de beste").
Het is erg belangrijk dat er een reeks indicatoren is volgens het optimum voor elke omgevingsfactor, en hoe breder het is voor een bepaald organisme (plant of dier), hoe beter het organisme is aangepast aan veranderende omstandigheden. Het optimum -r is dus niet een bepaald punt op de schaal van indicatoren, maar een zone, de optimale omstandigheden waaronder de natuur het lichaam de kans geeft om zich normaal te ontwikkelen. Bij afwezigheid van een reeks optimale omstandigheden, zouden levende organismen sterven bij de minste afwijking van de omstandigheden van het optimale niveau.
De optimale niveaus van elke factor voor hetzelfde organisme kunnen variëren ("optimale bias"). Dit betekent een verandering in de eisen van het organisme aan omstandigheden zowel in verschillende ontwikkelingsperioden (in verschillende groeifasen) als afhankelijk van concurrentieverhoudingen met andere organismen, maar vooral op het niveau van andere omgevingsfactoren: bij een gunstige combinatie van factoren (wanneer elk van hen is dicht bij het optimale niveau, niet-deficiënt) ze worden allemaal het meest efficiënt en economisch door het lichaam gebruikt. Dit is met name van groot belang voor de praktijk van de plantenteelt: door toepassing van agronomische methoden is het mogelijk om een ​​zo rationeel gebruik van de omgevingsomstandigheden door planten in gewassen te bereiken, wat altijd leidt tot een verhoging van de opbrengst. Dit is de ecologische essentie van agronomie: de plant moet gedurende de gehele ontwikkelingsperiode van deze plant worden voorzien van optimale niveaus van alle omgevingsfactoren. Het is duidelijk dat om het beste resultaat te bereiken, het absoluut noodzakelijk is om de ecologische kenmerken van gekweekte planten en hun veranderingen gedurende de gehele levenscyclus van de plant te kennen.
Ik benadruk ook dat de kwaliteit van een factor (zijn kwalitatieve kenmerk) niet alleen wordt bepaald door de interne essentie en kenmerken van deze factor (de samenstelling van licht, lucht, water, bodem), maar ook door de uniformiteit van het aanbod: planten vereisen geen gebrek gedurende de gehele periode van actieve vegetatie. In dit opzicht hebben schommelingen in weersomstandigheden (periodes met terugkeer van koud weer, periodes zonder neerslag, enz.) effect op planten.
Om een ​​visueel idee te krijgen van de wet van tolerantie, is het handig om een ​​diagram te overwegen dat het effect van deze wet voor verschillende organismen laat zien.
De regeling toont in de vorm van sectoren de belangrijkste omgevingsfactoren voor planten. Een korte uitleg is hier vereist. Door de aanwezigheid van minerale verbindingen in de bodem worden planten gevoed. Daarom is elk van de elementen die nodig zijn voor planten (stikstof, fosfor, kalium, calcium, zwavel en een aantal andere) een omgevingsfactor, evenals elke fysieke eigenschap van de bodem (vochtgehalte, luchtgehalte, stortgewicht, enz.), aangezien elk van deze factoren de omstandigheden van het plantenleven in de bodem beïnvloedt. Alle chemische en fysische eigenschappen van de bodem zijn dus ecologische bodemfactoren.
Het verschil tussen planten en dieren (II) en mensen (III) is duidelijk: deze organismen krijgen geen voedsel uit de bodem en de lucht, zoals planten, maar gebruiken planten en dieren (organische stoffen) als voedsel.
Hier is het passend om nog twee ecologische termen te geven: ecologische niche en voedselketens. Een ecologische niche wordt opgevat als een complex van omgevingsfactoren tussen de minimum- en maximumindicatoren voor een bepaald organisme. Met andere woorden, meer in het algemeen is het een reeks kenmerken die de positie van een soort in een ecosysteem aangeeft. Het is binnen zijn individuele ecologische niche dat elke soort zich ontwikkelt, vermenigvuldigt en leeft.