Що таке біоценоз?
Давайте уявимо собі, що є якась велика компанія. В ній трудяться десятки людей. А ще працюють комп’ютери, принтери, задіяні автомобілі і інша техніка. Завдяки налагодженим діям робочий процес йде як по маслу. Такий же механізм існує і природи.
Вся ця картина наочно характеризує таке поняття, як біоценоз. Тільки замість людей і машин – тварини, рослини, а ще самі мікроскопічні організми і гриби. А замість компанії – обрана територія певної площі (з певним кліматом, компонентами грунту).
Це може бути як зовсім маленький ділянку, наприклад, гниючий пень, так і велика степ. Продовжуючи аналогію, уявімо, що на цьому підприємстві вийшли з ладу всі комп’ютери. Що станеться? — Робота встане.
Так само і в природі – прибери зі спільноти який-небудь вид організмів – і воно почне руйнуватися. Адже кожен виконує своє завдання, і ніби вкладає цеглинка в загальну стіну. Кількість видів, об’єднаних у біоценоз, називають біорізноманіттям.
З’явився термін біоценоз ще в 19-му столітті. Один німецький вчений пильно стежив за поведінкою двостулкових молюсків. Провівши за цим заняттям багато часу, він зрозумів, що безхребетні ведуть активне соціальне життя, у них сформувався «коло спілкування»: морські зірки, планктон, корали.
І одне без одного їм не жити. Адже всі ці «приятелі» не тільки є їжею один для одного, але і сприяють нормальній життєдіяльності. Отже, ще раз, біоценоз – це співіснування популяцій різних живих створінь.
Популяція — група живих організмів одного виду, які співіснують на одній території. Це може бути зграя птахів, стадо бізонів, сім’я вовків. Між ними є два види взаємодії: з вигодою для кожної із взаємодіючих сторін, і конкуренція. Однак, найчастіше, переваг у такого союзу більше.
І, насамперед, підвищуються шанси зберегти життя в небезпечних умовах. Адже побратим може як попередити про небезпеку, так і вступити в бій з опонентом члена своєї зграї. Що ж стосується конкуренції, то цей фактор дозволяє зберігати оптимальну чисельність особин в об’єднанні, попереджаючи неконтрольоване розмноження.
Кожна популяція не хаотична, у неї є певна структура. Тобто співвідношення особин залежно від статі, віку, фіз. сили, а також того, як розподілені вони по обраному ареалу.
Стартові показники співвідношення чоловічих і жіночих особин 1 до 1. Однак, у багатьох видів тварин в процесі життя ця пропорція змінюється в силу впливають ззовні фактів. Теж саме стосується людини.
Спочатку чоловіків повинно бути більше жінок, однак, сильна стать дуже недбало ставиться до свого здоров’я і життя. В результаті до повноліття цифри стають рівними, а чоловіків в зрілому віці значно менше, ніж дам.
Є особливий ознака, що дозволяє зрозуміти, що скупчення особин відноситься саме до популяції, — здатність зберігати свою чисельність, існуючи на одній ділянці, тільки шляхом розмноження (не беручи в групу нових членів). А тепер докладніше про те, що ж таке компоненти біоценозу:
- Речовини неорганічного походження. До них належить вода; компоненти, що входять в хімічний склад повітря; солі мінерального походження.
- Все те, з чого складається кліматична ситуація на цій території. Тут мова йде про температурних показниках; про те, наскільки зволожений повітря; і, звичайно, кількості сонячного світла.
- Органіка. Хім. з’єднання з вуглецем (білок, жири, вуглеводи).
- Живі організми.
У випадку з останніми існує градація на:
1. Продуценти. Це добувачі енергії. Мова про рослини, які завдяки своїм властивостям перетворюють промені сонця в органічні речовини. Після чого такими «продуктами» здатні поживитися і інші учасники спільноти.
2. Консументы. Це як раз ті самі споживачі, тобто тварини і комахи. Причому, харчуються не тільки рослинами, але і чужою плоттю. Сюди ж можна спокійно віднести людини.
3. Редуценты. Не дають перетворити свій ареал проживання в цвинтар. Останки вже віджили своє організмів під їх впливом переходять в найпростішу органіку, або неорганічне речовина. Це під силу бактерій, а також грибів.
При цьому, всі створіння, що об’єдналися в співтовариство, повинні добре себе почувати в умовах, запропонованих біотопом (обраної середовищем існування). На цій ділянці землі, води, повітря або вони повинні мати можливість харчуватися і розмножуватися. Біотоп і біоценоз разом утворюють біогеоценоз. Не можна не згадати і про те, який склад біоценозу:
- Найголовніший компонент такого об’єднання – група рослин, заселившая територію. Саме від них залежить те, якими будуть інші складові «компанії». Їх союз іменують фитоценозом. І, як правило, де закінчуються межі одного фітоценозу, закінчуються володіння всього співтовариства.
Є і певні перехідні ділянки (адже кордони ці нерізкі), вони позначаються терміном экотоны. Прикладом може служити лісостеп – місце зустрічі лісу і степу. У цих зонах можна зустріти компоненти з обох сусідніх спільнот. А отже насиченість їх видами набагато вище.
- Зооценоз – це вже тваринна частина великого єдиного організму.
- Микроценоз – третій компонент, що складається з грибів.
- Четвертий компонент – мікроорганізми, їх об’єднання носить назву мікробіоценоз.
Швидше за все, Ви не раз чули таке поняття, як екосистема. Однак, це далеко не те ж саме, що біоценоз, який є лише шматочком великого пазлу, який представляє з себе екосистему.
У неї немає чітко окреслених рослинами кордонів, зате є три складові частини: біоценоз + біотоп + система зв’язків між організмами (мурашник, ферма, або навіть ціле місто, як приклад). Так що біоценоз і екосистема являють собою різні речі.
Види біоценозу
Розглянемо види біоценозу. Існує кілька принципів градації. Один з них – по розмірах:
- Мікробіоценоз. Це окремий світ, створений в масштабах однієї квітки, або пенька.
- Мезобиоценоз. Більш масштабні форми, наприклад болото, лісовий масив.
- Макробиоценоз. Величезні океани, гірські хребти і т. д.
Крім того, є класифікація, зроблена виходячи з типу біоценозу: прісноводний, морський і сухопутний наземний.
Однак, найчастіше ми чуємо такі поняття, як:
- Природний. Їх формують готові групи різних видів життя. Деякі види можна без наслідків підмінити схожими. Всі групи балансують в співтоваристві, взаємодіючи і дозволяючи йому залишатися «на плаву».
- Штучний. Це вже людське творіння (сквер, акваріум). Серед них виділяють агроценози (утворені для отримання якої-небудь вигоди): ставки, водоймища, пасовища, городи. Без участі свого творця таке співтовариство розвалиться. Його потрібно постійно підтримувати, поливаючи і знищуючи бур’яни, наприклад.
Структура біоценозу
Далі розповімо про те, який буває структура біоценозу:
- Видова
Тут мається на увазі якісний склад співтовариства, тобто які саме живі організми, що його населяють (видовий біоценоз). Природно, що в сприятливих для більшості істот умовах цей показник буде набагато вище, ніж там, де ужитися складно.
Бідніший всього в пустелях і промерзлих зонах Арктики. З протилежного боку – тропіки і коралові рифи зі своїм багатим набором мешканців. У зовсім юних спільнот видів буде менше, у зрілих ж кількість видів може доходити до декількох тисяч.
Серед всіх учасників групи є домінантні. Тобто їх найбільше. Це можуть і тварини (той же кораловий риф) і рослини (дубовий гай). Зустрічаються і такі об’єднання, в яких відсутній який-небудь з компонентів біоценозу. Але це зовсім не означає, що спільнота не може існувати, це може бути ущелина в скелі, в який утворився свій світ без рослин.
- Просторова
На цей раз мається на увазі те, в яких площинах знаходяться певні види. Коли мова про вертикальній системі, то поділ йде на яруси. Тобто тут важливо на якій висоті знаходиться об’єкт уваги. Якщо розглянути біоценоз ліси, мох і лишайники – один ярус, трава й дрібненька поросль – ще один, листя чагарників інший, верхівки низьких дерев — третій, високих дерев – четвертий. По мірі свого дорослішання юні дерева займають найвищу позицію і можуть змінювати структуру біоценозу.
Є у біоценозів і підземні яруси. Щоб не залишитися без поживних речовин коренева система кожного виду рослини вибирає для себе певну глибину. В результаті коріння розподіляють між собою шари грунту. Теж саме відбувається і в тваринному світі. Ті ж черви роблять свої підземні ходи на різних глибинах, щоб не перетинатися і не заважати існування один одного.
Теж саме стосується і тварин, і птахів. Тобто нижній ярус – притулок плазунів. Вище – притулок комах і ссавців. Птахи ж населяють найвищі рівні. Не чуже таке ділення і мешканцям водойм. Різні види риб, молюсків та інших морських гадів так само переміщуються в єдиному просторовому ключі.
Є ще один вид поділу структури біоценозу – горизонтальний. Ідеально рівномірного розподілу живих істот по території одного співтовариства – не зустріти. Дуже часто тварини біоценозу живуть зграями, а мох росте грядками. Це і є та сама горизонтальна мозаїка.
- Екологічна
Тут мова йде про те, яку роль в одному біоценозі бере на себе кожен вид. Адже живі організми в різних спільнотах можуть бути різними, а схема їх взаємодії ідентичною. Викарирующие особини – це ті, що наділені схожими функціями, але виконує їх кожна у своїй «сім’ї». Так само багато джерела виділяють і трофічну структуру (трофічний біоценоз), засновану на харчових ланцюгах.
Вся система біоценозу закручена на тому, що енергія (органічна речовина) циркулює в ньому, переходячи від однієї особини до іншої. Відбувається це дуже просто – шляхом поїдання хижаками інших тварин, або травоїдними рослин. Цей механізм отримав назву трофічний ланцюг (або харчова).
Як вже говорилося в статті, починається все з енергії небесного світила, яку всілякі чагарники, трави, дерева переробляють в загальнодоступний «заряд». Всього ж цей самий заряд проходить приблизно через 4 ланки. І з кожним новим етапом втрачає свою силу.
Адже одержала її створення витрачає цей заряд на життєдіяльність, перетравлювання їжі, пересування, і т. д. Так що кінцевому споживачеві ланцюжка дістаються мізерно малі дози.
Ті особини, що живляться по одній і тій же схемі, що і є однаковим рахунком ланкою в такому ланцюжку, займають один і той же трофічний рівень. Тобто до них енергія сонця дійде, пройшовши однакову кількість східців.
Схема харчової ланцюга така:
- Автотрофы (зелень, рослинність). Вони першими отримують «їжу сонця».
- Фитофаги (тварини, в раціоні яких рослинність)
- Всі, хто не проти поласувати чужою плоттю. Сюди ж відносять і паразитують на травоїдних тварин.
- Великі хижаки, які споживають своїх більш дрібних і слабких «колег».
А якщо наглядно, то: фітопланктон-рачки-кит. Є й такі особи, що не гидують не травичкою, не м’ясом, тоді вони будуть входити в два трофічних рівня відразу. Їх роль там буде залежати від кількості їжі, що поглинається певного виду.
Що ж станеться, якщо вирвати з ланцюга хоча б одна ланка? Давайте заглибимося в тему на прикладі біоценозу лісу (не важливо це звичайна сосновий гай, або порослі ліанами джунглі). Практично кожній рослині потрібен переносник, тобто комаха чи птах, яке буде кур’єром його пилку.
Ці переносники, в свою чергу, не зможуть нормально існувати без пилку. А значить, коли якийсь вид, приміром, чагарнику, раптом почне гинути, його компаньйон-переносник поспішить покинути спільноту.
Без їжі залишаться тварини, що споживають листя чагарнику. Вони або вимруть, або змінять місце проживання. Теж саме загрожує і хижаків, що поїдають цих травоїдних. Так біоценоз просто розпадеться.
Нехай спільноти і стабільні, але не вічні. Тому зміна біоценозу може статися з причини зміни навколишньої температури, вологості, насиченості ґрунтів. Припустимо, літо видалося дуже спекотним, тоді рослинність може вибірково засохнути, а тварини не пережити нестачі води. Відбудеться зміна біоценозу.
Свою лепту нерідко вносить і людина, руйнуючи усталені об’єднання.
Всі ці процеси отримали назву сукцесія. Нерідко процес зміни одного біоценозу на інший відбувається плавно. Коли озеро, наприклад, перетворюється в заболочений ставок. Якщо розглядати штучно створене співтовариство, то окультурене поле без належного догляду стає порослим бур’янами.
Бувають і такі випадки, коли спільнота утворюється з нуля, на порожньому місці. Таке може відбуватися після масштабних пожеж, сильних заморозків, або виверження вулкана.
Біоценоз буде змінювати свій склад до тих пір, поки він не стане оптимальним для вибраного біотопу. Для різних географічних регіонів існують оптимальні види біоценозів. Щоб створити ідеальне для місцевості співтовариство, потрібно дуже багато часу. Але різні катаклізми не залишають природі шансів завершити цей процес.
Є певний розподіл харчових ланцюгів на види:
- Пасовищна. Це класична схема, що описує зв’язки в біоценозі. Починається все з рослин, закінчується хижаками. Ось приклад: якщо взяти звичайний луг, то спочатку квітка споживає сонячне світло, потім його харчується нектаром метелик, яка стає жертвою ненажерливою жаби. Та, у свою чергу, попадається вужа, який перетворюється на здобич чаплі.
- Детритная. Така ланцюжок починається або з падали, або з відходів життєдіяльності тварин. Частіше за все тут мова йде про донних спільнотах, що утворюються на великій глибині у водоймах.
З провізією і сонячним світлом там все непросто, набагато легше добути енергію з осідають з більш верхніх водних шарів розкладань. І якщо в попередньому вигляді ланцюга її учасники ростуть в розмірах з кожною ланкою, тут, як правило, все навпаки – завершують всі гриби, або бактерії.
Вони перетворюють їжу в найпростіші стану, після чого її можуть переварити коріння рослин. Так починається нове коло.
Форми міжвидових зв’язків
Взаємодія в рамках одного біоценозу може бути різної щільності:
1. Нейтральне. Організми входять в одне співтовариство, але практично між собою не перетинаються. Скажімо, це можуть бути білка і далекий від неї лось. Але такі зв’язки найчастіше можна зафіксувати лише у багатовидових біоценозах.
2. Аменсализм. Це вже жорстка конкуренція. У цьому випадку особини одного виду виділяють речовини, здатні вплинути на знищення опонента. Це можуть бути отрути, кислоти.
3. Хижацтво. Тут дуже щільний зв’язок. Одні особини стають обідом інших.
4. Паразитизм. У такій схемі одна особина служить притулком для іншої, більш дрібної особини. Цей «співмешканець» і годується, та живе за рахунок свого «перевізника». Для останнього це найчастіше не проходить безслідно, а завдає істотної шкоди. Однак призвести до щосекундної смерті не може.
Існують такі типи паразитів, яким потрібен постійний «господар». А є й ті, хто звертається до допомоги іншого живої істоти лише в разі необхідності, наприклад, зміни природних умов, або для годування (комарі, кліщі). Оселитися паразити можуть як на поверхні тіла господаря, так і всередині нього (бичачий ціп’як).
5. Симбіоз. Ситуація, при якій задоволені всі, тобто обидві сторони виносять для себе користь від взаємодії. Чи можливий такий варіант: один організм в плюсі, а на життя іншого такий контакт ніяк не впливає. Саме такий випадок бачимо, коли акулу супроводжує особливий вид рибок, користуючись заступництвом хижака.
До того ж ці нахлібники доїдають шматочки їжі, що залишилися після трапези морського монстра. Як і гієни, що підбирають залишки за левами. Ще один варіант такої взаємодії – підселення.
Якщо брати тих же морських мешканців, то в якості прикладу рибки, що живуть між колючками морських їжаків. На суші це м’якотілі, заселившиеся в нори інших тварин.
Буває і так, що дві особини не можуть прожити один без одного. Але причина зовсім не романтична. Наприклад, якщо мова про термітів, і живуть в їхніх кишках одноклітинних. Останні почувають себе там цілком комфортно, є чим харчуватися, і небезпек немає.
Самі ж комахи не в змозі переробити надходить травну систему целюлозу, в чому якраз і допомагають їх поселенці. Виходить, ніхто не залишається в програші.
Роль біоценозу
По-перше, така схема існування всього живого дає можливість еволюціонувати. Адже організмам потрібно постійно пристосовуватися під мінливі компоненти свого співтовариства, або шукати собі нове.
До того ж роль біоценозу в тому, що він підтримує кількісний баланс природних створінь, регулюючи їх чисельність. Цьому сприяють харчові зв’язку. Адже якщо зникають природні вороги будь-яких створінь, останні починають безконтрольно розмножуватися. А це може порушити рівновагу, і привести до катастрофи.
Приклади біоценозу
Щоб підсумувати цей розповідь, давайте розглянемо конкретні приклади біоценозів. За основу візьмемо ліси різних типів. Адже саме в таких спільнотах найбільше популяцій, а біомаса вище середньої.
Хвойний ліс
Що ж таке ліс? Це скупчення рослинності на певній ділянці, де домінують високі дерева. Найчастіше ареал проживання ялин, сосен та інших вічнозелених – гірські ділянки. Щільність заселення деревами в такому лісі досить висока. Якщо мова про тайзі, то великою кількістю видів великої зелені вона похвалитися не може – максимум 5. Якщо ж клімат не такий суворий, то ця цифра може доходити до 10.
Давайте ще раз зупинимося на тайзі. Отже, до 5 видів хвойних це: ялина, сосна, ялиця, цуга. Завдяки своїм смолистим голок дерева переживають суворі сибірські зими. Адже смола служить захистом від тріскучих морозів. Ще один спосіб «зігрітися» — максимально близьке розташування один одному. А щоб кілограми снігу не зламали гілки, що ростуть вони під нахилом вниз.
З першої ж відлигою хвойні активно починають фотосинтез, чого не можуть зробити їх листяні побратими, позбавлені зелені. Тваринний світ хвойного лісу: з травоїдних білки, зайці, миші, олені і лосі, з птахів це горобці, рябчики. Хижаків теж чимало: рись, норка, лисиця, соболь, ведмідь, пугач, ворон.
Листяний ліс
Отже, його просторова структура рослинності така: перший ярус – самі рослі дерева: липа, або дуб. Ярусом нижче можна знайти яблуньку, в’яз, або клен. Далі йдуть кущі жимолості і калини. І в землі ростуть трави. Продуценти – самі дерева, кущі, трав’яна підстилка, мох. Консументы – травоїдні тварини, птахи, комахи. Редуценты – бактерії, гриби, м’якотілі безхребетні.
Біоценоз водойми
Автотрофы (рослини-акумулятори) у воді – це водорості і прибережні трави. З них починається передача сонячного заряду іншим живим істотам. Консументами виступають риби, черви, молюски, різні комахи. Як редуцентов працюють різні бактерії і жуки, які не проти поласувати мертвечиною.
