A relação de componentes em várias biocenoses. Biocenose - o que é? A estrutura da biocenose: espacial e espécies. Características quantitativas da biocenose: biomassa, produtividade biológica

Biocenose (do grego bios - vida, koinos - geral) é um grupo organizado de populações interconectadas de plantas, animais, fungos e microorganismos que vivem juntos nas mesmas condições ambientais.

O conceito de "biocenose" foi proposto em 1877 pelo zoólogo alemão K. Möbius. Moebius, estudando jarros de ostras, chegou à conclusão de que cada um deles é uma comunidade de seres vivos, todos os membros dos quais estão em estreita relação. A biocenose é um produto da seleção natural. Sua sobrevivência, existência estável no tempo e no espaço depende da natureza da interação das populações constituintes e só é possível com o recebimento obrigatório da energia radiante do Sol de fora.

Cada biocenose tem uma certa estrutura, composição de espécies e território; caracteriza-se por uma certa organização das relações alimentares e um certo tipo de metabolismo

Mas nenhuma biocenose pode se desenvolver sozinha, fora e independentemente do meio ambiente. Como resultado, certos complexos, agregados de componentes vivos e não vivos, são formados na natureza. As interações complexas de suas partes individuais são suportadas com base na versatilidade mútua.

Um espaço com condições mais ou menos homogêneas, habitado por uma ou outra comunidade de organismos (biocenose), é chamado de biótopo.

Em outras palavras, um biótopo é um lugar de existência, um habitat, uma biocenose. Portanto, uma biocenose pode ser considerada como um complexo de organismos historicamente estabelecido, característico de um determinado biótopo.

Qualquer biocenose forma uma unidade dialética com um biótopo, um macrossistema biológico de nível ainda mais alto - uma biogeocenose. O termo "biogeocenose" foi proposto em 1940 por V.N. Sukachev. É praticamente idêntico ao termo "ecossistema" amplamente utilizado no exterior, que foi proposto em 1935 por A. Tensley. Há uma opinião de que o termo "biogeocenose" reflete muito mais as características estruturais do macrossistema em estudo, enquanto o conceito de "ecossistema" inclui principalmente sua essência funcional. Na verdade, não há diferença entre esses termos. Sem dúvida, V.N. Sukachev, formulando o conceito de "biogeocenose", combinou nele não apenas o significado estrutural, mas também funcional do macrossistema. De acordo com V. N. Sukachev, biogeocenose- isto é conjunto de fenômenos naturais homogêneos sobre uma extensão conhecida da superfície da Terra- atmosfera, rochas, condições hidrológicas, vegetação, fauna, o mundo dos microrganismos e do solo. Este conjunto se distingue pelas especificidades das interações de seus componentes, sua estrutura especial e um certo tipo de troca de matéria e energia entre si e com outros fenômenos naturais.

As biogeocenoses podem ser de vários tamanhos. Além disso, eles são muito complexos - às vezes é difícil levar em conta todos os elementos, todos os links neles. Estes são, por exemplo, agrupamentos naturais como uma floresta, um lago, um prado, etc. Um exemplo de uma biogeocenose relativamente simples e clara pode ser um pequeno reservatório, uma lagoa. Seus componentes inanimados incluem água, substâncias dissolvidas nela (oxigênio, dióxido de carbono, sais, compostos orgânicos) e solo - o fundo de um reservatório, que também contém um grande número de várias substâncias. Os componentes vivos do reservatório são divididos em produtores de produtos primários - produtores (plantas verdes), consumidores - consumidores (primários - herbívoros, secundários - carnívoros, etc.) e decompositores - destruidores (microrganismos), que decompõem compostos orgânicos em inorgânicos. Qualquer biogeocenose, independentemente de seu tamanho e complexidade, consiste nesses elos principais: produtores, consumidores, destruidores e componentes da natureza inanimada, além de muitos outros elos. Conexões de várias ordens surgem entre eles - paralelas e cruzadas, emaranhadas e entrelaçadas, etc.

Em geral, a biogeocenose representa uma unidade dialética interna contraditória que está em constante movimento e mudança. “A biogeocenose não é a soma da biocenose e do meio ambiente”, aponta N.V. Dylis, “mas um fenômeno holístico e qualitativamente isolado da natureza, agindo e se desenvolvendo de acordo com suas próprias leis, cuja base é o metabolismo de seus componentes”.

Os componentes vivos da biogeocenose, ou seja, comunidades animais e vegetais equilibradas (biocenoses), são a forma mais elevada de existência dos organismos. Eles são caracterizados por uma composição relativamente estável de fauna e flora e possuem um conjunto típico de organismos vivos que mantêm suas principais características no tempo e no espaço. A estabilidade das biogeocenoses é sustentada pela autorregulação, ou seja, todos os elementos do sistema existem juntos, nunca se destruindo completamente, mas apenas limitando o número de indivíduos de cada espécie a um certo limite. É por isso que essas relações se desenvolveram historicamente entre espécies animais, vegetais e microrganismos que garantem o desenvolvimento e mantêm sua reprodução em um determinado nível. A superpopulação de um deles pode surgir por algum motivo como um surto de reprodução em massa, e então a proporção estabelecida entre as espécies é temporariamente perturbada.

Para simplificar o estudo da biocenose, ela pode ser condicionalmente dividida em componentes separados: fitocenose - vegetação, zoocenose - vida selvagem, microbiocenose - microorganismos. Mas tal fragmentação leva a uma separação artificial e realmente incorreta de um único complexo natural de grupos que não podem existir independentemente. Em nenhum habitat pode haver um sistema dinâmico que consistiria apenas de plantas ou apenas de animais. Biocenose, fitocenose e zoocenose devem ser consideradas como unidades biológicas de diferentes tipos e estágios. Essa visão reflete objetivamente a situação real da ecologia moderna.

Nas condições do progresso científico e tecnológico, a atividade humana transforma as biogeocenoses naturais (florestas, estepes). Eles estão sendo substituídos pela semeadura e plantio de plantas cultivadas. É assim que se formam agrobiogeocenoses secundárias especiais, ou agrocenoses, cujo número na Terra está aumentando constantemente. Agrocenoses não são apenas campos agrícolas, mas também faixas de abrigo, pastagens, florestas regeneradas artificialmente em clareiras e conflagrações, lagoas e reservatórios, canais e pântanos drenados. As agrobiocenoses em sua estrutura são caracterizadas por um pequeno número de espécies, mas sua alta abundância. Embora existam muitas características específicas na estrutura e energia das biocenoses naturais e artificiais, não há diferenças acentuadas entre elas. Em uma biogeocenose natural, a proporção quantitativa de indivíduos de diferentes espécies é mutuamente dependente, pois possui mecanismos que regulam essa proporção. Como resultado, um estado estável é estabelecido em tais biogeocenoses, mantendo as proporções quantitativas mais favoráveis de seus componentes constituintes. Não existem tais mecanismos em agrocenoses artificiais; lá, uma pessoa cuidou completamente de agilizar a relação entre as espécies. Muita atenção é dada ao estudo da estrutura e dinâmica das agrocenoses, pois no futuro próximo praticamente não haverá biogeocenoses primárias, naturais.

Estrutura trófica da biocenose

A principal função das biocenoses - manter a circulação de substâncias na biosfera - baseia-se nas relações nutricionais das espécies. É com base nisso que as substâncias orgânicas sintetizadas por organismos autotróficos sofrem múltiplas transformações químicas e acabam retornando ao meio ambiente na forma de resíduos inorgânicos, que são novamente envolvidos no ciclo. Portanto, com toda a diversidade de espécies que compõem diferentes comunidades, cada biocenose inclui necessariamente representantes de todos os três principais grupos ecológicos de organismos - produtores, consumidores e decompositores . A completude da estrutura trófica das biocenoses é um axioma da biocenologia.

Grupos de organismos e suas relações em biocenoses

De acordo com a participação no ciclo biogênico de substâncias em biocenoses, distinguem-se três grupos de organismos:

1) Produtores(produtores) - organismos autotróficos que criam substâncias orgânicas a partir de inorgânicas. Os principais produtores em todas as biocenoses são as plantas verdes. A atividade dos produtores determina o acúmulo inicial de substâncias orgânicas na biocenose;

ConsumidoresEUordem.

Este nível trófico é composto pelos consumidores diretos da produção primária. Nos casos mais típicos, quando este último é criado por fotoautotróficos, trata-se de animais herbívoros. (fitófagos). As espécies e formas ecológicas que representam este nível são muito diversas e adaptadas à alimentação de diferentes tipos de alimentos vegetais. Devido ao fato de que as plantas geralmente estão presas ao substrato e seus tecidos são frequentemente muito fortes, muitos fitófagos desenvolveram um tipo de aparelho bucal roedor e várias adaptações para triturar e triturar alimentos. Estes são os sistemas dentários do tipo roedor e triturador em vários mamíferos herbívoros, o estômago muscular das aves, que é especialmente bem expresso nos granívoros, e assim por diante. n. A combinação dessas estruturas determina a possibilidade de triturar alimentos sólidos. O aparelho bucal roedor é característico de muitos insetos, etc.

Alguns animais são adaptados para se alimentar de seiva de plantas ou néctar de flores. Este alimento é rico em substâncias altamente calóricas e facilmente digeríveis. O aparelho oral das espécies que se alimentam dessa maneira é organizado na forma de um tubo, com a ajuda do qual o alimento líquido é absorvido.

As adaptações à nutrição pelas plantas também são encontradas no nível fisiológico. Eles são especialmente pronunciados em animais que se alimentam dos tecidos grosseiros das partes vegetativas das plantas, que contêm uma grande quantidade de fibra. As enzimas celulolíticas não são produzidas no corpo da maioria dos animais, e a quebra da fibra é realizada por bactérias simbióticas (e alguns protozoários do trato intestinal).

Os consumidores, em parte, usam os alimentos para fornecer processos vitais (“custos da respiração”) e, em parte, constroem seu próprio corpo com base nele, realizando assim a primeira etapa fundamental na transformação da matéria orgânica sintetizada pelos produtores. O processo de criação e acumulação de biomassa ao nível do consumidor é denotado como , produtos secundários.

ConsumidoresIIordem.

Este nível combina animais com um tipo de alimento carnívoro. (zoófagos). Normalmente, todos os predadores são considerados neste grupo, pois suas características específicas praticamente não dependem de a presa ser um fitófago ou um carnívoro. Mas, estritamente falando, apenas os predadores que se alimentam de animais herbívoros e, portanto, representam a segunda etapa da transformação da matéria orgânica nas cadeias alimentares, devem ser considerados consumidores de segunda ordem. As substâncias químicas que compõem os tecidos de um organismo animal são bastante homogêneas, de modo que a transformação durante a transição de um nível de consumidores para outro não é tão fundamental quanto a transformação de tecidos vegetais em animais.

Com uma abordagem mais cuidadosa, o nível de consumidores de segunda ordem deve ser dividido em subníveis de acordo com a direção do fluxo de matéria e energia. Por exemplo, na cadeia trófica "cereais - gafanhotos - sapos - cobras - águias", sapos, cobras e águias constituem sucessivos subníveis de consumidores de segunda ordem.

Os zoófagos são caracterizados por suas adaptações específicas à natureza de sua dieta. Por exemplo, suas peças bucais são frequentemente adaptadas para agarrar e segurar presas vivas. Ao se alimentar de animais que possuem capas protetoras densas, são desenvolvidas adaptações para sua destruição.

No nível fisiológico, as adaptações dos zoófagos se expressam principalmente na especificidade da ação de enzimas "sintonizadas" na digestão de alimentos de origem animal.

ConsumidoresIIIordem.

O mais importante nas biocenoses são as relações tróficas. Com base nessas conexões de organismos em cada biocenose, são distinguidas as chamadas cadeias alimentares, que surgem como resultado de complexas relações nutricionais entre organismos vegetais e animais. As cadeias alimentares unem direta ou indiretamente um grande grupo de organismos em um único complexo, interligado por relações: alimento - consumidor. A cadeia alimentar geralmente consiste em vários elos. Os organismos do elo seguinte comem os organismos do elo anterior e, assim, realiza-se a transferência em cadeia de energia e matéria, subjacente ao ciclo de substâncias na natureza. A cada transferência de link para link, uma grande parte (até 80 - 90%) da energia potencial é perdida, dissipando-se na forma de calor. Por esta razão, o número de elos (espécies) na cadeia alimentar é limitado e geralmente não excede 4-5.

Um diagrama esquemático da cadeia alimentar é mostrado na fig. 2.

Aqui, a cadeia alimentar é baseada em espécies - produtores - organismos autotróficos, principalmente plantas verdes que sintetizam matéria orgânica (constroem seus corpos a partir de água, sais inorgânicos e dióxido de carbono, assimilando a energia da radiação solar), além de sulfúrico, hidrogênio e outras bactérias que utilizam para a síntese de substâncias orgânicas a oxidação de energia de produtos químicos. Os próximos elos da cadeia alimentar são ocupados por espécies consumidoras – organismos heterotróficos que consomem matéria orgânica. Os consumidores primários são animais herbívoros que se alimentam de grama, sementes, frutas, partes subterrâneas de plantas - raízes, tubérculos, bulbos e até madeira (alguns insetos). Os consumidores secundários incluem carnívoros. Os carnívoros, por sua vez, são divididos em dois grupos: alimentando-se de presas pequenas em massa e predadores ativos, muitas vezes atacando presas maiores que o próprio predador. Ao mesmo tempo, herbívoros e carnívoros têm uma dieta mista. Por exemplo, mesmo com uma abundância de mamíferos e aves, as martas e palancas também comem frutas, sementes e pinhões, e os animais herbívoros consomem alguma quantidade de alimentos de origem animal, obtendo assim os aminoácidos essenciais de origem animal de que necessitam. Começando no nível do produtor, existem duas novas maneiras de usar a energia. Primeiro, é usado por herbívoros (fitófagos), que comem diretamente os tecidos vivos das plantas; em segundo lugar, eles consomem saprófagos na forma de tecidos já mortos (por exemplo, durante a decomposição do lixo florestal). Organismos chamados saprófagos, principalmente fungos e bactérias, obtêm a energia necessária pela decomposição de matéria orgânica morta. De acordo com isso, existem dois tipos de cadeias alimentares: as cadeias de alimentação e as cadeias de decomposição, fig. 3.

Deve-se enfatizar que as cadeias alimentares de decomposição não são menos importantes que as cadeias de pastejo. Em terra, essas cadeias começam com matéria orgânica morta (folhas, cascas, galhos), na água - algas mortas, matéria fecal e outros resíduos orgânicos. Os resíduos orgânicos podem ser totalmente consumidos por bactérias, fungos e pequenos animais - saprófagos; neste caso, gás e calor são liberados.

Cada biocenose geralmente possui várias cadeias alimentares, que na maioria dos casos são difíceis de entrelaçar.

Características quantitativas da biocenose: biomassa, produtividade biológica.

Biomassa e produtividade da biocenose

A quantidade de matéria viva de todos os grupos de organismos vegetais e animais é chamada de biomassa. A taxa de produção de biomassa é caracterizada pela produtividade da biocenose. Existem produtividade primária - biomassa vegetal formada por unidade de tempo durante a fotossíntese, e secundária - biomassa produzida por animais (consumidores) que consomem produtos primários. A produção secundária é formada como resultado do uso por organismos heterotróficos da energia armazenada pelos autótrofos.

A produtividade é geralmente expressa em termos de massa por ano em termos de matéria seca por unidade de área ou volume, que varia significativamente em diferentes comunidades vegetais. Por exemplo, 1 hectare de floresta de pinheiros produz 6,5 toneladas de biomassa por ano e uma plantação de cana-de-açúcar - 34-78 toneladas.Em geral, a produtividade primária das florestas do mundo é a mais alta em comparação com outras formações. Uma biocenose é um complexo de organismos historicamente estabelecido e faz parte de um complexo natural mais geral - um ecossistema.

A regra das pirâmides ecológicas.

Todas as espécies que compõem a cadeia alimentar subsistem da matéria orgânica criada pelas plantas verdes. Ao mesmo tempo, há uma regularidade importante associada à eficiência do uso e conversão de energia no processo de nutrição. Sua essência é a seguinte.

Apenas cerca de 0,1% da energia recebida do Sol está ligada ao processo de fotossíntese. No entanto, devido a essa energia, vários milhares de gramas de matéria orgânica seca por 1 m 2 por ano podem ser sintetizados. Mais da metade da energia associada à fotossíntese é consumida imediatamente no processo de respiração das próprias plantas. A outra parte é transferida através de vários organismos ao longo das cadeias alimentares. Mas quando os animais comem plantas, a maior parte da energia contida nos alimentos é gasta em vários processos vitais, enquanto se transforma em calor e se dissipa. Apenas 5 a 20% da energia do alimento passa para a substância recém-construída do corpo do animal. A quantidade de matéria vegetal que serve como base da cadeia alimentar é sempre várias vezes maior do que a massa total dos animais herbívoros, e a massa de cada um dos elos subsequentes da cadeia alimentar também diminui. Esta regra muito importante é chamada regra da pirâmide ecológica. A pirâmide ecológica, que é uma cadeia alimentar: cereais - gafanhotos - sapos - cobras - uma águia é mostrada na fig. 6.

A altura da pirâmide corresponde ao comprimento da cadeia alimentar.

A transição da biomassa do nível trófico subjacente para o sobrejacente está associada à perda de matéria e energia. Em média, acredita-se que apenas cerca de 10% da biomassa e da energia a ela associada passem de um nível para o seguinte. Por causa disso, a biomassa total, produção e energia, e muitas vezes o número de indivíduos diminuem progressivamente à medida que se sobe os níveis tróficos. Esta regularidade foi formulada por Ch. Elton (Ch. Elton, 1927) como regra pirâmides ecológicas (Fig. 4) e atua como o principal limitador do comprimento das cadeias alimentares.

Distrito de MBOU MO Plavsky "Kamyninskaya OOSh"

Preparado e conduzido pelo líder

círculo ecológico "Agroecologia"

Samozhenkova Julia Olegovna

ano 2013

Tarefas: dar a conhecer aos alunos a estrutura da biocenose do parque escolar, com algumas das principais formas de interação entre os seus diversos componentes; estudar a relação dos animais com outros componentes da biocenose.

Equipamento: cadernos, lápis, lupa

Progresso da lição:

Hoje faremos uma excursão aos parques escolares e consideraremos a estrutura de sua biocenose. Mas antes, vamos relembrar tudo o que sabemos sobre plantas, comunidades naturais?

Que grupos de animais existem?

O que é uma biocenose?

O que você sabe sobre a floresta? Qual é o seu significado ecológico?

As florestas cobrem cerca de 30% da terra. Chamamos as árvores de "pulmões do planeta". Por quê?

As árvores retêm poeira, purificam a água por evaporação, abastecem as pessoas com madeira, combustível, papel, etc.

(Antes de fazer uma excursão, o TB é realizado com os alunos).

Vamos caracterizar o parque escolar com você: terreno, estrutura do solo, iluminação.

O que você pode dizer sobre a composição de espécies da comunidade vegetal?

E agora vamos nos dividir em grupos. Cada um receberá cartões de tarefa. Você deve ler atentamente as perguntas e completar as tarefas, e anotar os resultados em seu caderno.

Tarefas para o grupo 1:

Determine o número de plantas de biocenose. Qual é o fator determinante na distribuição das plantas em camadas?
Determine a vida de quais animais está confinado a um nível específico. O que fornece essa distribuição do espaço vital na biocenose?
Descreva os animais de uma das camadas, indique as características de sua adaptação à vida nesta camada.

Tarefas para o grupo 2:

Inspecione a superfície das folhas, troncos de árvores, tocos. Encontre os insetos que vivem lá.
Observe o que os insetos comem. A que ordem esses insetos pertencem?
Examine as rachaduras na casca das árvores caídas. Encontre ovos de insetos, suas larvas, pupas, adultos. Descubra se esses insetos competem entre si.

Tarefas para o grupo 3:

Encontre os locais de assentamentos de animais na biocenose. Que fatores ambientais influenciam a escolha de habitats pelos animais?
Determine a posição sistemática dos animais observados e sua adaptabilidade a um local de residência na biocenose.
Encontre habitats que são usados por animais de diferentes grupos taxonômicos. Por que, apesar de morarem juntos, os animais não competem entre si por espaço de vida?

Tarefas para o grupo 4:

Encontre insetos voadores ativos na biocenose. Observe com que frequência esses insetos visitam as plantas com flores?
Descreva esses insetos, determine as características de sua adaptabilidade à nutrição.
Observe pássaros e mamíferos se alimentando de sementes e frutas. Qual é a adaptação dos animais a um determinado tipo de alimento?

Tarefas para o grupo 5:

Meça a espessura da maca. Qual é o papel do lixo na biocenose?
Coloque alguns punhados de lixo em papel branco. Encontre animais que vivem na ninhada.
Determine a posição sistemática desses animais: tipo, classe. Por que a espessura do chão da floresta não aumenta a cada ano?

Fizemos um tour, examinamos a relação dos animais com os componentes da biocenose. Diga-me, o que mais chamou sua atenção durante a turnê? O que é uma biocenose?

Você registrou todas as suas observações no bloco. Agora sua tarefa é preparar um relatório criativo sobre o passeio.

(Cada grupo prepara o seu próprio relatório).

Isso conclui nossa lição. Desejo-lhe bom humor. Vejo você em breve!

Assim, é realizada a transferência de energia e matéria, subjacente à circulação de substâncias na natureza. Pode haver muitas dessas cadeias em uma biocenose, elas podem incluir até seis elos.

Um exemplo seria o carvalho, é um produtor. As lagartas da borboleta do verme do carvalho, comendo folhas verdes, recebem a energia acumulada nelas. A lagarta é o consumidor primário, ou consumidor de primeira ordem. Parte da energia nas folhas é perdida quando são processadas pela lagarta, parte da energia é gasta pela lagarta em atividades vitais, parte da energia vai para o pássaro que bicou a lagarta - este é um consumidor secundário, ou consumidor secundário. Se uma ave se tornar vítima de um predador, sua carcaça se tornará uma fonte de energia para o consumidor terciário. A ave de rapina pode morrer mais tarde, e seu cadáver pode ser comido por um lobo, um corvo, uma pega ou insetos carnívoros. Seu trabalho será concluído por microorganismos - decompositores.

Na natureza, eles são muito raros, mas existem organismos que comem apenas um tipo de planta ou animal. Eles são chamados monófagos, por exemplo, a borboleta lagarta Apollo se alimenta apenas de folhas de stonecrop (Fig. 2), e o panda gigante só se alimenta de várias espécies de folhas de bambu (Fig. 2).

Arroz. 2. Monófagos ()

Oligófagos- trata-se de organismos que se alimentam de representantes de algumas espécies, por exemplo, a lagarta do gavião-do-vinho come erva-cidreira, palha, impatiens e várias outras espécies vegetais (Fig. 3). Polífagos capaz de comer vários alimentos, o chapim é um polífago característico (Fig. 3).

Arroz. 3. Representantes de oligófagos e polífagos ()

Ao se alimentar, cada próximo elo da cadeia alimentar perde parte das substâncias obtidas dos alimentos e perde parte da energia recebida, cerca de 10% da massa total do alimento ingerido é gasto no aumento de sua própria massa, o mesmo acontece com a energia, obtém-se uma pirâmide alimentar (Fig. 4).

Arroz. 4. Pirâmide alimentar ()

Cerca de 10% da energia potencial dos alimentos vai para cada camada da pirâmide alimentar, o restante da energia é perdida no processo de digestão dos alimentos e dissipada na forma de calor. A pirâmide alimentar permite avaliar a produtividade potencial de biocenoses naturais naturais. Em biocenoses artificiais, permite avaliar a eficiência do manejo ou a necessidade de algumas mudanças.

Os elos alimentares, ou tróficos, dos animais podem se manifestar direta ou indiretamente, conexões diretasé o consumo direto de alimentos pelos animais.

Links tróficos indiretos- isso é competição por comida ou, inversamente, ajuda involuntária de uma espécie a outra na captura de alimentos.

Cada biocenose é caracterizada por seu próprio conjunto especial de componentes, várias espécies de animais, plantas, fungos e bactérias. Laços estreitos são estabelecidos entre todos esses seres vivos, eles são extremamente diversos e podem ser divididos em três grandes grupos: simbiose, predação e amensalismo.

Simbiose- esta é uma coexistência próxima e prolongada de representantes de diferentes espécies biológicas. Com simbiose prolongada, essas espécies se adaptam umas às outras, sua adaptação mútua.

A simbiose mutuamente benéfica é chamada mutualismo.

Comensalismo- esta é uma relação que é útil para um, mas indiferente para outro simbionte.

Amensalismo- um tipo de relação interespecífica em que uma espécie, denominada amensal, sofre inibição de crescimento e desenvolvimento, e a segunda, denominada inibidora, não é submetida a tais testes. O amensalismo é fundamentalmente diferente da simbiose, pois nenhuma das espécies se beneficia; como regra, essas espécies não vivem juntas.

São formas de interação entre organismos de espécies diferentes (Fig. 4).

Arroz. 5. Formas de interação entre organismos de espécies diferentes ()

A longa convivência de animais na mesma biocenose leva à divisão dos recursos alimentares entre eles, o que reduz a competição por alimentos. Apenas sobreviveram aqueles animais que encontraram seu alimento e se especializaram, adaptando-se para comê-lo. É possível distinguir grupos ecológicos com base nos objetos alimentares predominantes, por exemplo, os animais herbívoros são chamados fitófagos(Fig. 6). Entre eles estão filófagos(Fig. 6) - animais que comem folhas, carpófagos- comer frutas, ou xilófagos- comedores de madeira (Fig. 7).

Arroz. 6. Fitófagos e filófagos ()

Arroz. 7. Carpófagos e xilófagos ()

Hoje discutimos a relação entre os componentes da biocenose, conhecemos a variedade de relações entre os componentes da biocenose e sua adaptabilidade à vida em uma comunidade.

Bibliografia

Latyushin V.V., Shapkin V.A. Animais de Biologia. 7ª série - Abetarda, 2011
Sonin N.I., Zakharov V.B. Biologia. variedade de organismos vivos. Animais. 8ª série, - M.: Drofa, 2009
Konstantinov V.M., Babenko V.G., Kuchmenko V.S. Biologia: Animais: Um livro didático para alunos da 7ª série de instituições educacionais / Ed. prof. V.M. Konstantinov. - 2ª ed., revisada. - M.: Ventana-Conde.

Trabalho de casa

Que relações existem entre os organismos em uma biocenose?
Como as relações entre os organismos afetam a estabilidade da biocenose?
Em conexão com o que são formados os grupos ecológicos na biocenose?

Portal da Internet Bono-esse.ru ( ).
Portal da Internet Grandars.ru ().
Portal da Internet Vsesochineniya.ru ().

BASES DA ECOLOGIA GERAL

1.1. ESTRUTURA DA ECOLOGIA MODERNA

Todas as ciências ecológicas podem ser sistematizadas de acordo com os objetos de estudo, ou de acordo com os métodos que utilizam.

1. De acordo com o tamanho dos objetos de estudo, distinguem-se as seguintes áreas:

Autoecologia (do grego autos - próprio) - uma seção da ecologia que estuda a relação de um organismo individual (organismo isolado artificialmente) com o meio ambiente;

Demecologia (grego demos - pessoas) - estuda a população e seu ambiente;

Eidecologia (grego eidos - imagem) - ecologia de espécies;

Sinecologia (do grego syn - junto) - considera as comunidades como sistemas integrais;

Ecologia da paisagem - estuda a capacidade dos organismos existirem em diferentes ambientes geográficos;

Megaecologia ou ecologia global é a ciência da biosfera da Terra e da posição do homem nela.

2. De acordo com a atitude em relação ao objeto de estudo, serão distinguidas as seguintes seções de ecologia:

Ecologia de microrganismos;

Ecologia de cogumelos;

ecologia vegetal;

ecologistas animais;

Ecologia social - considera a interação do homem e da sociedade humana com o meio ambiente;

Ecologia humana - inclui o estudo da interação da sociedade humana com a natureza, a ecologia da personalidade humana e a ecologia das populações humanas, incluindo a doutrina dos grupos étnicos;

Ecologia industrial ou engenharia - considera a influência mútua da indústria e do transporte na natureza;

Ecologia agrícola - estuda formas de obter produtos agrícolas sem esgotar os recursos naturais;

Ecologia médica - estuda as doenças humanas associadas à poluição ambiental e as formas de preveni-las e tratá-las.

3. De acordo com os ambientes e componentes, distinguem-se as seguintes disciplinas:

Ecologia da Terra;

Ecologia dos mares;

Ecologia de rios;

Ecologia do deserto;

Ecologia Florestal - estuda as formas de utilização dos recursos florestais com sua constante restauração;

Ecologia das Terras Altas;

Ecologia urbana (lat. urbanus - urbano) - a ecologia do planejamento urbano;

4. De acordo com os métodos utilizados, distinguem-se as seguintes ciências ambientais aplicadas:

Ecologia matemática - cria modelos matemáticos para prever o estado e comportamento de populações e comunidades quando as condições ambientais mudam;

Ecologia Química - desenvolve métodos para análise de poluentes e formas de reduzir os danos causados pela poluição química;

Ecologia econômica - cria mecanismos econômicos para uso racional dos recursos naturais;

Ecologia jurídica - visa desenvolver um sistema de leis ambientais.

1.2. NÍVEL DE ORGANIZAÇÃO DA MATÉRIA VIVA

Para obter uma visão holística da ecologia, para entender o papel que ela desempenha entre as ciências que estudam os organismos vivos, é necessário se familiarizar com o conceito de níveis de organização da matéria viva e a hierarquia dos sistemas biológicos (Fig. . 1).

Biossistemas são sistemas nos quais componentes bióticos (todos os organismos vivos) de diferentes níveis de organização interagem de maneira ordenada com o ambiente biótico circundante, ou seja, componentes abióticos (energia e matéria).

Figura 1. Hierarquia dos níveis de organização da matéria viva:

Molecular - manifesta processos como metabolismo e conversão de energia, transferência de informações hereditárias;

Celular - uma célula é a principal unidade estrutural e funcional de toda a vida no planeta Terra;

Organísmico - um organismo (latim organizo - eu organizo, dou uma aparência esbelta) é usado tanto no sentido estrito - um indivíduo, um indivíduo, um "ser vivo" quanto em um sentido amplo e mais geral - um todo complexamente organizado . Este é o verdadeiro portador da vida, caracterizado por todos os seus signos;

População-espécie - população (lat. populus - pessoas), segundo a definição do acadêmico S.S. Schwartz, é um agrupamento elementar de organismos de uma determinada espécie, que possui todas as condições necessárias para manter sua população por um tempo infinitamente longo em constante condições em mudança. O termo "população" foi introduzido por V. Iogazen em 1903. Uma população é uma forma específica de existência de uma espécie na natureza. Uma espécie biológica é uma coleção de indivíduos que possuem características comuns, são capazes de cruzar livremente entre si e produzir descendentes férteis, ocupando uma determinada área (área latina - área, espaço) e delimitada de outras espécies por não cruzamento em condições naturais . O conceito de espécie como a principal unidade estrutural e de classificação no sistema dos organismos vivos foi introduzido por K. Linnaeus, que publicou seu trabalho "Sistemas da Natureza" em 1735;

Biocenotic - biocenosis (grego bios - vida, koinos - geral) - um conjunto de organismos de diferentes espécies e complexidade variável de organização com todos os fatores de um habitat específico. O termo "biocenose" foi proposto por K. Möbius em 1877. O habitat de uma biocenose é chamado de biótopo. Um biótopo (grego: bios - vida, topos - lugar) é um espaço com condições homogêneas (relevo, clima), habitado por uma certa biocenose. Qualquer biocenose está inextricavelmente ligada ao biótopo, formando com ele um macrossistema biológico estável de um nível ainda mais alto - biogeocenose. O termo "biogeocenose" foi proposto em 1940 por Vladimir Nikolaevich Sukachev. Segundo V. N. Sukachev, a biogeocenose é um conjunto de fenômenos naturais homogêneos sobre uma extensão conhecida da superfície terrestre: atmosfera, rochas, condições hidrológicas, vegetação, vida selvagem, microrganismos e solo. Assim, o conceito de biocenose é usado para se referir apenas aos ecossistemas terrestres, cujos limites são determinados pelos limites da fitocenose (vegetação). A biogeocenose é um caso especial de um grande ecossistema;

Biosfera (grego bios - vida, spharia - bola) - um ecossistema global de todo o globo, a concha da Terra, consistindo na totalidade de todos os organismos vivos (biota), substâncias, seus componentes e seu habitat. A biosfera é a área de distribuição da vida na Terra, que inclui a parte inferior da atmosfera, toda a hidrosfera e a parte superior da litosfera. O termo "biosfera" foi introduzido pelo geólogo austríaco E. Suess e em 1873. As principais disposições da doutrina da biosfera foram publicadas por V. I. Vernadsky em 1926. Em seu trabalho, que se chama "Biosfera", V. I. Vernadsky desenvolve a ideia da evolução da superfície do globo como um processo integral de interação entre matéria inanimada ou "inerte" com matéria viva.

1.4. PRINCIPAIS CRITÉRIOS DA VISTA

De acordo com várias estimativas, o número total de espécies biológicas na Terra varia de 1,5 a 3 milhões.Até o momento, cerca de 0,5 milhão de espécies de plantas e aproximadamente 1,5 milhão de espécies de animais foram descritas. O homem é uma das espécies biológicas conhecidas hoje na Terra.

A estabilidade evolutiva de uma espécie é assegurada pela existência dentro de uma espécie de populações geneticamente diversas. As espécies diferem umas das outras de muitas maneiras.

Critérios de espécie são características e propriedades características de uma espécie. Existem critérios morfológicos, genéticos, fisiológicos, geográficos e ecológicos da espécie. Para estabelecer o pertencimento de indivíduos a uma espécie, não basta usar um único critério. Somente a aplicação de um conjunto de critérios com confirmação mútua de várias características e propriedades dos indivíduos em sua totalidade caracteriza uma espécie.

O critério morfológico é baseado na similaridade da estrutura externa e interna de indivíduos de uma mesma espécie. Mas os indivíduos dentro de uma espécie às vezes são tão variáveis que nem sempre é possível determinar a espécie apenas por critérios morfológicos. Além disso, existem espécies que são morfologicamente semelhantes, mas os indivíduos dessas espécies não se cruzam - são espécies gêmeas.

Um critério genético é um conjunto de cromossomos característico de cada espécie, um número, tamanho e forma estritamente definidos. É a principal característica da espécie. Indivíduos de espécies diferentes com conjuntos diferentes de cromossomos não podem cruzar. No entanto, na natureza há casos em que indivíduos de diferentes espécies se cruzam e dão descendentes férteis.

O critério fisiológico é a semelhança de todos os processos vitais em indivíduos da mesma espécie, antes de tudo, a semelhança dos processos reprodutivos.

Um critério geográfico é uma determinada área (território, área de água) ocupada por uma espécie na natureza.

Um critério ecológico é um conjunto de fatores ambientais em que uma espécie existe.

1.5. POPULAÇÃO E TIPOS DE INTERAÇÕES CARACTERÍSTICAS PARA ELA

Na vida de qualquer ser vivo, as relações com representantes de sua própria espécie desempenham um papel importante. Essas relações são realizadas em populações.

Existem os seguintes tipos de populações:

Uma população elementar (local) é um grupo de indivíduos da mesma espécie que ocupa uma pequena área de um quadrado que é homogêneo em termos de condições de habitat.

População ecológica - um conjunto de populações elementares. Basicamente, são grupos intraespecíficos confinados a ecossistemas específicos.

Populações geográficas - conjunto de populações ecológicas que habitam um território com condições de existência geograficamente homogêneas.

Relacionamentos em populações são interações intraespecíficas. Pela natureza dessas interações, populações de diferentes espécies são extremamente diversas. Nas populações, existem todos os tipos de relacionamentos inerentes aos organismos vivos, mas os mais comuns são os relacionamentos mutuamente benéficos e competitivos. Em algumas espécies, os indivíduos vivem sozinhos, encontrando-se apenas para reprodução. Outros criam famílias temporárias ou permanentes. Alguns, dentro das populações, se unem em grandes grupos: bandos, manadas, colônias. Outros formam aglomerados durante períodos desfavoráveis, sobrevivendo juntos ao inverno ou à seca. Uma população possui características que caracterizam o grupo como um todo, e não indivíduos individuais no grupo. Tais características são a estrutura, número e densidade da população. A estrutura de uma população é a proporção quantitativa de indivíduos de diferentes sexos, idades, tamanhos, genótipos, etc. Assim, distinguem-se sexo, idade, tamanho, genética e outras estruturas populacionais.

A estrutura populacional depende de várias razões. Por exemplo, a estrutura etária de uma população depende de dois fatores:

Das características do ciclo de vida das espécies;

das condições externas.

Existem espécies com uma estrutura etária muito simples da população, que consiste em representantes quase da mesma idade (plantas anuais, gafanhotos). Estruturas etárias complexas de populações surgem quando todas as faixas etárias são representadas nelas (um bando de macacos, uma manada de elefantes).

Condições externas desfavoráveis podem alterar a composição etária da população devido à morte dos indivíduos mais fracos, mas os grupos etários mais estáveis sobrevivem e depois restauram a estrutura da população. A estrutura espacial da população é determinada pela natureza da distribuição dos indivíduos no espaço e depende tanto das características do ambiente quanto do comportamento da própria espécie. Qualquer população tende a se dispersar. O assentamento continua até que a população encontre qualquer barreira. Os principais parâmetros de uma população são sua abundância e densidade.

O tamanho da população é o número total de indivíduos em uma determinada área ou em um determinado volume. O nível populacional que garante sua conservação depende da espécie específica.

A densidade populacional é o número de indivíduos por unidade de área ou volume. Quanto maior o número, maior a adaptabilidade dos organismos dessa população. O tamanho da população nunca é constante e depende da razão entre a intensidade de reprodução (fertilidade) e a mortalidade, ou seja, o número de indivíduos que morreram em um determinado período. A densidade populacional também é variável, dependendo da abundância. Com o aumento do número, a densidade não aumenta apenas se for possível a expansão da faixa populacional. Na natureza, o tamanho de qualquer população é extremamente dinâmico.

A população regula seus números e se adapta às mudanças nas condições ambientais, atualizando e substituindo os indivíduos. Os indivíduos aparecem na população através do nascimento e da imigração, e desaparecem como resultado da morte e da emigração.

O tamanho da população também é afetado pela composição etária, o tempo de vida total dos indivíduos, o período de chegada da puberdade e a duração da estação reprodutiva.

Para uma população de cada espécie existem limites superiores e inferiores de densidade, além dos quais ela não pode ir. Esses limites de recursos são chamados de capacidade ambiental para populações específicas. Em condições naturais, devido à capacidade de autorregulação, o número de populações geralmente oscila em torno de um certo nível correspondente à capacidade do ambiente.

BIOCENOSE E RELAÇÕES CARACTERÍSTICAS PARA ELA

As biocenoses não são coleções aleatórias de organismos diferentes. Em condições naturais semelhantes e com uma composição semelhante de fauna e flora, surgem biocenoses semelhantes e regularmente repetidas. As biocenoses têm uma estrutura específica e espacial.

A estrutura de espécies de uma biocenose significa o número de espécies em uma determinada biocenose. A diversidade de espécies reflete a diversidade das condições de habitat. As espécies que dominam a comunidade em termos de número são chamadas de dominantes. As espécies dominantes determinam as principais conexões na biocenose, criam sua estrutura básica e aparência. Normalmente, as biocenoses terrestres são nomeadas de acordo com as espécies dominantes (bosque de bétulas, floresta de abetos, estepe de capim-pena). Parte das espécies de massa são espécies sem as quais outras espécies não podem existir. Eles são chamados de edificadores (formadores de ambiente), sua remoção levará à destruição completa da comunidade. Geralmente a espécie dominante também é edificadora. As mais diversas em biocenoses são raras e poucas espécies. Pequenas espécies constituem a reserva da biocenose. Sua predominância é garantia de desenvolvimento sustentável. Nas biocenoses mais ricas, basicamente, todas as espécies são poucas em número, mas quanto menor a diversidade, mais dominantes.

A estrutura espacial da biocenose é determinada pelas características da atmosfera, da rocha do solo e de suas águas. No curso de uma longa transformação evolutiva, adaptando-se a certas condições, os organismos vivos são colocados em biocenoses de tal forma que praticamente não interferem uns nos outros. A vegetação constitui a base desta distribuição. As plantas criam camadas em biocenoses, colocando a folhagem umas sob as outras de acordo com sua forma de crescimento e amor à luz.

Cada camada desenvolve seu próprio sistema de relacionamentos, de modo que a camada pode ser considerada como uma unidade estrutural da biocenose.

Além da estratificação, na estrutura espacial da biocenose, observa-se o mosaicismo - uma mudança na vegetação do mundo animal horizontalmente.

As biocenoses vizinhas geralmente passam gradualmente umas para as outras; é impossível traçar um limite claro entre elas. Na zona de fronteira, as condições típicas das biocenoses vizinhas se entrelaçam, algumas espécies vegetais e animais desaparecem e outras aparecem. As espécies que se adaptaram na zona de fronteira são chamadas de ecótonos. A abundância de plantas atrai aqui uma variedade de animais, de modo que a zona fronteiriça é mais diversificada e rica em espécies do que cada uma das biocenoses adjacentes. Esse fenômeno é chamado de efeito de borda e é frequentemente usado para criar parques onde se deseja restaurar a diversidade de espécies.

A estrutura de espécies da biocenose, a distribuição espacial das espécies dentro do biótopo, é determinada principalmente pela relação entre as espécies e o papel funcional das espécies na comunidade.

NICHO ECOLÓGICO

Para determinar o papel que uma determinada espécie desempenha no ecossistema, J. Grinnell introduziu o conceito de "nicho ecológico". Um nicho ecológico é um conjunto de todos os parâmetros ambientais dentro dos quais uma espécie pode existir na natureza, sua posição no espaço e seu papel funcional no ecossistema. Y. Odum apresentou figurativamente um nicho ecológico como ocupação, uma “profissão” de um organismo em uma biocenose, e seu habitat é o “endereço” da espécie onde vive. Para estudar o organismo, é necessário conhecer não apenas seu endereço, mas também sua profissão. G. E. Hutchinson quantificou o nicho ecológico. Para ele, o nicho deve ser determinado levando em consideração todos os fatores ambientais físicos, químicos e bióticos aos quais a espécie deve se adaptar. G. E. Hutchinson distingue dois tipos de nicho ecológico: fundamental e realizado. O nicho ecológico, determinado apenas pelas características fisiológicas dos organismos, é chamado de fundamental (potencial), e aquele dentro do qual a espécie realmente ocorre na natureza é chamado de realizado. Esta última é aquela parte do nicho potencial que esta espécie é capaz de defender em competição. As espécies coexistem no mesmo ecossistema como parte de uma biocenose nos casos em que diferem em requisitos ecológicos e, assim, enfraquecem a competição entre si. Duas espécies em uma biocenose não podem ocupar o mesmo nicho ecológico. Muitas vezes, mesmo espécies intimamente relacionadas, vivendo lado a lado na mesma biocenose, ocupam diferentes nichos ecológicos. Isso leva a uma diminuição da tensão competitiva entre eles. Além disso, uma mesma espécie pode ocupar diferentes nichos ecológicos em diferentes períodos de seu desenvolvimento.

Relações intraespecíficas e interespecíficas de organismos na biocenose

Selecione os sintomas mais característicos das doenças indicadas

1. Nos últimos 150 anos, as estatísticas de mortalidade humana por várias doenças mudaram muito. Dê exemplos de tais mudanças e explique-as. 2. Em

no corpo dos vertebrados existem ossos que não possuem superfícies articulares. por que eles podem ser necessários? Dar exemplos. 3. Algumas angiospermas florescem com menos frequência do que a média de vida de um indivíduo. Como isso pode ser explicado e qual poderia ser o significado biológico disso? 4. Em muitos ecossistemas existem organismos que nenhum explorador (ou pessoas em geral) jamais viu. No entanto, em alguns casos, a existência de tais organismos pode ser comprovada. Sugira formas de prova. 5. Por que a morte espontânea de células vegetais saudáveis pode ser necessária? 6. O que pode acontecer com os organismos que vivem nessa parte do reservatório de sal, que fica para sempre separada do reservatório principal?

1. dê um exemplo de especiação geográfica 2. com especiação ecológica, diferentemente da geográfica, uma nova espécie

surge...

3. A macroevolução termina com a formação de novos ..

4. A semelhança dos embriões de mamíferos prova..

5. Dê exemplos de especialização ecológica.

Ajuda urgente 1. Diferentes organismos vivos produzem diferentes números de descendentes. Dar exemplos.......

2. Qualquer organismo vivo produz mais filhos do que pode sobreviver. As causas da morte dos organismos são --- ......,.......,

3. Todos os organismos vivos têm que lidar com condições desfavoráveis para a vida. Dê exemplos de condições desfavoráveis - para plantas -..........., para animais - ........., para humanos - ...........

4. Tudo o que envolve um organismo vivo chama-se ...... , .... .

5 . Em seu experimento com sementes, aquelas que se desenvolveram sob .....

condições. O resto morreu.

7. As plantas formam substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas.

Para fazer isso, eles precisam ......

8. A vida do homem e dos animais depende das plantas, pois ........ .

9. A vida das plantas depende de humanos e animais. Por exemplo - ......... .

10. Uma pessoa deve saber que todos os organismos vivos na Terra estão conectados uns com os outros. Destruindo alguns, ele causa a morte de outros, colocando em risco sua própria vida. Dê exemplos de influência humana sobre organismos vivos em sua área: a) uma influência positiva, em sua opinião. b) influência negativa.