Учебное пособие: Угруповання та екосистеми
Яка структура біоценозу? Кожен біоценоз має певну структуру: видову, просторову, екологічну.
Видова структура зумовлена видовим різноманіттям і співвідношенням чисельності та густоти популяцій окремих видів.
Просторова структура визначається, насамперед, розташуванням різних видів рослин у просторі - ярусністю. Розрізняють ярусність надземну і підземну. Завдяки ярусності у біоценозі знижується конкуренція рослин за світло: верхні яруси займають, як правило, світлолюбні види, а нижні - тіньовитривалі та тіньолюбні. Ярусне розташування рослин впливає також і на просторове розташування популяцій тварин, які трофічно або просторово пов'язані з рослинами.
Екологічна структура біоценозу визначається певним співвідношенням популяцій різних екологічних груп організмів (їхніх життєвих форм). Як ви пам'ятаєте, за типом живлення всі організми ділять на автотрофів, гетеротрофів і міксотрофів.
Міксотрофи - організми, здатні синтезувати органічні сполуки з неорганічних і споживати готові органічні речовини.
Серед гетеротрофів виділяють сапротрофів, хижаків, паразитів, фітофагів тощо.
Сапротрофи - організми, які живляться залишками інших організмів чи продуктами їхньої життєдіяльності.
Хижаки - тварини (іноді рослини), які ловлять, убивають і з'їдають тварин інших видів.
Паразити, на відміну від хижаків, тривалий час використовують організм хазяїна як середовище життя і джерело живлення. Організми, які живляться рослинами, називають фітофагами.
Гетеротрофні організми, здатні споживати різну за походженням їжу, називають поліфагами. Наприклад, бурий ведмідь споживає і тваринну, і рослинну їжу. Широке коло кормових об'єктів у свині дикої, сірого пацюка, рудого таргана тощо.
Які взаємозв'язки існують між організмами в біоценозах? Усі популяції організмів, які входять до складу певного біоценозу, пов'язані між собою. Зв'язки між популяціями різних видів у біогеоценозі можна поділити на антагоністичні, мутуалістичні й нейтральні. За антагоністичних взаємозв'язків (наприклад, конкуренції, паразитизмі, хижацтві) кожна з взаємодіючих популяцій різних видів відчуває негативний вплив іншої.
Взаємозв'язки популяцій хижака і здобичі, паразита і хазяїна можуть спричинити періодичні коливання їхньої чисельності (популяційні хвилі).
Наприклад, хижаки, що активно виїдають здобич, знижують густоту її популяції. Але тим самим хижак підриває і власну кормову базу і з часом густота його популяції знижуватиметься. А це, у свою чергу, зменшує тиск на популяцію здобичі, що створює умови для активного її розмноження і зростання чисельності її популяції. Отже, дані взаємозв'язки зумовлюють взаємопов'язані коливання чисельності популяцій хижака і здобичі.
Періоди коливань чисельності популяцій хижака і здобичі відносно постійні, але їхній розмах під впливом різних екологічних факторів може змінюватись у широких межах. У процесі спряженої еволюції хижаків і здобичі відбувається їхнє взаємне пристосування: перші вдосконалюють способи полювання, а другі - захисту й уникнення хижаків. Подібні взаємні пристосування виробляються і в процесі спільної еволюції рослиноїдних тварин і рослин.
Конкуренція (від лат. конкурентів - стикатись) - взаємозв'язки між популяціями одного (внутрішньовидова) або різних (міжвидова) видів, за яких використання певного ресурсу довкілля одними з них зменшує його доступність для інших. Форми конкуренції можуть бути різноманітними - від прямої боротьби до опосередкованого впливу (наприклад, полювання хижаків, які належать до різних видів, на популяцію спільної здобичі).
Найгостріша конкуренція відбувається між представниками одного виду або різних видів із подібними екологічними вимогами.
За законом конкурентного виключення, популяції двох видів з однаковими екологічними вимогами не можуть тривалий час існувати в одному біоценозі. Внаслідок такої конкуренції один, конкурентоспроможніший, вид витискатиме інший, або ж їхні екологічні ніші розійдуться.
Наприклад, протягом XX століття на території України спостерігали витіснення з певних водойм широкопалого річкового рака довгопалим. Перший з цих видів переважав у водоймах нашої країни на початку століття (а тепер трапляється лише на півночі й занесений до Червоної книги України). Після масової загибелі широкопалого рака внаслідок вірусного захворювання (чума раків) у прісних водоймах його місце зайняв близький вид - довгопалий рак. Він виявився стійкішим до зростаючого антропогенного впливу (менш вибагливий до чистоти води, вмісту в ній кисню тощо) і плодючішим.
За нейтральних взаємозв'язків існування на спільній території популяцій двох видів жодний із них не відчуває на собі безпосереднього негативного чи позитивного впливу іншого. Наприклад, популяції хижаків різних видів, які живляться різними видами здобичі, не конкурують між собою. Але стан їхніх популяцій опосередковано залежить від густоти популяцій рослин, які слугують кормовою базою для популяцій здобичі - рослиноїдних видів.
За мутуалістичних (взаємовигідних) взаємозв'язків кожен із взаємодіючих видів має певну користь (взаємозв'язки бульбочкових бактерій і бобових рослин, найпростіших джгутикових і комах, у кишечнику яких вони мешкають тощо).
Отже, між популяціями різних видів, що входять до складу певного біоценозу, виникають складні й різноманітні взаємозв'язки, які можуть бути більш-менш тісними. Загалом вони забезпечують функціонування біоценозу як єдиної цілісної системи і його саморегуляцію.
Яка структура біогеоценозу?
Оскільки біогеоценоз - це сукупність популяцій організмів, які взаємодіють між собою і з фізичним середовищем, у ньому виділяють біотичну (сукупність популяцій організмів - біоценоз) та абіотичну (умови фізичного середовища існування) частини.
До складу абіотичної частини входять такі компоненти:
неорганічні речовини (вуглекислий газ, кисень, вода тощо), які завдяки діяльності живих організмів вводяться у колообіг;
органічні речовини (залишки живих організмів або продукти їхньої життєдіяльності), які зв'язують між собою абіотичну і біотичну частини біогеоценозу;
кліматичний режим, або мікроклімат (середньорічні температура, кількість опадів тощо), який визначає умови існування організмів.
Біотичну частину біогеоценозу складають різні екологічні групи організмів, об'єднані між собою просторовими і трофічними зв'язками:
продуценти - популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних (фототрофні або хемотрофні організми);