Что такое биоценоз?
Давайте представим себе, что есть некая крупная компания. В ней трудятся десятки человек. А еще работают компьютеры, принтеры, задействованы автомобили и другая техника. Благодаря отлаженным действиям рабочий процесс идет как по маслу. Такой же механизм существует и у природы.
Вся эта картина наглядно характеризует такое понятие, как биоценоз. Только вместо людей и машин – животные, растения, а еще самые микроскопические организмы и грибы. А вместо компании – выбранная территория определенной площади (с определенным климатом, компонентами почвы).
Это может быть как совсем маленький участок, к примеру, гниющий пень, так и огромная степь. Продолжая аналогию, представим, что на этом предприятии вышли из строя все компьютеры. Что произойдет? — Работа встанет.
Так же и в природе – убери из сообщества какой-либо вид организмов – и оно начнет разрушаться. Ведь каждый выполняет свою задачу, и словно вкладывает кирпичик в общую стену. Количество видов, объединенных в биоценоз, называют биоразнообразием.
Появился термин биоценоз еще в 19-м веке. Один немецкий ученый пристально следил за поведением двустворчатых моллюсков. Проведя за этим занятием много времени, он понял, что беспозвоночные ведут активную социальную жизнь, у них есть сформировавшийся «круг общения»: морские звезды, планктон, кораллы.
И друг без друга им не жить. Ведь все эти «приятели» не только являются пищей друг для друга, но и способствуют нормальной жизнедеятельности. Итак, еще раз, биоценоз – это сосуществование популяций разных живых созданий.
Популяция — группа живых организмов одного вида, которые уживаются на одной территории. Это может быть стая птиц, стадо бизонов, семья волков. Между ними есть два вида взаимодействия: с выгодой для каждой из взаимодействующих сторон, и конкуренция. Однако, чаще всего, преимуществ у такого союза больше.
И, прежде всего, повышаются шансы сохранить жизнь в опасных условиях. Ведь собрат может как предупредить об опасности, так и вступить в бой с оппонентом члена своей стаи. Что же касается соперничества, то этот фактор позволяет сохранять оптимальную численность особей в объединении, предупреждая неконтролируемое размножение.
Каждая популяция не хаотична, у нее есть определенная структура. Т.е. соотношение особей в зависимости от пола, возраста, физ. силы, а также того, как распределены они по выбранному ареалу.
Стартовые показатели соотношения мужских и женских особей 1 к 1. Однако, у многих видов животных в процессе жизни эта пропорция изменяется в силу воздействующих извне фактов. Тоже самое касается человека.
Изначально мужчин должно быть больше женщин, однако, сильный пол слишком халатно относится к своему здоровью и жизни. В результате к совершеннолетию цифры становятся равными, а мужчин в зрелом возрасте гораздо меньше, чем дам.
Есть особый признак, позволяющий понять, что скопление особей относится именно к популяции, — способность сохранять свою численность, существуя на одном участке, путем только размножения (не принимая в группу новых членов). А теперь подробнее о том, что же такое компоненты биоценоза:
- Вещества неорганического происхождения. К ним относится вода; компоненты, входящие в химический состав воздуха; соли минерального происхождения.
- Все то, из чего складывается климатическая ситуация на этой территории. Здесь речь идет о температурных показателях; о том, насколько увлажнен воздух; и, конечно, количестве солнечного света.
- Органика. Хим. соединение с углеродом (белок, жиры, углеводы).
- Живые организмы.
В случае с последними существует градация на:
1. Продуценты. Это добытчики энергии. Речь о растениях, которые благодаря своим свойствам преобразовывают лучи солнца в органические вещества. После чего такими «продуктами» способны поживиться и остальные участники сообщества.
2. Консументы. Это как раз те самые потребители, т.е. животные и насекомые. Причем, питающиеся не только растениями, но и чужой плотью. Сюда же можно спокойно отнести человека.
3. Редуценты. Не дают превратить свой ареал обитания в кладбище. Останки уже отживших свое организмов под их воздействием переходят в простейшую органику, либо неорганическое вещество. Под силу это бактериям, а также грибам.
При этом, все создания, объединившиеся в сообщество, должны хорошо себя чувствовать в условиях, предложенных биотопом (выбранной средой обитания). На этом участке земли, воды, или воздуха они должны иметь возможность питаться и размножаться. Биотоп и биоценоз вместе образуют биогеоценоз. Нельзя не упомянуть и о том, каков состав биоценоза:
- Самый главный компонент такого объединения – группа растений, заселившая территорию. Именно от них зависит то, какими будут остальные составляющие «компании». Их союз именуют фитоценозом. И, как правило, где заканчиваются границы одного фитоценоза, заканчиваются владения всего сообщества.
Есть и определенные переходные участки (ведь границы эти нерезкие), они обозначаются термином экотоны. Примером может служить лесостепь – место встречи леса и степи. В этих зонах можно встретить компоненты из обоих соседствующих сообществ. А следовательно насыщенность их видами гораздо выше.
- Зооценоз – это уже животная часть большого единого организма.
- Микроценоз – третий компонент, состоящий из грибов.
- Четвертый компонент – микроорганизмы, их объединение носит название микробиоценоз.
Скорее всего, Вы не раз слышали такое понятие, как экосистема. Однако, это далеко не то же самое, что биоценоз, который является лишь кусочком большого пазла, представляющего из себя экосистему.
У нее нет четко очерченных растениями границ, зато есть три составные части: биоценоз + биотоп + система связей между организмами (муравейник, ферма, или даже целый город, как пример). Так что биоценоз и экосистема представляют собой разные вещи.
Виды биоценоза
Рассмотрим виды биоценоза. Существует несколько принципов градации. Один из них – по размерам:
- Микробиоценоз. Это отдельный мир, созданный в масштабах одного цветка, или пня.
- Мезобиоценоз. Более масштабные формы, к примеру болото, лесной массив.
- Макробиоценоз. Огромные океаны, горные хребты и т.д.
Кроме того, есть классификация, сделанная исходя из типа биоценоза: пресноводный, морской, и сухопутный наземный.
Однако, чаще всего мы слышим такие понятия, как:
- Естественный. Их формируют готовые группы разных видов жизни. Некоторые виды можно без последствий подменить схожими. Все группы балансируют в сообществе, взаимодействуя и позволяя ему оставаться «на плаву».
- Искусственный. Это уже человеческое творение (сквер, аквариум). Среди них выделяют агроценозы (образованные для извлечения какой-либо выгоды): пруды, водохранилища, пастбища, огороды. Без участия своего создателя такое сообщество развалится. Его нужно постоянно поддерживать, поливая и уничтожая сорняки, к примеру.
Структура биоценоза
Далее расскажем о том, какой бывает структура биоценоза:
- Видовая
Здесь имеется в виду качественный состав сообщества, т.е. какие именно живые организмы его населяют (видовой биоценоз). Естественно, что в благоприятных для большинства существ условиях этот показатель будет намного выше, чем там, где ужиться сложно.
Скуднее всего в пустынях и промерзших зонах Арктики. С противоположной стороны – тропики и коралловые рифы со своим богатым набором обитателей. У совсем юных сообществ видов будет меньше, у зрелых же количество видов может доходить до нескольких тысяч.
Среди всех участников группы есть доминантные. Т.е. их больше всего. Это могут и животные (тот же коралловый риф) и растения (дубовая роща). Встречаются и такие объединения, в которых отсутствует какой-либо из компонентов биоценоза. Но это вовсе не значит, что сообщество не может существовать, это может быть расщелина в скале, в который образовался свой мир без растений.
- Пространственная
На этот раз подразумевается то, в каких плоскостях находятся определенные виды. Когда речь о вертикальной системе, то деление идет на ярусы. Т.е. здесь важно на какой высоте находится объект внимания. Если рассмотреть биоценоз леса, то мох и лишайники – один ярус, трава и мелкая поросль – еще один, листва кустарников другой, верхушки низких деревьев — третий, высоких деревьев – четвертый. По мере своего взросления юные деревья занимают самую высокую позицию и могут менять структуру биоценоза.
Есть у биоценозов и подземные ярусы. Дабы не остаться без питательных веществ корневая система каждого вида растения выбирает для себя определенную глубину. В результате корни распределяют между собой слои почвы. Тоже самое происходит и в животном мире. Те же черви проделывают свои подземные ходы на разных глубинах, чтобы не пересекаться и не мешать существованию друг друга.
Тоже самое касается и животных, и птиц. Т.е. нижний ярус – убежище пресмыкающихся. Выше – пристанище насекомых и млекопитающих. Птицы же населяют самые высокие уровни. Не чуждо такое деление и обитателям водоемов. Разные виды рыб, моллюсков и других морских гадов так же перемещаются в едином пространственном ключе.
Есть еще один вид деления структуры биоценоза – горизонтальный. Идеально равномерного распределения живых существ по территории одного сообщества – не встретить. Очень часто животные биоценоза живут стаями, а мох растет грядками. Это и есть та самая горизонтальная мозаика.
- Экологическая
Здесь речь идет о том, какую роль в одном биоценозе берет на себя каждый вид. Ведь живые организмы в разных сообществах могут быть разными, а схема их взаимодействия идентичной. Викарирующие особи – это те, что наделены сходными функциями, но выполняет их каждая в своей «семье». Так же многие источники выделяют и трофическую структуру (трофический биоценоз), основанную на пищевых цепях.
Вся система биоценоза закручена на том, что энергия (органическое вещество) циркулирует в нем, переходя от одной особи к другой. Происходит это очень просто – путем поедания хищниками других животных, или травоядными растений. Этот механизм получил название трофическая цепь (или пищевая).
Как уже говорилось в статье, начинается все с энергии небесного светила, которую всевозможные кустарники, травы, деревья перерабатывают в общедоступный «заряд». Всего же этот самый заряд проходит примерно через 4 звена. И с каждым новым этапом теряет свою силу.
Ведь получившее ее создание расходует этот заряд на жизнедеятельность, переваривание пищи, передвижение, и т.д. Так что конечному потребителю цепочки достаются ничтожно малые дозы.
Те особи, что питаются по одной и той же схеме, и являются одинаковым по счету звеном в такой цепочке, занимают один и тот же трофический уровень. Т.е. до них энергия солнца дойдет, пройдя одинаковое количество ступеней.
Схема пищевой цепи такова:
- Автотрофы (зелень, растительность). Они первыми получают «пищу солнца».
- Фитофаги (животные, в рационе которых растительность)
- Все, кто не прочь полакомится чужой плотью. Сюда же относят и паразитирующих на травоядных животных.
- Крупные хищники, потребляющие своих более мелких и слабых «коллег».
А если нагляднее, то: фитопланктон-рачки-кит. Есть и такие особи, что не брезгают не травкой, не мясом, тогда они будут входить в два трофических уровня сразу. Их роль там будет зависеть от количества поглощаемой пищи определенного вида.
Что же произойдет, если вырвать из цепи хотя бы одно звено? Давайте вникнем в тему на примере биоценоза леса (не важно это обычная сосновая роща, или поросшие лианами джунгли). Практически каждому растению нужен переносчик, т.е. насекомое, или птица, которое будет курьером его пыльцы.
Эти переносчики, в свою очередь, не смогут нормально существовать без пыльцы. А значит, когда какой-то вид, к примеру, кустарника, начнет вдруг погибать, его компаньон-переносчик поспешит покинуть сообщество.
Без еды останутся животные, потребляющие листву кустарника. Они либо вымрут, либо сменят место обитания. Тоже самое грозит и хищникам, поедающим этих травоядных. Так биоценоз просто распадется.
Пусть сообщества и стабильны, но не вечны. Потому изменение биоценоза может произойти по причине перемены окружающей температуры, влажности, насыщенности почв. Допустим, лето выдалось слишком жарким, тогда растительность может выборочно засохнуть, а животные не пережить недостатка воды. Произойдет смена биоценоза.
Свою лепту нередко вносит и человек, разрушая сложившиеся объединения.
Все эти процессы получили название сукцессия. Нередко процесс смены одного биоценоза на другой происходит плавно. Когда озеро, к примеру, превращается в заболоченный пруд. Если рассматривать искусственно созданное сообщество, то окультуренное поле без должного ухода становится поросшим сорняками.
Бывают и такие случаи, когда сообщество образуется с нуля, на пустом месте. Такое может происходить после масштабных пожаров, сильных заморозков, или извержения вулкана.
Биоценоз будет менять свой состав до тех пор, пока он не станет оптимальным для выбранного биотопа. Для разных географических регионов существуют оптимальные виды биоценозов. Чтобы создать идеальное для местности сообщество, нужно очень много времени. Но различные катаклизмы не оставляют природе шансов завершить этот процесс.
Есть определенное деление пищевых цепей на виды:
- Пастбищная. Это классическая схема, описывающая связи в биоценозе. Начинается все с растений, заканчивается хищниками. Вот пример: если взять обычный луг, то сначала цветок потребляет солнечный свет, затем его нектаром питается бабочка, которая становится жертвой прожорливой лягушки. Та, в свою очередь, попадается ужу, который превращается в добычу цапли.
- Детритная. Такая цепочка начинается либо с падали, либо с отходов жизнедеятельности животных. Чаще всего здесь речь идет о донных сообществах, образующихся на большой глубине в водоемах.
С провизией и солнечным светом там все непросто, гораздо легче добыть энергию из оседающих с более верхних водных слоев разложений. И если в предыдущем виде цепи ее участники растут в размерах с каждым звеном, здесь, как правило, все наоборот – завершают все грибы, или бактерии.
Они превращают пищу в самые простые состояния, после чего ее могут переварить корни растений. Так начинается новый круг.
Формы межвидовых связей
Взаимодействие в рамках одного биоценоза может быть разной плотности:
1. Нейтральное. Организмы входят в одно сообщество, но практически между собой не пересекаются. Скажем, это могут быть белка и далекий от нее лось. Но такие связи чаще всего можно зафиксировать лишь в многовидовых биоценозах.
2. Аменсализм. Это уже жесткая конкуренция. В этом случае особи одного вида выделяют вещества, способные повилять на уничтожение оппонента. Это могут быть яды, кислоты.
3. Хищничество. Тут очень плотная связь. Одни особи становятся обедом других.
4. Паразитизм. В такой схеме одна особь служит пристанищем для другой, более мелкой особи. Этот «сожитель» и кормится, и живет за счет своего «перевозчика». Для последнего это чаще всего проходит не бесследно, а наносит существенный вред. Однако привести к ежесекундной смерти не может.
Существуют такие типы паразитов, которым нужен постоянный «хозяин». А есть и те, кто обращается к помощи другого живого существа лишь в случае необходимости, к примеру, изменившихся природных условий, либо для кормления (комары, клещи). Поселиться паразиты могут как на поверхности тела хозяина, так и внутри него (бычий цепень).
5. Симбиоз. Ситуация, при которой довольны все, т.е. обе стороны выносят для себя пользу от взаимодействия. Либо возможен такой вариант: один организм в плюсе, а на жизнь другого такой контакт никак не влияет. Именно такой случай видим, когда акулу сопровождает особый вид рыбок, пользуясь покровительством хищника.
К тому же эти нахлебники доедают кусочки пищи, оставшиеся после трапезы морского монстра. Как и гиены, подбирающие остатки за львами. Еще один вариант такого взаимодействия – подселение.
Если брать тех же морских обитателей, то в качестве примера рыбки, живущие между колючками морских ежей. На суше это мягкотелые, заселившиеся в норы других животных.
Бывает и так, что две особи не могут прожить друг без друга. Но причина тому вовсе не романтическая. К примеру, если речь о термитах, и живущих в их кишках одноклеточных. Последние чувствуют себя там вполне комфортно, есть чем питаться, и опасностей нет.
Сами же насекомые не в состоянии переработать поступающую пищеварительную систему целлюлозу, в чем как раз и помогают их поселенцы. Получается, никто не остается в накладе.
Роль биоценоза
Во-первых, такая схема существования всего живого дает возможность эволюционировать. Ведь организмам нужно постоянно приспосабливаться под меняющиеся компоненты своего сообщества, либо искать себе новое.
К тому же роль биоценоза в том, что он поддерживает количественный баланс природных созданий, регулируя их численность. Этому способствуют пищевые связи. Ведь если исчезают естественные враги каких-либо созданий, последние начинают бесконтрольно размножаться. А это может нарушить равновесие, и привести к катастрофе.
Примеры биоценоза
Чтобы подытожить этот рассказ, давайте рассмотрим конкретные примеры биоценозов. За основу возьмем леса разных типов. Ведь именно в таких сообществах больше всего популяций, а биомасса выше средней.
Хвойный лес
Что же такое лес? Это скопление растительности на определенном участке, где доминируют высокие деревья. Чаще всего ареал обитания елей, сосен и других вечнозеленых – горные участки. Плотность заселения деревьями в таком лесу достаточно высокая. Если речь о тайге, то большим количеством видов крупной зелени она похвастать не может – максимум 5. Если же климат не так суров, то эта цифра может доходить до 10.
Давайте еще раз остановимся на тайге. Итак, до 5 видов хвойных это: ель, сосна, пихта, цуга. Благодаря своим смолистым иглам деревья переживают суровые сибирские зимы. Ведь смола служит защитой от трескучих морозов. Еще один способ «согреться» — максимально близкое расположение друг другу. А чтобы килограммы снега не обломали ветки, растут они под уклоном вниз.
С первой же оттепелью хвойные активно начинают фотосинтез, чего не могут сделать их лиственные собратья, лишенные зелени. Животный мир хвойного леса: из травоядных белки, зайцы, мыши, олени и лоси, из птиц это воробьи, рябчики. Хищников тоже немало: рысь, норка, лиса, соболь, медведь, филин, ворон.
Лиственный лес
Итак, его пространственная структура растительности такова: первый ярус – самые рослые деревья: липа, или дуб. Ярусом ниже можно найти яблоньку, вяз, или клен. Дальше идут кусты жимолости и калины. И у земли растут травы. Продуценты – сами деревья, кусты, травяная подстилка, мох. Консументы – травоядные животные, пернатые, насекомые. Редуценты – бактерии, грибы, мягкотелые беспозвоночные.
Биоценоз водоема
Автотрофы (растения-аккумуляторы) в воде – это водоросли и прибрежные травы. С них начинается передача солнечного заряда другим живым существам. Консументами выступают рыбы, черви, моллюски, разные насекомые. В качестве редуцентов работают различные бактерии и жуки, которые не против полакомиться мертвечиной.
