Doğada hiçbir tür, popülasyon ve hatta birey birbirinden ve yaşam alanlarından ayrı yaşamaz, aksine çok sayıda karşılıklı etkiyi deneyimler. Biyotik topluluklar veya biyosenozlar - Nispeten sabit bir yapıya ve birbirine bağımlı türlere sahip, çok sayıda iç bağlantıyla birbirine bağlanan istikrarlı bir sistem olan, etkileşim halindeki canlı organizmalardan oluşan topluluklar.

Biyosinoz belirli özelliklerle karakterize edilir yapılar: türler, uzaysal ve trofik.

Biyosenozun organik bileşenleri inorganik bileşenlerle (toprak, nem, atmosfer) ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır ve onlarla birlikte istikrarlı bir ekosistem oluşturur. biyojeosinoz .

Biyojenosinoz- Nispeten homojen çevresel koşullar altında, birbirleriyle ve cansız doğayla birlikte yaşayan ve etkileşim içinde olan farklı türlerden oluşan popülasyonların oluşturduğu, kendi kendini düzenleyen bir ekolojik sistem.

Ekolojik sistemler

Farklı türlerdeki canlı organizma topluluklarını ve bunların yaşam alanlarını içeren fonksiyonel sistemler. Ekosistem bileşenleri arasındaki bağlantılar öncelikle gıda ilişkileri ve enerji elde etme yöntemleri temelinde ortaya çıkar.

Ekosistem

Bir topluluğun sonsuza kadar hayatta kalabilmesini ve faaliyet gösterebilmesini sağlayacak şekilde birbirleriyle ve çevreyle etkileşime giren bir dizi bitki, hayvan, mantar, mikroorganizma türü. Biyotik topluluk (biyosenoz) bir bitki topluluğundan oluşur ( fitosinoz), hayvanlar ( zoosenoz), mikroorganizmalar ( mikrobiyosenoz).

Dünyadaki tüm organizmalar ve bunların yaşam alanları aynı zamanda en yüksek seviyedeki ekosistemi temsil eder. biyosfer ekosistemin stabilitesine ve diğer özelliklerine sahiptir.

Bir ekosistemin varlığı dışarıdan sürekli bir enerji akışı sayesinde mümkündür - bu tür bir enerji kaynağı genellikle güneştir, ancak bu tüm ekosistemler için geçerli değildir. Bir ekosistemin istikrarı, bileşenleri arasındaki doğrudan ve geri beslemeli bağlantılar, maddelerin iç döngüsü ve küresel döngülere katılımla sağlanır.

Biyojeosinoz doktrini V.N. tarafından geliştirildi. Sukachev. Dönem " ekosistem"İngiliz jeobotanikçi A. Tansley tarafından 1935'te kullanıma sunulan terim" biyojeosinoz" - Akademisyen V.N. 1942'de Sukachev.B biyojeosinoz Bitkilerin ürettiği enerji nedeniyle biyojeosinozun potansiyel ölümsüzlüğünü sağlayan ana bağlantı olarak bir bitki topluluğunun (fitosenoz) olması gerekir. Ekosistemler fitosenoz içermeyebilir.

Fitosenoz

Homojen bir bölgede etkileşim halindeki bitkilerin birleşimi sonucu tarihsel olarak oluşan bir bitki topluluğu.

O karakterize edilir:

- belirli bir tür bileşimi,

- yaşam formları,

- katmanlama (yer üstü ve yer altı),

- Bolluk (türlerin ortaya çıkma sıklığı),

- konaklama,

- görünüş (görünüş),

- canlılık,

- mevsimsel değişiklikler,

- gelişme (toplulukların değişimi).

Katmanlama (kat sayısı)

Bir bitki topluluğunun karakteristik özelliklerinden biri, hem yer üstü hem de yer altı alanında kat kat bölünmesidir.

Yer üstü katmanları ışığın ve yer altı su ve minerallerinin daha iyi kullanılmasını sağlar. Tipik olarak, bir ormanda en fazla beş katman ayırt edilebilir: üst (birinci) - uzun ağaçlar, ikinci - kısa ağaçlar, üçüncü - çalılar, dördüncü - çimenler, beşinci - yosunlar.

Yeraltı katmanlama - yer üstü ayna görüntüsü: ağaçların kökleri en derine iner, yosunların yer altı kısımları toprak yüzeyine yakın bulunur.

Besinlerin elde edilme ve kullanılma yöntemine göre tüm organizmalar ikiye ayrılır ototroflar ve heterotroflar. Doğada yaşam için gerekli olan besin maddelerinin sürekli bir döngüsü vardır. Kimyasal maddeler ototroflar tarafından ortamdan çıkarılır ve heterotroflar aracılığıyla çevreye geri gönderilir. Bu süreç çok karmaşık biçimler alır. Her tür, organik maddede bulunan enerjinin yalnızca bir kısmını kullanır ve ayrışmasını belirli bir aşamaya getirir. Böylece evrim sürecinde ekolojik sistemler gelişmiştir. zincirler Ve güç kaynağı ağı .

Çoğu biyojeosinoz benzer özelliklere sahiptir trofik yapı. Yeşil bitkilere dayanıyorlar - yapımcılar. Otçullar ve etoburlar mutlaka mevcuttur: organik madde tüketicileri - tüketiciler ve organik kalıntıların yok edicileri - ayrıştırıcılar.

Besin zincirindeki bireylerin sayısı sürekli olarak azalır, kurbanların sayısı tüketicilerin sayısından daha fazladır, çünkü besin zincirinin her bir halkasında, her enerji aktarımında enerjinin %80-90'ı kaybolur ve dağılır. ısı şekli. Bu nedenle zincirdeki bakla sayısı sınırlıdır (3-5).

Biyosenozun tür çeşitliliğiÜreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar gibi tüm organizma grupları tarafından temsil edilir.

Herhangi bir bağlantının ihlali Besin zincirinde meydana gelen değişiklikler biyosinozun bir bütün olarak bozulmasına neden olur. Örneğin ormansızlaşma böceklerin, kuşların ve dolayısıyla hayvanların tür bileşiminde bir değişikliğe yol açar. Ağaçsız bir alanda başka besin zincirleri gelişecek ve farklı bir biyosinoz oluşacak ve bu da onlarca yıl sürecek.

Besin zinciri (trofik veya yiyecek )

Orijinal gıda maddesinden sırayla organik madde ve enerji çıkaran birbirine bağlı türler; Üstelik zincirin her bir halkası bir sonraki halkanın besinidir.

Her doğal alandaki, az çok homojen varoluş koşullarına sahip besin zincirleri, birbirleriyle beslenen, madde ve enerji dolaşımının gerçekleştiği, kendi kendini idame ettiren bir sistem oluşturan, birbirine bağlı türlerin komplekslerinden oluşur.

Ekosistem bileşenleri:

- Yapımcılar - Ototrofik organizmalar (çoğunlukla yeşil bitkiler) Dünya'daki tek organik madde üreticileridir. Enerji açısından zengin organik madde, fotosentez sırasında enerji açısından fakir inorganik maddelerden (H 2 0 ve C0 2) sentezlenir.

- Tüketiciler - otçullar ve etoburlar, organik madde tüketicileri. Tüketiciler doğrudan üreticileri kullandıklarında otçul, diğer hayvanlarla beslendiklerinde ise etobur olabilirler. Besin zincirinde çoğunlukla sahip olabilirler I'den IV'e kadar seri numarası.

- Ayrıştırıcılar - heterotrofik mikroorganizmalar (bakteriler) ve mantarlar - organik kalıntıların yok edicileri, yıkıcılar. Onlara aynı zamanda Dünya'nın emirleri de denir.

Trofik (beslenme) seviyesi - belirli bir beslenme türüyle birleşmiş bir dizi organizma. Trofik seviye kavramı, bir ekosistemdeki enerji akışının dinamiklerini anlamamızı sağlar.

1. ilk trofik seviye her zaman üreticiler (bitkiler) tarafından işgal edilir,
2. ikinci - birinci dereceden tüketiciler (otçul hayvanlar),
3. üçüncü - ikinci dereceden tüketiciler - otçul hayvanlarla beslenen yırtıcılar),
4. dördüncü - üçüncü dereceden tüketiciler (ikincil yırtıcılar).

Aşağıdaki türler ayırt edilir: besin zincirleri:

İÇİNDE mera zinciri (zincir yemek) ana besin kaynağı yeşil bitkilerdir. Örneğin: çimen -> böcekler -> amfibiler -> yılanlar -> yırtıcı kuşlar.

- zararlı zincirler (ayrışma zincirleri) döküntü - ölü biyokütle ile başlar. Örneğin: yaprak çöpü -> solucanlar -> bakteriler. Kırıntılı zincirlerin bir başka özelliği de, içlerindeki bitkisel ürünlerin genellikle otçul hayvanlar tarafından doğrudan tüketilmemesi, ölmesi ve saprofitler tarafından mineralleştirilmesidir. Zararlı zincirler aynı zamanda sakinleri suyun üst katmanlarından aşağıya batan ölü organizmalarla beslenen derin okyanus ekosistemlerinin de karakteristik özelliğidir.

Evrim sürecinde gelişen, pek çok bileşenin farklı nesnelerle beslendiği ve ekosistemin çeşitli üyeleri için besin görevi gördüğü ekolojik sistemlerde türler arasındaki ilişkiler. Basit bir ifadeyle, bir besin ağı şu şekilde temsil edilebilir: iç içe geçmiş besin zinciri sistemi.

Farklı besin zincirlerindeki organizmalar, besinlerini bu zincirlerdeki eşit sayıdaki halkalar yoluyla alır. aynı trofik seviye. Aynı zamanda aynı türün farklı besin zincirlerinde yer alan farklı popülasyonları da bulunabilir. farklı trofik seviyeler. Bir ekosistemdeki farklı trofik seviyeler arasındaki ilişki grafiksel olarak şu şekilde gösterilebilir: ekolojik piramit.

Ekolojik piramit

Bir ekosistemdeki farklı trofik düzeyler arasındaki ilişkiyi grafiksel olarak gösteren bir yöntem; üç türü vardır:

Nüfus piramidi, her trofik seviyedeki organizmaların sayısını yansıtır;

Biyokütle piramidi, her bir trofik seviyenin biyokütlesini yansıtır;

Enerji piramidi, belirli bir süre boyunca her trofik seviyeden geçen enerji miktarını gösterir.

Ekolojik piramit kuralı

Besin zincirindeki her bir sonraki bağlantının kütlesinde (enerji, birey sayısı) giderek artan bir azalmayı yansıtan bir model.

Sayı piramidi

Her beslenme düzeyindeki birey sayısını gösteren ekolojik bir piramit. Sayı piramidi bireylerin büyüklüğünü ve kütlesini, yaşam beklentisini ve metabolizma hızını hesaba katmıyor, ancak ana eğilim her zaman görünür durumda: bağlantıdan bağlantıya birey sayısındaki azalma. Örneğin, bir bozkır ekosisteminde bireylerin sayısı şu şekilde dağılmaktadır: Üreticiler - 150.000, otçul tüketiciler - 20.000, etçil tüketiciler - 9.000 kişi/bölge. Çayırın biyosenozu, 4000 m2'lik bir alanda aşağıdaki sayıda birey ile karakterize edilir: üreticiler - 5.842.424, birinci dereceden otçul tüketiciler - 708.624, ikinci dereceden etobur tüketiciler - 35.490, üçüncü dereceden etobur tüketiciler - 3.

Biyokütle piramidi

Besin zincirinin (üreticiler) temelini oluşturan bitkisel madde miktarının, otçul hayvanların (birinci dereceden tüketiciler) kütlesinden yaklaşık 10 kat daha fazla olduğu ve otçul hayvanların kütlesinin 10 kat olduğu kalıp etoburlarınkinden daha büyük (ikinci dereceden tüketiciler), t Yani, sonraki her yiyecek seviyesinin kütlesi bir öncekinden 10 kat daha azdır. Ortalama olarak 1000 kg bitkiden 100 kg otobur vücut oluşur. Otçulları yiyen yırtıcılar, biyokütlelerinin 10 kg'ını, ikincil yırtıcıların ise 1 kg'ını oluşturabilirler.

Enerji Piramidi

Besin zincirinde bir halkadan diğerine geçerken enerji akışının giderek azaldığı ve değer kaybettiği bir modeli ifade eder. Böylece, gölün biyosenozunda yeşil bitkiler - üreticiler - 295,3 kJ/cm2 içeren bir biyokütle oluştururlar, bitki biyokütlesini tüketen birinci dereceden tüketiciler 29,4 kJ/cm2 içeren kendi biyokütlelerini yaratırlar; Birinci dereceden tüketicileri gıda için kullanan ikinci dereceden tüketiciler, 5,46 kJ/cm2 içeren kendi biyokütlelerini oluştururlar. Sıcakkanlı hayvanlar ise birinci dereceden tüketicilerden ikinci dereceden tüketicilere geçiş sırasında enerji kaybı artar. Bu, bu hayvanların yalnızca biyokütlelerini oluşturmak için değil, aynı zamanda sabit vücut ısısını korumak için de çok fazla enerji harcamasıyla açıklanmaktadır. Bir buzağı ve levrek yetiştirmeyi karşılaştırırsak, buzağı ot yediğinden ve yırtıcı levrek balık yediğinden, aynı miktarda yiyecek enerjisi harcanarak 7 kg sığır eti ve yalnızca 1 kg balık elde edilir.

Bu nedenle, ilk iki piramit tipinin bir takım önemli dezavantajları vardır:

Biyokütle piramidi, örnekleme anındaki ekosistemin durumunu yansıtır ve dolayısıyla belirli bir andaki biyokütle oranını gösterir ve her bir trofik düzeyin üretkenliğini (yani belirli bir süre boyunca biyokütle üretme yeteneği) yansıtmaz. Bu nedenle, üretici sayısının hızlı büyüyen türleri içermesi durumunda biyokütle piramidi tersine dönebilir.

Enerji piramidi, zaman faktörünü hesaba kattığı için farklı trofik seviyelerin üretkenliğini karşılaştırmanıza olanak tanır. Ayrıca çeşitli maddelerin enerji değerleri arasındaki farkı da hesaba katar (örneğin 1 g yağ, 1 g glikozun neredeyse iki katı enerji sağlar). Bu nedenle enerji piramidi daima yukarıya doğru daralır ve asla tersine dönmez.

Ekolojik esneklik

Organizmaların veya topluluklarının (biyosenozlar) çevresel faktörlerin etkisine karşı tolerans derecesi. Ekolojik olarak plastik türler geniş bir yelpazeye sahiptir. reaksiyon normu yani farklı habitatlara geniş ölçüde adapte olmuşlardır (dikenli balık ve yılan balığı, bazı protozoalar hem tatlı hem de tuzlu sularda yaşar). Son derece uzmanlaşmış türler yalnızca belirli bir ortamda var olabilir: deniz hayvanları ve algler - tuzlu suda, nehir balıkları ve nilüfer bitkileri, nilüferler, su mercimeği yalnızca tatlı suda yaşar.

Genel olarak ekosistem (biyojeosinoz) aşağıdaki göstergelerle karakterize edilir:

Tür çeşitliliği

Tür popülasyonlarının yoğunluğu,

Biyokütle.

Biyokütle

Bir biyosenozun veya türün tüm bireylerinin, içerdiği enerjiyle birlikte toplam organik madde miktarı. Biyokütle genellikle birim alan veya hacim başına kuru madde cinsinden kütle birimleriyle ifade edilir. Biyokütle hayvanlar, bitkiler veya bireysel türler için ayrı ayrı belirlenebilir. Böylece, topraktaki mantarların biyokütlesi 0,05-0,35 t/ha, algler - 0,06-0,5, yüksek bitkilerin kökleri - 3,0-5,0, solucanlar - 0,2-0,5, omurgalı hayvanlar - 0,001-0,015 t/ha'dır.

Biyojeosinozlarda var birincil ve ikincil biyolojik üretkenlik :

ü Biyosinozların birincil biyolojik üretkenliği- ototrofların aktivitesinin sonucu olan fotosentezin toplam toplam verimliliği - yeşil bitkiler, örneğin 20-30 yaşındaki bir çam ormanı, yılda 37,8 ton/ha biyokütle üretir.

ü Biyosinozların ikincil biyolojik üretkenliği- üreticiler tarafından biriktirilen maddelerin ve enerjinin kullanımıyla oluşan heterotrofik organizmaların (tüketiciler) toplam toplam üretkenliği.

Popülasyonlar. Sayıların yapısı ve dinamiği.

Dünyadaki her türün belirli bir görevi vardır menzilçünkü yalnızca belirli çevre koşullarında var olabilir. Bununla birlikte, bir türün yaşam alanı içindeki yaşam koşulları önemli ölçüde farklılık gösterebilir, bu da türlerin temel birey gruplarına (popülasyonlara) ayrılmasına yol açar.

Nüfus

Aynı türün, türün sınırları içinde ayrı bir bölgeyi işgal eden (nispeten homojen yaşam koşullarına sahip), birbirleriyle serbestçe çiftleşen (ortak bir gen havuzuna sahip) ve bu türün diğer popülasyonlarından izole edilmiş, tüm özelliklere sahip olan bireyler kümesi. değişen çevre koşullarında stabilitelerini uzun süre koruyabilmeleri için gerekli koşullar. En önemli özellikler nüfus yapısı (yaş, cinsiyet bileşimi) ve nüfus dinamikleridir.

Demografik yapı altında nüfus cinsiyet ve yaş kompozisyonunu anlıyor.

Mekansal yapı Popülasyonlar, bir popülasyondaki bireylerin uzaydaki dağılımının özellikleridir.

Yaş yapısı Nüfus, popülasyondaki farklı yaştaki bireylerin oranıyla ilişkilidir. Aynı yaştaki bireyler kohortlara, yani yaş gruplarına ayrılır.

İÇİNDE bitki popülasyonlarının yaş yapısı tahsis etmek sonraki dönemler:

Gizli - tohumun durumu;

Prejeneratif (fide, genç bitki, olgunlaşmamış ve bakire bitkilerin durumlarını içerir);

Üretken (genellikle üç alt döneme ayrılır - genç, olgun ve yaşlı üretken bireyler);

Postgeneratif (yaşlılık, yaşlılık bitkileri ve ölme evresini içerir).

Belirli bir yaş durumuna ait olmak şu şekilde belirlenir: biyolojik yaş- belirli morfolojik (örneğin karmaşık bir yaprağın diseksiyon derecesi) ve fizyolojik (örneğin yavru üretme yeteneği) özelliklerin ifade derecesi.

Hayvan popülasyonlarında farklıları ayırt etmek de mümkündür. yaş aşamaları. Örneğin tam metamorfozla gelişen böcekler şu aşamalardan geçer:

Larvalar,

oyuncak bebekler,

Imago (yetişkin böcek).

Nüfusun yaş yapısının doğasıbelirli bir popülasyonun hayatta kalma eğrisi karakteristiğinin türüne bağlıdır.

Hayatta kalma eğrisifarklı yaş gruplarındaki ölüm oranını yansıtır ve azalan bir çizgidir:

1. Ölüm oranı bireylerin yaşına bağlı değilse, bireylerin ölümü belirli bir türde eşit olarak gerçekleşirse, ölüm oranı yaşam boyunca sabit kalır ( tip I ). Böyle bir hayatta kalma eğrisi, gelişimi, doğan yavruların yeterli stabilitesi ile metamorfoz olmadan gerçekleşen türlerin karakteristiğidir. Bu tür genellikle denir Hidra türü- düz bir çizgiye yaklaşan bir hayatta kalma eğrisi ile karakterize edilir.
2. Mortalitede dış faktörlerin rolünün küçük olduğu türlerde, hayatta kalma eğrisi belirli bir yaşa kadar hafif bir azalma ile karakterize edilir, daha sonra doğal (fizyolojik) mortalite nedeniyle keskin bir düşüş olur. tip II ). Bu türe yakın hayatta kalma eğrisinin doğası insanlara özgüdür (her ne kadar insanın hayatta kalma eğrisi biraz daha düz olsa da ve tip I ile II arasında bir şey olsa da). Bu tür denir Drosophila türü: Meyve sineklerinin laboratuvar koşullarında gösterdiği şey budur (yırtıcı hayvanlar tarafından yenmez).
3. Birçok tür, intogenezin erken aşamalarında yüksek ölüm oranıyla karakterize edilir. Bu türlerde hayatta kalma eğrisi genç yaşlarda keskin bir düşüşle karakterize edilir. “Kritik” yaşta hayatta kalan bireyler düşük ölüm oranı sergiliyor ve daha ileri yaşlara kadar yaşıyor. Tür denir istiridye türü (tip III ).

Cinsel yapı popülasyonlar

Cinsiyet oranının nüfusun çoğalması ve sürdürülebilirliği üzerinde doğrudan etkisi vardır.

Popülasyonda birincil, ikincil ve üçüncül cinsiyet oranları vardır:

- Birincil cinsiyet oranı genetik mekanizmalar tarafından belirlenir - cinsiyet kromozomlarının farklılığının tekdüzeliği. Örneğin insanlarda XY kromozomları erkek cinsiyetinin gelişimini, XX kromozomları ise kadın cinsiyetinin gelişimini belirler. Bu durumda birincil cinsiyet oranı 1:1'dir, yani eşit derecede olasıdır.

- İkincil cinsiyet oranı doğum sırasındaki cinsiyet oranıdır (yenidoğanlarda). Bir dizi nedenden ötürü birincil olandan önemli ölçüde farklılık gösterebilir: Yumurtaların X veya Y kromozomu taşıyan spermlere karşı seçiciliği, bu tür spermlerin eşit olmayan döllenme yeteneği ve çeşitli dış faktörler. Örneğin zoologlar sıcaklığın sürüngenlerde ikincil cinsiyet oranı üzerindeki etkisini tanımladılar. Benzer bir model bazı böcekler için tipiktir. Böylece karıncalarda 20°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda döllenme sağlanır, daha düşük sıcaklıklarda ise döllenmemiş yumurtalar bırakılır. İkincisi yumurtadan erkeklere, döllenenler ise ağırlıklı olarak dişilere dönüşür.

- Üçüncül cinsiyet oranı - yetişkin hayvanlar arasındaki cinsiyet oranı.

Mekansal yapı popülasyonlar Bireylerin uzaydaki dağılımının doğasını yansıtır.

Vurgula bireylerin üç ana dağılım türü uzayda:

- üniforma veya üniforma(bireyler uzayda birbirlerinden eşit mesafelerde eşit olarak dağıtılır); doğası gereği nadirdir ve çoğunlukla akut tür içi rekabetten kaynaklanır (örneğin yırtıcı balıklarda);

- cemaatle ilgili veya mozaik(“benekli”, bireyler izole kümeler halinde bulunur); çok daha sık meydana gelir. Mikro ortamın özellikleri veya hayvanların davranışlarıyla ilişkilidir;

- rastgele veya yaygın(bireyler uzayda rastgele dağılmıştır) - yalnızca homojen bir ortamda ve yalnızca grup oluşturma eğilimi göstermeyen türlerde gözlemlenebilir (örneğin un içindeki bir böcek).

Nüfus büyüklüğü N harfi ile gösterilir. N'deki artışın bir zaman birimine oranı dN / dt ifade ederanlık hızNüfus büyüklüğündeki değişiklikler, yani t zamanında sayıdaki değişiklik.Nüfus artışıiki faktöre bağlıdır - göç ve göçün yokluğunda doğurganlık ve ölüm oranı (böyle bir nüfusa izole denir). Doğum oranı b ile ölüm oranı d arasındaki farkizole nüfus artış hızı:

Nüfus istikrarı

Bu onun çevreyle dinamik (yani hareketli, değişen) bir denge halinde olma yeteneğidir: çevresel koşullar değişir ve nüfus da değişir. Sürdürülebilirliğin en önemli koşullarından biri iç çeşitliliktir. Bir nüfusla ilgili olarak bunlar, belirli bir nüfus yoğunluğunu korumaya yönelik mekanizmalardır.

Vurgula Nüfus büyüklüğünün yoğunluğuna bağımlılığının üç türü .

Birinci tip (I) - en yaygın olanı, çeşitli mekanizmalar tarafından sağlanan yoğunluğun artmasıyla birlikte nüfus artışındaki azalma ile karakterize edilir. Örneğin birçok kuş türü, artan nüfus yoğunluğuyla birlikte doğurganlığın (doğurganlığın) azalmasıyla karakterize edilir; artan ölüm oranı, artan nüfus yoğunluğuyla organizmaların direncinin azalması; Nüfus yoğunluğuna bağlı olarak ergenlik çağındaki değişim.

Üçüncü tip ( III ) belirli bir optimal nüfus yoğunluğu, çoğu grup ve sosyal hayvanın doğasında bulunan, tüm bireylerin daha iyi hayatta kalmasına, gelişmesine ve hayati aktivitesine katkıda bulunur. Örneğin, heteroseksüel hayvan popülasyonlarını yenilemek için en azından bir erkek ve bir dişiyle karşılaşma olasılığının yeterli olmasını sağlayacak bir yoğunluk gereklidir.

Tematik ödevler

A1. Biyojeosinoz oluştu

1) bitkiler ve hayvanlar

2) hayvanlar ve bakteriler

3) bitkiler, hayvanlar, bakteriler

4) bölge ve organizmalar

A2. Orman biyojeosinozunda organik madde tüketicileri

1) ladin ve huş ağacı

2) mantarlar ve solucanlar

3) tavşan ve sincaplar

4) bakteri ve virüsler

A3. Göldeki üreticiler

2) kurbağa yavruları

A4. Biyojeosinozda kendi kendini düzenleme süreci etkiler

1) farklı türlerin popülasyonlarındaki cinsiyet oranı

2) popülasyonlarda meydana gelen mutasyonların sayısı

3) yırtıcı-av oranı

4) tür içi rekabet

A5. Bir ekosistemin sürdürülebilirliğinin koşullarından biri şu olabilir:

1) değişme yeteneği

2) tür çeşitliliği

3) tür sayısındaki dalgalanmalar

4) popülasyonlardaki gen havuzunun stabilitesi

A6. Ayrıştırıcılar şunları içerir:

2) likenler

4) eğrelti otları

A7. 2. dereceden bir tüketicinin aldığı toplam kütle 10 kg ise, bu tüketicinin besin kaynağı haline gelen üreticilerin toplam kütlesi ne kadardı?

A8. Zararlı besin zincirini belirtin

1) sinek – örümcek – serçe – bakteri

2) yonca – şahin – yaban arısı – fare

3) çavdar – baştankara – kedi – bakteri

4) sivrisinek - serçe - şahin - solucanlar

A9. Biyosenozda ilk enerji kaynağı enerjidir

1) organik bileşikler

2) inorganik bileşikler

4) kemosentez

1) tavşanlar

2) arılar

3) tarla pamukçukları

4) kurtlar

A11. Bir ekosistemde meşe ve

1) sincap

3) şaka

4) mavi peygamber çiçeği

A12. Güç ağları:

1) ebeveynler ve yavrular arasındaki bağlantılar

2) aile (genetik) bağlantılar

3) vücut hücrelerinde metabolizma

4) ekosistemdeki madde ve enerjiyi aktarma yolları

A13. Ekolojik sayı piramidi şunları yansıtır:

1) her trofik seviyedeki biyokütle oranı

2) bireysel bir organizmanın kütlelerinin farklı trofik düzeylerdeki oranı

3) besin zincirinin yapısı

4) farklı trofik seviyelerde tür çeşitliliği

Bu, bir topluluğun ortak besin bağlantılarıyla birbirine bağlanan bir dizi besin zinciridir.

lahana ^ tırtıl ^ baştankara ^ şahin ^ adam

Örneğin: havuç ^ tavşan ^ kurt
Besin yelpazesi geniş olan türler farklı trofik düzeylerde besin zincirlerine dahil edilebilmektedir. Yalnızca üreticiler her zaman ilk trofik seviyeyi işgal eder. Güneş enerjisini ve besin maddelerini kullanarak, kimyasal bağların enerjisi formunda enerji içeren organik madde oluştururlar. Bu organik madde veya üreticilerin biyokütlesi, ikinci trofik seviyedeki organizmalar tarafından tüketilir. Ancak önceki seviyedeki biyokütlenin tamamı bir sonraki seviyedeki organizmalar tarafından yenmez çünkü
ekosistemin gelişmesi için gereken kaynakların ortadan kalkacağı. Bir trofik seviyeden diğerine geçiş sırasında madde ve enerji dönüşümü meydana gelir. Bir mera besin zincirinin her trofik seviyesinde, yenen biyokütlenin tamamı o seviyedeki organizmaların biyokütlesini oluşturmak için kullanılmaz. Bunun önemli bir kısmı organizmaların hayati işlevlerini sağlamak için harcanır: nefes alma, hareket, üreme, vücut sıcaklığının korunması vb. Ayrıca yenen biyokütlenin tamamı sindirilmez. Sindirilmeyen kısmı ise dışkı olarak çevreye karışır. Sindirilebilirlik yüzdesi, gıdanın bileşimine ve organizmaların biyolojik özelliklerine bağlıdır; %12 ile %75 arasında değişir. Asimile edilen biyokütlenin ana kısmı organizmaların hayati işlevlerini sürdürmek için harcanır ve yalnızca nispeten küçük bir kısmı vücudun inşasına ve büyümesine gider. Başka bir deyişle, bir trofik seviyeden diğerine geçiş sırasında madde ve enerjinin çoğu kaybolur, çünkü yalnızca önceki trofik seviyenin biyokütlesine dahil olan kısmı bir sonraki tüketiciye ulaşır. Besin zincirinin her aşamasında ortalama olarak yaklaşık %90'ın kaybolduğu ve madde ve enerjinin yalnızca %10'unun aktarıldığı tahmin edilmektedir. Örneğin:
Üreticiler ^ Tüketiciler I ^ Tüketiciler II ^ Tüketiciler III
1000 kJ ^ 100 kJ ^ 10 kJ ^ 1 kJ Bu model “%10 kanunu” olarak formüle edilmiştir. Mera besin zincirinde bir halkadan diğerine geçiş sırasında madde ve enerjinin yalnızca %10'unun aktarıldığını, geri kalanının önceki trofik düzeyde yaşamı sürdürmek için harcandığını belirtiyor. Her trofik seviyedeki madde veya enerji miktarı şematize edilir ve üst üste yerleştirilirse, ekolojik bir biyokütle veya enerji piramidi elde edilir (Şekil 13). Bu kalıba “ekolojik piramidin kuralı” denir. Trofik seviyelerdeki organizmaların sayısı da bu kurala uymaktadır, dolayısıyla ekolojik bir sayı piramidi oluşturmak mümkündür (Şekil 13).
Erkek 1 Buzağı 4,5 Luzern 2107

Enerji Piramidi

Böylece mera besin zincirlerinde bitkilerin biriktirdiği madde ve enerji hızla tüketilir (yenilir), dolayısıyla besin zincirleri uzun olamaz. Genellikle 4-5 bağlantı içerirler, ancak 10'u geçemezler. Mera besin zincirinin her trofik seviyesinde, ölü organik madde ve dışkı oluşur - döküntü zincirleri veya ayrışma zincirleri bundan başlar. Karasal ekosistemlerde döküntülerin ayrışma süreci üç aşamayı içerir:
Mekanik yıkım ve sakkaritlere kısmi dönüşüm aşaması. Çok kısa - 3-4 yıl. Birinci dereceden ayrıştırıcılar - makrobiyota (solucanlar, böcek larvaları, oyuk yapan memeliler vb.) tarafından gerçekleştirilir. Bu aşamada neredeyse hiç enerji kaybı olmaz.
Detritusun hümik asitlere yok edilme aşaması. 10-15 yıl sürer ve hala yeterince araştırılmamıştır. İkinci dereceden ayrıştırıcılar - mezobiyota (mantarlar, protozoa, mikro-) tarafından gerçekleştirilir.
0,1 mm'den büyük organizmalar). Hümik asitler humus, yarı tahrip olmuş organik maddedir, bu nedenle oluştuklarında bazı kimyasal bağlar kırılır ve uzayda dağılan termal enerji açığa çıkar.
3. Hümik asitlerin inorganik maddeye - biyojenlere yok edilme aşaması. Özellikle ılıman bölgemizde (yüzlerce ve binlerce yıl) çok yavaş ilerlemektedir ve henüz araştırılmamıştır. Üçüncü dereceden ayrıştırıcılar - mikrobiyota (0,1 mm'den küçük mikroorganizmalar) tarafından gerçekleştirilir. Hümik asitler yok edildiğinde tüm kimyasal bağlar kopar ve büyük miktarda termal enerji açığa çıkar ve bu enerji uzayda kaybolur. Bu işlem sonucunda oluşan biyojenler enerji içermezler, daha sonra üreticiler tarafından emilirler ve tekrar madde döngüsüne dahil olurlar.
Yukarıda görüldüğü gibi ayrıştırıcılar düzeyinde yaşamda bir gecikme vardır ancak durumun böyle olmaması gerekir. Toprak, uzun zaman önce oluşmuş bir hümik asit rezervi içerir, bu nedenle yaşam gecikmez. Farklı ekosistemlerde hümik asitlerin yok edilme hızı farklıdır. Oluşum oranından azsa toprağın verimliliği artar, tam tersi ise azalır. Bu nedenle ılıman bölgede biyojeosinozun yok edilmesinden sonra toprak verimliliğinin uzun süreli kullanımı mümkündür. Tropik bölgelerde toprak verimliliği 2-3 yıl yeterli oluyor, daha sonra çöle dönüşüyor. Burada hümik asitlerin tahribatı hızlı bir şekilde gerçekleşir. Bu, yüksek sıcaklık, nem ve havalandırma ile kolaylaştırılır. Ilıman bölgede toprak %55'e kadar, tropik bölgelerde ise yalnızca %25'e kadar karbon içerir. Bu nedenle gezegenin çölleşmesini önlemek için tropik ormanların kesilmemesi gerekiyor.
Böylece ekosisteme giren enerji akışı ayrıca mera ve döküntü olmak üzere iki ana kanala ayrılır. Her birinin sonunda enerji geri dönüşü olmayacak şekilde kaybolur çünkü bitkiler fotosentez sırasında uzun dalga termal enerjiyi kullanamazlar.
Mera ve döküntü zincirlerinden geçen enerji miktarının oranı farklı ekosistem türlerinde farklıdır. Besin zincirlerindeki enerji kaybı ancak yeni porsiyonların alınmasıyla telafi edilebilir. Bu, güneş enerjisinin bitkiler tarafından özümsenmesi yoluyla elde edilir. Dolayısıyla ekosistemde madde döngüsüne benzer bir enerji döngüsü olamaz. Ekosistem yalnızca yönlendirilmiş enerji akışı nedeniyle çalışır - güneş ışınımı veya bitmiş organik madde biçimindeki sürekli tedariki.

Herhangi bir canlı organizma, yaşam alanı için en uygun koşulları seçer ve ona tam olarak beslenme fırsatı sağlar. Tilki yaşamak için birçok tavşanın yaşadığı bir yer seçer. Aslan antilop sürülerine daha yakın yerleşir. Yapışkan balık, köpekbalığına bağlı olarak seyahat etmekle kalmıyor, aynı zamanda onunla birlikte yemek de yiyor.

Bitkiler, yaşam alanlarını bilinçli olarak seçme yeteneğinden yoksun olsalar da çoğunlukla kendilerine en rahat olan yerlerde yetişirler. Gri kızılağaç genellikle nitrojenle beslenmeyi gerektiren ısırgan otu ile birlikte bulunur. Gerçek şu ki kızılağaç, toprağı nitrojenle zenginleştiren bakterilerle birlikte yaşıyor.

Besin ağı bir çeşit simbiyozdur

Burada belirli bir ilişki türüyle karşı karşıyayız. Sözde simbiyozdan bahsediyoruz. Her iki organizmanın da fayda sağladığı doğrudan bir ilişkidir. Bunlara besin ağları ve zincirleri de denir. Her iki terim de benzer anlamlara sahiptir.

Besin zincirleri ve besin ağları birbirinden nasıl farklıdır? Ayrı organizma grupları (mantarlar, bitkiler, bakteriler, hayvanlar) birbirleriyle sürekli olarak belirli maddeleri ve enerjiyi değiştirirler. Bu sürece besin zinciri denir. Gruplar arası alışveriş, bazıları diğerlerini yediğinde gerçekleşir. Bu tür zincirler arasındaki etkileşim sürecine besin ağı denir.

Organizmalar birbirine nasıl bağlanır?

Baklagil bitkilerinin (yonca, fare bezelyesi, karagana), nitrojeni bitkiler tarafından emilen formlara dönüştüren nodül bakterileriyle bir arada bulunduğu bilinmektedir. Bakteriler de ihtiyaç duydukları organik maddeleri bitkilerden alırlar.

Açıklanan ilişkilerin çoğu belirli bir yapıya sahiptir. Ancak her biyosinozda her popülasyonun yer aldığı ilişkiler vardır. Bunlar beslenme veya trofik (trofos - besin) ilişkilerdir.

Besin ağları ve zincirlerine örnekler:

Her durumda, başkalarından beslenen organizma tek taraflı bir fayda elde eder. Nüfusun tüm bireyleri beslenme sürecine katılarak yaşamları için gerekli olan enerjiyi ve çeşitli maddeleri kendilerine sağlarlar. Yiyecek görevi gören popülasyon, onu yiyip bitiren yırtıcı hayvanlardan olumsuz etkileniyor.

Ototroflar ve heterotroflar

Canlıların beslenme şekillerine göre iki gruba ayrıldığını unutmayalım.

Ototrofik (oto-kendi) organizmalar inorganik bir hidrokarbon kaynağıyla yaşarlar. Bu grup bitkileri içerir.

Heterotrofik (heteros - diğer) organizmalar organik bir hidrokarbon kaynağıyla yaşarlar. Bu grup mantarları ve bakterileri içerir. Ototroflar karbon ve enerji kaynağı olarak diğer organizmalardan bağımsızsa, heterotroflar bu bakımdan tamamen bitkilere bağımlıdır.

Gruplar arası rekabetçi ilişkiler

Partnerlerden birinin baskı altına alınmasına yol açan ilişkiler mutlaka beslenme ilişkileriyle ilgili olmayabilir. Birçok yabani ot bitki büyümesini engelleyen metabolitler üretir. Karahindiba, buğday çimi ve peygamber çiçeğinin yulaf, çavdar ve diğer ekili tahıllar üzerinde moral bozucu etkisi vardır.

Her biyosinozda birçok türün popülasyonu yaşar ve aralarındaki ilişkiler çeşitlidir. Bu ilişkiler nedeniyle nüfusun yeteneklerinin sınırlandığını ve kendine özgü bir yer bulması gerektiğini söyleyebiliriz.

Yaşam ortamının çevresel kaynaklarla sağlanma düzeyi, birçok nişin var olma olasılığını belirler. Biyosenozu oluşturan tür popülasyonlarının sayısı da buna bağlıdır. Bozkırların elverişli ikliminde, yüzlerce türden ve ormanların tropik ikliminde binlerce organizma türünden oluşan biyosinozlar oluşur. Sıcak iklimlerdeki çöl biyosinozlarında birkaç düzine tür bulunur.

Popülasyonların mekansal dağılımı da aynı derecede değişkendir. Tropikal ormanlar çok katmanlıdır ve canlı organizmalar tüm alan hacmini doldurur. Çöllerde biyosinozların yapısı basittir ve popülasyonları küçüktür. Dolayısıyla biyosinozlardaki organizmaların ortak yaşamının alışılmadık derecede karmaşık olduğu açıktır. Yine de bitkiler ve hayvanlar, mantarlar ve bakteriler biyosenozlarda birleşmiştir ve yalnızca kendi bileşimlerinde bulunurlar. Bunun nedenleri nelerdir?

Bunlardan en önemlisi canlı organizmaların beslenme ihtiyacı ve birbirlerine trofik bağımlılıktır.

Bir besin zinciri farklı türden organizmalardan oluşur. Aynı zamanda aynı türden organizmalar farklı besin zincirlerinin parçası olabilirler. Bu nedenle besin zincirleri iç içe geçerek gezegenin tüm ekosistemlerini kapsayan karmaşık besin ağları oluşturur.[...]

Bir besin (trofik) zinciri, enerjinin kaynağından (üreticilerden) bir dizi organizma aracılığıyla aktarılmasıdır. Besin zincirleri iki ana türe ayrılabilir: Yeşil bir bitkiyle başlayan ve otlayan otçullar ve yırtıcı hayvanlara kadar devam eden otlatma zinciri ve ölü organik maddenin parçalanma ürünlerinden başlayan kırıntı zinciri (Latince aşındırılmış kelimesinden gelir) . Bu zincirin oluşumunda, ölü organik maddelerle beslenen ve onu mineralize eden, onu yine en basit inorganik bileşiklere dönüştüren çeşitli mikroorganizmalar belirleyici bir rol oynar. Besin zincirleri birbirinden izole olmayıp birbirleriyle sıkı sıkıya iç içe geçmiş durumdadır. Çoğunlukla canlı organik madde tüketen bir hayvan, cansız organik madde tüketen mikropları da yer. Böylece gıda tüketim yolları dallanarak gıda ağları adı verilen bir yapıyı oluşturur.[...]

Besin ağı, besin zincirlerinden oluşan bir toplulukta karmaşık bir şekilde iç içe geçmiş bir yapıdır.[...]

Besin ağları, herhangi bir besin zincirinin hemen hemen her üyesinin aynı zamanda başka bir besin zincirinin de bir halkası olması nedeniyle oluşur: diğer organizmaların çeşitli türlerini tüketir ve onlar tarafından tüketilir. Böylece çayır kurt-çakalının besinleri 14 bine kadar hayvan ve bitki türünü içerir. Bu muhtemelen bir çakal leşinin maddelerini yiyen, ayrıştıran ve yok eden türlerin sayısıyla aynı büyüklüktedir [...]

Besin zincirleri ve trofik düzeyler. Biyosinozun üyeleri arasındaki besin ilişkilerinin (“kim kimi ve ne kadar yiyor”) izini sürerek çeşitli organizmalar için besin zincirleri oluşturmak mümkündür. Uzun besin zincirinin bir örneği Arktik deniz sakinlerinin dizisidir: “mikroalgler (fitoplankton) -> küçük otçul kabuklular (zooplankton) - etobur planktivorlar (solucanlar, kabuklular, yumuşakçalar, derisi dikenliler) -> balık (2-3 bağlantı) Yırtıcı balıkların sıralanması mümkündür) -> foklar -> kutup ayısı.” Karasal ekosistem zincirleri genellikle daha kısadır. Bir besin zinciri, kural olarak, gerçekten var olan bir besin ağından - birçok besin zincirinden oluşan bir pleksustan - yapay olarak izole edilmiştir [...]

Besin ağı, karmaşık bir besin ilişkileri ağıdır.[...]

Besin zincirleri, kaynakların bir trofik seviyeden diğerine doğrusal bir akışını ifade eder (Şekil 22.1a). Bu tasarımda türler arasındaki etkileşimler basittir. Ancak BE'deki hiçbir kaynak akışı sistemi bu basit yapıyı takip etmez; bir ağ yapısını çok daha fazla anımsatırlar (Şekil 22.1, b). Burada, bir trofik seviyedeki türler, bir sonraki alt seviyedeki birçok türle beslenir ve omnivorluk yaygındır (Şekil 22.1c). Son olarak, tamamen tanımlanmış bir besin ağı çeşitli özellikler sergileyebilir: çoklu trofik seviyeler, yırtıcılık ve omnivorluk (Şekil 22.1, [...]

Biyosenozlar ve ekosistemlerle iç içe geçmiş birçok besin zinciri, besin ağlarını oluşturur. Genel besin zinciri, geleneksel olarak her aşamada emilen enerjinin niceliksel oranını temsil eden ve üst üste istiflenen yapı taşları şeklinde tasvir edilirse, bir piramit elde edersiniz. Buna ekolojik enerji piramidi denir (Şekil 5).[...]

Besin zinciri ve besin ağı diyagramları. Noktalar türleri, çizgiler ise etkileşimleri temsil eder. Daha yüksek türler, daha düşük türlerin yırtıcılarıdır, dolayısıyla kaynaklar aşağıdan yukarıya doğru akar.[...]

Birinci tür besin ağında enerji akışı bitkilerden otçullara, oradan da üst düzey tüketicilere gider. Bu bir otlatma ağıdır, ya da bir otlatma ağıdır. Biyosinoz ve habitatın büyüklüğü ne olursa olsun, otçul hayvanlar (kara, su, toprak) otluyor, yeşil bitkileri yiyor ve enerjiyi sonraki seviyelere aktarıyor (Şekil 96).[...]

Topluluklarda besin zincirleri karmaşık şekillerde iç içe geçerek besin ağlarını oluşturur. Her türün besin bileşimi genellikle bir değil, birkaç tür içerir ve bunların her biri, çeşitli türler için besin görevi görebilir. Bir yandan her bir trofik seviye farklı türden birçok popülasyon tarafından temsil edilir; diğer yandan birçok popülasyon aynı anda birkaç trofik seviyeye aittir. Sonuç olarak, gıda ilişkilerinin karmaşıklığı nedeniyle, bir türün kaybı çoğu zaman ekosistemdeki dengeyi bozmaz.[...]

[ ...]

Bu diyagram yalnızca gıda ilişkilerinin iç içe geçmesini göstermekle ve üç trofik seviyeyi göstermekle kalmıyor, aynı zamanda bazı organizmaların üç ana trofik seviye sisteminde ara bir pozisyonda olduğu gerçeğini de ortaya koyuyor. Böylece, bir tuzak ağı oluşturan caddisfly larvaları, bitkiler ve hayvanlar üzerinde beslenir ve birincil ve ikincil tüketiciler arasında bir ara pozisyon işgal eder.[...]

İnsan gıda kaynaklarının birincil kaynağı, içinde var olabileceği ekosistemlerdi. Yiyecek elde etme yöntemleri toplama ve avcılıktı ve giderek daha gelişmiş aletlerin imalatının ve kullanımının gelişmesiyle birlikte av avının, yani etin yani tam proteinlerin diyetteki payı arttı. Büyük istikrarlı grupları organize etme yeteneği, birçok insanın karmaşık koordineli davranışlarını organize etmeyi mümkün kılan konuşmanın gelişimi, insanı ustalaştığı ekosistemlerin besin ağlarında en üst sıralarda yer alan bir "süper yırtıcı" haline getirdi. Dünya'nın her yerine yerleşti. Böylece mamutun tek düşmanı, buzulların gerilemesi ve iklim değişikliğiyle birlikte bu kuzey fillerinin tür olarak ölümünün sebeplerinden biri haline gelen insandı [...]

[ ...]

Topluluklardaki 14 besin ağı üzerinde yapılan bir araştırmaya dayanarak Cohen, av "türlerinin" sayısının avcı "türlerinin" sayısına göre yaklaşık 3:4 oranında oldukça tutarlı bir oranını buldu. Bu oranı destekleyen diğer kanıtlar Bryand ve Cohen tarafından sağlanmaktadır. 62 benzer ağ üzerinde çalışmış. Böyle bir orantılılığa sahip bir grafiğin hem dalgalanan hem de sabit ortamlarda 1'den küçük bir eğimi vardır. Gerçek türler yerine organizma "tiplerini" kullanmak genellikle objektif sonuçlardan daha azını üretir, ancak ortaya çıkan av/yırtıcı oranı eksik bir tahmin olsa da tutarlılığı dikkat çekicidir.[...]

BE'de, birçok (ama kesinlikle hepsi değil) besin ağının çok sayıda birincil üreticisi, daha az tüketicisi ve çok az sayıda üst yırtıcısı vardır ve bu da ağa Şekil 1'de gösterilen şekli verir. 22.1, b. Bu sistemlerde omnivorlar nadir olabilirken, ayrıştırıcılar bol miktarda bulunabilir. Besin ağı modelleri hem BE hem de PE'deki kaynak akışlarının verimli analizleri için potansiyel bir temel sağlamıştır. Bununla birlikte, kaynak akışlarının niceliği belirlenmeye çalışıldığında ve ağ yapısı ile kararlılık özellikleri matematiksel analize tabi tutulduğunda zorluklar ortaya çıkar. Özellikle birden fazla trofik düzeyde işlev gören organizmalar için gerekli verilerin çoğunun kesin olarak tanımlanmasının zor olduğu ortaya çıktı. Bu özellik, kaynak akışlarının incelenmesinde temel zorluğu yaratmaz, ancak istikrar analizini ciddi şekilde karmaşıklaştırır. Daha karmaşık sistemlerin daha kararlı olduğu iddiası - çünkü bir türün veya akış yolunun yok edilmesi, tüm enerji veya kaynak akışının yolunu kapatmak yerine enerjiyi ve kaynakları diğer yollara aktarır - hala hararetle tartışılıyor.[... ]

Çok sayıda endüstriyel gıda ağının analizi, diğer yaklaşımlarda gösterilmeyen özellikleri ortaya çıkarabilir. Şekil 2'deki ekosistem projesinde. Örneğin 22.5'te ağ analizi, bağlantıyı artırma potansiyeli olan eksik bir sektörü veya endüstriyel faaliyet türünü yansıtabilir. Bu konular detaylı araştırmalar için zengin bir alan sağlar.[...]

Her ekosistemde besin ağları, çeşitli besin zincirlerinin her seviyesinde temsil edilen organizmaların doğası ve sayısı ile karakterize edilen, iyi tanımlanmış bir yapıya sahiptir. Bir ekosistemdeki organizmalar arasındaki ilişkileri incelemek ve bunları grafiksel olarak tasvir etmek için genellikle besin ağı diyagramları yerine ekolojik piramitler kullanırlar. Ekolojik piramitler bir ekosistemin trofik yapısını geometrik biçimde ifade eder.[...]

Besin zincirlerinin uzunluğu ilgi çekicidir. Her bir sonraki bağlantıya geçiş sırasında mevcut enerjideki azalmanın, besin zincirlerinin uzunluğunu sınırladığı açıktır. Bununla birlikte, uzun besin zincirleri genellikle oligotrofik göller gibi kısır sistemlerde, kısa zincirler ise çok üretken veya ötrofik sistemlerde bulunduğundan, enerji kullanılabilirliği tek faktör gibi görünmemektedir. Besleyici bitki materyalinin hızlı üretimi, hızlı otlatmayı teşvik edebilir, bu da enerji akışının ilk iki ila üç trofik seviyede yoğunlaşmasına neden olur. Göllerin ötrofikasyonu aynı zamanda planktonik besin ağı olan "fitoplankton-büyük zooplankton-yırtıcı balıklar"ın bileşimini de değiştirerek onu spor balıkçılığının sürdürülmesine pek yardımcı olmayan mikrobiyal-kırıntılı bir mikrozooplankton sistemine dönüştürür.[...]

Bir besin ağında veya zincirinde sabit bir enerji akışı göz önüne alındığında, yüksek spesifik metabolizmaya sahip daha küçük karasal organizmalar, daha büyük olanlara göre nispeten daha az biyokütle oluşturur1. Enerjinin önemli bir kısmı metabolizmayı sürdürmek için harcanır. Bu "bireylerin metabolizması ve büyüklüğü" kuralı veya Yu.Odum kuralı, genellikle su biyosinozlarında, içlerindeki gerçek yaşam koşulları dikkate alınarak uygulanmaz (ideal koşullar altında evrensel öneme sahiptir). Bunun nedeni, küçük su organizmalarının metabolizmalarını büyük ölçüde yakın çevrelerinden gelen dış enerji nedeniyle desteklemeleridir.[...]

Toprak mikroflorası iyi gelişmiş bir besin ağına ve bazı türlerin diğerleriyle işlevsel olarak değiştirilebilirliğine dayanan güçlü bir dengeleme mekanizmasına sahiptir. Ayrıca kararsız enzimatik aparat sayesinde birçok tür, bir besin substratından diğerine kolaylıkla geçiş yapabilir ve böylece ekosistemin stabilitesi sağlanır. Bu, çeşitli antropojenik faktörlerin onun üzerindeki etkisinin değerlendirilmesini önemli ölçüde zorlaştırır ve bütünleyici göstergelerin kullanılmasını gerektirir.[...]

[ ...]

Her şeyden önce, rastgele seçilmiş besin ağları genellikle biyolojik olarak anlamsız öğeler içerir (örneğin, şu türden döngüler: A, B'yi yer, B, C'yi yer, C, A'yı yer). "Anlamlı" şekilde inşa edilmiş ağların analizi (Lawlor, 1978; Pimm, 1979a), (a) bunların dikkate alınanlardan daha istikrarlı olduğunu ve (b) istikrarsızlığa bu kadar keskin bir geçişin olmadığını (yukarıdaki eşitsizlikle karşılaştırıldığında) göstermektedir. hala artan karmaşıklıktan kaynaklanıyor.[...]

21.2

Elbette evet, biyojeosinozların (ekosistem hiyerarşisinin alt seviyeleri) bir parçası değilse bile, her halükarda biyosferin içinde. İnsanlar bu ağlardan yiyecek alırlar (agrocenozlar - doğal temelli değiştirilmiş ekosistemler). İnsanlar yalnızca "vahşi" doğadan yakıt, enerji, temel balık kaynakları ve diğer "doğanın armağanlarını" elde ederler. V.I. Vernadsky'nin insanlığın tamamen ototrofisi hayali hala mantıksız bir rüya olarak kalıyor1 - tarihsel süreç gibi evrim de geri döndürülemez (L. Dolo'nun kuralı). Gerçek ototroflar, özellikle de bitkiler olmadan, kişi heterotrofik bir organizma olarak var olamaz. Son olarak, eğer fiziksel olarak doğanın besin ağlarına dahil olmasaydı, ölümden sonra bedeni ayrıştırıcı organizmalar tarafından yok edilmeyecek ve Dünya çürümemiş cesetlerle dolacaktı. İnsanların ve doğal besin zincirlerinin ayrıldığı tezi bir yanlış anlaşılmaya dayanmaktadır ve açıkça hatalıdır.[...]

Ch'de. Şekil 17, farklı tüketici gruplarını ve yiyeceklerini, madde ve enerjinin aktarıldığı etkileşimli unsurlardan oluşan bir ağ halinde birleştirmenin yollarını analiz ediyor. Ch'de. 21 Bu konuya geri döneceğiz ve gıda ağı yapısının toplulukların dinamikleri üzerindeki etkisini bir bütün olarak ele alacağız, yapılarının istikrara katkıda bulunan özelliklerine özellikle dikkat edeceğiz [...]

Besin zincirlerinin, besin ağlarının ve trofik düzeylerin temel özelliklerini göstermek için dört örnek yeterli olacaktır. İlk örnek, düşük sıcaklıklara başarıyla adapte olan nispeten az sayıda organizma türünün yaşadığı, tundra adı verilen Uzak Kuzey bölgesidir. Bu nedenle buradaki besin zincirleri ve besin ağları nispeten basittir. Modern ekolojinin kurucularından biri olan İngiliz ekolojist Charles Elton, bunu fark ederek, yüzyılımızın 20-30'lu yıllarında Kuzey Kutbu topraklarını incelemeye başladı. Besin zincirleriyle ilgili ilke ve kavramları açıkça ortaya koyan ilk kişilerden biriydi (Elton, 1927). Tundra bitkileri - liken ("geyik yosunu") C1a donia, otlar, sazlar ve cüce söğütler, Kuzey Amerika tundrasındaki karibuların ve Eski Dünya tundrasındaki ekolojik karşılığı olan ren geyiğinin besinini oluşturur. Bu hayvanlar da kurtlara ve insanlara yiyecek görevi görüyor. Tundra bitkileri aynı zamanda minyatür bir ayıya benzeyen kabarık kısa kuyruklu kemirgenler ve tundra keklikleri olan lemmings tarafından da yenir. Uzun kış ve kısa yaz boyunca kutup tilkileri ve kar baykuşları esas olarak lemminglerle beslenir. Lemming sayılarındaki herhangi bir önemli değişiklik, diğer besin kaynakları kıt olduğu için diğer trofik düzeylere de yansır. Arktik organizmaların bazı gruplarının sayısının aşırı bolluktan neredeyse yok olmaya kadar çılgınca dalgalanmasının nedeni budur. Bu durum, bir veya daha fazla besin kaynağına bağımlı olan insan toplumlarında sıklıkla meydana gelir (İrlanda'daki “patates kıtlığını” hatırlayın1).[...]

Esneklik hipotezinin prensipte test edilebilecek sonuçlarından biri, davranışın daha az öngörülebilir olduğu ortamlarda, yalnızca en esnek besin ağlarının varlığını sürdürdüğü ve kısa zincirlerin esnekliğinin daha yüksek olduğu için besin zincirlerinin daha kısa olması gerektiğidir. . Briand (1983) 40 besin ağını (topladığı verilere dayanarak) değişken (Tablo 21.2'de 1-28. konumlar) ve sabit (29-40. konumlar) ortamlarla ilişkili olanlara ayırdı. Bu gruplar arasında maksimum besin zincirinin ortalama uzunluğunda önemli bir fark yoktu: trofik seviyelerin sayısı sırasıyla 3,66 ve 3,60 idi (Şekil 21.9). Bu hükümlerin hâlâ ciddi biçimde doğrulanması gerekiyor.[...]

Ayrıca tüketici popülasyonlarının gıda kaynaklarından etkilendiği ve bunların tüketicilerin etkisine bağlı olmadığı dikkate alındığında modelleme sonuçları farklılaşmaktadır (¡3,/X), 3(/ = 0: yani- Bu tip besin ağında stabilite ya karmaşıklıktan bağımsızdır ya da karmaşıklıkla birlikte artar (DeAngelis, 1975). Uygulamada, genellikle bu koşulu karşılayan tek organizma grubu, detritivorlardır.[...]

Bununla birlikte, enerjinin seviyeden seviyeye aktarımına ilişkin bu kadar katı bir tablo tamamen gerçekçi değildir, çünkü ekosistemlerin trofik zincirleri karmaşık bir şekilde iç içe geçerek trofik ağlar oluşturur. Örneğin, yırtıcılığın bir besin ağının birden fazla soyu boyunca bir popülasyonun, topluluğun veya trofik düzeyin yoğunluğunda, biyokütlesinde veya üretkenliğinde değişikliklere neden olduğu "trofik çağlayan" olgusu (Pace ve ark. 1999). P. Mitchell (2001) şu örneği vermektedir: Deniz su samuruları kahverengi algleri yiyen deniz kestaneleriyle beslenirler; su samurularının avcılar tarafından yok edilmesi kestane popülasyonunun artmasına bağlı olarak kahverengi alglerin de yok olmasına yol açmıştır. Su samuru avcılığının yasaklanmasıyla birlikte algler yaşam alanlarına geri dönmeye başladı.[...]

Yeşil bitkiler, güneş ışığından gelen fotonların enerjisini, doğal ekosistemlerin dallanmış besin ağları boyunca yoluna devam eden karmaşık organik bileşiklerin kimyasal bağlarının enerjisine dönüştürür. Ancak bazı yerlerde (örneğin bataklıklarda, nehir ve deniz ağızlarında), dibe düşen organik bitki maddelerinin bir kısmı hayvanlar veya mikroorganizmalar için besin haline gelmeden önce kumla kaplanır. Binlerce ve milyonlarca yıl boyunca yer kayalarının belirli bir sıcaklığı ve basıncının varlığında, organik maddelerden kömür, petrol ve diğer fosil yakıtlar oluşur veya V.I. Vernadsky'nin ifadesiyle "canlı madde jeolojiye girer."[. ..]

Besin zinciri örnekleri: bitkiler - otçullar - yırtıcılar; tahıl tarlası fare-tilkisi; besin bitkileri - inek - adam. Kural olarak her tür birden fazla türle beslenir. Bu nedenle besin zincirleri iç içe geçerek bir besin ağı oluşturur. Organizmalar besin ağları ve diğer etkileşimler yoluyla ne kadar yakından bağlanırsa topluluk olası rahatsızlıklara karşı o kadar dirençli olur. Doğal, bozulmamış ekosistemler denge için çaba gösterir. Denge durumu, biyotik ve abiyotik çevresel faktörlerin etkileşimine dayanır.[...]

Örneğin, ormanlardaki ekonomik açıdan önemli zararlıların pestisitlerle yok edilmesi, hayvan popülasyonlarının bir kısmının vurulması ve belirli ticari balık türlerinin yakalanması, gıda ağlarını etkilemeden yalnızca gıda zincirlerinin bireysel bağlantılarını etkiledikleri için kısmi müdahalelerdir. bir bütün. Besin ağı ve ekosistemin yapısı ne kadar karmaşıksa, bu tür müdahaleler o kadar az önem taşır ve bunun tersi de geçerlidir. Aynı zamanda, kükürt oksitleri, nitrojen, hidrokarbonlar, flor bileşikleri, klor, ağır metaller gibi kimyasal ksenobiyotiklerin atmosfere veya suya salınması ve boşaltılması, çevrenin kalitesini kökten değiştirir, düzeyde müdahale oluşturur. bir bütün olarak üreticilerin yok olmasına neden olur ve bu nedenle ekosistemin tamamen bozulmasına yol açar: çünkü ana trofik düzey olan üreticiler ölür.[...]

Enerjiye bağlı taşıma kapasitesi = (/gL -)/kV Uganda'daki ilkel bir sistemin enerji diyagramı. D. Ana enerji kaynağının ışık olduğu, ancak hayvancılık ve tahıllar yoluyla enerji akışının insan tarafından düzenlendiği Hindistan'da tarımın enerji planı. D. Yüksek derecede mekanize tarımın enerji ağı. Yüksek verim, daha önce insanlar ve hayvanlar tarafından yapılan işleri gerçekleştiren fosil yakıtların kullanımı yoluyla önemli miktarda enerji yatırımına dayanmaktadır; aynı zamanda önceki iki sistemde "beslenmesi" gereken hayvan ve bitkilerden oluşan besin ağı da çöküyor.[...]

Bir topluluğun karmaşıklığı ile istikrarı arasındaki ilişkiyi matematiksel olarak analiz etmek için bir dizi girişimde bulunuldu ve bunların çoğunda yazarlar yaklaşık olarak aynı sonuçlara ulaştı. Bu tür yayınların bir incelemesi Mayıs (1981) tarafından yapılmıştır. Örnek olarak onun hem yöntemin kendisini hem de eksikliklerini gösteren çalışmasını (Mayıs 1972) ele alalım. Her tür, diğer tüm türlerle olan etkileşimlerinden etkilenmiştir; Tür yoğunluğunun / i sayısının büyümesi üzerindeki niceliksel etkisi, p göstergesi ile değerlendirildi. Etkinin tamamen yokluğunda sıfıra eşittir, iki rakip türde Рс ve Pji negatiftir, yırtıcı (¿) ve av (/) durumunda Ру pozitiftir ve jjji negatiftir.[...]

Asit yağışları nehirlerde ve rezervuarlarda yaşam üzerinde öldürücü etkilere neden olur. İskandinavya ve Kuzey Amerika'nın doğusundaki pek çok göl o kadar asitli hale geldi ki, balıklar bu göllerde sadece yumurtlamakla kalmıyor, aynı zamanda hayatta kalabiliyor. 70'li yıllarda bu bölgelerdeki göllerin yarısında balıklar tamamen yok oldu. Bunlardan en tehlikelisi, sığ okyanus sularının asitlenmesi, birçok deniz omurgasız hayvanının üremesinin imkansız hale gelmesidir, bu da besin ağlarında kopmalara neden olabilir ve Dünya Okyanuslarındaki ekolojik dengeyi derinden bozabilir.[...]

Donör kontrollü etkileşim modelleri, Lotka-Volterra tipindeki geleneksel yırtıcı-av etkileşimi modellerinden birçok açıdan farklılık gösterir (Bölüm 10). Önemli bir fark, donör kontrollü dinamiklerle karakterize edilen etkileşimli tür gruplarının özellikle dirençli olduğunun düşünülmesi ve dahası, bu esnekliğin aslında bağımsız olması ve hatta tür çeşitliliğindeki ve besin ağı karmaşıklığındaki artışlardan artmasıdır. Bu durum Lotka-Volterra modelinin uygulanabildiği durumun tam tersidir. Gıda ağının karmaşıklığı ve toplumun dayanıklılığı ile ilgili bu önemli konuları Bölüm 1'de daha ayrıntılı olarak tartışacağız. 21.

Bir ekosistemin biyotik yapısını incelerken organizmalar arasındaki en önemli ilişkilerden birinin besin olduğu açıkça ortaya çıkıyor. Bir organizmanın diğeri tarafından ve onun da üçte biri tarafından yenildiği bir ekosistemde maddenin sayısız hareket yolunu izleyebilirsiniz.

Detritivorlar

Kartal Detritivores V

Tilki İnsan Kartalı Detritivores IV

Fare Tavşan İnek İnsan Detritivores III

Buğday Çimi Elma I

besin zinciri- bu, bir ekosistemdeki maddenin (enerji kaynağı ve yapı malzemesi) bir organizmadan diğerine hareket yoludur.

inek bitkisi

inek adam dikmek

bitki çekirge fare tilki kartal

bitki böceği kurbağa yılan kuş

Hareket yönünü belirtir.

Doğada besin zincirleri nadiren birbirinden izole edilir. Çok daha sık olarak, bir türün temsilcileri (otçullar) birkaç bitki türüyle beslenir ve kendileri de çeşitli yırtıcı hayvanlar için yiyecek görevi görür. Ekosistemdeki zararlı maddelerin taşınması.

besin ağı karmaşık bir gıda ilişkileri ağıdır.

Besin ağlarının çeşitliliğine rağmen hepsi genel bir kalıba karşılık gelir: yeşil bitkilerden birincil tüketicilere, onlardan ikincil tüketicilere vb. ve yıkıcılara. Detritivorlar her zaman son sırada gelir; besin zincirini kapatırlar.

Trofik seviye besin ağında belirli bir yeri işgal eden organizmaların topluluğudur.

I trofik seviye - her zaman bitkiler,

Trofik seviye II - birincil tüketiciler

III trofik seviye - ikincil tüketiciler vb.

Detritivorlar trofik seviye II ve daha yüksek olabilir.

III 3,5 J ikincil tüketici (kurt)

II 500 J birincil tüketici (inek)

I 6200 J bitkiler

2,6*10 J soğurulan güneş enerjisi

1,3*10 J dünyanın yüzeyine düşüyor

bazı alanlar

Enerji Piramidi

III 10 kg tilki (1)

II 100 kg tavşan (10 )

Çayırda 1000 kg bitki (100 )

Biyokütle piramidi.

Tipik olarak bir ekosistemde 3-4 trofik seviye vardır. Bu, tüketilen gıdanın önemli bir kısmının (% 90 - 99) enerjiye harcanması, dolayısıyla her trofik seviyenin kütlesinin bir öncekinden daha az olmasıyla açıklanmaktadır. Organizmanın vücudunun oluşumuna nispeten az miktarda gider (% 1 - 10). Bitkiler, tüketiciler ve detritivorlar arasındaki ilişki piramitler şeklinde ifade edilir.

Biyokütle piramidi- Çeşitli organizmaların biyokütlesinin trofik seviyelerdeki oranını gösterir.

Enerji Piramidi- Bir ekosistemdeki enerji akışını gösterir. (resme bakın)

Açıkçası, biyokütlenin hızla sıfıra yaklaşması nedeniyle daha fazla sayıda trofik seviyenin varlığı imkansızdır.

Ototroflar ve heterotroflar.

Ototroflar - bunlar güneş enerjisini kullanarak inorganik bileşikler kullanarak vücutlarını oluşturabilen organizmalardır.

Bunlar bitkileri içerir (yalnızca bitkiler). Güneş enerjisi - glikoz (organik moleküller) ve O'nun etkisi altında CO, H2O'dan (inorganik moleküller) sentezlerler. Besin zincirinin ilk halkasını oluştururlar ve 1. trofik seviyededirler.

Hetsrotroflar - Bunlar inorganik bileşiklerden kendi vücutlarını oluşturamayan, ancak ototrofların yarattığı şeyleri kullanmak zorunda kalan, onları yiyen organizmalardır.

Bunlar tüketicileri ve zararlıları içerir. Ve trofik seviye II ve üzerindedirler. İnsanlar da heterotroflardır.

Vernadsky, insan toplumunun heterotrofik durumdan ototrofik duruma dönüşmesinin mümkün olduğu fikrini ortaya attı. Biyolojik özellikleri nedeniyle, kişi ototrofiye geçemez, ancak bir bütün olarak toplum ototrofik bir gıda üretimi yöntemini uygulama yeteneğine sahiptir, yani. doğal bileşiklerin (proteinler, yağlar, karbonhidratlar) inorganik moleküllerden veya atomlardan sentezlenen organik bileşiklerle değiştirilmesi.