«Экожүйе» ұғымын 1935 жылы ағылшын ботанигі А. Тенсли енгізген. Бұл термин арқылы ол бірге өмір сүретін ағзалардың кез келген жиынтығын, сондай-ақ оларды қоршаған ортаны белгіледі. Оның анықтамасы абиотикалық орта мен биологиялық қауымдастық арасында өмір сүретін өзара тәуелділіктің, байланыстардың, себептік байланыстардың болуын, оларды өзіндік функционалдық тұтастыққа біріктіруді атап көрсетеді. Экожүйе, биологтардың пікірінше, ортақ аумақта өмір сүретін әртүрлі түрлердің әртүрлі популяцияларының, сондай-ақ оларды қоршаған жансыз ортаның жиынтығы.
Биогеоценоз – шекарасы анық табиғи формация. Ол белгілі бір орынды алып жатқан биоценоздар (тірі организмдер) жиынтығынан тұрады. Мысалы, су организмдері үшін бұл жер су, құрлықта тіршілік ететіндер үшін атмосфера және топырақ. Төменде біз қарастырамызоның не екенін түсінуге көмектесетін биогеоценоз мысалдары. Біз бұл жүйелерді егжей-тегжейлі сипаттайтын боламыз. Олардың құрылымы, қандай түрлері бар және қалай өзгеретіні туралы білетін боласыз.
Биогеоценоз және экожүйе: айырмашылықтар
Белгілі бір дәрежеде «экожүйе» және «биогеоценоз» ұғымдары бір мағыналы. Дегенмен, олар әрқашан көлемде сәйкес келмейді. Биогеоценоз және экожүйе азырақ және кеңірек ұғым ретінде байланысты. Экожүйе жер бетінің белгілі бір шектеулі ауданымен байланысты емес. Бұл ұғымды энергия мен заттардың ішкі және сыртқы айналымы бар жансыз және тірі компоненттердің барлық тұрақты жүйелеріне қолдануға болады. Экожүйелерге, мысалы, микроорганизмдері бар су тамшысы, гүл құмыра, аквариум, биофильтр, аэротенк, ғарыш кемесі жатады. Бірақ оларды биогеоценоздар деп атауға болмайды. Экожүйе бірнеше биогеоценоздарды қамтуы мүмкін. Мысалдарға жүгінейік. Мұхит пен жалпы биосфераның биогеоценоздарын, материкті, белдемді, топырақ-климаттық аймақты, зонаны, провинцияны, ауданды ажыратуға болады. Сонымен, әрбір экожүйені биогеоценоз деп санауға болмайды. Біз оны мысалдарға қарап түсіндік. Бірақ кез келген биогеоценозды экологиялық жүйе деп атауға болады. Енді сіз бұл ұғымдардың ерекшеліктерін түсінесіз деп үміттенеміз. "Биогеоценоз" және "экожүйе" жиі синонимдер ретінде пайдаланылады, бірақ олардың арасында әлі де айырмашылық бар.
Биогеоценоздың ерекшеліктері
Көптеген түрлер жиі кездеседішектеулі кеңістіктердің кез келгені. Олардың арасында күрделі және тұрақты байланыс орнатылады. Басқаша айтқанда, белгілі бір кеңістікте өмір сүретін, ерекше физика-химиялық жағдайлар кешенімен сипатталатын әртүрлі организм түрлері табиғатта азды-көпті ұзақ уақыт сақталатын күрделі жүйені білдіреді. Анықтаманы нақтылай отырып, биогеоценоз дегеніміз бір-бірімен және оларды қоршаған жансыз табиғатпен, энергия мен заттар алмасуымен тығыз байланысты әр түрлі түрдегі (тарихи қалыптасқан) организмдердің бірлестігі екенін атап өтеміз. Биогеоценоздың спецификалық сипаттамасы оның кеңістікте шектелгендігі және оған кіретін тіршілік иелерінің түрлік құрамы жағынан, сондай-ақ әртүрлі абиотикалық факторлар кешені бойынша біршама біртектілігі болып табылады. Біртұтас жүйе ретінде өмір сүру осы кешенге күн энергиясының тұрақты жеткізілуін қамтамасыз етеді. Әдетте, биогеоценоздың шекарасы оның маңызды құрамдас бөлігі болып табылатын фитоценоздың (өсімдіктер қауымдастығы) шекарасы бойымен белгіленеді. Бұл оның негізгі ерекшеліктері. Биогеоценоздың рөлі зор. Оның деңгейінде биосферада энергия ағынының және заттардың айналымының барлық процестері өтеді.
Биоценоздың үш тобы
Оның әртүрлі құрамдас бөліктерінің өзара әрекеттесуін жүзеге асыруда негізгі рөл биоценозға, яғни тірі организмдерге тиесілі. Олар атқаратын қызметтеріне қарай 3 топқа бөлінеді - ыдыратушылар, консументтер және продуценттер және биотоппен (жансыз табиғатпен) және бір-бірімен тығыз байланыста болады. Бұл тіршілік иелері біртұтасолардың арасындағы азық-түлік сілтемелері.
Продуценттер – автотрофты тірі организмдер тобы. Күн сәулесінің энергиясын және биотоптағы минералдарды тұтына отырып, олар бастапқы органикалық заттарды жасайды. Бұл топқа кейбір бактериялар, сондай-ақ өсімдіктер кіреді.
Тұтынушылар – олар үшін энергия көзі ретінде қызмет ететін дайын органикалық заттарды, сондай-ақ тұтынушылардың тіршілігіне қажет заттарды тамақ түрінде қолданатын гетеротрофты организмдер. Біз барлық дерлік жануарларды, паразит өсімдіктерді, жыртқыш өсімдіктерді, сондай-ақ кейбір (паразиттік) бактериялар мен саңырауқұлақтарды жіктей аламыз.
Ыдыратушылар өлі организмдердің қалдықтарын ыдыратады, сондай-ақ органикалық заттарды бейорганикалық заттарға ыдыратады, осылайша продуценттер «тартып алған» минералды заттарды биотопқа қайтарады. Бұл, мысалы, біржасушалы саңырауқұлақтар мен бактериялардың кейбір түрлері.
Биоценоз топтары арасындағы тағамдық байланыс
Биогеоценоздың осы үш құрамдас бөлігінің арасындағы қоректік байланыстар заттардың айналымын және ондағы энергия ағындарын анықтайды. Күннің энергиясын басып, минералдарды сіңіре отырып, өндірушілер органикалық заттарды жасайды. Олардың денесі солардан жасалған. Осылайша, күн энергиясы химиялық байланыстардың энергиясына айналады. Бір-бірін жеу және продуценттер (шөп қоректі, паразиттік және жыртқыш организмдер) сол арқылы органикалық заттарды ыдыратады. Олар оларды, сондай-ақ осының нәтижесінде бөлінетін энергияны өздерінің өмір сүру құралдарын қамтамасыз ету және өз денесін құру үшін пайдаланады. Өлі организмдермен қоректенетін ыдыратушылар олардың органикалық заттарын ыдыратады. Осылайша олар қажетті энергия мен материалдарды алады, сонымен қатар бейорганикалық заттардың биотопқа қайтарылуын қамтамасыз етеді. Сонымен биогеоценозда заттардың айналымы жүзеге асады. Оның тұрақтылығы пайдалы қазбаларды жеткізу шектелгеніне қарамастан, экологиялық жүйенің ұзақ өмір сүруінің кілті болып табылады.
Жүйенің динамикалық тепе-теңдігі
Динамикалық тепе-теңдік организмдердің бір-бірімен және оларды қоршаған жансыз табиғатпен байланысын сипаттайды. Мысалы, ауа-райы қолайлы болған жылы (көп шуақты күндер, ылғалдылық пен температура оңтайлы) өсімдіктер бастапқы органикалық заттардың жоғары мөлшерін шығарады. Азық-түліктің мұндай көптігі кеміргіштердің жаппай көбейе бастауына әкеледі. Бұл өз кезегінде паразиттер мен жыртқыштардың көбеюіне себепші болып, кеміргіштердің санын азайтады. Нәтижесінде бұл жыртқыштар санының азаюына әкеледі, өйткені олардың кейбіреулері тамақтың жетіспеушілігінен өледі. Осылайша, экожүйенің бастапқы күйі қалпына келтірілді.
Биогеоценоз түрлері
Биогеоценоз табиғи және жасанды болуы мүмкін. Соңғысының түрлеріне агробиоценоздар мен қалалық биогеоценоздар жатады. Олардың әрқайсысын толығырақ қарастырайық.
Табиғи биогеоценоз
Әрбір табиғи табиғи биогеоценоз ұзақ уақыт – мыңдаған және миллиондаған жылдар бойы қалыптасқан жүйе екенін ескеріңіз. Сондықтан оның барлық элементтері бір-біріне «сырланады». Бұл әкеледібиогеоценоздың қоршаған ортада болып жатқан әртүрлі өзгерістерге төзімділігі өте жоғары. Экожүйелердің «күші» шексіз емес. Тіршілік ету жағдайларының терең және күрт өзгеруі, организмдер түрлерінің санының азаюы (мысалы, кәсіптік түрлерді кең көлемде жинау нәтижесінде) тепе-теңдіктің бұзылуына және оның бұзылуына әкеледі. Бұл жағдайда биогеоценоздардың өзгеруі байқалады.
Агробиоценоздар
Агробиоценоздар – адамдар ауыл шаруашылығы мақсатында пайдаланатын аумақтарда (мәдени өсімдіктерді отырғызу, себу) дамитын организмдердің ерекше қауымдастығы. Продуценттер (өсімдіктер), табиғи түрдің биогеоценоздарынан айырмашылығы, мұнда адам өсіретін дақылдың бір түрімен, сондай-ақ арамшөптердің белгілі бір санымен ұсынылған. Өсімдік жамылғысын шөп қоректі жануарлардың (кеміргіштер, құстар, жәндіктер, т.б.) алуан түрлілігі анықтайды. Бұл агробиоценоздар аумағында өсетін өсімдіктермен қоректенетін, сондай-ақ оларды өсіру жағдайында болатын түрлер. Бұл жағдайлар жануарлардың, өсімдіктердің, микроорганизмдердің және саңырауқұлақтардың басқа түрлерінің болуын анықтайды.
Агробиоценоз ең алдымен адамның іс-әрекетіне (тыңайту, топырақты өңдеу, суару, пестицидтермен өңдеу, т.б.) байланысты. Бұл түрдің биогеоценозының тұрақтылығы әлсіз - ол адамның араласуынсыз өте тез құлдырады. Бұл ішінара мәдени өсімдіктер жабайы өсімдіктерге қарағанда әлдеқайда таңқаларлық болуымен байланысты. Сондықтан олар шыдай алмайдыолармен бәсекелестік.
Қала биогеоценоздары
Қала биогеоценоздары ерекше қызығушылық тудырады. Бұл антропогендік экожүйелердің тағы бір түрі. Мысал ретінде саябақтар бар. Негізгі экологиялық факторлар, агробиоценоздардағы сияқты, оларда антропогендік болып табылады. Өсімдіктердің түр құрамын адам анықтайды. Ол оларды отырғызады, сонымен қатар оларға қамқорлық жасайды және оларды өңдейді. Сыртқы ортадағы ең айқын өзгерістер қалаларда нақты көрінеді - температураның жоғарылауы (2-ден 7 ° C-қа дейін), топырақтың және атмосфералық құрамның ерекше ерекшеліктері, ылғалдылықтың, жарықтандырудың және желдің әрекетінің ерекше режимі. Осы факторлардың барлығы қалалық биогеоценоздарды құрайды. Бұл өте қызықты және ерекше жүйелер.
Биогеоценоздың мысалдары өте көп. Әртүрлі жүйелер бір-бірінен организмдердің түрлік құрамымен, сондай-ақ олар өмір сүретін ортаның қасиеттерімен ерекшеленеді. Біз егжей-тегжейлі тоқталатын биогеоценоз мысалдары жапырақты орман мен тоған болып табылады.
Жапырақты орман биогеоценоз үлгісі ретінде
Жапырақты орман күрделі экологиялық жүйе. Біздің мысалдағы биогеоценозға жапырақтары күзде түсетін емен, бук, линден, граб, қайың, үйеңкі, тау күлі, көктерек және басқа да ағаштар сияқты өсімдік түрлері жатады. Олардың бірнеше ярустары орманда ерекшеленеді: аласа және биік ағашты, мүкті жер жамылғысы, шөптер, бұталар. Жоғарғы ярустарды мекендейтін өсімдіктер фотофильді. Олар тербелістерге жақсы төтеп бере алады.төменгі деңгейлердің өкілдеріне қарағанда ылғалдылық пен температура. Мүктер, шөптер мен бұталар көлеңкеге төзімді. Олар жазда ымыртта болады, ағаштардың жапырақтары ашылғаннан кейін пайда болады. Қоқыс топырақтың бетінде жатыр. Ол жартылай ыдыраған қалдықтардан, бұталар мен ағаштардың бұтақтарынан, құлаған жапырақтардан, қураған шөптерден түзілген.
Орман биогеоценоздары, соның ішінде жапырақты ормандар бай фаунамен ерекшеленеді. Оларда көптеген шұңқыр кеміргіштер, жыртқыштар (аю, борсық, түлкі), жәндік қоректілер мекендейді. Ағашта сүтқоректілер де (бурундук, тиін, сілеусін) тіршілік етеді. Ірі шөпқоректілер тобына елік, бұлан, марал жатады. Қабандар кең таралған. Құстар орманның әртүрлі қабаттарында: діңге, бұталарға, жерге немесе ағаштардың басына және ойпаңда ұялайды. Жапырақтармен (мысалы, құрттармен), сондай-ақ ағашпен (қабық қоңыздары) қоректенетін көптеген жәндіктер бар. Топырақтың үстіңгі қабаттарында, сондай-ақ қоқыста жәндіктерден басқа көптеген омыртқалы жануарлар (кене, жауын құрттары, жәндіктер личинкалары), көптеген бактериялар мен саңырауқұлақтар өмір сүреді.
Тоған биогеоценоз ретінде
Енді тоғанды қарастырыңыз. Бұл организмдердің тіршілік ету ортасы су болып табылатын биогеоценоздың мысалы. Ірі қалқымалы немесе тамырлы өсімдіктер (арамшөптер, лалагүлдер, қамыс) тоғандардың таяз суларында орналасады. Шағын қалқымалы өсімдіктер су бағанының бойына жарық түсетін тереңдікке дейін таралған. Бұл негізінен фитопланктон деп аталатын балдырлар. Кейде олардың көпшілігі бар, нәтижесінде су жасылға айналады,«гүлдейді». Фитопланктондарда көптеген көк-жасыл, жасыл және диатомды балдырлар кездеседі. Төбешіктер, жәндіктердің дернәсілдері, шөпқоректі балықтар, шаян тәрізділер өсімдік қалдықтарымен немесе тірі өсімдіктермен қоректенеді. Балықтар мен жыртқыш жәндіктер ұсақ жануарларды жейді. Ал шөпқоректілер мен кішірек жыртқыш балықтарды ірі жыртқыштар аулайды. Органикалық заттарды ыдырататын организмдер (саңырауқұлақтар, жілікшелер, бактериялар) тоғанның барлық аумағында кең таралған. Бұл жерде өлі жануарлар мен өсімдіктердің қалдықтары жиналатындықтан, олардың әсіресе төменгі жағында көп.
Екі мысалды салыстыру
Биогеоценоз мысалдарын салыстыра отырып, біз тоған мен орман экожүйелерінің түр құрамы жағынан да, сыртқы түрі жағынан да қаншалықты ұқсамайтынын көреміз. Бұл оларды мекендейтін организмдердің тіршілік ету ортасының әртүрлі болуына байланысты. Тоғанда – су мен ауа, орманда – топырақ пен ауа. Соған қарамастан, организмдердің функционалдық топтары бір типті. Орманда өндірушілер - мүктер, шөптер, бұталар, ағаштар; тоғанда - балдырлар мен жүзбелі өсімдіктер. Орманда тұтынушыларға қоқыс пен топырақты мекендейтін жәндіктер, құстар, жануарлар және басқа да омыртқасыздар жатады. Тоғандағы тұтынушыларға әртүрлі қосмекенділер, жәндіктер, шаян тәрізділер, жыртқыш және шөпқоректі балықтар жатады. Орманда ыдыратушылар (бактериялар мен саңырауқұлақтар) жер бетіндегі формалармен, ал тоғандарда - сулы түрлермен ұсынылған. Сондай-ақ, тоған да, жапырақты орман да табиғи биогеоценоз екенін атап өтеміз. Біз жоғарыда жасанды мысалдарды келтірдік.
Неге биогеоценоздар бірін-бірі алмастырады?
Биогеоценоз мәңгі өмір сүре алмайды. Ол сөзсіз ертерек немесекеш ауыстырылды. Бұл адамның әсерінен, эволюция процесінде, климаттық жағдайлардың өзгеруіне байланысты тірі организмдердің қоршаған ортаның өзгеруі нәтижесінде болады.
Биогеоценоз өзгерісінің мысалы
Мысал ретінде экожүйелердің өзгеруіне тірі ағзалардың өзі себеп болған жағдайды қарастырайық. Бұл өсімдік жамылғысы бар тау жыныстарының қонысы. Бұл процестің алғашқы кезеңдерінде тау жыныстарының үгілулері үлкен маңызға ие: минералдардың жартылай еруі және олардың химиялық қасиеттерінің өзгеруі, жойылуы. Бастапқы кезеңдерде алғашқы қоныстанушылар өте маңызды рөл атқарады: балдырлар, бактериялар, қабыршақты қыналар, көк-жасыл. Продуценттері көк-жасыл, қыналар құрамындағы балдырлар және еркін тіршілік ететін балдырлар. Олар органикалық заттарды жасайды. Көк-жасылдар ауадан азотты алып, оны әлі де өмір сүруге жарамсыз ортамен байытады. Қыналар жыныстарды органикалық қышқылдардың секрециясымен ерітеді. Олар минералды қоректену элементтерінің бірте-бірте жинақталуына ықпал етеді. Саңырауқұлақтар мен бактериялар өндірушілер жасаған органикалық заттарды бұзады. Соңғылары толық минералданбаған. Біртіндеп минералды және органикалық қосылыстар мен азотпен байытылған өсімдік қалдықтарының қоспасы жиналады. Бұталы қыналар мен мүктердің өмір сүруіне жағдай жасалған. Азот пен органикалық заттардың жиналу процесі жеделдейді, топырақтың жұқа қабаты түзіледі.
Осы қолайсыз ортада өмір сүре алатын қарапайым қауымдастық құрылуда. Алғашқы қоныстанушылар тау жыныстарының қатал жағдайларына жақсы бейімделген - олар төтеп береді жәнеаяз, жылу және құрғақтық. Бірте-бірте олар жаңа популяциялардың қалыптасуына жағдай жасай отырып, тіршілік ету ортасын өзгертеді. Шөптесін өсімдіктер пайда болғаннан кейін (беде, жарма, қияқ, көкшіл, т.б.) қоректік заттарға, жарыққа, суға бәсекелестік күшейеді. Бұл күресте пионер қоныстанушылар жаңа түрлермен ығыстырылады. Бұталар шөптерге бейімделеді. Олар топырақты тамырымен бірге ұстайды. Орман қауымдастықтары шөптер мен бұталар қауымдастығымен ауыстырылады.
Биогеоценоздың ұзақ даму және өзгеру процесі барысында оған кіретін тірі организмдер түрлерінің саны біртіндеп өсіп келеді. Қоғамдастық күрделене түседі, оның азық-түлік торы барған сайын таралады. Организмдер арасындағы қарым-қатынастардың алуан түрлілігі артып келеді. Барған сайын қоғамдастық қоршаған ортаның ресурстарын пайдаланады. Осылайша ол қоршаған орта жағдайына жақсы бейімделген және өзін-өзі реттейтін жетілгенге айналады. Онда түрлердің популяциялары жақсы көбейеді және басқа түрлермен алмастырылмайды. Биогеоценоздардың сипатталған өзгерісі мыңдаған жылдарға созылады. Дегенмен, бір ұрпақтың ғана көз алдында болып жатқан өзгерістер бар. Мысалы, бұл таяз су қоймаларының шамадан тыс өсіп кетуі.
Сонымен біз биогеоценоз деген не екенін айттық. Жоғарыда келтірілген сипаттамалары бар мысалдар оның көрнекі көрінісін береді. Бұл тақырыпты түсіну үшін біз айтқан барлық нәрсе маңызды. Биогеоценоздардың түрлері, құрылымы, ерекшеліктері, мысалдары – олардың толық бейнесі болуы үшін осының барлығын зерттеу керек.
