Dopo aver affrontato questi argomenti, dovresti essere in grado di:
- Dare le definizioni: "ecologia", "fattore ambientale", "fotoperiodismo", "nicchia ecologica", "habitat", "popolazione", "biocenosi", "ecosistema", "produttore", "consumatore", "riduttore", " successione", "agrocenosi".
- Fornisci esempi di reazioni fotoperiodiche nelle piante e, se possibile, negli animali.
- Spiegare la differenza tra l'habitat di una popolazione e la sua nicchia. Fornisci esempi per ciascuno di questi concetti.
- Commentare la legge di Shelford ed essere in grado di tracciare la dipendenza degli organismi da fattori ambientali abiotici.
- Descrivere un esempio di un metodo di controllo biologico dei parassiti efficace.
- Spiegare le cause dell'esplosione demografica e le possibili conseguenze, nonché l'importanza del calo del tasso di natalità, che, di regola, segue il calo della mortalità.
- Costruire un diagramma della catena alimentare; indicare correttamente il livello di traffico di ciascuna componente di questo ecosistema.
- Costruisci un diagramma di un ciclo semplice dei seguenti elementi: ossigeno, azoto, carbonio.
- Descrivere gli eventi che si verificano durante la crescita eccessiva del lago; dopo la deforestazione.
- Indicare le differenze tra agrocenosi e biocenosi.
- Raccontare il significato e la struttura della biosfera.
- Spiegare come l’agricoltura, l’uso di combustibili fossili e la produzione di plastica contribuiscono all’inquinamento e suggerire misure per prevenirlo.
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologia generale". Mosca, "Illuminismo", 2000
- Argomento 18. "Habitat. Fattori ecologici". Capitolo 1; pp. 10-58
- Argomento 19. "Popolazioni. Tipi di relazioni tra organismi". capitolo 2 §8-14; pp. 60-99; capitolo 5 § 30-33
- Argomento 20. "Ecosistemi". capitolo 2 §15-22; pp. 106-137
- Argomento 21. "Biosfera. Cicli della materia". capitolo 6 §34-42; pp. 217-290
Relazioni degli organismi nelle biocenosi
Varie forme di relazioni biotiche che alcuni tipi di organismi entrano in una biocenosi (competizione, commensalismo, mutualismo, predatore-preda, ecc.) Determinano le condizioni fondamentali per la loro vita in comunità, la possibilità di procurarsi cibo e conquistare una nuova vita spazio.
Le relazioni interspecifiche dirette e indirette in base al valore dello spazio vitale degli organismi che hanno specie che occupano una determinata posizione nella biogeocenosi sono suddivise nei seguenti tipi di relazioni: trofico, topico, forico, di fabbrica e altri .
Trofico connessioni si osservano quando una specie si nutre di un'altra specie, sia individui viventi, sia i loro resti, sia i loro prodotti metabolici (uccelli - vermi, lupo - lepre, scarabeo - escrementi di ungulati, ecc.).
Collegamenti forici è la partecipazione di una specie di organismi alla distribuzione di un'altra. Animali e uccelli di solito fungono da trasportatori. Viene chiamato il trasferimento da parte di animali di semi, spore, polline di piante zoocoria . Si chiama trasferimento di altri animali da parte di animali foresia . Solitamente il trasferimento viene effettuato con l'ausilio di organi appositi. La foresia animale è diffusa tra i piccoli artropodi. Ad esempio, il trasferimento di una varietà di acari microscopici ad altri animali, che è uno dei modi di insediamento passivo di piccoli organismi. È caratteristico di quelle specie per le quali il trasferimento da un biotopo all'altro è vitale per la conservazione o la prosperità della specie. Pertanto, molti insetti volanti - visitatori di accumuli di resti e residui organici in rapida decomposizione (cadaveri di animali, cumuli di piante in decomposizione, ecc.) Portano vari acari che migrano in questo modo da un accumulo di materiali alimentari all'altro. Zecche e batteri contribuiscono a una decomposizione più intensa della materia organica.
collegamenti di fabbrica - questo è un tipo di rapporto biotico in cui entra una specie, utilizzando per le sue strutture (fabbricazioni) i prodotti dell'escrezione o resti (resti), o anche individui viventi di un'altra specie. Ad esempio, gli uccelli usano rami di alberi, foglie, peli di animali, lanugine per costruire il loro nido, alcuni insetti depongono le uova nel corpo di un altro insetto, soprattutto i predatori, ecc. In natura, esistono altre relazioni interspecifiche tra gli organismi. Che sono elencati di seguito.
Predazione ─ questo tipo di rapporto, quando una specie vive a spese di un'altra, causandole danni. Queste relazioni si basano sui legami alimentari (preda ─ predatore). Ad esempio, un lupo e un erbivoro o un altro predatore adatto al cibo per il prossimo predatore.
Mutualismo (o simbiosi) è una convivenza reciprocamente vantaggiosa di diversi tipi di organismi. Ad esempio, i batteri che fissano l'azoto si depositano sulle radici di una pianta leguminosa. La pianta fornisce ai batteri energia sotto forma di carboidrati e i batteri, a loro volta, forniscono alla pianta azoto ecologico fissato dall'aria atmosferica. Per la fissazione di ogni grammo di azoto i batteri consumano un'energia pari a 10 g di carboidrati (17 J). A volte gli organismi benefici che vivono all'interno di un altro organismo che hanno sviluppato una propria relazione reciprocamente vantaggiosa (ad esempio, i batteri nello stomaco dei ruminanti che decompongono la lignina, per i quali l'animale dà loro riparo e cibo sotto forma di biomassa e del suo stomaco) (Fig. 3.5).
Policoltura di pesticidi,
rotazione delle colture
piante coltivate
Biometodi
quote di controllo
Ingrandisci- Ingrandisci-
piante infestanti
Insetti fitofagi
taglia tagliacampi campi
Uno: Diminuisci
quote di specie
terre coltivabili
Entomofagi
Fig.3.5. Il sistema delle relazioni simbiotiche utili nella parte aerea dell'agroecosistema (Mirkin, Khiziahmetov, 1995)
Commensalismo (neutralismo, freeloading) ─ questa è una relazione basata sui legami alimentari, in cui una delle specie beneficia per se stessa, mentre per l'altra sono indifferenti. Di solito, piccoli organismi, stabilendosi vicino a un grande animale (ad esempio scarabei stercorari o vari piccoli uccelli), trovano cibo e un posto dove vivere.
Amensalismo (allelopatia) - relazioni in cui sorgono condizioni di vita negative per una o più popolazioni a causa dell'intossicazione ambientale (le piante emettono tossine dannose per le piante di un'altra specie, batteri e funghi, gli insetti emettono le stesse tossine). Legge ecologica della vita (secondo Yu.N. Kurazhkovsky): ogni specie di organismi, assorbendo dall'ambiente le sostanze di cui ha bisogno e rilasciando in esso i prodotti di scarto della sua attività vitale, lo modifica in modo tale che l'ambiente diventa inadatto alla sua esistenza.
Nei rappresentanti della stessa specie di animali esiste un fenomeno come cannibalismo , cioè mangiare i propri simili. È più sviluppato nei pesci predatori: luccio, pesce persico, merluzzo, navaga, ecc. A volte si trova negli animali superiori e in alcuni insetti in condizioni di vita avverse.
In natura si notano due tipi di distribuzione ottimale delle specie: fisiologico e sinecologico .
Ottimo fisiologico esso una combinazione di tutti i tipi di fattori abiotici favorevoli alla specie, in cui sono possibili i tassi di crescita e riproduzione più rapidi degli organismi (calore, umidità, cibo).
Ottimo sinecologico questo è l'ambiente biotico, quando la specie (organismo) subisce la minima pressione da parte dei suoi nemici, concorrenti, che le consente di vivere e riprodursi con successo (gregge, mandria, comunità, ecc.).
Il confine tra le biocenosi è raramente definito chiaramente, poiché le biocenosi vicine passano gradualmente l'una nell'altra. Di conseguenza, ecco zona di confine (margine). con condizioni speciali.
Piante e animali caratteristici di ciascuna delle comunità adiacenti penetrano nei territori vicini, creando così un "margine" specifico, una fascia di confine - un ecotopo. Sembra intrecciare le condizioni tipiche delle biocenosi vicine, il che contribuisce alla crescita delle piante caratteristiche di entrambe le biocenosi. A sua volta, questo attrae una varietà di animali a causa della relativa abbondanza di cibo. È così che si verifica l'effetto bordo di un aumento della diversità e della densità degli organismi alla periferia (bordi) delle cinture vicine e di transizione tra di loro. Sui "bordi" si verifica un cambio di vegetazione più rapido che con una cenosi stabile.
Una biocenosi e un biotopo (uno spazio con condizioni più o meno uniformi occupato da una biocenosi) non possono essere separati l'uno dall'altro, come evidenziato da una serie di principi della loro relazione.
1. Principio di diversità (A. Tineman): quanto più diverse sono le condizioni del biota, tanto più specie si trovano nella biocenosi (foresta pluviale).
2. Principio di rifiuto delle condizioni (A. Tineman): maggiore è la deviazione delle condizioni del biota dalla norma, più povera è la specie e più specifica è la biocenosi, e maggiore è il numero di individui delle sue singole specie. Questo principio si manifesta nei biotopi estremi. Ci sono poche specie in esse, ma il numero di individui al loro interno è solitamente elevato, può verificarsi anche un'epidemia di riproduzione di massa degli organismi.
3. Il principio del cambiamento graduale dell’ambiente (G.M. Franz): quanto più le condizioni ambientali del biotopo cambiano dolcemente e quanto più a lungo esso rimane invariato, tanto più la biocenosi è ricca di specie ed equilibrata e stabile. Il significato pratico del principio è che quanto più e velocemente avviene la trasformazione della natura e del biotopo, tanto più difficile è per le specie avere il tempo di adattarsi a questa trasformazione, e quindi le biocenosi ne diventano impoverite.
Mutua complementarità di parti della biocenosi . Nelle comunità (biocenosi) coesistono solo quelle specie che si completano a vicenda nell'uso delle risorse dell'habitat, cioè condividono nicchie ecologiche. Ad esempio, la stratificazione in una fitocenosi o la decomposizione da parte di microrganismi decompositori - alcune specie sono "specializzate" nella decomposizione delle fibre, le seconde - nella decomposizione delle proteine, le terze - negli zuccheri, ecc. Complementarietà reciproca delle specie: alcune creano, altre distruggono: la base dei cicli biologici.
La base della stabilità delle biocenosi è la loro complessa diversità di specie.
Varie forme di relazioni biotiche che alcuni tipi di organismi entrano in una biocenosi (competizione, commensalismo, mutualismo, predatore-preda, ecc.) Determinano le condizioni fondamentali per la loro vita in comunità, la possibilità di procurarsi cibo e conquistare una nuova vita spazio.
Le relazioni interspecifiche dirette e indirette in base al valore dello spazio vitale degli organismi che hanno specie che occupano una determinata posizione nella biogeocenosi sono suddivise nei seguenti tipi di relazioni: trofico, topico, forico, di fabbrica e altri .
Connessioni trofiche si osservano quando una specie si nutre di un'altra specie, sia individui viventi, sia i loro resti, sia i loro prodotti metabolici (uccelli - vermi, lupo - lepre, scarabeo - escrementi di ungulati, ecc.).
Collegamenti foriciè la partecipazione di una specie di organismi alla distribuzione di un'altra. Animali e uccelli di solito fungono da trasportatori. Viene chiamato il trasferimento da parte di animali di semi, spore, polline di piante zoocoria . Si chiama trasferimento di altri animali da parte di animali foresia . Solitamente il trasferimento viene effettuato con l'ausilio di organi appositi. La foresia animale è diffusa tra i piccoli artropodi. Ad esempio, il trasferimento di una varietà di acari microscopici ad altri animali, che è uno dei modi di insediamento passivo di piccoli organismi. È caratteristico di quelle specie per le quali il trasferimento da un biotopo all'altro è vitale per la conservazione o la prosperità della specie. Pertanto, molti insetti volanti - visitatori di accumuli di resti e residui organici in rapida decomposizione (cadaveri di animali, cumuli di piante in decomposizione, ecc.) Portano vari acari che migrano in questo modo da un accumulo di materiali alimentari all'altro. Zecche e batteri contribuiscono a una decomposizione più intensa della materia organica.
collegamenti di fabbrica- questo è un tipo di rapporto biotico in cui entra una specie, utilizzando per le sue strutture (fabbricazioni) i prodotti dell'escrezione o resti (resti), o anche individui viventi di un'altra specie. Ad esempio, gli uccelli usano rami di alberi, foglie, peli di animali, lanugine per costruire il loro nido, alcuni insetti depongono le uova nel corpo di un altro insetto, soprattutto i predatori, ecc. In natura, esistono altre relazioni interspecifiche tra gli organismi. Che sono elencati di seguito.
Predazione─ questo tipo di rapporto, quando una specie vive a spese di un'altra, causandole danni. Queste relazioni si basano sui legami alimentari (preda ─ predatore). Ad esempio, un lupo e un erbivoro o un altro predatore adatto al cibo per il prossimo predatore.
Mutualismo(o simbiosi) è una convivenza reciprocamente vantaggiosa di diversi tipi di organismi. Ad esempio, i batteri che fissano l'azoto si depositano sulle radici di una pianta leguminosa. La pianta fornisce ai batteri energia sotto forma di carboidrati e i batteri, a loro volta, forniscono alla pianta azoto ecologico fissato dall'aria atmosferica. Per la fissazione di ogni grammo di azoto i batteri consumano un'energia pari a 10 g di carboidrati (17 J). A volte gli organismi benefici che vivono all'interno di un altro organismo che hanno sviluppato una propria relazione reciprocamente vantaggiosa (ad esempio, i batteri nello stomaco dei ruminanti che decompongono la lignina, per i quali l'animale dà loro riparo e cibo sotto forma di biomassa e del suo stomaco) (Fig. 3.5).
Commensalismo(neutralismo, freeloading) ─ questa è una relazione basata sui legami alimentari, in cui una delle specie beneficia per se stessa, mentre per l'altra sono indifferenti. Di solito, piccoli organismi, stabilendosi vicino a un grande animale (ad esempio scarabei stercorari o vari piccoli uccelli), trovano cibo e un posto dove vivere.
Amensalismo(allelopatia) - relazioni in cui sorgono condizioni di vita negative per una o più popolazioni a causa dell'intossicazione ambientale (le piante emettono tossine dannose per le piante di un'altra specie, batteri e funghi, gli insetti emettono le stesse tossine). Legge ecologica della vita (secondo Yu.N. Kurazhkovsky): ogni specie di organismi, assorbendo dall'ambiente le sostanze di cui ha bisogno e rilasciando in esso i prodotti di scarto della sua attività vitale, lo modifica in modo tale che l'ambiente diventa inadatto alla sua esistenza.
Nei rappresentanti della stessa specie di animali esiste un fenomeno come cannibalismo , cioè mangiare i propri simili. È più sviluppato nei pesci predatori: luccio, pesce persico, merluzzo, navaga, ecc. A volte si trova negli animali superiori e in alcuni insetti in condizioni di vita avverse.
In natura si notano due tipi di distribuzione ottimale delle specie: fisiologico e sinecologico .
Ottimo fisiologico è una combinazione di tutti i tipi di fattori abiotici favorevole alla specie, in cui sono possibili i tassi di crescita e riproduzione più rapidi degli organismi (calore, umidità, cibo).
Ottimo sinecologico questo è l'ambiente biotico, quando la specie (organismo) subisce la minima pressione da parte dei suoi nemici, concorrenti, che le consente di vivere e riprodursi con successo (gregge, mandria, comunità, ecc.).
Il confine tra le biocenosi è raramente definito chiaramente, poiché le biocenosi vicine passano gradualmente l'una nell'altra. Di conseguenza, ecco zona di confine (margine). con condizioni speciali.
Piante e animali caratteristici di ciascuna delle comunità adiacenti penetrano nei territori vicini, creando così un "margine" specifico, una fascia di confine - un ecotopo. Sembra intrecciare le condizioni tipiche delle biocenosi vicine, il che contribuisce alla crescita delle piante caratteristiche di entrambe le biocenosi. A sua volta, questo attrae una varietà di animali a causa della relativa abbondanza di cibo. È così che si verifica l'effetto bordo di un aumento della diversità e della densità degli organismi alla periferia (bordi) delle cinture vicine e di transizione tra di loro. Sui "bordi" si verifica un cambio di vegetazione più rapido che con una cenosi stabile.
Una biocenosi e un biotopo (uno spazio con condizioni più o meno uniformi occupato da una biocenosi) non possono essere separati l'uno dall'altro, come evidenziato da una serie di principi della loro relazione.
1. Principio di diversità (A. Tineman): quanto più diverse sono le condizioni del biota, tanto più specie si trovano nella biocenosi (foresta pluviale).
2. Principio di rifiuto delle condizioni (A. Tineman): maggiore è la deviazione delle condizioni del biota dalla norma, più povera è la specie e più specifica è la biocenosi, e maggiore è il numero di individui delle sue singole specie. Questo principio si manifesta nei biotopi estremi. Ci sono poche specie in esse, ma il numero di individui al loro interno è solitamente elevato, può verificarsi anche un'epidemia di riproduzione di massa degli organismi.
3. Il principio del cambiamento graduale dell’ambiente (G.M. Franz): quanto più le condizioni ambientali del biotopo cambiano dolcemente e quanto più a lungo esso rimane invariato, tanto più la biocenosi è ricca di specie ed equilibrata e stabile. Il significato pratico del principio è che quanto più e velocemente avviene la trasformazione della natura e del biotopo, tanto più difficile è per le specie avere il tempo di adattarsi a questa trasformazione, e quindi le biocenosi ne diventano impoverite.
Mutua complementarità di parti della biocenosi. Nelle comunità (biocenosi) coesistono solo quelle specie che si completano a vicenda nell'uso delle risorse dell'habitat, cioè condividono nicchie ecologiche. Ad esempio, la stratificazione in una fitocenosi o la decomposizione da parte di microrganismi decompositori - alcune specie sono "specializzate" nella decomposizione delle fibre, le seconde - nella decomposizione delle proteine, le terze - negli zuccheri, ecc. Complementarietà reciproca delle specie: alcune creano, altre distruggono: la base dei cicli biologici.
La base della stabilità delle biocenosi è la loro complessa diversità di specie.
La base per l'emergere e l'esistenza delle biocenosi è la relazione degli organismi, le loro connessioni, che entrano tra loro, abitando lo stesso biotopo. Queste connessioni determinano le condizioni fondamentali per la vita delle specie nella comunità, la possibilità di procurarsi cibo e conquistare nuovi spazi.
Secondo la classificazione di V. N. Beklemishev, le relazioni interspecifiche dirette e indirette si dividono in quattro tipologie a seconda del significato che possono avere per una specie nell'occupare una certa nicchia ecologica nella biocenosi: trofica, topica, forica, di fabbrica.
Le connessioni trofiche sorgono quando una specie si nutre di un'altra: individui vivi, o i loro resti morti, o prodotti di scarto. Sia le libellule, catturando al volo altri insetti, sia gli scarabei stercorari, nutrendosi degli escrementi di grandi ungulati, e le api, raccogliendo il nettare delle piante, entrano in una relazione trofica diretta con le specie che forniscono loro il cibo. Nel caso della competizione tra due specie dovuta a oggetti alimentari, tra loro nasce una relazione trofica indiretta, poiché l'attività di una si riflette nella fornitura di cibo all'altra. Qualsiasi effetto di una specie sull'appetibilità di un'altra o sulla disponibilità di cibo per essa dovrebbe essere considerato come una relazione trofica indiretta tra di loro. Ad esempio, i bruchi delle farfalle monache, mangiando aghi di pino, rendono più facile agli scarabei della corteccia l'accesso agli alberi indeboliti.
Le connessioni topiche e trofiche sono della massima importanza nella biocenosi, costituiscono la base della sua esistenza. Sono questi tipi di relazioni che mantengono vicini gli organismi di specie diverse, unendoli in comunità abbastanza stabili di diverse scale.
Collegamenti forici. Questa è la partecipazione di una specie alla distribuzione di un'altra. Gli animali fungono da portatori. Il trasferimento di semi, spore, polline da parte degli animali è chiamato zoocoria, il trasferimento di altri animali più piccoli è chiamato foresia (dal latino foras - fuori, fuori). Il trasferimento viene solitamente effettuato con l'ausilio di dispositivi speciali e vari. Gli animali possono catturare i semi delle piante in due modi: passivo e attivo. La cattura passiva si verifica quando il corpo di un animale entra in contatto accidentalmente con una pianta i cui semi o frutti hanno ganci, uncini, escrescenze speciali (sequenza, bardana). I loro distributori sono solitamente mammiferi, che talvolta trasportano tali frutti sulla lana per distanze piuttosto considerevoli. Un metodo di cattura attivo è mangiare frutta e bacche. I semi indigeribili vengono escreti dagli animali insieme ai rifiuti. Gli insetti svolgono un ruolo importante nel trasferimento delle spore fungine. Apparentemente, i corpi fruttiferi dei funghi sono nati come formazioni che attiravano gli insetti coloni.
La foresia animale è prevalente soprattutto tra i piccoli artropodi, soprattutto in vari gruppi di zecche. È una delle modalità di dispersione passiva ed è caratteristica delle specie per le quali il trasferimento da un biotopo all'altro è vitale per la conservazione o la prosperità. Ad esempio, molti insetti volanti che visitano accumuli di resti vegetali in rapida decomposizione (cadaveri di animali, escrementi di ungulati, cumuli di piante in decomposizione, ecc.) trasportano acari gamasidi, uropodi o tiroglifi, migrando in questo modo da un accumulo di materiali alimentari all'altro. Le loro stesse capacità di dispersione non consentono a queste specie di superare distanze significative per loro. Gli scarabei stercorari a volte strisciano con le elitre sollevate, che non sono in grado di piegarsi a causa delle zecche che ricoprono densamente il corpo. Alcuni tipi di nematodi si diffondono agli insetti attraverso la foresia. Le zampe delle mosche stercorari spesso assomigliano a spazzole a causa dell'abbondanza di nematodi rabditidi attaccati ad esse. Tra gli animali di grandi dimensioni, la foresia non si trova quasi mai.
collegamenti di fabbrica. Si tratta di un tipo di rapporto biocenotico in cui una specie entra utilizzando prodotti di escrezione, o resti morti, o anche individui viventi di un'altra specie per le sue strutture (fabbricazione). Pertanto, gli uccelli utilizzano rami di alberi, peli di mammiferi, erba, foglie, lanugine e piume di altre specie di uccelli, ecc., per costruire nidi con molluschi vivi. L'ape megahila depone le uova e le provviste in coppe costruite con le foglie morbide di vari arbusti (rosa canina, lillà, acacie, ecc.).
Le relazioni interspecifiche che formano una biocenosi determinano le correlazioni regolari delle specie in essa contenute, le loro caratteristiche ecologiche, l'abbondanza, la distribuzione nello spazio, in altre parole, creano una certa struttura della biocenosi.
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