Л.2.2 Функционирование экосистем

1. Экологическая ниша

2. Адаптация

3. Гомеостаз и сукцессия

4. Типы популяций

5. Динамика популяций

6. Круговорот веществ в экосистеме

5. Экологические законы

Любой организм приспособлен к вполне определенным параметрам окружающей среды. Изменение этих параметров может вызвать угнетение жизнедеятельности или гибель организмов. Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида и его функциональные характеристики, такие как передача энергии, обмен информацией, называется экологической нишей. Т.е. экологическая ниша определяет не только положение вида в пространстве, но и его функциональную роль в сообществе и положение относительно абиотических факторов. Моделью экологической ниши является часть многомерного пространства абиотических факторов.

Адаптацией называется эволюционно выработанное и наследственно закрепленная способность живых организмов, позволяющая существовать в условиях динамически изменяющихся экологических факторов. Существуют следующие формы адаптации:  Морфологическая адаптация  приспособление внешнего вида организма к окружающей среде (например иголки у растений в пустынях, ласты у морских  животных); физиологическая адаптация  изменение внутренней структуры организма для  приспособления к окружающей среде (например животные пустыни могут получать воду за счет расщепления жиров); поведенческая адаптация  например, спячка у некоторых животных. Принцип минимальной амплитуды живого организма при прочих равных условиях выбирает такое место обитания, в котором обеспечивается минимум амплитудного колебания одного или нескольких лимитирующих факторов. 

В естественной экосистеме постоянно поддерживается равновесие, исключающее необратимое уничтожение тех или иных звеньев трофической сети. Это является следствием длительного эволюционного процесса, названного Ч. Дарвиным естественным отбором. Любая экосистема всегда сбалансирована и устойчива (гомеостатична), причем системы тем стабильнее во времени и пространстве, чем они сложнее. Гомеостаз способность биологических систем – организма, популяции и экосистем противостоять изменениям и сохранять равновесие. Исходя из кибернетической природы экосистем гомеостатический механизм это обратная связь.

Сукцессия (от лат. succesio  преемственность, наследование)  последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, биогеоценоза и т. д.) другим на определённом участке среды. Различают первичную и вторичную сукцессии.

Широко известным примером первичной сукцессии является заселение застывшей лавы после извержения вулкана или склона после схода лавины, уничтожившей весь профиль почвы. Сейчас подобные явления редки, но каждый участок суши в какое-то время прошёл через первичную сукцессию. Первичные сукцессии развиваются параллельно с почвообразованием под влиянием постоянного попадания извне семян, отмирания неустойчивых к экстремальным условиям сеянцев и лишь с определённого времени — под влиянием межвидовой конкуренции. Развитие того или иного серийного сообщества и его смена обусловлены в основном содержанием азота в почве и степенью разрушения её минеральной части.

В качестве примера вторичной сукцессии обычно приводят ельник, уничтоженный после пожара. На занимаемой им ранее территории сохранилась почва и семена. Травяное сообщество образуется уже на следующий год. Дальше возможны варианты: во влажном климате доминирует ситник, затем он сменяется малиной, она осиной; в сухом климате преобладает вейник, он сменяется шиповником, шиповник берёзой. Под покровом осинового или берёзового леса развиваются растения ели, со временем вытесняющие лиственные породы. Восстановление темнохвойного леса происходит примерно за 100 лет.