5. Центры таксономического разнообразия в ареале. Роль человека в формировании ареалов видов растений и животных

Ареал – определённая область распространения систематической категории (вида, рода, семейства и т.д.), характеризующаяся не только морфологическими особенностями и образом жизни организмов. В пределах ареала вид бывает распространён по свойственным ему местообитаниям. Ни один вид не образует сплошного покрова на площади своего ареала. Имеются участки, на которых он более или менее обилен, и наоборот, где он редок или полностью отсутствует. Одни ареалы называются сплошными, а другие – разорванными (дизъюктивными). Первоначальная сплошная область распространения вида (целая популяция) называется центром происхождения вида. Часть ареала, в которой изменчивость данной систематической группы является наибольшей, называется центром многообразия форм. Как правило, эти центры совпадают, т. к. в там, где вид существует дольше, он имеет больше возможностей видоизменяться. Однако при значительном изменении условий существования, центр многообразия форм может существенно отличаться от центра происхождения вида. Согласно миграционной теории возникновения ареала, вид расселяется из центра происхождения до тех пор, пока не достигнет пределов, далее которых он распространиться не может. Существуют центры происхождения культурных растений, которые, как и любые центры возникновения видов характеризуются усиленной изменчивостью, а, следовательно, и сосредоточением большого числа сортов (подвидов). Как правило, здесь наблюдается обилие гетерозиготных форм, т. е. форм, получивших свои гены от разнородных по генетическим особенностям родителей, дающих расщепление признаков при дальнейшем размножении, т. е. дающих разнородное по признакам потомство. Обычно такие центры приурочены к горным странам, т. к. именно здесь значительная неоднородность территории вызывает и большое сортовое разнообразие. Именно наличие более или менее значительной амплитуды высот приводит к тому разнообразию условий, которое необходимо для интенсивного формообразования. Действия человека могут вызвать сужение границ ареала путем прямого уничтожения вида на значительной части ареала (в основном – промысловые животные). Примеры: бурый медведь, бизон, россомаха, глухарь. Некоторые виды полностью исчезли: дрофа, степной сурок. Человек может создавать преграды для расселения видов. Искусственное преодоление преград с помощью человека также возможно. Например, кролики и опунции (кустарник семейства кактусовых) были привезены человеком в Австралию, олени – в Новую Зеландию. Изменения условий среды из-за деятельности человека также могут вызвать расселение видов, расширение первоначального ареала. Поэтому многие сорные и мусорные растения (обыкновенный одуванчик, пастушья сумка), а также животные-синантропы (серая и черная крысы, домовая мышь, домовый воробей) имеют космополитные ареалы.

6. Биоценоз и условия местообитания. Средообразующая роль живых организмов.

Биоценоз – сложная многовидовая система, сформировавшаяся в процессе эволюции живых существ биосферы. Различные организмы отличаются своеобразием связей с другими группами организмами и со средой. Вследствие этого можно в качестве самостоятельных объектов можно выделить сообщества микроорганизмов, птиц, беспозвоночных, млекопитающих, растений. Важнейшей структурной частью биоценоза является фитоценоз. Фитоценоз – всякая совокупность как высших, так и низших растений, обитающих на данном однородном участке земной поверхности, с только им свойственными взаимоотношениями, как между собой, так и с условиями местообитания, и поэтому создающую свою особую среду, фитосреду (Сукачев). В то же время биоценоз – это часть более сложных природных систем, биогеоценозов. Биогеоценоз – биокосная система, состоящая из совокупности абиотических условий среды и организмов, образующих биоценоз. Все организмы, входящие в состав биогеоценоза, подразделяются на две функциональные трофические группы: автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы представлены фотосинтезирующими растениями и микроорганизмами и хемосинтезирующими микроорганизмами. Гетеротрофы получают от автотрофов не только энергию, но и необходимые для их жизни вещества. Гетеротрофы обеспечивают автотрофов необходимыми для них элементами минерального питания и СО₂, также участвуют в трансформации энергии и биологическом круговороте веществ. Совокупность факторов окружающей среды, влияющих на состав и структуру биоценозов, носит название местообитание, экотоп или биотоп. Комплексные факторы могут быть разделены на элементарные. По отношению к действию каждого фактора у организмов существуют различные адаптации. Все виды могут быть объединены в экологические группы. Свет: гелиофиты, тенелюбивые, теневыносливые. Влага: ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, гидрофиты, гидратофиты. Температура: пойкилотермные, гомойотермные. Экологические условия местообитания складываются за счет совокупного действия ряда факторов, особенно большое значение имеют температура и влажность. Конкурентно более сильные виды осваивают более теплые и влажные местообитания, участки с наиболее благоприятными экологическими условиями. Каждый биоценоз воздействует на среду обитания, изменяет температурный режим, влажность воздуха, количество света, почвенные условия и т.д. Растениям принадлежит огромная роль во влиянии биоценозов на окружающую среду. Надземные органы растений, образующие более или менее сомкнутые покровы, частично перехватывают поступающую в биоценоз солнечную энергию, атмосферные осадки, таким образом, изменяют световой и тепловой режимы, а также обеспеченность водой.

В период активной вегетации растений вода, проникая в почву, в большинстве биоценозов полностью поглощается корнями и расходуется на транспирацию и на построение новых органов. Благодаря этому растения оказывают воздействие на уровень почвенно-грунтовых вод. Его понижение из-за интенсивной транспирации растений нередко приостанавливает болотообразовательный процесс, что дает возможность поселяться мезофильным растениям с неглубокой корневой системой. Снижаются сила ветра и интенсивность газо- и теплообмена между воздухом внутри биоценоза и вне его. Большое значение имеет ежегодное поступление в почвуи на ее поверхность отмерших органов растений. Продукты разложения отмерших организмов играют важную роль в определении направления и интенсивности почвообразовательного процесса. Формирование фитосреды наиболее резко выражено в лесах, особенно с хорошо развитым сомкнутым древостоем. Кроме растений средообразующую роль играют и животные, особенно различные фитофаги и землерои. Животные-фитофаги способны отчуждать часть растительной массы, оказывает ограничивающее влияние на рост и развитие поедаемых растений. В результате способствуют уменьшению средообразующей роли одних растений и увеличению роли других.

Средообразующее воздействие животных, особенно млекопитающих и саранчовых, ярко проявляется в степях, где нередко травостой уничтожается ими полностью. Роющая деятельность оказывает прямое и косвенное воздействие на экотоп. Землерои вызывают дифференциацию экологических условий в пространстве.