§ 16. Биогеоценоз как особый уровень организации жизни

Определения и обозначения

Биогеоценоз — особый уровень организации жизни, целостная природная система, объединяющая живые организмы и участок среды. Его рассматривают как систему, потому что её части связаны обменом веществ и энергии и влияют друг на друга. Это понятие помогает изучать природу не как набор отдельных объектов, а как взаимодействующее целое.

По определению В. Н. Сукачёва, биогеоценоз — единство сообщества живых организмов и однородного участка среды их обитания. В этом определении подчёркнуто, что для описания системы нужны и организмы, и условия их существования. Оно позволяет отличить биогеоценоз от простого перечня видов, найденных в одном месте.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, совместно населяющих определённое пространство и связанных между собой. Популяция — группа особей одного вида, а биоценоз объединяет такие группы разных видов. Понятие нужно, чтобы обозначать именно живую часть системы и её межвидовые связи.

Биотоп — однородный участок среды с определёнными абиотическими условиями, занимаемый биоценозом. К ним относятся, например, особенности почвы, влажность, освещённость и температура. Это понятие описывает неживую часть системы и место, условия которого влияют на состав сообщества.

Как это устроено

Биотоп формируется под действием климата, почвы, воды и рельефа: они определяют, сколько тепла и влаги доступно организмам, какие вещества есть в почве и как движется вода. Поэтому на сухом солнечном склоне условия будут иными, чем в затенённой низине. Виды, способные жить при местных условиях, получают преимущество, а другим может не хватать ресурсов. Так абиотическая среда влияет на то, какие организмы входят в биоценоз.

В биоценозе организмы разных видов выполняют разные роли. Производители, прежде всего зелёные растения, создают органические вещества, используя энергию света и неорганические вещества. Потребители получают готовую органику, питаясь растениями или другими животными, а разрушители — бактерии и грибы — разлагают остатки организмов. Поэтому продукты деятельности одних групп становятся ресурсом для других, и между компонентами возникает обмен веществ.

Организмы и абиотическая среда образуют систему не просто потому, что занимают одну территорию. Растения изменяют освещённость, влажность и состав почвы, животные могут распространять семена, а микроорганизмы участвуют в разложении остатков. В свою очередь, температура, наличие воды и свойства грунта ограничивают жизнедеятельность организмов. Эти взаимные воздействия связывают компоненты в целое.

Связь поддерживают круговорот веществ и поток энергии. Вещества переходят из неживой среды к производителям, затем к потребителям, а после отмирания организмов возвращаются в среду благодаря разрушителям. Энергия поступает в основном от Солнца, передаётся по цепям питания и постепенно рассеивается в виде тепла. Следовательно, вещества могут многократно использоваться, а энергию системе приходится получать снова.

Биогеоценоз обычно выделяют в пределах относительно однородного участка среды, поэтому его границы связывают с изменением условий местности. Например, переход от сухого луга к заболоченной низине меняет влажность, почву и набор подходящих видов. Если природные условия изменяются, меняется и состав биоценоза, а вслед за ним — связи между организмами. Граница не всегда выглядит как чёткая линия: переход между соседними участками может быть постепенным.

Составные части биогеоценоза и их роль

Пользуйся таблицей, чтобы сначала отделить биотоп от биоценоза, а затем определить роль живых организмов. Производители, потребители и разрушители — группы биоценоза, а не отдельные типы биогеоценоза. Последняя строка показывает, что части связаны и не могут рассматриваться независимо.

Разбор задач

Задача 1. В лесу совместно обитают сосны, грибы, насекомые и птицы. Определите, какие из перечисленных объектов относятся к биоценозу. Нужно различить живые компоненты сообщества и условия среды, а не распределять организмы по их размерам или образу жизни.

1. Проверяем каждый объект: сосны, грибы, насекомые и птицы — живые организмы разных видов.
2. Все они могут входить в сообщество и быть связаны пищевыми или другими отношениями. Значит, в условии перечислены представители биоценоза.
3. Неживые условия леса — например, почва, температура и влажность — к биоценозу не относятся.

Ответ: все перечисленные объекты относятся к биоценозу. Почва и другие условия среды относились бы к биотопу.

Задача 2. Для участка луга перечислены растения, травоядные животные, почва, влажность и бактерии. Распределите объекты между биоценозом и биотопом. Чтобы решить задачу, определяем, является ли каждый объект живым организмом или неживым условием среды.

1. Растения, травоядные животные и бактерии — живые компоненты, поэтому они относятся к биоценозу. Внутри сообщества растения выступают производителями, травоядные — потребителями, а многие бактерии — разрушителями.
2. Почва и влажность — неживые характеристики участка. Они входят в биотоп и влияют на доступность воды, минеральных веществ и условия существования организмов.
3. Проверяем распределение: живые организмы оказались в биоценозе, а условия среды — в биотопе. Вместе обе части образуют биогеоценоз луга.

Ответ: биоценоз — растения, травоядные животные и бактерии; биотоп — почва и влажность.

Задача 3. После осушения заболоченного участка изменились влажность почвы, видовой состав растений и численность животных. Объясните, почему изменение одного компонента повлияло на другие. Здесь нужно проследить цепочку причин, начиная с воздействия на неживую среду.

1. Осушение уменьшает количество воды и меняет влажность почвы. Это изменение происходит в биотопе и влияет на условия прорастания и роста растений.
2. Растения, приспособленные к заболоченной среде, могут сокращаться, а виды, которым подходят более сухие условия, — распространяться. Поэтому меняется состав растительного сообщества.
3. Животные зависят от растений как от пищи и укрытия, а также от влажности места обитания. При изменении условий и растительности меняются доступность ресурсов и численность животных.

Ответ: компоненты связаны взаимным влиянием: изменение биотопа перестраивает биоценоз, а это отражается на других частях биогеоценоза.

Типичные ошибки

Ошибка: считать биогеоценоз только совокупностью живых организмов. Так путают его с биоценозом, потому что внимание обычно сосредоточено на заметных растениях и животных. Проверка простая: в описании биогеоценоза должны быть и организмы, и однородный участок неживой среды.

Ошибка: смешивать понятия «биоценоз» и «биогеоценоз». Оба термина описывают связанную с территорией природную систему, поэтому их легко принять за синонимы. Проверь себя вопросом: названо только сообщество организмов или также биотоп и связи с ним? В первом случае речь о биоценозе.

Ошибка: называть биотопом сообщество организмов. Её допускают, когда считают биотоп просто местом, где живут виды, и не замечают различия между местом и его обитателями. Для проверки перечисли только условия и ресурсы среды: почву, воду, влажность, температуру. Организмы относятся к биоценозу.

Ошибка: полагать, что компоненты лишь соседствуют независимо друг от друга. Такая мысль возникает, если рассматривать участок как список объектов, не прослеживая их отношения. Проверь себя: можешь ли ты показать хотя бы одну связь питания, обмена веществ или воздействия организмов на среду? Если связи есть, компоненты образуют систему.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об уровнях организации жизни и различиях между организмом, популяцией и видом. Также важно уметь различать живые компоненты и абиотические условия среды. Биогеоценоз связывает эти знания: популяции разных видов образуют биоценоз, который существует в определённом биотопе.

Позже это понятие поможет разбирать экосистемы, пищевые цепи, круговорот веществ и поток энергии. Связи внутри сообщества важны и для понимания устойчивости природных систем: изменение условий может перестроить состав видов и их отношения. Поэтому биогеоценоз служит основой для изучения более широких экологических процессов.

Что запомнить

• Биогеоценоз — целостная природная система определённого участка.
• Биогеоценоз объединяет биотоп и биоценоз.
• Биоценоз состоит из популяций разных видов.
• Биотоп характеризуется относительно однородными условиями среды.
• Организмы и среда связаны обменом веществ и потоками энергии.
• Изменение одного компонента может повлиять на другие компоненты системы.