"Биология. Профильный уровень", Пономарева И.Н.
Биогеоценоз — природная система, в которой сообщество организмов связано с условиями среды на определённом участке. Он состоит из биоценоза и биотопа, а виды внутри него распределены по пространству и связаны пищевыми отношениями. Такое устройство позволяет понять, как организмы используют ресурсы, передают друг другу вещества и зависят друг от друга. Вещества в системе совершают круговорот, а энергия поступает главным образом от Солнца и постепенно рассеивается.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Биогеоценоз — природная система на однородном участке земной поверхности, в которой живые организмы связаны друг с другом и с условиями среды. Это понятие помогает описывать не отдельный вид, а целое сообщество вместе с местом его обитания. Например, лесной участок включает и организмы, и почву, и климатические условия.
Экосистема — совокупность организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. В отличие от биогеоценоза, это понятие не обязательно связано с чёткими природными границами: экосистемой можно назвать систему разного масштаба. Такое понятие удобно, когда нужно рассмотреть связи организмов и среды независимо от того, где именно проходит граница участка.
Биоценоз — сообщество совместно обитающих организмов. В него входят растения, животные, грибы и микроорганизмы, которые живут на одном участке и взаимодействуют между собой. Понятие нужно, чтобы обозначить живую часть биогеоценоза и отделить её от неживых условий.
Биотоп — однородный участок среды, занимаемый биоценозом. К нему относятся неживые условия и ресурсы: почва, вода, свет, температура и доступные минеральные вещества. Биотоп показывает, в каких условиях живут организмы и какие возможности или ограничения среда для них создаёт.
Биогеоценоз складывается из биоценоза и биотопа: первое обозначает живое сообщество, второе — участок среды с его условиями. Они связаны, потому что организмы используют ресурсы среды и сами меняют её, например обогащают почву органическими остатками. Границы системы проводят там, где участок и сообщество остаются относительно однородными; резкий переход к другим условиям помогает выделить соседний биогеоценоз. В природе такие границы не всегда выглядят как чёткая линия.
Видовая структура показывает, какие виды входят в сообщество и насколько они в нём представлены. Состав видов зависит от среды: одни организмы приспособлены к влажным затенённым местам, другие — к сухим и хорошо освещённым. Влияют и отношения между видами: конкуренция, питание, опыление и другие связи. Поэтому при изменении условий одни виды могут стать многочисленнее, а другие — исчезнуть с участка.
Пространственная структура описывает размещение организмов по участку и по высоте. В лесу различают ярусы: кроны деревьев, кустарники, травы и мхи; свои места занимают также животные и микроорганизмы. Такое распределение позволяет разным организмам использовать свет, воду и пространство не совершенно одинаково. Ярусность возникает потому, что условия меняются даже на небольшом участке: под пологом леса меньше света, а у поверхности почвы сохраняется влага.
Трофическая структура — это пищевые связи и распределение организмов по способу получения органического вещества. Продуценты, прежде всего зелёные растения, создают органическое вещество из неорганических веществ, используя энергию света. Консументы получают готовую органику, поедая растения или других животных. Редуценты, например бактерии и грибы, разлагают остатки и возвращают простые вещества в среду, откуда их могут снова использовать продуценты.
Компоненты биогеоценоза связаны переносом вещества и энергии: вещества переходят из среды в организмы, а затем через остатки возвращаются в среду. Благодаря работе редуцентов одни и те же химические элементы могут многократно участвовать в круговороте. Энергия же поступает главным образом от Солнца, передаётся от продуцентов к консументам и редуцентам, но при каждом превращении часть рассеивается как тепло. Поэтому для поддержания жизни системе нужен постоянный приток энергии.
| Что рассматривается | Состав или проявление | Роль в биогеоценозе | Пример |
|---|---|---|---|
| Биотоп | Неживые условия и ресурсы | Задаёт условия жизни организмов | Почва, вода, освещённость лесного участка |
| Биоценоз | Растения, животные, грибы и микроорганизмы | Образует живое сообщество и связи между организмами | Деревья, птицы, насекомые, грибы |
| Видовая структура | Состав и представленность видов | Показывает разнообразие сообщества и его связь с условиями среды | Виды деревьев и трав на участке |
| Пространственная структура | Размещение организмов, ярусы | Помогает использовать ресурсы разных частей участка | Кроны, кустарники, травяной ярус |
| Трофическая структура | Продуценты, консументы, редуценты | Обеспечивает передачу органического вещества и его разложение | Растение — насекомое — птица — редуценты |
Таблица помогает не смешивать компоненты среды с организмами и показывает, что структуры описывают разные стороны одного сообщества. При разборе конкретного участка сначала определите его неживые условия и состав организмов, а затем установите, как виды размещены и связаны питанием. Пример в последнем столбце — ориентир, а не полный список обитателей.
Задача 1. Для лесного участка перечислите признаки, по которым можно выделить биотоп и биоценоз. Сначала разделите наблюдения на неживые условия и живые организмы. Затем проверьте, что обе части относятся к одному и тому же участку.
Ответ. Биотоп можно описать через тип почвы, освещённость, влажность и температуру. Биоценоз — через совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов этого участка. Вместе они составляют биогеоценоз.
Задача 2. Распределите растения, растительноядных насекомых, насекомоядных птиц и бактерии-разрушители лесной подстилки по трофическим группам. Чтобы не ошибиться, выясните, откуда каждый участник получает органическое вещество. Начинайте цепочку с тех, кто создаёт органику, а не с того, кто её ест.
Ответ. Растения — продуценты, оба вида животных — консументы, бактерии-разрушители — редуценты. Их роли показывают, как органическое вещество создаётся, передаётся и разлагается. Если бы в цепочке учитывали только поедание, возвращение веществ в среду осталось бы незамеченным.
Задача 3. После исчезновения хищной птицы в лесу увеличилась численность растительноядных животных. Объясните возможные последствия для растений и других компонентов сообщества. Проследите причинную цепь, не предполагая, что последствия ограничатся одним видом.
Ответ. Возможная цепь такова: меньше хищников — больше растительноядных животных — сильнее поедание растений — изменение растительности и условий для других видов. Это вероятные последствия, а не неизбежный результат: на них влияют доступность пищи, другие хищники и особенности самого сообщества. Пример показывает, почему изменение одного компонента может затронуть весь биогеоценоз.
Ошибка — считать биогеоценоз и экосистему полностью тождественными. Их смешивают, потому что оба понятия описывают связи организмов и среды, но биогеоценоз обычно выделяют на определённом природном участке с относительно однородными условиями. Проверьте себя: если речь идёт о системе без привязки к конкретным природным границам, точнее говорить об экосистеме.
Ошибка — относить неживые условия среды к биоценозу. Такое происходит, когда все признаки участка воспринимают как описание сообщества, хотя биоценоз состоит только из организмов, а условия относятся к биотопу. Проверьте каждый пункт: живое существо — часть биоценоза, почва или температура — характеристика биотопа.
Ошибка — считать, что пищевые цепи описывают только поедание животных. В цепи обычно есть начало в виде продуцентов, а остатки организмов разлагают редуценты; их часто упускают, потому что разложение менее заметно. Чтобы проверить себя, проследите путь органического вещества от создания растением до разложения остатков.
Ошибка — представлять круговорот веществ и поток энергии одинаковыми процессами. Вещества возвращаются в среду и могут использоваться снова, тогда как энергия проходит через систему и рассеивается. Проверьте объяснение: если энергия в нём «возвращается» к продуцентам по замкнутому кругу, процессы перепутаны.
Для понимания биогеоценоза нужны знания о различиях между живыми организмами и абиотическими факторами — неживыми условиями среды, например светом и температурой. Тема опирается и на понятия пищевой цепи, производителей, потребителей и разрушителей органического вещества: они объясняют трофические связи. Понимание состава и связей системы пригодится при изучении её устойчивости, динамики и смены сообществ. Оно также помогает разбирать, как деятельность человека влияет на экосистемы.
Чем биогеоценоз отличается от экосистемы?
Экосистема — широкое понятие: так можно назвать систему организмов и среды, связанных обменом веществ и энергии, независимо от её размера и границ. Биогеоценоз обычно выделяют на однородном участке природной среды, где границы сообщества и условий обитания можно определить. Поэтому биогеоценоз рассматривают как частный вариант экосистемы.
Что входит в биоценоз, а что — в биотоп?
Биоценоз — все совместно обитающие на участке организмы: растения, животные, грибы и микроорганизмы. Биотоп — сам участок среды и его неживые условия, например почва, вода, освещённость и температура. Вместе биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз.
Почему растения обычно занимают нижние ярусы лесного сообщества?
Нижние ярусы леса занимают не только растения: верхний ярус обычно образуют кроны высоких деревьев, а ниже располагаются кустарники и травы. Различия в высоте помогают растениям использовать свет, воду и пространство по-разному. При этом теневыносливые виды могут расти под пологом леса, где освещённость ниже.
Какую роль в биогеоценозе выполняют редуценты?
Редуценты, например бактерии и многие грибы, разлагают мёртвые остатки организмов и отходы до более простых веществ. Эти вещества возвращаются в среду и снова могут быть использованы организмами, в том числе растениями. Так редуценты поддерживают круговорот веществ.
Почему вещества совершают круговорот, а энергия не возвращается к продуцентам?
Вещества переходят из среды в организмы, затем с остатками возвращаются в среду и могут использоваться снова. Энергия поступает в систему главным образом от Солнца, передаётся по пищевым связям и при каждом превращении частично рассеивается в виде тепла. Поэтому энергия проходит через экосистему, а не движется по замкнутому кругу.
§ 36. Строение биогеоценоза (экосистемы)
