Раздел III. Биогеоценотический уровень организации жизни

Определения и обозначения

Биогеоценоз — целостная природная система на определённом участке, где организмы связаны друг с другом и с неживой средой. Это понятие помогает рассматривать вместе обитателей территории, почву, воду и другие условия, а не изучать их по отдельности.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов, совместно обитающих на одной территории. В него входят живые организмы: например, растения, животные, грибы и бактерии. Понятие нужно, чтобы обозначить живое сообщество и его видовой состав.

Биотоп — участок среды с характерными условиями неживой природы, в котором существует биоценоз. К таким условиям относятся свойства почвы, наличие воды, температура и освещённость. Биотоп описывает среду, от которой зависят жизнь и распространение организмов.

Экосистема — система взаимосвязанных организмов и среды их обитания. Она включает обмен веществом и энергией между живыми компонентами и окружающими условиями. Это понятие шире биогеоценоза: у экосистемы могут быть не такие чёткие границы участка.

Как это устроено

Биогеоценотический уровень объединяет организмы разных видов, потому что их жизнь зависит от общих ресурсов и взаимных воздействий. Растения создают пищу, животные ею питаются, а организмы влияют на почву и состав среды. Поэтому список обитателей не объясняет, как работает система: нужно учитывать связи между видами и условиями их существования.

Границы биогеоценоза проводят там, где участок достаточно однороден по условиям среды и составу сообщества. Однородность важна потому, что она позволяет рассматривать организмы и условия как единую систему. Если заметно меняются влажность, почва или характер сообщества, участок может относиться уже к другому биогеоценозу; границы при этом не всегда выглядят как чёткая линия на местности.

По роли в преобразовании органического вещества организмы относят к производителям, потребителям и разрушителям. Производители создают органическое вещество из неорганического, используя энергию света или химических реакций; потребители получают готовое органическое вещество, поедая другие организмы или их части. Разрушители расщепляют остатки и отходы, возвращая простые вещества в среду. Без любой из групп нарушался бы перенос или возвращение веществ.

Пищевые связи показывают, кто кем питается, и складываются в цепи и разветвлённые сети. Стрелка в цепи направлена от пищи к тому, кто её ест: так обозначают передачу вещества и энергии. В сети один организм может быть пищей для нескольких видов, а сам питаться разными организмами. Поэтому изменение численности одного вида способно отразиться на других участниках связей.

Круговорот веществ поддерживает существование биогеоценоза: вещества переходят от среды к организмам, а после разложения остатков снова становятся доступными. Энергия поступает в систему, например с солнечным светом, и передаётся между организмами вместе с пищей. При каждом переходе часть энергии расходуется на жизнедеятельность и рассеивается в виде тепла. Поэтому вещество может многократно использоваться, а энергия проходит через систему и не возвращается в исходный запас.

Состав и связи биогеоценоза

В таблице компоненты разделены по тому, что они включают и какую функцию выполняют. Примеры показывают, как отдельные части встречаются в природном сообществе. Используйте таблицу, чтобы проверить, различаете ли вы среду, живые группы и процессы, связывающие их.

Разбор задач

Задача 1. Для лесного участка перечислены растения, животные, грибы, почва, вода и освещённость. Нужно распределить объекты между биотопом и биоценозом и назвать биогеоценоз. Сначала определите, какие объекты живые, а какие относятся к условиям неживой природы.

1. Растения, животные и грибы — живые организмы, значит, они входят в биоценоз.
2. Почва, вода и освещённость характеризуют неживую среду, значит, относятся к биотопу.
3. Соедините живое сообщество и его среду на данном лесном участке: вместе они образуют биогеоценоз.

Ответ: растения, животные и грибы составляют биоценоз; почва, вода и освещённость относятся к биотопу. Их взаимодействующая система на лесном участке — лесной биогеоценоз.

Задача 2. Составьте цепь питания из организмов луга: злаки, кузнечик, лягушка, уж. Укажите производителей и потребителей. Чтобы расположить звенья, выясните, какой организм служит пищей следующему.

1. Злаки создают органическое вещество, поэтому ставим их в начало и называем производителями.
2. Кузнечик питается растениями, а лягушка может питаться кузнечиками; далее уж питается лягушкой.
3. Запишите направление передачи пищи от съедаемого организма к тому, кто его ест.

Ответ: злаки → кузнечик → лягушка → уж. Злаки — производители, кузнечик, лягушка и уж — потребители.

Задача 3. После сокращения численности хищных птиц в экосистеме стало больше грызунов. Предположите, что может произойти с растениями. Рассуждайте по пищевой связи, не ограничиваясь прямым влиянием птиц на растения.

1. Сокращение числа хищников ослабляет давление на грызунов, поэтому их численность может вырасти.
2. Если грызуны питаются растениями или их частями, увеличение их количества усилит поедание растительности.
3. Следовательно, численность или состояние некоторых растений может ухудшиться; точный результат зависит от состава пищевой сети и доступности пищи.

Ответ: растения могут пострадать из-за усиленного поедания грызунами. Изменение связано с последовательностью отношений: меньше хищных птиц — больше грызунов — сильнее воздействие на растения.

Типичные ошибки

Считать биогеоценоз и биоценоз одним и тем же — ошибка, потому что биоценоз включает только живые организмы, а биогеоценоз также охватывает неживую среду и связи с ней. Такое смешение возникает, когда внимание сосредоточено только на видах. Проверьте себя: упомянуты ли условия участка, например почва и вода? Если нет, описание биогеоценоза неполное.

Сводить экосистему к перечню видов недостаточно: без среды и взаимодействий целостная система не описана. Перечисление кажется удобным, поскольку позволяет быстро назвать обитателей. Но проверьте, показано ли, как организмы получают пищу, зависят от условий и влияют на них; если нет, это лишь список, а не описание экосистемы.

Путать производителей, потребителей и разрушителей — значит не учитывать, как именно организмы получают и преобразуют органическое вещество. Ошибка возникает, если делить виды только на растения и животных: например, грибы и бактерии тоже важны для системы. Проверьте роль организма: создаёт ли он органическое вещество, питается готовым или разлагает остатки?

Считать, что энергия совершает такой же круговорот, как вещество, неверно: энергия передаётся по системе и рассеивается. Путаница появляется потому, что и вещество, и энергия переходят между организмами при питании. Чтобы проверить себя, спросите, возвращается ли энергия к исходному источнику: вещество может снова использоваться, а рассеянная энергия — нет.

Связь с другими темами

Для понимания биогеоценоза нужно знать, что такое вид и популяция: именно популяции разных видов образуют биоценоз. Также важно различать живые организмы и факторы неживой среды, чтобы не смешивать биоценоз с биотопом.

Знания о фотосинтезе и питании объясняют, откуда в экосистеме берётся органическое вещество и как оно переходит между организмами. Эти процессы помогают понять роль производителей и направление пищевых связей.

Пищевые сети и круговорот веществ пригодятся при изучении экологии, устойчивости природных сообществ и влияния человека на них. Изменение численности одного вида может затронуть связанные популяции и условия существования других организмов.

Что запомнить

• Биогеоценоз объединяет живое сообщество и участок неживой среды.
• Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих совместно.
• Производители создают органическое вещество, потребители используют его, разрушители разлагают остатки.
• Пищевые цепи показывают направление передачи вещества и энергии.
• Вещество участвует в круговороте, а энергия проходит через экосистему и рассеивается.
• Состояние видов в биогеоценозе связано с состоянием других его компонентов.