БІОЦЕНОЗ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОМПОНЕНТИ, ТИПИ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ

Біоценоз , біологічне співтовариство, або екологічне співтовариство являє собою угруповання популяцій організмів , які живуть в загальній зоні. У цьому визначенні ми неявно маємо, що територія повинна бути обмежена для визначення громади. У більшості випадків розмежування є чисто довільним.

Спільноти характеризуються надзвичайно складними, оскільки існують розбіжності на кожному рівні організації (індивідуальні, популяційні, види тощо). Це додатково до того, що люди взаємодіють різними способами, включаючи конкуренцію, взаємність, хижацтво чи коменсалізм, серед інших.

Джерело: Key45

Крім того, розмежування спільноти є (для деяких авторів) спірним питанням, оскільки існування спільноти як біологічної одиниці ставиться під сумнів.

Галузь біології, яка спрямована на вивчення спільноти як рівня організації, називається екологією спільноти, прагнучи конкретизувати такі аспекти, як склад та різноманітність видів у них. Сюди входить вивчення двох або більше видів, що знаходяться в одній місцевості, оцінка взаємодій та конкуренції.

Екологи намагаються зрозуміти функціонування громад, вивести способи управління ними і таким чином зберегти біорізноманіття.

Історія

На початку 20 століття відбулася важлива дискусія, що стосується природи громад.

У той час існували два крайні та протилежні погляди: один з них розглядав громади як суперорганізм, де індивіди, які їх складають, встановлювали між собою дуже глибокі стосунки.

Вважалося, що такі відносини є настільки екстремальними, що громади можна класифікувати так само, як класифікують організми: використовуючи ліннейську систематику.

Протилежний погляд був абсолютно індивідуалістичним, стверджуючи, що кожен організм має специфічні риси, що дозволяють йому мешкати на певній території.

Слідом за цією ідеєю, спільнота складалася з набору видів, які мали схожі риси чи характери, і тому співіснували в одному регіоні. Прихильником цієї ідеї був Х. А. Глісон. В даний час найбільш близьким до сучасного бачення є ідеї цього автора.

характеристики

У галузі біології спільнота визначається як сукупність двох або більше популяцій, які взаємодіють у визначеній області. Це надзвичайно динамічні утворення, які бувають різного розміру та з різним рівнем взаємодії.

Населення - це групи організмів, що належать до одного виду, і різні популяції можна знайти в громадах. Таким чином, у кожному з цих середовищ ми знаходимо і тварин, і рослини, і мікроорганізми.

Зараз ми опишемо найяскравіші аспекти біологічного співтовариства, з точки зору його структури та безлічі і складних взаємозв'язків, що відбуваються всередині нього.

Структура та компоненти

Існують чотири основні параметри, які біологи використовують для опису структури громади. Це: їх видове багатство, взаємодія між ними, різноманітність видів та їх фізичні ознаки.

Видове багатство

Перший з них найлегший для кількісного визначення і складається з підрахунку кількості видів, які існують у громаді, яку ви хочете вивчити.

Чим більше видів має громада, тим вона багатша. Як правило, найбагатші громади розташовані в регіонах поблизу екватора.

Це високе багатство, ймовірно, пояснюється великою кількістю сонячної радіації (тим самим збільшуючи продуктивність фотосинтетичних організмів), високою температурою, невеликими коливаннями температури та великою кількістю опадів у цих районах.

На відміну від того, як ми наближаємось до полюсів, багатство видів зменшується, оскільки довкілля вважається менш сприятливим для розвитку та встановлення життя.

Взаємодії

Другий фактор - це сума взаємодій, що існують між кожним із видів, що складають спільноту. Взаємозахисні взаємодії зазвичай починають вивчатися і тоді формується мережа. Ці мережі можуть містити всі типи взаємодій, про які ми поговоримо пізніше.

Різноманітність

Параметр різноманітності визначається відносною чисельністю (наскільки рівномірні види за своїми характеристиками) та кількістю видів, наявних у спільноті.

Було запропоновано, щоб стабільність громади була пропорційно пов'язана з різноманітністю, яке ми знаходимо в ній. Однак вважається, що це правило застосовується не завжди.

Математично існує низка індексів, які дозволяють кількісно визначити різноманітність видів біоценозу. Серед найвідоміших і найбільш використовуваних у літературі маємо індекс Сімпсона та індекс Шеннона-Вінера.

Фізичні ознаки

Нарешті, ми маємо фізичні ознаки спільноти, включаючи біотичні та абіотичні фактори.

Оскільки структура громади збільшує свою складність (через велику кількість видів або взаємодії між ними), для її характеристики можуть бути реалізовані комп'ютерні програми.

Чи всі види в громаді однаково важливі?

Екологічно не всі види в межах громади мають однакову вагу або значення.

Деякі мають набагато більше значення, непропорційно впливаючи на численність та різноманітність решти видів. Вони називаються ключовими видами.

Відомий експеримент з екології громади був проведений з використанням морської зірки, що належить до виду Pisaster ochraceus, як досліджуваного організму. Видаляючи зірку зі свого природного співтовариства, вид мідій, які вона споживає, почав непропорційно збільшуватися.

Мідія негативно вплинула на значну кількість видів, зменшивши видове багатство спільноти. З цієї причини P. ochraceus вважається ключовим видом у цьому біоценозі.

На європейському континенті кажани з сімейства птероподів також є ключовим видом, оскільки вони відповідають за запилення та розпорошення насіння значної кількості рослин.

Типи

Існує два основні типи спільнот: основні та другорядні. Більш широка громада визначається як громада, достатньо велика за розмірами, щоб підтримувати та регулювати себе незалежно. Наприклад, громади, які ми знаходимо в ставку чи в лісі.

Більші громади в свою чергу складаються з менших громад, також відомих як товариства. Вони набагато менші за обсягом та розміром, і не в змозі підтримувати себе, оскільки залежать від сусідніх громад.

Взаємовідносини між індивідами в біоценозі та приклади

У громадах існує кілька способів взаємодії її членів, що відбувається постійно. Багато разів доля популяції безпосередньо пов'язана з її взаємодією з іншою групою видів, або шляхом обміну поживних речовин, через конкуренцію, або наданням середовищ існування для свого супутника.

Біологи класифікують взаємодії залежно від впливу придатності одного виду на інший і навпаки. Фітнес, або біологічне ставлення, визначається як здатність індивіда виробляти життєздатне і родюче потомство.

Коменсалізм

У коменсалізмі один вид вигоди (тобто позитивно впливає на пристосованість популяції) від взаємодії, тоді як інші види, що беруть участь, не впливають. На практиці коменсальні відносини перевірити надзвичайно важко, оскільки мало стосунків перетворюються на нульову зміну фітнесу.

Цей тип відносин зустрічається у рослин, які називаються епіфітами. Ці організми розташовуються на гілках деяких високих дерев, щоб отримувати сонячне світло, отримуючи пряму користь. На дерево не впливає наявність рослини.

Відносини триватимуть як "коменсальний" до тих пір, поки кількість епіфітів не буде надзвичайно великою. Якщо кількість зросте у значних кількостях, які блокують сонячне світло до дерева, обидва види почнуть конкурувати.

Конкуренція

Коли два види шукають спільний ресурс, який чомусь обмежений, вони змагатимуться за його придбання. В екології відомо, що два види не можуть конкурувати нескінченно довго: один з них витіснить інший. Це відомо як принцип конкурентного виключення.

Інший можливий сценарій співчуття обом видам - це те, що один з двох модифікує характеристику, що зменшує конкуренцію.

Наприклад, якщо два види птахів використовують один і той же ресурс (скажімо, певне насіння), вони змагатимуться за їжу. Якщо обидва види є екологічно дуже схожими, їх необхідно розділити уздовж однієї осі ніші, щоб підтримувати співіснування.

Оскільки конкуренція має негативні наслідки для придатності виду, природний відбір буде рішуче діяти, щоб уникнути цього. Ця еволюційна зміна використання ресурсів, викликана існуванням конкуренції протягом кількох поколінь, називається нішевою диференціацією.

Зниження фітнесу не завжди має однакову величину для конкурентів. Якщо будь-який із видів вищий, його придатність знизиться в меншій мірі, ніж у його супутника.

Споживання

Споживання одного виду іншим може мати форму травоїдної тварини, хижацтва чи паразитизму. У всіх цих сценаріях організм, який набуває або засвоює поживні речовини, отримує користь у своїй придатності, тоді як на види, які споживаються або виступають як господарі, негативно впливають.

Еволюційно існування цих антагоністичних зв'язків між видами може призвести до декількох сценаріїв. Перший з них, більш інтуїтивний, полягає в тому, що один з видів закінчує гасіння своєї здобичі або свого господаря.

Еволюційні наслідки: гонки на озброєнні

По-друге, взаємний селективний тиск призводить до появи нової, кращої «зброї» у кожного з видів, що породжує гонку озброєнь. У ньому кожен вид, що бере участь у взаємодії, підвищує ефективність своєї зброї.

Наприклад, рослини розробляють механізми хімічного захисту проти травоїдних тварин, і ці механізми детоксикації. Коли в рослинній популяції з’явиться новий токсин, споживачі (у разі гонки озброєнь) покращать свої стратегії детоксикації.

Те саме стосується стосунків між хижаками та їх здобиччю: щоразу, коли кожен вдосконалює свої навички в русі, аналог також удосконалює його.

Споживчі програми

Знаючи мережу взаємодій певної спільноти, ви можете отримати максимальну користь від цієї інформації. Наприклад, коли ви хочете знищити шкідника (з врожаю чи ділянки), природного споживача шкідника можна запровадити для його усунення без застосування токсичних хімічних речовин до екосистеми.

Ця модальність боротьби з шкідниками називається біоконтролером і виявилася досить ефективною в регіонах, де вона була реалізована.

Мутуалізм

Останній тип взаємодії виникає, коли два задіяні види набувають переваг у справі.

Класичний приклад - взаємозв'язок між рослинами та їх запилюючими агентами. Перші отримують енергетичну винагороду, і рослинам вдається розпорошити свої гамети. Запилювачами можуть бути комахи, птахи або кажани.

Інший приклад взаємності є між бактеріями, що фіксують азот, і рослинами, в яких ці бактерії ростуть. Рослина, яка бере на себе роль господаря, забезпечує захист та поживні речовини (наприклад, цукри) бактеріям, і це забезпечує необхідний йому амоній або нітрати.

Історично цей тип відносин називався симбіозом, коли обидва види отримували користь від цих разом. Сьогодні термін симбіоз має значно ширше значення і використовується для опису тісного зв’язку між двома видами.

Не приклад альтруїзму

Нарешті, важливо зазначити, що у взаємних відносинах ми не знаходимо двох видів, які є альтруїстичними один з одним. Під час взаємодії кожен вид намагається звести переваги до максимуму, а витрати - до мінімуму.

Тому, коли мова йде про взаємні стосунки, типово спостерігати за розвитком характеристик, які прагнуть обдурити свого партнера.

Наприклад, певні види квітів дають яскраві барвисті структури, які приваблюють запилювачів, але не містять нектару. Існує кілька прикладів складних споруд - деякі навіть встигають змоделювати форму жіночої комахи, щоб самець намагався спаровуватися з квіткою.

Так само деякі тварини крадуть нектар з квітів і не виконують службу запилення, оскільки вони відкривають отвір у квітці і не контактують з пилком.

Список літератури

Фріман, С. (2017). Біологічна наука. Пірсон освіта.
Gauch, HG, & Gauch Jr, HG (1982). Багатоваріантний аналіз в екології громади. Cambridge University Press.
Яксіч, Ф. (2007). Екологія громади. Видання UC.
Lawton, JH, & Kinne, O. (2000). Екологія спільноти в світі, що змінюється. Ольдендорф, Німеччина: Інститут екології.
Морін, PJ (2009). Екологія громади. Джон Вілі та сини.
Naess, A. (1990). Екологія, спільнота та спосіб життя: контур екософії. Кембриджська університетська преса.
Велленд, М. (2010). Концептуальний синтез в екології громади. Щоквартальний огляд біології, 85 (2), 183-206.
Verhoef, HA, & Morin, PJ (ред.). (2010). Екологія громади: процеси, моделі та програми. Oxford University Press.
Webb, CO, Ackerly, DD, McPeek, MA, & Donoghue, MJ (2002). Філогенії та екологія громади. Щорічний огляд екології та систематики, 33 (1), 475-505.

БІОЦЕНОЗ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КОМПОНЕНТИ, ТИПИ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025