20. Смены биогеоценозов и классификация биогеоценотических смен

Биогеценоз, по определению В.Н.Сукачёва - это «внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии». Развитие заложено в самой сущности биогеоценоза Смены – этапы развития биогеоценозов.

Два типа экологических сменЦиклические изменения экосистем отражают периодичность повторения внешних условий (флюктуации, аспекты). Поступательные изменения (экологические сукцессии) – приводят к необратимой смене сообществ, изменению видового состава и всех биологических взаимодействий.

Особенности флюктуаций; Несмотря на значительные отклонения во всех параметрах биогеоценоза, его структура, компонентный состав, межкомпонентные связи через равные промежутки времени возвращаются к исходному состоянию. Изменения экосистем цикличны. Способность восстанавливаться при циклических изменениях исторически сложилась и «унаследована» в генотипах видов из которых состоит сообществ(Циклические изменения , геофизические ритмы, биологические ритмы)

Поступательные смены: Сукцессия – закономерный, направленный, предсказуемый процесс изменения сообщества, приводящий к установлению стабильной экосистемы, биологически возможной на данном местообитании Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга сообществ в ходе сукцессии называется сукцессионной серией.

21. Сукцессия – закономерный, направленный, предсказуемый процесс изменения сообщества, приводящий к установлению стабильной экосистемы, биологически возможной на данном местообитании Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга сообществ в ходе сукцессии называется сукцессионной серией. Различают: первичные и вторичные сукцессии, экзогенные и эндогенные, автотрофные и гетеротрофные Рззновидности: Эндогенные (автогенные) сукцессии происходят под влиянием внутренних противоречивых тенденций в развитии компонентов самого биогеоценоза. Они отражают процесс саморазвития биогеоценотического покрова, обязательны, необратимы и сопровождаются, как правило, усложнением системной организации и уменьшением скорости энтропии. увеличивается общая биомасса и количество детрита.возрастает валовая продукция.возрастают расходы на дыхание как автотрофных, так и гетеротрофных компонентов, уменьшается доля чистой продукции, отношение валовой продукции к деструкции стремится к единице, доля неиспользованной энергии уменьшается. Изменения в структуре сообществ;увеличивается длина и разветвленность пищевых цепей, преобладание пастбищных цепей питания сменяется преимущественно детритными, удлиняются и усложняются жизненные циклы, в значительной степени развиваются симбионтные отношения, увеличивается ярусность и пространственная гетерогенность биогеоценозов. Увеличивается число экологических ниш.

Причины эндогенной сукцессии:Неполнота биологического круговорота веществ, в результате которой последующим поколениям достаётся другой набор органических и минеральных веществ. Неравномерность изменений каждого из компонентов биогеоценозов, которая служит постоянным источником спонтанного саморазвития биогеоценоза., сингенез, происходящий в результате вселения, размножения и взаимного сживания видов (пионерные сообщества), преобразование природной среды в результате жизнедеятельности организмов, которые её модифицируют, создавая условия, благоприятные для других видов и неблагоприятные для самих себя (заболачивание тайги). Автортофная сукцессия- одна из первых стадий автогенной сукцессии, когда первичная продукция существенно превосходит по величине расходы на дыхание экосистемы ( при автотрофных сукцессиях происходит снижение относительного количества автотрофов).

Гетеротрофная сукцессия- этапы развития экосистемы с преобладанием расходов по дыханию над продукцией. Это может быть и сброс органики в пруд, и расходование накопленной органики. Один из примеров – сукцессия простейших в сенном настое Экзогенные (аллогенные) сукцессии- происходят под влиянием внешних причин. не являются обязательными для экосистем, не вытекают из их развития, случайны, хотя происходят повсеместно и имеют важное практическое значение.могут быть вызваны природными и антропогенными факторами.могут быть обратимыми и необратимыми, локальными и охватывать обширные территории земли, скоротечными и длительными Причины, вызывающие экзогенные сукцессии- климатогенные, обусловленные общим изменением теплового режима или атмосферного увлажнения, происходящие на обширных пространствах земли, геоморфогенные, связанные с динамикой рельефа в результате тектонических движений коры, развитием оврагов, долин, почвенно-грунтовые, связанные с изменением уровня грунтовых вод или размытия почвенного слоя атмосферными осадками и другими процессами, зоогенные и фитогенные, связанные с внедрением в сложившиеся биоценозы видов, обладающих высокой конкурентоспособностью, антропогенные. Деление экологических сукцессий на аллогенные и автогенные достаточно условно: поскольку в реальных условиях все факторы действуют совокупно, и трудно выделить главную причину сукцессии. автогенные сукцессии в чистом виде не существуют (постоянные экзогенные возмущения антропогенных факторов).Дигрессии - экзогенные сукцессии, приводящие к обеднению видового состава, деградации почв, снижению устойчивости экосистем. Результат недальновидной деятельности человека. Первичные и вторичные сукцессии, их этапы и продолжительность- Первичные сукцессии- начинаются на субстратах, не затронутых почвообразованием (скальные породы, вулканическая лава и др.)при заселении живые организмы, сменяя друг друга, необратимо изменяют местообитание. (экогенетическая сукцессия) Процесс первичной сукцессии по Ф.Клементсу: возникновение незанятого жизнью участка, заселение случайными видами с подходящей экологической валентностью, конкуренция между ними и сохранение наиболее приспособленных, преобразование местообитания живыми организмами, стабилизация условий и отношений. Вторичные сукцессии (демутационные) происходят на месте сформировавшихся биоценозов после их нарушения пожар, распашка степи, вырубка и др. проходят быстрее, чем первичные, так как в нарушенных местообитаниях сохраняется почвенный профиль, семена растений, часть прежних животных и прежних связей. демутация не является повторением какой-либо стадии первичной сукцессии. Вторичная сукцессия слагается из четырёх этапов:стадия однолетних сорняков (2-5 лет), стадия короткоживущих злаков (3-10 лет), ранняя стадия многолетних злаков (10-20 лет), стадия климаксных злаков (20-40 лет).

22. Биогеоценоз как кибернетическая система Кибернетика – наука об управлении. Способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять равновесие называется гомеостазом Управление зависит от наличия обратной связиЕсли обратная связь положительная, то значение управляемой величины возрастает. Отрицательная обратная связь уменьшает значение управляемой величины Существование систем регулирования с обратной связью прослеживается на всех уровнях организации живого - от молекулярного до популяционного и биосферного. На уровне экосистемы механизмы управления регулируют: запасание и высвобождения питательных веществ, продуцирования и разложения органических соединений. Взаимодействие круговорота веществ и потоков энергии в больших экосистемах создает самокорректирующийся гомеостаз, для поддержания которого не требуется внешнего управления Изменения в энергетике: увеличивается общая биомасса и количество детрита. возрастает валовая продукция. ,возрастают расходы на дыхание как автотрофных, так и гетеротрофных компонентов, уменьшается доля чистой продукции, отношение валовой продукции к деструкции стремится к единице., доля неиспользованной энергии уменьшается.

23. Потоки информации, ее преобразование и накопление в биогеоценозе. С точки зрения теории информации, любое изменение во внешней среде, отклонение от фона, для живого организма и для целого биоценоза является информацией. Свет как источник информации- Способность растений реагировать на длину дня получила название фотопериодической реакции – ФПР Суточные ритмы в поведении животных Тепло как источник информации тепло является и сигналом для запуска или прекращения действия разнообразных процессов в биогеоценозе Сумма эффективных температур -превышение среднесуточных температур над нижним порогом вегетации .Температура – сигнал для поведения животных. Влага как источник информации Гидротаксис почвенных беспозвоночных Сбрасывание листвы в зименезеленых лесах. Энергия сигнала всегда меньше энергии производимого эффекта Таким образом, совершенно очевидно, что для начала или окончания каких-либо процессов в биогеоценозе существуют определенные пусковые механизмы. Однако, поиск таких конкретных сигналов часто является предметом специальных исследований . Информация накапливается и хранится в геномах организмов При исчезновении из биоценоза какого-либо вида, информация теряется, при вселении - добавляется. При глобальных климатических изменениях популяции в биогеоценозе подвергаются дизруптивному отбору. При неизменности условий, в популяциях господствует стабилизирующий отбор, сохраняющий накопленную информацию на прежнем уровне.