1.2 Основные понятия и определения экологии

Основные понятия экологии – популяция, сообщество, местообитание, экологическая ниша, биоценоз. экосистема.

Популяцией (от лат. populus – народ) называется группа организмов, относящихся к одному виду и занимающая определенную область, называ­емую ареалом.

Сообществом или биоценозом называют совокупность растений и жи­вотных, населяющих участок среды обитания.

Экологическая ниша – это совокупность условий, необходимых для существования популяций. Она определяет положение вида в целях питания.

Экологическая система (биогеоценоз) – это совокупность сообщества и среды.

Различие в терминах «экосистема» и «биогеоценоз» заключается в том, что экосистема может не содержать растительных сообществ, а биогеоценоз невозможен без фитоценоза.

В состав биогеоценоза входят следующие компоненты:

- неорганические вещества, включающиеся в круговорот (соединения углерода, азота, кислорода, вода, минеральные соли и др.);

- климатические факторы (температура, давление, освещенность и др.);

- органические вещества (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, ли­пиды);

- продуценты – автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических под действием солнечного света (в основном зеленые растения);

- консументы – гетеротрофные организмы (растительноядные и пло­тоядные потребители готового органического вещества. В основном животные.

- деструкторы и редуценты – гетеротрофные организмы, разруша­ющие остатки мертвых растений и животных (черви, мокрицы, раки, сомы) и переводящие их в минеральные соединения (бактерии, гри­бы).

Каждый биогеоценоз характеризуется видовым разнообразием, чис­ленностью и плотностью популяции каждого вида, биомассой и продуктив­ностью.

Взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонентов – один из самых общих признаков, хотя часто эти организмы разделены в пространстве, располагаясь в виде ярусов: автотрофный метаболизм наиболее интенсивно протекает в верхнем ярусе - «зеленом поясе», где наиболее доступна световая энергия, а гетеротрофный метаболизм преобладает внизу, в почвах и отложениях - «коричневом поясе», в котором накапливается органическое вещество.

Пирамида питания определяет круговорот веществ в биосфере, который выглядит следующим образом:

Выделяют два подхода к изучению экологической системы: аналитический, изучающий отдельные части системы и синтетический, вначале изучающий всю систему в целом. Оба подхода дополняют друг друга.

Экология показывает, что живой мир – не простая совокупность су­ществ, а единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимодействий. Каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи со средой. Интенсивность метаболизма в экосистеме и его относительная стабильность определяются, в значительной мере потоком солнечной энергии и веществ.

Отдельные организмы не только приспособлены к физической среде, но и приспосабливают геоклиматическую среду к своим биологическим потребностям. Состав атмосферы также регулируется организмами.

В создании кислорода атмосферы и органических веществ важную роль играет фотосинтез, который протекает по такой схеме: углекислый газ + вода + солнечная энергия (в присутствии ферментов, связанных с хлорофиллом) = глюкоза + кислород. Таким образом, производится углерод (глюкоза), аминокислоты, белки и другие жизненно важные соединения.

Три функции сообщества в целом – продукция, потребление и разло­жение тесно связаны друг с другом. Наиболее устойчивым к продуктам раз­ложения является гумус, необходимый почве для роста растений.

Сбалансированность продуцирования и разложения – основное условие существования всего живого в биосфере. Отставание утилизации вещества, произведенного автотрофами, не только обеспечивает построение биологи­ческих структур, но и обуславливает существование кислородной атмосферы.

В результате увеличения содержания углекислого газа в атмосфере, ко­торый подобно стеклу поглощает инфракрасное излучение, испускаемое зем­ной поверхностью, создавая парниковый эффект. При этом происходит изменение среднеглобальной температуры на 10º С (нарушение действия принципа Ле-Шателье-Брауна), когда биота как бы сама себя «съест». Потенциальные опасности этого процесса - предположительное таяние полярных льдов и установление тропического климата на всей Земле.

Экосистемы способны к саморегулированию, противостоя изменениям и сохраняя состояние равновесия. Но для того, чтобы эти механизмы нормально функционировали, необходим период эволюционного приспособления к условиям среды, который называется адаптацией.

Адаптация организма может быть структурной, физиологической и поведенческой. Адаптации не должны нарушаться человеком, иначе его ждет экологическая катастрофа, а он не может существовать ни в какой иной среде, кроме биосферы.