II. Биотические факторы

Биотическими факторами называются различные воздействия живых организмов друг на друга, среди которых четыре основных типа:

1. Конкуренция (--) – такие отношения между видами, когда они борются за общий ресурс – пищу, пространство и др. Конкуренция в сообществе ведет к разобщению экологических ниш, так называемый принцип конкурентного исключения (Г.Ф. Гаузе, 1934). Эволюционный смысл конкуренции в том, что она способствует расселению видов по планете.

2. Отношения типа «жертва – эксплуататор» (-+), куда входят отношения между травой и травоядным животным, жертвой и хищником, хозяином и паразитом. Этот тип отношений эволюционно закреплен, что приводит к снижению степени отрицательного воздействия вида эксплуататора. Но появление новых видов хищников и паразитов оказывает наиболее повреждающее воздействие на популяции.

3. Мутуализм (++) – взаимовыгодные межвидовые взаимодействия. В отличие от предыдущих экологи относят этот тип к положительным взаимодействиям. Среди них можно выделить комменсализм (+ 0), использование жилища других видов, безобидное для хозяев; протокооперацию, сотрудничество, не обязательное для видов (краб и актиния, которую он сажает себе на спину); симбиоз – сотрудничество, без которого виды жить не могут (лишайник – симбиоз водоросли и гриба).

4. Нейтрализм (00) – оба вида независимы и не оказывают непосредственного воздействия друг на друга.

III. Антропогенные факторы

Антропогенные факторы вызываются человеческой деятельностью. Они всегда (или почти всегда) неблагоприятны для экосистем и поэтому называются загрязнениями: 1. ингредиентное загрязнение – внесение химических веществ, чуждых сообществам; 2. параметрическое загрязнение – тепловые и электромагнитные поля, шум и др.; 3. биоценотическое загрязнение – вмешательство в сообщества, например, внесение новых видов, перепромысел и др.; 4. стациально-деструктивное загрязнение – изменение ландшафтов: добыча ископаемых, строительство городов, дорог и др.

Вопросы и задания

1. Что такое экологический фактор?

2. Каковы абиотические факторы? Почему их называют лимитирующими факторами?

3. Какова схема действия любого абиотического фактора на популяцию?

4. Какие адаптации к абиотическим факторам вы знаете?

5. Назовите биотические факторы и объясните механизм их действия.

6. С точки зрения биотических факторов, что значит утверждение, что в природе все уравновешено?

7. Чем принципиально антропогенные факторы отличаются от природных?

Лекция 3. Функционирование экосистем

I. Пищевая цепь и типы питания

В природе существует два основных типа питания – автотрофный и гетеротрофный. Автотрофы (растения и некоторые виды бактерий) создают органическое вещество своего тела из неорганического в результате процессов фотосинтеза или хемосинтеза (реже). Гетеротрофы используют чужое органическое вещество, которое получают в процессе питания.

Благодаря системе взаимодействий (экологических факторов) у экосистем появляются новые свойства, главное из которых – способность к самоподдержанию, что осуществляется благодаря круговороту веществ и потоку энергии в пищевых (трофических) цепях. Пищевая цепь включает продуцентов, фотосинтезирующих растений и бактерий, способных создавать органическое вещество из неорганического за счет энергии Солнца; консументов – потребителей созданного продуцентами органического вещества: редуцентов – разлагателей мертвого органического вещества (рис. 2). В пищевой цепи происходит распределение полученной от Солнца энергии для поддержания структуры и стабильности экосистемы.

Рисунок 2. Трансформация энергии в пищевых цепях

10% 10% 10%

Энергия Солнца → Продуценты → Консументы I→ Конс. II.…→ Конс.V

(1%) (растения) ( растительно- (хищники)

↑ ядные)

↓ ↓ ↓ ↓

Редуценты (бактерии, грибы, почвенные черви и др.)

Таким образом, перенос энергии пищи от ее источника - растений через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, и называется трофической цепью. При каждом очередном переносе большая часть (80-90%) потенциальной энергии теряется на каждом трофической уровне, переходя в тепло. Это ограничивает возможное число уровней («звеньев» цепи) до четырех - пяти. Зеленые растения занимают первый трофический уровень, травоядные - второй, хищники - третий и т.д. Переход к каждому следующему звену уменьшает доступную энергию примерно в 10 раз. Перенося указанную модель на человека, можно сказать, что если увеличивается относительное содержание мяса в рационе, то уменьшается число людей, которых может прокормить биосфера.

Пищевые цепи бывают двух типов – пастбищные и детритные. Пастбищная пищевая цепь начинается с продуцентов и заканчивается консументами высоких порядков. Детритная цепь начинается с мертвой органики (детрита), трансформируется через детритофагов I порядка (бактерии) к детритофагам II порядка (черви, личинки насекомых и др.), а затем переходит к консументам, где образует единую систему с пастбищной цепью. Через пастбищные цепи проходит большая часть энергии в океане, а на суше большее значение имеют детритные цепи.