Η οικολογία, σε σύγκριση με τη βοτανική, τη ζωολογία ή την ανατομία, είναι ένας σχετικά νέος βιολογικός κλάδος που εμφανίστηκε στα μέσα του 19ου αιώνα. Λαμβάνει υπόψη τις συνδέσεις των ζωντανών αντικειμένων και των κοινοτήτων τους μεταξύ τους και του φυσικού περιβάλλοντος. Μία από τις ενότητες του - η συνεκολογία - μελετά την οικολογία και τους ζωντανούς οργανισμούς της που αποτελούν μέρος των βιογεωκαινώσεων: φυτά, έντομα, μύκητες, ζώα σε αλληλεπίδραση μεταξύ τους. Η ίδια η επιστήμη προέρχεται από τα έργα επιστημόνων όπως οι L. Dollo, O. Abel, D. N. Kashkarov, V. N. Sukachev.
Σε αυτό το άρθρο θα εξοικειωθούμε με τις βασικές έννοιες αυτής της ενότητας της οικολογίας και θα ανακαλύψουμε τη δομή και τους μηχανισμούς λειτουργίας των οικολογικών συστημάτων.
Βιογεωκενόζες ως συστατικά της βιόσφαιρας
Οι συγκεντρώσεις ατόμων διαφορετικών βιολογικών ειδών - πληθυσμών - δεν ζουν χωριστά. Είναι ενωμένοι σε μεγαλύτερες κοινότητες - βιοκαινώσεις. Επιπλέον, μεταξύ ατόμων μέσα σε ένα δεδομένοστα οικοσυστήματα, προκύπτουν διάφορα είδη σχέσεων, για παράδειγμα, όπως η αλλοπάθεια, ο παρασιτισμός, η αμοιβαιότητα, ο ανταγωνισμός, οι τροφοκαινοτικές συνδέσεις. Η συνεκολογία μελετά τις σχέσεις μεταξύ των οργανισμών που αποτελούν μέρος της βιογεωκένωσης και επίσης διερευνά τις ιδιαιτερότητες των διαειδικών σχέσεων φυτικών και ζωικών υποσυστημάτων που σχηματίζουν μια ζωντανή κοινότητα.
Τι σημαίνει οικολογικό σύστημα
Επί του παρόντος, όχι μόνο ο όρος "βιογεωκένωση" χρησιμοποιείται ενεργά στην περιβαλλοντική επιστήμη, αλλά και μια έννοια όπως "οικοσύστημα" που εισήγαγε ο A. Tansley. Και οι δύο λέξεις χρησιμοποιούνται για να αναφέρονται σε φυσικά σύμπλοκα και τα συστατικά τους: φυτοκοινότητες και πληθυσμοί ζώων που μελετά η συνεκολογία με βάση την έννοια της σχέσης όλων των ζωντανών οργανισμών με το περιβάλλον τους. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μεταξύ των δύο όρων δεν είναι απαραίτητο να τεθεί πρόσημο ίσου. Ο ορισμός της «βιογεωκένωσης», που δόθηκε από τον V. Sukachev, φέρει μεγάλο σημασιολογικό φορτίο, καθώς θεωρεί φυσικά σύμπλοκα, λαμβάνοντας υπόψη την κυκλοφορία των ουσιών και τις ροές ενέργειας που συμβαίνουν σε αυτά. Όμως η έννοια του «οικοσυστήματος», η οποία έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη, ειδικά στη λογοτεχνία της λαϊκής επιστήμης, λόγω της εξορθολογισμένης φύσης της, χρησιμοποιείται τώρα για να χαρακτηρίσει μια μεγάλη ποικιλία βιοσυμπλεγμάτων, φυσικών και τεχνητών.
Theory of biogeocenosis by V. N. Sukachev
Οι απόψεις του επιστήμονα διαμορφώθηκαν υπό την επιρροή διακεκριμένων Ρώσων βιολόγων: του V. Dokuchaev, ο οποίος ασχολήθηκε με την επιστήμη του εδάφους, και του V. Vernadsky, του ιδρυτή του δόγματος της βιόσφαιρας. Συνδυάζοντας τις γνώσεις της γεωχημείας, της δασοκομίας, της γεωβοτανικής, ο V. Sukachev δημιούργησε έναν νέο κλάδο -βιογεωκαινολογία. Όπως και η συνεκολογία, είναι ένας κλάδος της οικολογίας που μελετά τις σχέσεις των ζωντανών οργανισμών μέσα σε ένα βίωμα, εξετάζει τα μοτίβα διαειδικών και πληθυσμιακών σχέσεων ατόμων που ανήκουν σε φυτο- και ζωοκαινώσεις. Με βάση τις ιδέες του επιστήμονα, όλα τα στρώματα της βιόσφαιρας είναι κορεσμένα με ζωή, σε αυτά λαμβάνουν χώρα διαδικασίες αλληλομετατροπών βιομάζας και ενέργειας. Βασίζονται σε τροφικές αλυσίδες.
Περιλαμβάνουν παραγωγούς - αυτότροφους οργανισμούς, κυρίως φυτά. Ακολουθούν οι καταναλωτές πρώτης, δεύτερης, τρίτης τάξης, που είναι ετερότροφοι.
Ο τελευταίος κρίκος στις τροφικές αλυσίδες είναι οι χρήστες νεκρής οργανικής ύλης - αποικοδομητές. Αυτά περιλαμβάνουν βακτήρια του εδάφους, σαπροτροφικούς μύκητες και μερικά έντομα. Όλοι οι παράγοντες άψυχης φύσης που περιλαμβάνονται στη βιογεωκένωση, όπως το έδαφος, το νερό, η ατμόσφαιρα, ονομάζονται βιότοποι.
Μέθοδοι συνεκολογικής έρευνας
Στην αρχή της διαμόρφωσης της επιστήμης, οι επιστήμονες έλαβαν πειραματικό υλικό μέσω έρευνας - αποστολών. Στα μέσα του 20ου αιώνα, μέθοδοι όπως τα στατικά πειράματα όλο το χρόνο, η μέθοδος των ατόμων με ετικέτα και η ραδιοφωνική παρακολούθηση έγιναν κυρίαρχες. Τον 21ο αιώνα, η παρακολούθηση με τη βοήθεια τεχνητών δορυφόρων της Γης άρχισε να χρησιμοποιείται ενεργά για την κίνηση των ζωικών πληθυσμών. Για παράδειγμα, μεγάλα αρτιοδάκτυλα σημειωμένα με ραδιοτσίπ. Δεδομένου του γεγονότος ότι η συνεκολογία είναι ένας κλάδος της οικολογίας που μελετά τις σχέσεις ενός μεγάλου αριθμού οργανισμών μεταξύ τους, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τόσο τη μαθηματική ανάλυση όσο και την κυβερνητική. Το τελευταίο χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση και την πρόβλεψη των στοιχείων που αποτελούν τα φυσικά συστήματα.
Τι μελετά η λειτουργική φυτοκαινολογία
Τα φυτά είναι οι πιο σημαντικοί συμμετέχοντες στη ζωή των οικοσυστημάτων. Ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, παρέχουν σε όλα τα άλλα ζωντανά όντα τροφή που παρέχει ένα ορισμένο ενεργειακό απόθεμα. Η συνεκολογία μελετά τη σχέση μεταξύ των συστατικών της φυτοκένωσης και των πληθυσμών ετερότροφων οργανισμών: έντομα, φυτοφάγα και σαρκοφάγα.
Η χλωριδική σύνθεση των φυτικών κοινοτήτων στις περισσότερες βιοκαινώσεις είναι αρκετά περίπλοκη και ονομάζεται κορεσμός ειδών. Οι φυτικοί οργανισμοί εκπροσωπούνται στα οικοσυστήματα με τη μορφή βαθμίδων, κάτι που έχει μεγάλη σημασία για τη δημιουργία μιας ποικιλίας οικολογικών κόγχων. Η οριζόντια ετερογένεια των φυτών ονομάζεται μωσαϊκό και, σε αντίθεση με τη στρωματοποίηση, εξαρτάται ελάχιστα από τη διάρκεια των ωρών της ημέρας. Οφείλεται όμως άμεσα στα είδη των σχέσεων, όπως η αλληλοπάθεια και ο ανταγωνισμός. Οι φυτοκενώσεις αλλάζουν, η δυναμική τους καθορίζεται από κιρκαδικούς ρυθμούς και διαδοχές, όπως αποψίλωση δασών, γεωκατακλυσμοί, δασικές πυρκαγιές.
Αιτίες της δυναμικής του ζωικού πληθυσμού
Τέτοιοι διάσημοι επιστήμονες όπως οι S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton μελέτησαν αλλαγές στον αριθμό των ατόμων σε ενδοειδικές κοινότητες. Και ο C. Hewitt εισήγαγε τον όρο «κύματα ζωής». Εμφανίζονται σε φυσικά συμπλέγματα και, μαζί με τις τροφοκενωτικές διεργασίες, αποτελούν δείκτεςβιοτικό δυναμικό του οικοσυστήματος. Η μελέτη της ποσοτικής δυναμικής των ατόμων έχει μεγάλη πρακτική σημασία για αντιεπιδημικά μέτρα που ελέγχουν τους κιρκάδιους ρυθμούς αναπαραγωγής τρωκτικών που εξαπλώνουν ζωονόσους όπως η πανώλη και η τουλαραιμία. Η Synecology μελετά επίσης τον αντίκτυπο της ανθρώπινης δραστηριότητας στην κατάσταση των ζωοκαινώσεων, ειδικότερα, τη μείωση των πληθυσμών των σπάνιων και απειλούμενων ειδών, τη μείωση του αριθμού των πολύτιμων ζώων θηραμάτων στις κοινότητες.
Τύποι σχέσεων μεταξύ των οργανισμών στα βιοσωματίδια
Θυμηθείτε ότι η συνεκολογία είναι ένας κλάδος της οικολογίας που μελετά τη σχέση μεταξύ ατόμων της χλωρίδας και της πανίδας. Αυτά περιλαμβάνουν αμοιβαιότητα, ανταγωνισμό, αλληλοπάθεια. Για παράδειγμα, η φυτοκαινολογία γνωρίζει από καιρό την ασυμβατότητα ορισμένων φυτών μεταξύ τους: η μαύρη καρυδιά απελευθερώνει ουσίες τοξικές για τα οπωροφόρα δέντρα, αναστέλλει την ανάπτυξη και την καρποφορία τους και επίσης οδηγεί στο θάνατο των φυτών.
Η αλληλοβοήθεια είναι μια μορφή συνύπαρξης πληθυσμών διαφορετικών βιολογικών ειδών, από την οποία οι οργανισμοί λαμβάνουν αμοιβαίο όφελος (καβούρι και θαλάσσια ανεμώνη, μαστιγώματα που ζουν στα έντερα των εντόμων και τα βοηθούν να διασπάσουν τις ίνες).
Ενεργειακή ανταλλαγή στη βιόσφαιρα
Οι βιογεωκαινώσεις που αποτελούν το ζωντανό κέλυφος της Γης, πραγματοποιούν τον μετασχηματισμό τόσο της βιομάζας όσο και της ενέργειας και είναι ανοιχτά συστήματα. Αυτά τα φυσικά συμπλέγματα χρειάζονται μια εισροή φωτεινής ενέργειας. Οι φωτότροφοι το χρησιμοποιούν για τη σύνθεση οργανικών ουσιών, μορίων ATP καιNADPxN2. Η συνεκολογία είναι μια επιστήμη που μελετά τους αμοιβαίους μετασχηματισμούς της βιομάζας και της ενέργειας.
Μοιάζουν με μια οικολογική πυραμίδα και τις τροφικές της αλυσίδες. Η δυναμική της ενέργειας από το χαμηλότερο προς το υψηλότερο τροφικό επίπεδο υπακούει σε γενικούς φυσικούς νόμους, επιπλέον, η διαφορά μεταξύ των ενεργειακών δυναμικών των γειτονικών επιπέδων είναι 10-20%, και η υπόλοιπη ενέργεια διαχέεται με τη μορφή θερμότητας. Σε αυτή την εργασία γνωρίσαμε την ενότητα της οικολογίας - συνεκολογίας και ανακαλύψαμε τις μεθόδους έρευνας της, καθώς και τη σημασία για την υποστήριξη της ζωής της βιόσφαιρας.
