uabooks.top

Emlékezzetek, mi a koevolúció és a koadaptáció!? Milyen típusú kapcsolatok jöhetnek létre egy faj egyedei között és több faj egyedei között? Mi a populációk homeosztázisa és a fotoperiodizmus? Milyen létfeltételeket tekintünk extrémnek? Milyen organizmusokat nevezünk cönofilnek és cönofóbnak? Mi a K- és r-stratégiák lényege?

A biogeocönózisok tulajdonságai. A biogeocönózis kialakulása hosszú evolúciós folyamat. Fejlődése alatt összetettebbé válik struktúrája, növekszik faji sokfélesége, kialakul integritása, stabilitása, reproduktív és önszabályozó képessége.

A biogeocönózisok integritását az egyedek populáción belüli (például a fajon belüli versengés) és a fajok közötti (fajok közötti versengés, ragadozás, növényevés, élősködés) kölcsönhatások biztosítják. Ezt állítja a koevolúciós szabály: a biogeocönózis fajai úgy alkalmazkodtak egymáshoz, hogy társulásaik egymással kölcsönösen kapcsolatban lévő komponensei egységes rendszert alkotnak. Ezt elősegíti az egy faj egyedei közötti génáramlás (az örökletes információ átadása a szülőktől az utódokba) és a fajok közötti horizontális géntranszfer (a gének horizontális átadása). Az élettelen természet tényezői hatást gyakorolnak az organizmusok élettevékenységére, azok pedig a biogeocönózis mikroklímájára. Ennek következtében létrejön az energiaáramlás és az anyagok körforgása, amelyek összekötik a részeket egy egységes rendszerbe.

A biogeocönózisok stabilitása függ a faji sokféleségtől, a különböző fajok populációi közötti (főként trofikus) kapcsolatok fenntarthatóságától, a belső rendezettség szintjétől. A sok fajjal rendelkező biogeocönózisok általában jól strukturáltak, az elágazó táplálékháló biztosítja a gyors energiaáramlást és az anyagok fenntartható körforgását.

A biogeocönózisok reproduktív képességét az önszabályzó populációi közötti kölcsönhatások váltják ki, és a környezet meglévő forrásai (víz, táplálék, gázok) biztosítják. A különböző biotikus kapcsolatok (főként a trofikus kapcsolatok) biztosítják az energiaáramlást és az anyag körforgalmat. A fajok közötti kapcsolatoknak köszönhetően az egyes organizmusok tevékenysége kompenzálja más fajok tevékenységének hatását a környezetre. Például, a reducensek által végzett mineralizáció folyamat következtében a talajba visszakerülnek az ásványi anyagok, amelyeket a növények és a gombák hasznosítanak. A biogeocönózisok reprodukálódnak populációs szinten is: minden faj egyedeinek szaporodása következtében megújul azok egyedszáma, populáció sűrűsége és a biomasszája, illetve magának a biogeocönózisnak a biomasszája és biodiverzitása.

A biogeocönózisok önszabályozása. Ebben részt vesznek mint szabályozó tényezők a fajon belüli és a fajok közötti kapcsolatok, amelyek csökkentik egyes fajok egyedszámának ingadozásait. CEmlékezzetek visz-sza ezekre a kapcsolatokra!) A biogeocönózis homeosztázisa - olyan képesség, amely segítségével képes ellenállni a külső és belső változásoknak, megőrizve saját összetételének és tulajdonságainak dinamikus egyensúlyát. Ezt biztosítja az önfenntartó, önreproduktív és önszabályzó képessége.

Az ökológiai tényezők hatása a biogeocönózisokban zajló változásokra. Szukcesszió. A biogeocönózisokban zajlódhatnak ciklikus és haladó változások. Ha ezek nem nagy mértékűek és nem hosszantartóak, akkor a biogeocönózis könnyen megújítja saját struktúráját. Az önfejlődés képessége a biogeocönózisok univerzális tulajdonsága.

Ciklikus változások - a biogeocönózisok alkalmazkodása a periodikus (napi, ár-apály, szezonális) környezeti változásokhoz. Ezek megjelenhetnek a populációk

periodikus sűrűségének, struktúrájának, az egyedek aktivitásának és a faj összetételének változásaiként (ez utóbbi kapcsolatban állhat az éves törvényszerű vándorlással: vonuló madarak, egyes denevérek, rovarok). Sok faj az éves ciklusuk egy részét inaktív állapotban tölti (baktériumok, gombák és növények spórái, baktériumok és egysejtű heterotróf organizmusok cisztái, az állatok tojás állapota, a rovarok bábállapota).

Haladó változások zajlanak a sérült biogeocönózisok megújulásakor; a visszafordíthatatlan klimatikus tényezők (páratartalom, éves átlaghőmérséklet) következtében; a társulások kialakulásának és önfejlődésének ideje alatt, amikor olyan helyen jelennek meg, ahol azelőtt nem voltak (fenyvesek kialakulása homokon, társulások fejlődése az elsődleges talajokon). A haladó változások következtében az egyik biogeocönózis típus válthatja a másikat.

A biogeocönózisok az organizmusok egymással és az abiotikus környezettel való kölcsönhatása következtében végbemenő önfejlődését szukcessziónak nevezzük (lat.: successio - következés, utódlás, öröklés). Szukcesszióra példa: az elhagyott búzamező változása, amikor a versenyképesebb vad fűfajok kiszorítják a kultúrnövényeket, vagy a tavak benövése vízinövényekkel, és átalakulása mocsárrá. A különböző típusú biogeocönózisok láncolatát, amelyek sorrendben váltják egymást - szukcessziós sornak nevezzük.

• A fejlődési sorrend törvény szerint: a természetes rendszerek csak azokon a fejlődési fázisokon mehetnek keresztül, amelyek az evolúció során rögzültek: a viszonylag egyszerű fázisoktól az összetettebbekig, általában a köztes szakaszok kiesése nélkül. (Ugyanakkor lehetséges azok gyors lefolyása.) Az egész bioszférában mint globális ökoszisztémában, folyamatos, törvényszerű szukcesszív folyamatok zajlanak.

A szukcesszió lehet primer és szekunder. A primer szukcesszió — társulások megjelenése és fejlődése olyan élőhelyen, ahol azelőtt nem voltak (zuzmók megtelepedése a sziklákon vagy magasabb növények megjelenése a homokos partokon, a kihűlt láván - 37. 1,1. ábra). Ennek több szakasza is van: egy földfelület bizonyos növényfajok és zuzmófajok általi benépesítése; a versengés kiéleződése a különböző fajok között, minek következtében egyes fajok kiszorítanak másokat; az élőhely átalakulása az organizmusok által; a biodiverzitás növekedése; a létfeltételek és a fajok közötti kölcsönhatások fokozatos stabilizációja. Szekunder szukcesszió — a természetes növényzet megújulásának folyamata valamilyen sérülés után, például az erdők megújulása tűz után (37. 1, 2. ábra). A szekunder szukcesszió lefolyására bizonyos módon hatást gyakorolnak a társulások, amelyek megmaradtak az előző ökoszisztéma károsodása után.

Szukcessziókat kiválthatnak külső (klímaváltozás, gazdasági tevékenység) és belső tényezők (a társulás tagjainak tevékenysége). Szukcesszió belső okaihoz tartozik a nem teljes anyagkörfor-

gás, aminek következtében a biogeocönózisokban felhalmozódhat jelentős meny-nyiségű, a konzumensek és a reducensek által fel nem dolgozott maradvány és anyagcsere-végtermék. Ez a táplálék bázis pedig megteremti az előfeltételeit új fajok megtelepedésének.

A szukcessziós változások első szakaszaiban általában az ökológiailag plasztikus (cönofób) fajok dominálnak, amelyek képesek megtelepedni a kedvezőtlen feltételek között. Rájuk jellemző az intenzív szaporodás (r-stratégia), a gyors fejlődés, az ökológiai tényezők változásaival szembeni jelentős ellenállóképesség. Tevékenységük által ezek az organizmusok megteremtik az előfeltételeit más fajok megtelepedésének. Például, az erdeifenyő megtelepedve a homokos talajon, árnyékot vetve a talajfelszínre, előidézi a szerves anyagok megjelenését, a talajvíz megtartását. Ez megteremti az előfeltételeket más növényfajok megtelepedéséhez.

A szukcesszió folyamata addig tart, amíg a biogeocönózis el nem ér egy jelentős biodiverzitást, amely lehetőséget nyújt stabilizálni az anyagkörforgást és az energiaátalakulást. A szukcesszió folyamán fokozatosan összetettebbé válnak az organizmusok közötti trofikus kapcsolatok, szerteágazóvá válik a táplálékháló, és lelassul a biomassza növekményének tempója.

• A szukcessziós átalakulások során a szukcesszió lassulásának törvénye hat: azok a folyamatok, amelyek az érett, kiegyensúlyozott, stabil állapotban lévő ökoszisztémákban zajlanak, általában lassuló tendenciát mutatnak. A szukcesz-szió érett biogeocönózisok (klimax társulások - gör.: klimaka - legfelső pont, kulmináció) kialakulásával fejeződik be, amelynek jelentős a biodiverzitása, fejlettek az önszabályozó mechanizmusai, képes a reprodukcióra. A klimax társulásokban dominálnak a hosszabb életciklusú fajok, amelyeknek kevesebb utódja van (K-stratégisták), könnyen megszabadulnak a vetélytársaiktól (territoriális viselkedés, jelentős specializáció a forrásokhoz).

Feladat. A klimaxtársulás kialakulásának folyamata többtíz és többszáz évig is eltarthat: a füves puszták 1-10 év alatt újulnak meg; a cserjések - 10-25 év alatt; a lombhullató erdők - 25-100 év alatt; a vegyes erdő - 100-150; a tűlevelű erdők - 150-250. Modellezzétek a klimaxtársulások kialakulásának szakaszait azokon a helyeken Ukrajnában, ahol az illegális borostyán kitermelés miatt sérültek a biogeocönózisok!)

Egyetlen társulás sem egyesíthet magában két ellentétes tendenciát: nagyfokú, tiszta, primer produkció képződését és stabilitását. A szukcesszió kezdeti szakaszaiban létrejövő társulások produkciója nagyobb, mint amennyi forrást felélnek. Ugyanakkor a klimaxtársulásokra jellemző az anyagok kiegyensúlyozott körforgása és az energiafelhasználás nagy hatásfoka, aminek köszönhetően hatásosan ellen tudnak állni a kedvezőtlen külső hatásoknak a saját struktúrájuk sérülése nélkül.

Kulcsszavak és fogalmak

a biogeocönózis homeosztázisa, primer és szekunder szukcesszió, klimax társulások.

1. Milyen tulajdonságai vannak a biogeocö-nózisoknak? Jellemezzétek azokat! 2. Mi a szukcesszió? 3. Milyen tényezők válthatnak ki változásokat a biogeocönózisokban? 4. Milyen jelentősége van a szukcessziónak a biogeocönózis működésében? 5. Mi a primer és a szekunder szukcesszió? Hozzatok fel példákat! 6. Milyen törvényszerűségei vannak a szukcessziós folyamatnak? 7. Mi jellemző a klimax társulásokra?

Milyen tényezők hatása válthat ki gyors változásokat a biogeocönózisokban?

Ez a tankönyv anyaga Biológia 11. osztály Osztapcsenko, Bálán