Реферат на тему:

Основи синекології Взаємодія особин одного й того самого виду

Живі істоти на поверхні Землі й у ґрунті розмішуються надзвичайно
нерівномірно. Для більшості видів властиві скупчення чи спілки особин,
та зустрічаються випадки одинокого існування з тимчасовими контактами
під час відтворення (наприклад, ведмеді). Спілки і скупчення бувають
різні за кількістю членів (осіб): сім’я, зграя, стадо, рій, колоніальне
поселення тощо. Інколи вони існують постійно, інколи утворюються
тимчасово, але завжди це сприяє виживанню виду, переборенню негативного
впливу зовнішнього середовища, захисту від ворогів, результативному
полюванню тощо.

Здебільшого взаємодія особин одного й того самого виду є позитивною і
сприяє виживанню всієї популяції. Навіть конкуренція (змагання, сутички
чи бійки) забезпечує виникнення і стійкість суспільної ієрархії,
нормальну діяльність усього об’єднання, продовження еволюції через
відбір під час сутичок найефективніших особин для відтворення
життєздатного потомства.

Проте позитивний взаємовплив особин може перетворюватися на негативний,
коли густота популяції стає надто високою і виникає небезпека її
загибелі внаслідок вичерпання природних ресурсів. Зміна знака взаємодії
дає змогу більшості видів врятуватися завдяки своєчасному зменшенню
темпів відтворення або в якийсь інший спосіб.

Найчастіше підвищення кількості й частоти контактів особин після
перевищення популяцією доцільної межі її густоти призводить до стресових
реакцій у поведінці, зниження потягу до відтворення, зменшення
чисельності потомства та підвищення його смертності. Цього у звичайних
умовах цілком достатньо для повного відвернення загрози колапсу
(загибелі виду) чи зменшення його глибини.

Взаємодія особин різних видів

Взаємодія і взаємовідносини особин різних видів цікавіші і
різноманітніші, аніж всередині одного й того самого виду.

Вони можуть бути нейтральними, позитивними чи негативними, відрізняючись
ще й інтенсивністю.

Наведений науковий поділ зв’язків не завжди збігається з поширеною у
повсякденному житті термінологією.

Для прикладу розглянемо термін «симбіоз», точний переклад якого означає
«життя з …», «життя разом» у розумінні «співжиття». Формально у
симбіозі перебувають всі види малих і великих істот, які живуть на
певній території. Фактично ж це слово використовується для тих випадків
«співжиття», коли дві чи більше особини різних видів мають істотний зиск
з нього. У граничному випадку симбіоз такий сильний, що істоти не можуть
існувати окремо, утворюючи нерозривне ціле.

Наведемо для прикладу лишайники, які першими колонізують голе й
непридатне для зелених рослин каміння. Це нерозривний зв’язок водоростей
і грибів, представники яких нарізне не змогли б вижити на такій
негостинній поверхні.

Науковці віддають перевагу не узагальненому і не досить чітко
визначеному слову «симбіоз», а групі термінів, які визначають різні
стадії посилення взаємовигідного зв’язку між особинами різних видів, а
саме: коменсалізм, протокооперація, мутуалізм, ектобіоз, ендобіоз,
метабіоз (пояснення значення термінів, не наведених у табл. 4, радимо
самостійно відшукати у тлумачних словниках).

Поряд зі співпрацею і взаємодопомогою, які інколи доходять мало не до
ідилії, у біосфері існує чимало контактів протилежного характеру і
значення. З ними пов’язано безліч міфів і помилкових уявлень, частина
яких не має права на подальше існування. Наприклад, у нас з дитинства
виховують переконання, що буцімто кількість зайців, карасів, куріпок та
іншої дрібної звірини визначається виключно активністю хижаків (вовків,
щупаків, шулік тощо). Саме ці надмірно спрощені «екологічні уявлення» не
раз були причиною шкідливих наслідків для довкілля у тих країнах, де
вирішували його «поліпшити», досягти підвищення зиску з природних
екосистем.

Таблиця. Типи зв’язків між особинами різних видів

Тип взаємодії Знаки взаємовпливу Загальний опис взаємодії

Мутуалізм (взаємо-сприяння) + + Вигоду мають обидва види, зв’язок
обов’язковий для обох або одного

Коменсалізм (нахлібництво) + 0 1-й вид має суттєву вигоду (+), для 2-го
зв’язок нейтральний

Паразитизм І хижацтво + — Особини 1-го виду (хижаки чи паразити) мають
користь з контакту, особини 2-го (жертви чи хазяї) страждають від нього
Проте ця оцінка, як доведено недавно, може змінити знак, якщо розглянути
ефект для всього 2-го виду

Нейтралізм 0 0 Обидва види Існують незалежно, не впливаючи суттєво один
на одного

Аменсалізм 0 1-й вид «безкорисливо» шкодить 2-му, не маючи з цього
безпосередніх вигод І не відчуваючи суттєвої негативної реакції

Конкуренція

Йдеться здебільшого про безкомпромісну боротьбу за ресурси, коли «сили»
видів близькі І обидва несуть втрати

Легендою стала кампанія знищення у Китаї горобців, які нібито з’їдали
надто багато зерна і не давали керівникам країни змоги «розв’язати
продовольчу проблему». Комахи-шкідники миттєво розплодилися і швидко
довели китайцям, що вони не з того боку взялися за розширення зернових
ресурсів. Та не тільки в комуністичному Китаї, де використовувалися всі
методи, крім наукових, а навіть в освіченій Європі допускалися
екологічних помилок такого само рівня. Так, скандинави півстоліття тому
вирішили раз і назавжди знищити хижих птахів і створити полярним
куріпкам ідеальні умови для розмноження і проживання. Цим вони
сподівалися максимально розширити базу для мисливства. «Війна» з
яструбами і совами вже підходила до «успішного» завершення, коли
почалося масове вимирання куріпок від епідемії, яка ніколи раніше не
загрожувала їхній популяції. Лише це змусило «раціоналізаторів»
прислухатися до екологів, які вже тоді попереджали, що чисельність
видів, які є здобиччю хижаків, визначається не тільки хижаками, а й
могутнішими чинниками — врожаєм кормових рослин, погодними умовами,
хворобами тощо.

Стосунки у парі хижак — жертва вивчені нині і теоретично, й
експериментальне значно краще, ніж багато інших варіантів взаємодії
різних видів. Виявилося, що у замкнених системах (острів чи оаза) хижак
може повністю винищити свої жертви дощенту, а потім загинути від голоду.
В умовах відкритих систем, коли є бодай щонайменша можливість кудись
утекти чи сховатися, вид-жертва за тривале співжиття цілком успішно
пристосовується до хижаків, «розплачуючись» з ними, як правило,
«дефектними» (хворими, пораненими, старими тощо) особинами. З погляду
стратегічних інтересів виду-жертви це не надто висока ціна за «санітарні
і тренувальні послуги» виду-хижака.

Відомо чимало прикладів того, що внаслідок вилучення зі складної
реальної екосистеми хижаків порушується рівновага у відносинах видів і
погіршується стан популяцій їхніх жертв.

Точні математичні рівняння дають змогу керувати такими бінарними
системами, надавати втіху мисливцям і підтримувати в прекрасному стані
популяції як жертв, так і хижаків.

Водночас рівняння екології свідчать, що введення в екосистему нового
хижака загрожує численними бідами; у разі ефективності й швидкого
розмноження цей хижак спричинює такі спустошення, що годі й мріяти про
повернення всіх видів до початкового стану. Чорне море є прикладом
кількох таких навал «переселенців» з інших морів. Наслідком є та прикра
обставина, що його тваринний світ тепер зовсім не такий, як у ті
порівняно недалекі часи, коли браві рибалки «приводили в Одесу шаланди,
заповнені кефаллю».

Об’єктом поглибленого вивчення стали також природні вороги, конкуренти
чи паразити тих шкідників, які становлять основну небезпеку для
найпоширеніших культурних рослин. Завдяки системі знань про них вдалося
створити абсолютно нешкідливі для людини біологічні методи захисту
врожаю. Вони набули значного поширення у розвинених країнах.

Перспективним для майбутнього застосування видається і велика група
складних хімічних сполук, які виділяють особини одних біо-видів для
знищення чи істотного пригнічення представників інших видів (усім
відомий приклад такої речовини — пеніцилін).

Мета цих наукових пошуків полягає, очевидно, у мінімізації втрат врожаю
внаслідок зменшення популяції шкідників до безпечної для культурних
рослин межі.

Синекологія про взаємодію видів

У природі існує певна ієрархія об’єднань організмів. Наступним за
популяцією рівнем організації живої речовини є угруповання (спільнота),
якому в екології відповідає біоценоз, або більш узагальнююче поняття —
екосистема. Нині його розуміють як сукупність біотичного угруповання з
усіма його численними видами найпростіших, рослин і тварин та неживого
середовища їхнього проживання. Близьким до екосистеми за змістом є
поняття біогеоценозу, якому віддавали перевагу в Радянському Союзі.

Екосистема — центральне для сучасної екології поняття. Розрізняють
екосистеми великі (макросистема Світового океану) і зовсім маленькі
(ставок, озерце чи трухлявий пеньок), природні і довготривалі (той-таки
океан — колиска життя), а також тимчасові і штучні (пшеничний лан чи
город з редькою).

Синекологія — розділ екології, метою якого є вивчення взаємовідносин
між: складовими екосистем та їх спільного розвитку.

З викладеного про популяцію і взаємодію видів легко дійти висновку, що
перед синекологією стоїть надзвичайно складне завдання, адже навіть
найпростіша екосистема складається не з однієї, а невизначеної кількості
популяцій бактерій, рослин, тварин тощо.

Вже на цій стадії вивчення екосистеми доводиться здійснювати попередню
селекцію видів, концентруючись на найсуттєвіших (так званих домінуючих)
за масою, кількістю чи значенням. Наступним кроком синеколога, який
визначив, що екосистема-об’єкт складається із Z видів, є встановлення
всіх зв’язків між ними. Навіть у найпростішому випадку попарної
взаємодії цих видів загальна кількість взаємодій А визначається
(пригадайте правила комбінаторики) формулою

A=Z(Z-1)/2.

Якщо у середньому один вид взаємодіє одночасно з двома іншими, то
загальна кількість взаємодій буде набагато більшою:

А = Z! / З! (Z- 3)! = Z (Z- 1) (Z-2) / 6.

В усіх важливих для людини екосистемах, скажімо в екосистемі моря,
заповідника, поля чи лісу, теоретична кількість зв’язків видів надто
велика. Поки що нікому не вдалося виконати повного теоретичного
дослідження складних екосистем з великою кількістю видів. Сучасні знання
про них надто неповні для складання і розв’язування системи
взаємопов’язаних диференціальних рівнянь, які визначають зміну в часі
кожної із Z популяцій. Для отримання бодай якоїсь надійної інформації
про майбутнє екосистеми синекологові доводиться вводити попередні
обмеження, шукати узагальнення і розглядати найсуттєвіші процеси і
явища. Справжню, складну і живу екосистему вчені замінюють її
математичною моделлю.

Спираючись на вже згадувані найсуттєвіші закони, що стосуються процесів
у біосфері, неважко здогадатися, яку величину вважають найважливішою під
час аналізу явищ у кожній екосистемі. Оскільки все живе «хоче їсти»,
доходимо висновку, що ниткою Аріадни є стежиш поглинання, засвоєння і
перерозподілу енергії в екосистемі.

Шлях руху енергії у формі їжі, або «трофічний ланцюг » (від грецьк.
trophe — живлення, їжа), розглядають як центральну магістраль процесів в
екосистемах, ключ до поділу її на основні частини і критерій вибору з
усієї сукупності кількості А взаємодій видів тих, які належать до
найсуттєвіших і мають враховуватися в першу чергу.

Потік зовнішньої енергії є тим рушієм, пальним, джерелом, який
забезпечує буяння життя в екосистемі. З його вичерпанням вона
розпадається і гине.

Для побудови свого тіла й народження потомства кожна жива істота окрім
енергії використовує і речовину: воду, повітря, мінеральні сполуки тощо.
Отже, в усіх екосистемах (включаючи малі й тимчасові) існують ще й
потоки речовин.

У біосфері загалом чи в замкнених екосистемах, час життя яких має бути
дуже великим, потоки речовин повинні перетворитися на цикли, що
забезпечують повторне і як завгодно довготривале використання наявної (і
завжди обмеженої) кількості речовини («будівельного матеріалу»).

Учені деяких країн уже кілька десятиріч експериментують з малими
моделями замкнених екосистем. К. Фолсом (США) наповнював герметичні
скляні колби об’ємом 1 літр (їх назвали «екосферами») угрупованням
мікроорганізмів у воді, над якою було трохи збагачене киснем повітря.
Завдяки використанню сонячного світла (саме воно було «потоком енергії»)
«населення» цих мікробіосфер швидко адаптувалося до нових умов,
встановлювалися цикли обігу речовин і система переходила у рівноважний
стан. Перші зразки цих сфер перебувають у ньому понад 25 років. У
поліпшеному дизайні колби Фолсома може купити кожен бажаючий, щоб у
вільний час зайнятися порівнянням свого неспокійного життя з комфортними
умовами існування бактерій у зеленкуватій рідині колб. Логічним
продовженням експериментів з колбами Фолсома стала вже згадувана
американська Біосфера-2.

Список використаної літератури:

Грицай М. В. та ін. Основи екологічної безпеки: Навч. посіб. — Суми:
Вид-во СумДУ, 2003. — 267 с.

Гумилев Л. Н. Этногенез и биосфера Земли. — Л.: Наука. Ленинг. отд-ние,
1989.—496с.

Гюнтер Э. и др. Основы общей биологии. — М.: Мир, 1982. — 440 с.

Дажо Р. Основы экологии. — М.: Прогресс, 1975. —415 с.

Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. — Л.: Наука,
1991. —539с.

Злобін Ю. А., Кочубей Н. В. Загальна екологія: Навч. посіб. — Суми: ВТД
«Університ. книга», 2003. — 416 с.

Инженерная экология: Учебник / Под ред. проф. В. Т. Медведева. — М.:
Гардарики, 2002. — 687 с.

Казначеев В. П. Очерки теории и практики экологии человека. — М.:
Просвещение, 1983. —278 с.

Кейсевич Л.В., Алексеенко И.Р., Радзиховский А.П. Биосфера и
цивилизация. — К.: Наук, думка, 1992. — 240 с.

Коммонер Б. Замыкающий круг. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 272 с.

Криксунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. — М.: Дрофа,
1995.—240с.

Крисаченко В. С., Мостяєв О. І. Україна: природа і люди. — К.: НІСД,
2002. — 623 с.

Похожие записи