Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ОРГАНИЗМОВ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Природные экосистемы существуют десятки и сотни лет, обла­дая своеобразной стабильностью во времени и пространстве. Это результат наличия постоянных трофических связей, сбалансиро­ванных потоков вещества и энергии между организмами и окружа­ющей их средой. Безусловно, речь не идет об абсолютной стабиль­ности. Численность популяций некоторых организмов может пери­одически возрастать или снижаться, однако от этого система в це­лом не выходит из равновесия. Подвижно-стабильное равновесие экосистем, вернее, их способность противостоять изменениям сре­ды и сохранять состояние равновесия называют гомеостазом (греч. homoios - подобный, statos - неподвижный). Такое состояние поддерживается тем, что природная экосистема открыта, к авто­трофам постоянно поступают лучистая энергия, химические эле­менты, а накопление сопровождается распадом.

Поддержание экологического гомеостаза осложняется тем, что он должен носить динамический характер, так как потребности организмов и окружающая среда непрерывно развиваются, следо­вательно, изменяются и взаимоотношения организмов со средой.

Например, потребность в энергии, ее расход на процессы жизнеде­ятельности должны находиться в соответствии с наличием данного ресурса в природе и его продуцированием изнутри. В связи с необ­ходимостью поддерживать динамическое равновесие с окружаю­щей средой под действием естественного отбора возникает комп­лекс разнообразных адаптаций.

Адаптации - это выработанные в процессе эволюции и закрепленные наследственно особенности живых организмов, обеспечивающие нормальную жизнедеятель­ность при динамических абиотических и биотических факторах.

Адаптации могут быть морфологическими (например, растения пустынь лишены листьев, что способствует уменьшению потерь влаги), физиологическими (особенности набора ферментов в пи­щеварительном тракте животных), экологическими (различные приспособительные особенности поведения, например создание убежищ, суточные и сезонные кочевья птиц и др.).

Равновесие, или устойчивость, следует рассматривать в динамике исторического развития с учетом случайных и периодических изменений. Биоценоз приспосабливается в результате отбора видов к условиям существования, и сам изменяет эти условия в свою пользу, обеспечивая их относительную стабильность. Однако эко­системы со временем подвергаются медленным постоянным изме­нениям последовательного характера под влиянием природных или антропогенных факторов. Экосистема развивается, вернее, происходит последовательная смена биоценозов, преемственно возника­ющих на одном и том же биотопе (однородном по абиотическим факторам среды пространстве, занятом биоценозом). Такую после­довательную смену биоценозов называют сукцессией (от лат. successio - последовательность). Так, на вырубке пихтово-осинового леса поселяются травянистые растения, а затем всходы оси­ны и кустарников, мешающие семенному возобновлению темно­хвойных пород. Через 4-5 лет после вырубки леса участие злако­вых растений в сложении травяного покрова сокращается, укреп­ляется кустарниковая растительность. Через 6-7 лет после вырубки смыкаются кроны осины и кустарников, а из состава травостоя выпадают светолюбивые злаки, их заменяют теневыносли­вые травянистые растения. В результате создаются условия для се­менного возобновления и развития пихты сибирской. В связи с конкуренцией за солнечную энергию происходит из­реживание осин. В нижнем ярусе возникают благо­приятные условия для тенелюбивых растений. Постепенно хвой­ные породы вырастают до верхней части крон осин; их корневая система занимает все большее пространство. За свет и воду проис­ходит межвидовая конкуренция. У светолюбивой осины замедля­ется рост. Через 70-80 лет осина гиб­нет и выпадает из состава древостоя. В лесном сообществе господ­ствующее положение теперь занимают хвойные породы, форми­руется своеобразный видовой состав беспозвоночных и позвоночных животных, микроорганизмов. Экосистема достига­ет стабильности, но все же потребуются десятки лет для заверше­ния формирования видового разнообразия экосистемы. Через100-120 лет, когда древостой пихты достигает зрелости, необхо­димо вмешательство человека в сукцессионный процесс, чтобы не было потерь древесины.

В любом ландшафте можно наблюдать сложную мозаику зрелых и развивающихся сообществ разных стадий экологической сукцес­сии в зависимости от рельефа, почв, степени увлажнения. При этом выделяется одно или несколько зрелых стабильных сообществ, приспособленных к условиям среды по широте местности, высоте над уровнем моря. Человек может воздействовать на экосистемы на любых этапах сукцессий, что сказывается на их дальнейшем разви­тии.

Характер сукцессии, скорость ее изменения определяет физи­ческая среда под действием сообщества. Кульминацией развития является стабилизированная система, носящая название климакса.

Замещение видов в сукцессиях вызвано стремлением популяций модифицировать окружающую среду и создавать более благопри­ятные условия для других популяций. Замещение происходит до тех пор, пока не установится равновесие между организмами и аби­отическими элементами среды под влиянием внутренних сил (на­следственная изменчивость, насыщенность популяций разнооб­разными мутациями, мутационный процесс, естественный отбор, адаптации, консорции, эволюция ниш в связи с межвидовой конкуренцией, эволюция сообщества и др.), внешних сил (геологичес­кие и климатические изменения). Таким образом, во взаимодей­ствии со средой все организмы должны поддерживать динамичес­кое равновесие.