Биогеоценоз, экожүйе. Қоректену тізбегі – сукцессия

Тірі ағзалардың бірлестіктері.

Бір территорияда немесе акваторияда өмір сүретін әр түрлі түрлердің популяциялары табиғатта өз алдына жеке изоляцияда, еш қатынассыз өмір сүре алмайды, олар бір – бірімен үнемі байланыста болады.Бұл қатынас түрлері әртүрлі және күрделі. Бір ағзалар басқа ағзалармен қоректенеді. Біреулері бірінің тіршілік ету ортасында өмір сүреді.Ал өте ұсақ микроағзалар өлген өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарын шірітеді. Соның негізінде табиғатта ағзалардың бірлестігі қалыптасады, олар сол территорияда немесе акваторияда тіршілік етуші барлық түрлердің популяцияларын біріктіреді.

Бірлесіп тіршілік етуші және ағзалардың өзара байланысы биоцеоноз деп аталады (лат. Биос-тіршілік,цено – жалпы).

Биоценоз алып жатқан абиотикалық орта аймағы биотоп яғни, биоценоз тіршілік ететін орта деген ұғымды береді (лат.биос - өмір,топос – орын).

Биоценоздағы бір түрдің өкілдері биотикалық қатынастарының көптеген формалары олардың бірлестіктегі өмірлерінің негізгі жағдайларын, қоректерін табу жолдарын және жаңа кеңістікті иемдену мүмкіншіліктерін (конкуренттілік, комменсализм, жыртқыш – жәбірленуші және т.б.) анықтайды

Әрбір бірлестіктегі жеке түрлерге жататын даралардың өзара және олардың басқа түрлер популяцияларымен қарым-қатынасын, дамуы мен алмасуына айналадағы орта жағдайларының тигізетін әсерін зерттеу де – экологиялық міндеттердің бірі

В.Н.Беклемишевтің түрлер арасындағы биоценоздағы биотикалық қатынастар мынандай төрт типке бөлінеді:

а) трофикалық, б) топикалық в)фористік г)фабрикалық.

Трофикалық байланыс бір түрдің екінші түрмен, тірі немесе өлі күйінде,содай –ақ тіршілік ету үшін қажетті тағамдар түрінде қоректенуі кезінде туындайды.

Топикалық байланыс бір түрдің тіршілік ету барысында екінші түрдің кез келген жағынан, физикалық немесе химиялық тіршілік ортасының өзгеріске ұшырауынана туындайды.

Форикалық байланыс бір түрдің екінші түрдің таралуына қатысунан туады. Транстортировкалық тасымалдаушы ролін жануарлар атқарады.Әртүрлі өсімдіктердің тұқымдарын, спораларын, тозаңдарын жануарлардың тасымалдауы зоохор деп, ал басқа ұсақ жәндіктермен тасымалдануы – форезия деп аталады (форас – латынша сыртқа шығару дегенді білдіред).

Фабрикалық байланыс бір түрдің өз қажеттілік құрал жабдықтарына (фабрикациясына) басқа бір түрдің шығару өнімдерін, тірі немесе қалдық түріндегі, кейде тіпті тірі особтарында пайдалануды айтады.

Биоценоздың құрылымы

Кез келген жүйенің құрылымы – оның бөлімдерінің байланысы мен қатынастарының заңдылықтарында. Биоценоздаң құрылымы көпжақта,олар мынандай аспектыларды бөледі.

Биоценоздың түрлік құрылымы – бұл ондағы әртүрлі түрлердің олардың сандық немесе массалық қатынасы. Биоценоздың бай және кедей түрлерін бөледі.

Жеке түрлердің ролін анықтау үшін олардың сандық сапасын анықтап, санақ жүргізіп алады:

Түрдің өте көп болуы – бір түрдің белгілі бір аудан көлемінде қаншалықты жинақталуында, мысалы, шаянтектестердің 1 дм³ суда немесе тоғандардағы саны.

Кездесетін жиілігі биоценоздағы сол түрдің қаншалықты біртекті немесе әртүрлі таралуында.

Доминантталу көрсеткіші – қарастырылып отырған бір түрдің топтағы барлық түрлердің жалпы санына ара қатынасымен өлшенеді.

Биоценоздың кеңістіктік құрылымы оның өсімдіктік бөлімінің – фитоценоз, жерүсті және жерасты өсімдік массаларының қосындысымен анықталады.

Фитоценоз үшін ярусты және мозаикалық қосылыс тән.

Ярусты дегеніміз – жерүсті өсімдіктерінің бірнеше қабаттағы таралуы (ағаштекті, бұталы, шөптесін және мүктектілер ярусы) және басқалар.

Мозаикалыққа - өсімдіктердің горизонтальды бағыттағы таралуы (микротоптардағы,микроценоздар,микрофиценоздар,парцелдар және т.б.).

Биоценоздың экологиялық құрылымы.Биценоздың бірлестіктің экологиялық құрылымын сипаттайтын түрлі типтері ағзаның экологиялық топтарының қатынасы мен анықталады.

Экожүйелер

Әрбір биогеоценоз, негізінен, екі құрылымды бөліктен, сол аймақтағы тіршілік етуші тірі ағзалардан және сол ағзалар тіршілік ететін орта жағдайларының әсерінінң жиынтығынан тұрады Олардың арасында тығыз байланыс туындап, белгілі бір жүйені құрайды.Ол жүйе экологиялық жүйе деп аталады.

Биоценоздағы тіршілік жағдайлары онда болатын зат айналым әрекетіне тікелей байланысты болады.биогеоценоздағы зат айналым тіршіліктің күрделенуіне байланыстыэволюция барысында үнемі күрделеніп отырады.

Кез келген биогеоценоздың негізін жасыл өсімдіктер (органикалық затты түзушілер) құрайды,олады продуценттер деп атайды.

Сонымен қатар, әрбір биогеоценоз, құрамында өсімдіктер немесе басқада жануарлармен қоректенетін, яғни, дайын органикалық заттарды пайдаланатындар консументтер деп аталады.

Биогеоценоз құрамында (өсімдік пен жануарлар қалдықтарын) ыдыратушыларды – редуценттер деп атайды.

Міне, осылай биогеоценозды құрайтын ағзалардың тіршілік әрекетінің арқасында айналадағы орта мен ағза арасында үздіксіз тұйық айналым түзіледі.Табиғаттағы айналым үшін сырттан үнемі энергия келіп тұруы керек. Ондай энергия көзі -Күн болып табылады.

Биогеоценоздағы күн сәулесінің энергиясы ағзалардың тіршілік әрекетінің нәтижесі арқылы химиялық байланыстар энергиясына, механикалық және ең соңында ішкі энергияға айналады.

Әрбір түр органикалық заттар ыдырағанда бөлінетін энергияның бір бөлігін ғана пайдаланады.Ал сол түрге қажетсіз, бірақ әлі энергиясы мол органикалық заттардың қалған бөлігін басқа ағзалар пайдаланады. Эволюция барысында әрбір биогеоценоздарда бастапқы қоректік заттан өзіне қажетті материалдар мен энергияны алатын өзара бір-бірімен тығыз байланыста болатын түрлер тізбегі қалыптасқан.Көптеген түр дараларының арасындағы мұндай күрделі байланыстарды қоректік тізбектер деп атайды.

Қоркетік тізбектің қай сатысында болмасын соңында органикалық қалдықтар түзіледі. Оларды бактериялар мен ұсақ жәндіктер ыдыратады, осылайша коректік тізбек тұйық жүйе бойынша жүреді.Бұл заңдылық бірін – бірі жеу нәтижесінде жүреді де, коректену тізбегі арқылы жүзеге асады. Тізбек ішінде трофикалық сатысын бөледі. Коректену тізбегінің осылайша жалғасуы экологиялық пирамида ережесі арқылы жүреді.

Экологиялық пирамиданың мына категорияларын бөлуге болады:

1.Сандар пирамидасы – әрбір трофикалық сатыдағы даралар саны.

2.Биомасса пирамидасы -әрбір сатыдағы органикалық заттардың биомассасы.

3.Энергия пирамидасы - әрбір сатыдағы жұмсалған энергия мөлшері.

«Экожүйелер» және «биогеоценоз» ұғымдары бір – бірімен ұқсас,жүйе ішінде айналымда болады, «билгоеценоз» - белгілі бір аймақты қамтиды.Олай болса, билглоценоз жер бетінің белгілі бір бөлшегін алып жатқан, өсімдіктер жиынтығымен немесе – фитоценозбен сипатталады.

Уақыт бірлігіндегі өсімдіктердің органикалық массасын құру бірлестіктегі бірінші өнім деп аталады.

Уақыт бірлігіндегі консументтер массасының өсуі бірлестіктегі екінші өнім деп саналады.

Кез келген биоценоз динамикалы, оларда популяцияға байланысты тіршілік ету жағдайлары мен олардың даралар қатынастары жағынан үнемі өзгерістер болып отырады. Мұндай түрлі өзгерістер әр бірлестіктерде болады,оларды 2 түрлі типке бөлуге болады: тізбекті және түсуші.

Тізбекті өзгерістер бірлестіктегі тәуліктік, мерзімдік және көпжылдық периодты ішкі жағдайлар мен ағзалардың (ішкі) эндогендік ырғақтарының байқалуымен болатын өзгерістерді сипаттайды.

Бірлестіктегі түспелі өзгерістер бірлестікті ақыр аяғында сол бірлестікте басқарушы түрлердің пайда болуына әкеледі.

Осылайша, бірлестіктің өзреруі сукцессия деп аталады. Олар бірінші және екінші деп бөлінеді.

Бірінші суцессия – тіршілігі жоқ жерде тіршілік түғызады.

Екінші сукцессия – бұрын тіршілік болып, түрлі экстремалдық жағдайларға байланысты (өрт,мұздану т.б.)жойылып кеткен жерде тіршілік пайда болуы немесе басқадай ағзалық құрамда қайта қалпына келтіреді.

Экожүйенің тұрақтылығы, биологиялық айналымның сенімді өтуі, түрлердің әртүрлілігіне негізделген және сукцессияның толықтылығы сол бірлестіктің эволюциялық ұзақ өзгерісінен туындаған.

Биосфера

Алғашқы «биосфера» термині француздың белгілі натуралисті Жан Батис Ламарктің (1744 – 1829) еңбектерінде кездеседі. Оның пайымдауынша «биосфера» термині грекше «биос» - тіршілік, «сфера» - шар немесе қабық дегенді білдіреді Олай болса, жер ғаламшардағы тіршілік аймағы бар қабат болып саналады.Бұл туралы кейіннен көптеген зерттеулер шықты, ғылыми деректер жинақталып, түрлі жаратылыстану ғылымдарында қолданыла бастады. Биосфера терминін геология ғылымында кеңінен австрия ғалымы Э.Зюсс 1875 ж. қолданды.

Биосфера жөніндегі алғашқы ғылыми ой – пікірлер 19 және 20 ғасырлардағы шет елдерде шыққан атақты ғалым В.В.Докучаев еңбектеріндеде кездеседі.

Биосфера туралы тұтас ілімнің негізін салған көрнекті орыс ғалымы, геохимик В.И.Вернадский (1863 – 1945) болды. Ол Жердің химиялық құрылысын тіршілік химиясымен байланыстыра отырып, жер бетін өзгертудегі тірі ағзалардың ролін ашып берді. В.И.Вернадский оларды «тірі заттар» деп атаған. В.И.Вернадский биосфера туралы ілімін қазіргі дүние жүзінің ғалымдарына толығымен мойындатты.

Сонымен, эволюция барысында Жер ғаламшарының айналасындағы тірі ағзалардың тіршілігіне қажетті және қолайлы ерекше қабық немесе биосфер пайда болды.

Қазіргі замандағы биосфера өзіне литосфераның жоғарғы жағын және атмосфераның төменгі жағын толығымен, гидросфераны да енгізеді.

Гидросфера – жер ғаламшарындағы барлық су айдындарын құрайды.Оған жер бетін алып жатқан мұхиттар мен теңіздер, өзендер мен көлдер, жерүсті және жерасты суларын жатқызады.Гидросферада тірі ағзалар массалары біркелкі орналаспаған.Негізгі масса,фитопланктондар су үстінің (50-80 мертлік қабаттарында) күн сәулесі түсетін,соның нәтижесінде фотосинтез процесі жүретін қабаттарында кездеседі. Тірі ағзалар сондай- ақ 11 км. тереңдікте де кездеседі (Мариан қазаншұңқырында погонофорлар кездескен).

Литосфера – (грекше –«литос» - тас) жер шарындағы құрлықтың беткі қыртысты қатты қабығы. Литосфера қабатында тірі ағзалар 2-3 км.тереңдікте де таралған.

Жердің ауа қабаты атмосфера деп аталады.Құрлықтың үстіңгі 100км биіктікке дейінгі бөлігіндн атмосфера қабаты орналасқан. Оның шеті жер бетіндегі тірі ағзалардың тіршілігін Күннің ультракүлгін сәулелерінен қорғайтын ерекше қабат- озон қабатымен шектеседі, оның тіршілік үшін маңыздылығына байланысты «озон қорғаны» деп те атайды.

Сонымен, биосфера жердің үш қабатындағы (гирдросфера, литосфера, атмосфера) тірі ағзалар тіршілік етеді (В.И.Вернадский бойынша,тірі денелер).

Биосферадағы тірі ағзалар биомассаының ең көп тараған аймағы құрлық пен мұхит бетінде, яғни литосфера мен атмосфераның, гидросфераның және атмосфераның, литосфера мен гидросфераның түйіскен шекарасында байқалады. Бұл жерлерде тіршілікке өте қолайлы жағдайлар: температура, ылғалдылық, оттегі және ағзалардың қоректенуіне қажетті заттар және басқада элементтер жеткілікті түрде кездеседі.

Биосферадағы тірі ағзалардың ең көп шоғырланған аймағын В.И.Вернадский «тіршіліктің беткі қаймағы» деп таған. Атмосфераның жоғарғы қабатына көтерілген сайын және теңіз бен мұхиттардың терең қабатына жақындаған сайын тіршіліктің шоғырлануы азаяды.Биомассаның жиналуы жасыл өсімдік тіршілік әрекетіне тікелей байланысты болады.

Жалпы тірі ағзалардың химиялық құрамы атмосфера және литосфера құрамынан көп айырмашылық жасайды.Оның есесіне олардың химиялық құрамында сутегі мен оттегі атомдары көбірек кездеседі, бірақ тірі ағзалар құрамында көміртегі, кальций және азоттың мөлшері басым болады. Тірі ағзалардың құрамында Менделеев кестесіндегі элементтердің бәрі де кездеседі деп айтуға болады. В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша тірі ағзалар Әлемдік материяның ең белсенді бөлігін құрайды. Олар биосферадағы күрделі геохимиялық жұмыстарды жүзеге асырып, Жердің беткі қабаттарын түрлі өзгерістерге ұшыратады.

Биосферада екі түрлі эат айналымы жүзеге асырылады:

Үлкен – геологиялық – тірі және өлі табиғат атомдары арасындағы биогендік миграция.

Кіші – биологиялық – тірі ағзалар атомдары арасындағы биогендік миграция.

Биосферада кейбір активті химиялық элементтер атомдар күйінде бір ағзадан екіншісіне немесе өлі табиғатқа және қайтадан үздіксіз өтіп отыру нәтижесінде тұрақты болады.

Соңғы 600 млн.жылда кембрийден бастап, Жер бетіндегі негізгі айналымдар өзгерген жоқ. Биосфераның тұрақтылық жағдайы ең алдымен олардағы тірі табиғат жағдайына, күн энергиясының фиксациясына және атомдардың биогендік миграциясына тікелей байланысты.

Бірақ бұл тұрақтылықтың да шегі болады, оның бұзылуы үлкен келеңсіз жағдайларға әкеліп соғады.

Жер бетінде биосфераның тұрақтылығын бұзатын биосфералық емес энергия көздері пайда болды (атомдық, сутектік).

Қазіргі заманда адамзат баласының өзі де қоршаған ортаға өз өмірлеріне қауіп туғызатын көптеген залалдар келтіріп отыр. Бұл залалдарды әзәрше қалыпқа келтіруге болады. Сондықтанда экология ғылымының да алданда тұрған ең елеулі міндеттердің бірі – биосферадағы болып жатқан процестерді реттеу және бұзылған ортаны қалпына келту жұмыстарын қолға алу.Биосфераның заңдарының негізі орындалуда, бірақ барлық дүние жүзі елдерінің экологтарының қосылуымен үлкен іс тындыруға болады.

Леуметтік экология