Екологията, в сравнение с ботаниката, зоологията или анатомията, е сравнително млада биологична дисциплина, която се появява в средата на 19-ти век. Той разглежда връзките на живите обекти и техните общности между тях и физическата среда. Един от нейните раздели - синекология - изучава екологията и нейните живи организми, които са част от биогеоценозите: растения, насекоми, гъби, животни във взаимодействие помежду си. Самата наука възниква в трудовете на учени като Л. Доло, О. Абел, Д. Н. Кашкаров, В. Н. Сукачев.
В тази статия ще се запознаем с основните понятия на този раздел на екологията и ще разберем структурата и механизмите на функциониране на екологичните системи.
Биогеоценозите като компоненти на биосферата
Асамблеи от индивиди от различни биологични видове - популации - не живеят отделно. Обединени са в по-големи съобщества – биоценози. Освен това между индивиди в рамките на даденоекосистеми възникват различни видове взаимоотношения, например, като алелопатия, паразитизъм, мутуализъм, конкуренция, трофоценотични връзки. Синекологията изучава взаимоотношенията между организмите, които са част от биогеоценозата, а също така изследва спецификата на междувидовите взаимоотношения на растителните и животинските подсистеми, които образуват жива общност.
Какво се разбира под екологична система
В момента не само терминът "биогеоценоза" се използва активно в науката за околната среда, но и понятието "екосистема", въведено от A. Tansley. И двете думи се използват за обозначаване на природни комплекси и техните компоненти: фитосъобщества и животински популации, които синекологията изучава въз основа на концепцията за връзката на всички живи организми с тяхната среда. Трябва да се отбележи, че между двата термина не е необходимо да се поставя знак за равенство. Определението за "биогеоценоза", дадено от В. Сукачев, носи голямо семантично натоварване, тъй като разглежда природните комплекси, като отчита циркулацията на веществата и енергийните потоци, протичащи в тях. Но концепцията за "екосистема", която стана широко разпространена, особено в научно-популярната литература, поради нейния рационализиран характер, сега се използва за характеризиране на голямо разнообразие от биокомплекси, както естествени, така и изкуствени.
Теория на биогеоценозата от В. Н. Сукачев
Възгледите на учения се формират под влиянието на видни руски биолози: В. Докучаев, който се занимава с почвознание, и В. Вернадски, основателят на учението за биосферата. Обединявайки знанията по геохимия, горско стопанство, геоботаника, В. Сукачев създава нова дисциплина -биогеоценология. Тя, подобно на синекологията, е клон на екологията, който изучава взаимоотношенията на живите организми в рамките на биома, разглежда моделите на междувидови и популационни взаимоотношения на индивиди, принадлежащи към фито- и зооценози. Въз основа на идеите на учения всички слоеве на биосферата са наситени с живот, в тях протичат процеси на взаимно преобразуване на биомаса и енергия. Те се основават на хранителни вериги.
Те включват производители - автотрофни организми, предимно растения. Това е последвано от консуматори от първи, втори, трети ред, които са хетеротрофи.
Последната брънка в трофичните вериги са утилизатори на мъртва органична материя - разложители. Те включват почвени бактерии, сапротрофни гъби и някои насекоми. Всички фактори на неживата природа, включени в биогеоценозата, като почва, вода, атмосфера, се наричат биотопи.
Методи за синекологични изследвания
В началото на формирането на науката учените получават експериментален материал чрез изследвания - експедиции. В средата на 20-ти век такива методи като стационарни целогодишни експерименти, методът на маркирани атоми и радиопроследяване стават доминиращи. През 21 век започва активно да се използва проследяването с помощта на изкуствени земни спътници на движението на животинските популации. Например, големи артиодактили, маркирани с радиочипове. Предвид факта, че синекологията е клон на екологията, който изучава взаимоотношенията на голям брой организми един с друг, учените използват както математически анализ, така и кибернетика. Последният се използва за моделиране и прогнозиране на компонентите, които изграждат естествените системи.
Какво изучава функционалната фитоценология
Растенията са най-важните участници в живота на екосистемите. В резултат на фотосинтезата те осигуряват на всички останали живи същества храна, която осигурява определен енергиен резерв. Синекологията изучава връзката между компонентите на фитоценозата и популациите на хетеротрофни организми: насекоми, тревопасни и месоядни.
Флористичният състав на растителните съобщества в повечето биоценози е доста сложен и се нарича наситеност на видовете. Растителните организми са представени в екосистемите под формата на нива, което е от голямо значение за създаването на разнообразни екологични ниши. Хоризонталната хетерогенност на растенията се нарича мозайка и, за разлика от наслояването, зависи малко от продължителността на дневните часове. Но това се дължи пряко на видовете взаимоотношения, като алелопатия и конкуренция. Фитоценозите се променят, тяхната динамика се определя от циркадните ритми и последователности, като обезлесяване, геокатаклизми, горски пожари.
Причини за динамиката на животинската популация
Такива известни учени като S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton са изследвали промените в броя на индивидите във вътрешновидови общности. И К. Хюит въвежда термина „вълни на живота“. Те се срещат в природни комплекси и заедно с трофоценотичните процеси са индикаторибиотичен потенциал на екосистемата. Изследването на количествената динамика на индивидите е от голямо практическо значение за противоепидемичните мерки, които контролират циркадните ритми на размножаване на гризачи, разпространяващи такива зоонози като чума и туларемия. Синекологията също така изучава влиянието на човешката дейност върху състоянието на зооценозите, по-специално намаляването на популациите на редки и застрашени видове, намаляването на броя на ценните дивечови животни в общностите.
Видове взаимоотношения между организмите в биоми
Припомнете си, че синекологията е клон на екологията, който изучава връзката между индивидите от флората и фауната. Те включват мутуализъм, конкуренция, алелопатия. Например, фитоценологията отдавна знае за несъвместимостта на някои растения помежду си: черният орех отделя вещества, токсични за семковите и костилковите овощни дървета, инхибира техния растеж и плододаване, а също така води до смъртта на растенията.
Взаимността е форма на съвместно съществуване на популации от различни биологични видове, от която организмите получават взаимна изгода (рак отшелник и морска анемона, флагелати, които живеят в червата на насекомите и им помагат да разграждат фибрите).
Енергиен обмен в биосферата
Биогеоценози, които съставляват живата обвивка на Земята, извършват трансформация както на биомаса, така и на енергия и са отворени системи. Тези природни комплекси се нуждаят от приток на светлинна енергия. Фототрофите го използват за синтеза на органични вещества, АТФ молекули иNADPxN2. Синекологията е наука, която изучава взаимните трансформации на биомаса и енергия.
Изглеждат като екологична пирамида и нейните хранителни вериги. Динамиката на енергията от най-ниското към най-високото трофично ниво се подчинява на общите физични закони, освен това разликата между енергийните потенциали на съседните нива е 10-20%, а останалата енергия се разсейва под формата на топлина. В тази работа се запознахме с раздела екология - синекология, и разбрахме методите на неговото изследване, както и значението за поддържането на живота на биосферата.
