Саморегулацията в популациите и екосистемите, безплатни курсови работи, есета и дисертации

Общата идея на екологичната структура на системата е описано в характеристиката на нивата на организация на живота (глава 2) и глобалните цикли на материята и енергията (Глава 3). Спомнете си, че пълна екосистема е био-гео-ценози - неделимо цяло биоценоза и абиотичен компонент на околната среда. Биоценоза - се усложнява-Ing общност от популации на организми от различни видове и различни трофични групи: животни, растения, гъби, микроорганизми, обитаващи определена област. В тази популация се обозначи набор от индивиди от един V-да, обитаващи дадена област. Цялото количество Факултет серпентини неодушевен среда (почва, въздух, вода, светлина и др.) Определя ...
свойства на местообитание - местообитание на екологичната общност.

Докато по различни околната среда факто-рова, добре балансиран състав биоценоза, въпреки това, саморегулираща и поддържа вътрешната последователност - хомеостаза. Хомеостаза проявява във факта, че 1) организми обикновено се размножават; 2) въпреки високата естествена смъртност, броят на различните групи от населението в една общност се поддържа на определени нива. въпреки че в вибрационното режим; 3) биоценоза остава стабилен и се възпроизвежда с колебания на климатичните условия.

Сега още няколко поглед към тези закони и води до започване на основните механизми на устойчивостта на околната среда.

(1) самостоятелна популации на организми

Елементен саморегулиране случва на нивото на отделните задник-lyatsy специфични видове животни, растения, гъби, бактерии. Популацията зависи от брояча между два принципа: биотичната (репродуктивна) населението и потенциала soprotiv ле на средата. между които е разположен напред и обратната връзка (фиг. 5.5). Нека обясним този конкретен пример. Когато европейците доведени до зайците до Австралия, последният без да се среща хищници, бързо се заселили на богата растителност площи, техният брой бързо се увеличава. Той е повишен с високи биотични потенциални (плодовитост) зайци. Но скоро храната не беше достатъчно, имаше глад, разпространение на болестта, както и броя на зайците бяха на изчерпване. Задействане фактор устойчивост на околната среда. който е действал kaches-TBE отрицателна обратна връзка. Докато населението на зайци предварително да-вал депресиран, околната среда (растителност) Re Лас, и процесът е започнал на новата вълна. След няколко цикъла на усилвател-lituda зайци намаляват броя на вибрации и уста-VE-лас някои средна плътност на населението.

Фиг. 5.5. Саморегулацията на броя на индивидите в популацията

В допълнение към действието на среда, размер на населението е саморегулираща поведение на членовете. Например, много гризачи в претъпканите население увеличава агресивността на физически лица, не е канибализъм (възрастни ядат младите), който инхибира растежа в дългосрочен срамежлив население. Има промени в хормонални регулатори на А-TION на възпроизвеждане, намалена плодовитост и повишена смъртност-ност. В основата на тези регулаторни механизми е физиологична реакция на стрес, контролирано освобождаване на адреналин (вж. В предишния раздел). Тъй като механизмите на самостоятелно съгласи отделни организми разтварят Xia механизми самостоятелно популации.

(2) самостоятелна биоценоза

Трудно е да се организира саморегулирането в биоценоза. тъй като тя се състои от няколко взаимодействащи си общности на животни, растения, гъби, бактерии, съставени значителна численост-ТА-ми от различни видове. Всички тези популации взаимодействат въз основа на многобройни напред и назад връзки.

На първо място, важно трофични (храна) връзка. които са разположени в няколко слоя. Както е обяснено по-рано, естеството на храна-O връзки на всички организми са разделени в три основни групи, трите трофични нива: (. Раздел 3.4, Фигура 3.4) производители, потребители и разлагащи. Пътят за пренос на материя и енергия чрез хранителните взаимоотношения на организмите са посочени като хранителната верига, или хранителната верига. Тези схеми са IME едностранна насоченост от аВтотрофична биомаса про дю цента, предимно зелени растения за потребителите и по-хетеротрофична да разлагащи.

веригите за доставка са от различна сложност. Броят на дяловете във всеки от трите нива може да бъде различна, а в много случаи веригата се формира от само две нива - на производителите и разлагащи. Duplex циркулация верига е в основата на жива материя в (агент производство) горския дърво и отпадъци лист консумира и обработена главно разлагащи - гъби, бактерии, червеи и някои насекоми. Дълговерижни: растения - растителноядни насекоми (скакалци, пеперуди ларви - гъсеници и т.н.) - хищни насекоми (много земни бръмбари, кончета, въшки, ларви ОС и др.) - хищни птици (глътка шарен и др.) - хищни птици ( орел, Hawk и т.н.) - и necrophages saprophagous насекоми, червеи, бактерии. Комплекс хранителни вериги се формират в морските екосистеми (фиг. 5.6).

Фиг. 5.6. Хранителната верига в морската екосистема

Във всеки от хранителната верига може да бъде клонове и разклонения. Es, ако някой линк пада, потокът на веществото е по другите канали. Например, загубата на вода се компенсира от ларвите на кончета Кло Pami - тези и други водни хищници. Ако основната форма изчезва пи-училище-ING растителност, тревопасните животни се движат по vtoroste - фуражи пяна. Особено голямо объркване в хранителната верига е направена всеядни и, разбира се, един човек, тъй като "vstra-и-vayutsya" във веригата в различни връзки. Така че наистина не съществуват су-верига и хранителни мрежи - всяко трофично ниво се формира от много видове. Тази ситуация се стабилизира потоци вещество ПВСС и енергия чрез живот общности, повишава устойчивостта biotse-nozov. Въпреки това, общата посока на трофична поток непроменени: производител - потребител на няколко порядъка - redutsen-ти.

Ние сега се посочи основната идея на този раздел: Храни празник-Mead екосистема изпълнява саморегулиране. т.е. запазва вътрешната екосистема хомеостаза. Оптималният брой и дял на различните жителите на биоценоза са се установили в резултат на саморегулиране процеси. Всички населението-ции, на всички трофични нива винаги се случва колебания в броя на носа и пет физически лица. колебанията на най-ниското ниво неизменно водят до колебания в следващото ниво, но като цяло, значително по-висок рейтинг с течение на времето, системата поддържа равновесие състояние.

Фиг. 5.7. Саморегулацията на екологични, базирани в общността хранителни връзки

Фиг. 5.7 показва пример на саморегулираща екологична общност. (. Solar актив-ност, валежите и т.н.) в зависимост от колебанията на климатичните условия варира от година на година реколтата от фуражни растения - производители. След растежа на зелена биомаса увеличава броя на тревопасните животни - consuments платно по поръчка (пряка положителна връзка), но през следващата година това ще се отрази неблагоприятно на културно растение, тъй като повечето от тях не разполагат с време, за да се даде на семената, както ще бъде изяден (обратна Отри-ва-ТА отношения). От друга страна, увеличаването на броя на тревопасните животни ще се създадат условия за правилното хранене и размножаване на хищници - против Су-ченгета от втори ред, броят им ще се увеличи, (директно май поло zhitelnaya съобщение на). Но на следващия брой ще намалее тра-в-yadnyh (отрицателна обратна връзка). По това време в почвата в резултат на дейността на различни разлагащи се разлага стартиране мина RAL-ТА остава вещества корени и трева боклуци от първата вълна вро-zhaya и труповете и животински екскременти, което ще създаде благоприятни условия-Via за растежа на растенията. Ще започне втора вълна на културата, както и цикъл през второто. Година след година, броят на популации от организми по време ЛИЗАЦИЯ Fi нивата на С-ТПО ще варира, но средно на про-добро сцепление на биоресурси години за настройка GIH ще поддържа стабилно състояние. Това е екологичен хомеостаза.

(3) на околната среда системи устойчивост

Както е отбелязано в началото, биоценоза не трябва просто самостоятелно презареждане-ли-по-ддс-sya (това не е толкова трудно да се прецени на диаграмата), но той трябва да има промени в областта на външните ustoychivostk (абиотични, климатични) фактори. така да се каже, марж на безопасност съдебната чай временни неблагоприятни условия на околната среда, или дори в дългосрочен план посока на изменението на климата. Поддържането на висока опорна Chi-Sun накъде биоценоза ще допринесе за редица условия: 1) висока, но балансирана репродуктивен потенциал индивидуален населени места - в случай на масова смъртност на физическите лица; 2) Адаптация (устройства) на отделните видове, за да изпитат неблагоприятни условия; 3) максималната разнообразието на общности и разклонени хранителните мрежи: липсващата обекта да се замени с друг, OK - средно.

В действителност, натрупването на отделни процеси в биоценоза и специфични изменения в оздравяване хранителните мрежи, т.е. подмяна на един вид в друг, да допринесе за дългосрочното оцеляване на общността, заедно представляват екологична homeokinesis - адаптивна ремоделиране на новата нехомеостатично състояние. Тъй като ние не забравяйте, homeokinesis - това не е стабилността и развитието. След това целият процес е доста дълго съществуване biogeocoenose комбиниране хомеостатичното и gomeokineticheskie фаза трябва nazvatustoychivym развитие. Устойчиво развитие на екосистемата се характеризира със своята самостоятелна репродукция. саморегулирането на видовия състав и изобилие от риба, динамичният устойчивост на климатични фактори.

Но в процеса на устойчиво развитие на екосистемата може да бъде нарушена. Най-характерни са два сценария. Ин виво биоресурси почти разрушен от силни и катастрофални промени във външната среда (пожари, наводнения, продължителни засушавания, ледници и други природни бедствия). В допълнение, биоценоза значително променя вида си с резки промени в състава на общността (обикновено човек), например в резултат на масовото стрелбата на хищници, уреждане на нови видове, както и при зайци или овце в Австралия, можете сеченето на гори, разораване на степите под монокултура, отводняване на влажните зони и т.н. Такива катастрофални събития, довели до смъртта на голяма част от населението на екологичната общност, пълното изчезване на някои видове, унищожаването на хранителни отношения и, разбира се, прекъсват състоянието на устойчивото развитие. Биоценоза в предишното си структура престава да съществува.

В бъдеще, има постепенната промяна в състава на екосистемата, неговото преминаване към ново качество. което означава, че формирането на ново екологично общност. нов цикъл в посока на устойчиво развитие. Тази "екологично възраждане" се нарича последователност (Латинска successio -. Наследство), като уреждане на нови видове е поредица от ниски форми (бактерии, нисши гъби, водорасли) до по-сложни (мъхове и лишеи, след треви, червеи и насекоми, храсти и т.н.). Старото място на нови общности на организми се образуват, с нови хранителни взаимоотношения. Процесът на промяна на екосистемата и неговото развитие в ново състояние на стабилност е не само постепенно, но много бавно - в зависимост от степента на унищожаване, като се започне от десетилетия на хиляди години.

По този начин, въпреки процесите на саморегулация в екологичните системи, същността на естественото и необратимо променя. Това е естествен процес, биохимична става независимо от волята и човешката дейност. Когато то се провежда без остри отклонения се говори за устойчиво развитие на екосистемите. Това определение отразява единството на противоположностите: стабилност, хомеостаза, от една страна, и на развитието на необратими промени - от друга. Нарушаването на устойчивото развитие означава офанзива екологична криза или бедствие. През последните 30 хиляди екологични кризи. S многократно са възникнали на по вина на човека. Причини и лекове от човешка дейност кризи, които считаме, глава 8.

За да обобщим общия проблем за самоконтрол и устойчивото развитие.

Саморегулацията и поддържане gomeostaza- необходимо свойство на живите системи с всякаква сложност. Регулация и се поддържа относително постоянството на физико-химичните параметри на клетките. То се поддържа в рамките на физиологичната норма състоянието на тъканите и органите в многоклетъчен организъм. Играна състава и силата на общностите, живеещи в екосистемите. В основата поддържа хомеостаза е универсален принцип на отрицателна обратна връзка.

Когато прекомерно (критичен, но не и катастрофално) въздействие на външни фактори върху механизмите на нейното саморегулираща се система, се допълват от адаптивни пренареждания случи homeokinesis - отивам за постигане на ново ниво на хомеостазата. Дори в нормални условия, живеещи системи и необратимо променят посоката, в хода на индивидуалното и историческото развитие, реализиране на генетичната и епигенетични "инсталация", като се използват механизмите на самоорганизация. По същество, развитието - процес, точно обратното на саморегулирането, тъй като това се извършва въз основа на положителни отзиви. Стабилност, неизменност биосистеми, от една страна, и постепенното им промяна, развитие - от друга страна, представляват диалектическо единство на противоположностите, изразени идеята за устойчиво развитие. С естествена и балансирана по време на тези клетки по време на нормалното функциониране на организма през целия си живот, човек със здрав разум, и да живее до 100 години, на Земята биосферен запазва дългосрочната жизнеспособност на милиони години.

Въпреки това, стенд-ING не само акции, разработва и управлява, но в крайна сметка те умират. Организмите също остаряват и умират. Биоценоза унищожени и изложени suktses-Siyam, и в крайна сметка умират в резултат на охлаждането на Земята и Слънцето. Тези промени обикновено се появяват в поредица от кризи и бедствия. Те са неизбежни, тъй като неизбежно еволюцията на Вселената.

Ясно е, че се удължи живота на човека или екологичната общност, както и на цялата биосфера, тя може да бъде под формата на устойчивото развитие. поради максимално възможно увеличаване на хомеостаза членки и механизми надеждност gomeokineticheskih. Това изисква не само усъвършенстват механизмите на системите за саморегулиране, но и относително стабилни условия на околната среда. До известна степен, тези условия са контролирани от лице, и, следователно, неговото бъдеще е в собствените му ръце.