Ekologija, u usporedbi s botanikom, zoologijom ili anatomijom, relativno je mlada biološka disciplina koja se pojavila sredinom 19. stoljeća. Razmatra veze živih objekata i njihovih zajednica između njih samih i fizičkog okruženja. Jedan od njegovih odjela - sinekologija - proučava ekologiju i njezine žive organizme koji su dio biogeocenoza: biljke, kukce, gljive, životinje u međusobnoj interakciji. Sama znanost potječe iz radova znanstvenika kao što su L. Dollo, O. Abel, D. N. Kashkarov, V. N. Sukachev.
U ovom članku ćemo se upoznati s osnovnim pojmovima ovog odjeljka ekologije i saznati strukturu i mehanizme funkcioniranja ekoloških sustava.
Biogeocenoze kao komponente biosfere
Skupovi pojedinaca različitih bioloških vrsta - populacija - ne žive odvojeno. Udruženi su u veće zajednice – biocenoze. Štoviše, između pojedinaca unutar datogekosustava nastaju razne vrste odnosa, na primjer, kao što su aleopatija, parazitizam, mutualizam, natjecanje, trofocenotske veze. Sinekologija proučava odnose između organizama koji su dio biogeocenoze, a također istražuje specifičnosti međuvrsnih odnosa biljnih i životinjskih podsustava koji čine životnu zajednicu.
Što se podrazumijeva pod ekološkim sustavom
Trenutno se u znanosti o okolišu aktivno koristi ne samo izraz "biogeocenoza", već i koncept "ekosustava" koji je uveo A. Tansley. Obje riječi se koriste za označavanje prirodnih kompleksa i njihovih sastavnica: fitozajednica i životinjskih populacija koje sinekologija proučava na temelju koncepta odnosa svih živih organizama s njihovim okolišem. Treba napomenuti da između dva pojma nije potrebno staviti znak jednakosti. Definicija "biogeocenoze", koju je dao V. Sukachev, nosi veliko semantičko opterećenje, budući da razmatra prirodne komplekse, uzimajući u obzir kruženje tvari i energetskih tokova koji se javljaju u njima. Ali koncept "ekosustava", koji je postao raširen, posebno u popularnoj znanstvenoj literaturi, zbog svoje moderne prirode, sada se koristi za karakterizaciju širokog spektra biokompleksa, prirodnih i umjetnih.
Teorija biogeocenoze V. N. Sukacheva
Stavovi znanstvenika formirani su pod utjecajem istaknutih ruskih biologa: V. Dokučajeva, koji se bavio znanošću o tlu, i V. Vernadskog, utemeljitelja doktrine biosfere. Kombinirajući znanja iz geokemije, šumarstva, geobotanike, V. Sukačev je stvorio novu disciplinu -biogeocenologija. Ona je, kao i sinekologija, grana ekologije koja proučava odnose živih organizama unutar bioma, razmatra obrasce međuvrsnih i populacijskih odnosa jedinki koje pripadaju fito- i zoocenozama. Na temelju ideja znanstvenika, svi slojevi biosfere su zasićeni životom, u njima se odvijaju procesi međupretvorbe biomase i energije. Temelje se na lancima ishrane.
Uključuju proizvođače - autotrofne organizme, prvenstveno biljke. Zatim slijede potrošači prvog, drugog, trećeg reda, koji su heterotrofi.
Posljednja karika u trofičkim lancima su korisnici mrtve organske tvari - razlagači. To uključuje bakterije u tlu, saprotrofne gljive i neke insekte. Svi čimbenici nežive prirode uključeni u biogeocenozu, kao što su tlo, voda, atmosfera, nazivaju se biotopi.
Metode sinekološkog istraživanja
Na početku nastanka znanosti, znanstvenici su eksperimentalni materijal dobivali istraživanjem - ekspedicijama. Sredinom 20. stoljeća dominantne su metode kao što su stacionarni cjelogodišnji eksperimenti, metoda označenih atoma i radio praćenje. U 21. stoljeću počelo se aktivno koristiti praćenje kretanja životinjskih populacija uz pomoć umjetnih Zemljinih satelita. Na primjer, veliki artiodaktili označeni radiočipovima. S obzirom na činjenicu da je sinekologija grana ekologije koja proučava međusobne odnose velikog broja organizama, znanstvenici koriste i matematičku analizu i kibernetiku. Potonji se koristi za modeliranje i predviđanje komponenti koje čine prirodne sustave.
Što proučava funkcionalna fitocenologija
Biljke su najvažniji sudionici u životu ekosustava. Kao rezultat fotosinteze, svim ostalim živim bićima daju hranu koja osigurava određenu rezervu energije. Sinekologija proučava odnos između komponenti fitocenoze i populacija heterotrofnih organizama: kukaca, biljojeda i mesoždera.
Floristički sastav biljnih zajednica u većini biocenoza prilično je složen i naziva se zasićenost vrsta. Biljni organizmi su zastupljeni u ekosustavima u obliku slojeva, što je od velike važnosti za stvaranje različitih ekoloških niša. Horizontalna heterogenost biljaka naziva se mozaikom i, za razliku od slojevitosti, malo ovisi o duljini dnevnog svjetla. Ali to je izravno zbog vrsta odnosa, kao što su alelopatija i natjecanje. Fitocenoze se mijenjaju, njihovu dinamiku određuju cirkadijalni ritmovi i sukcesije, kao što su krčenje šuma, geokataklizme, šumski požari.
Uzroci dinamike životinjske populacije
Takvi poznati znanstvenici kao što su S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton proučavali su promjene u broju jedinki u intraspecifičnim zajednicama. A C. Hewitt je uveo pojam "valovi života". Javljaju se u prirodnim kompleksima i, zajedno s trofocenotičkim procesima, pokazatelji subiotički potencijal ekosustava. Proučavanje kvantitativne dinamike jedinki od velike je praktične važnosti za protuepidemijske mjere kojima se kontroliraju cirkadijalni ritmovi razmnožavanja glodavaca koji šire zoonoze poput kuge i tularemije. Sinekologija također proučava utjecaj ljudske aktivnosti na stanje zoocenoza, posebice smanjenje populacija rijetkih i ugroženih vrsta, smanjenje broja vrijednih divljači u zajednicama.
Vrste odnosa između organizama u biomima
Podsjetimo da je sinekologija grana ekologije koja proučava odnose između pojedinaca flore i faune. To uključuje mutualizam, natjecanje, alelopatiju. Na primjer, fitocenologija odavno zna za međusobno nekompatibilnost nekih biljaka: crni orah oslobađa tvari otrovne za stabla jabučica i koštičavih voćaka, inhibira njihov rast i plodonošenje, a također dovodi do uginuća biljaka.
Mutualizam je oblik suživota populacija različitih bioloških vrsta, od kojih organizmi imaju obostranu korist (rakovi pustinjak i morska anemona, bičaci koji žive u crijevima kukaca i pomažu im u razgradnji vlakana).
Izmjena energije u biosferi
Biogeocenoze koje čine živu ljusku Zemlje, provode transformaciju i biomase i energije i otvoreni su sustavi. Ovi prirodni kompleksi trebaju dotok svjetlosne energije. Fototrofi ga koriste za sintezu organskih tvari, molekula ATP iNADPxN2. Sinekologija je znanost koja proučava međusobne transformacije biomase i energije.
Izgledaju kao ekološka piramida i njezini lanci ishrane. Dinamika energije od najniže do najviše trofičke razine pokorava se općim fizikalnim zakonima, štoviše, razlika između energetskih potencijala susjednih razina je 10-20%, a ostatak energije se raspršuje u obliku topline. U ovom radu upoznali smo se sa sekcijom ekologija - sinekologija, te saznali metode njenog istraživanja, kao i značaj za održavanje života biosfere.
