Ekologie je ve srovnání s botanikou, zoologií nebo anatomií relativně mladá biologická disciplína, která vznikla v polovině 19. století. Uvažuje o propojení živých objektů a jejich společenství mezi nimi samotnými a fyzickým prostředím. Jedna z jejích sekcí - synekologie - studuje ekologii a její živé organismy, které jsou součástí biogeocenóz: rostliny, hmyz, houby, zvířata ve vzájemné interakci. Samotná věda pochází z děl takových vědců jako L. Dollo, O. Abel, D. N. Kashkarov, V. N. Sukachev.
V tomto článku se seznámíme se základními pojmy této sekce ekologie a zjistíme strukturu a mechanismy fungování ekologických systémů.
Biogeocenózy jako složky biosféry
Shromáždění jedinců různých biologických druhů – populace – nežijí odděleně. Sdružují se do větších společenstev – biocenóz. Navíc mezi jednotlivci v rámci danéhoekosystémů, vznikají různé druhy vztahů, např. alelopatie, parazitismus, mutualismus, konkurence, trofocenotické souvislosti. Synekologie studuje vztahy mezi organismy, které jsou součástí biogeocenózy, a také zkoumá specifika mezidruhových vztahů rostlinných a živočišných subsystémů, které tvoří živé společenství.
Co znamená ekologický systém
V současné době se v environmentální vědě aktivně používá nejen termín „biogeocenóza“, ale také pojem jako „ekosystém“, který představil A. Tansley. Obě slova se používají k označení přírodních komplexů a jejich složek: fytocommunity a populace zvířat, které synekologie studuje na základě konceptu vztahu všech živých organismů s jejich prostředím. Je třeba poznamenat, že mezi tyto dva pojmy není nutné dávat rovnítko. Definice "biogeocenózy", kterou podal V. Sukachev, nese velkou sémantickou zátěž, protože považuje přírodní komplexy, s přihlédnutím k cirkulaci látek a energetických toků, které se v nich vyskytují. Ale pojem „ekosystém“, který se díky své zjednodušené povaze rozšířil zejména v populárně vědecké literatuře, se nyní používá k charakterizaci široké škály biokomplexů, přírodních i umělých.
Teorie biogeocenózy od V. N. Sukačeva
Názory vědce se formovaly pod vlivem významných ruských biologů: V. Dokučajeva, který se zabýval pedologií, a V. Vernadského, zakladatele nauky o biosféře. Spojením znalostí geochemie, lesnictví, geobotaniky vytvořil V. Sukačev novou disciplínu -biogeocenologie. Je stejně jako synekologie odvětvím ekologie, které studuje vztahy živých organismů v rámci biomu, uvažuje o vzorcích mezidruhových a populačních vztahů jedinců patřících do fyto- a zoocenóz. Na základě myšlenek vědce jsou všechny vrstvy biosféry nasyceny životem, probíhají v nich procesy vzájemných přeměn biomasy a energie. Jsou založeny na potravních řetězcích.
Zahrnují producenty – autotrofní organismy, především rostliny. Následují konzumenti prvního, druhého, třetího řádu, což jsou heterotrofní.
Posledním článkem v trofických řetězcích jsou uživatelé mrtvé organické hmoty – rozkladači. Patří mezi ně půdní bakterie, saprotrofní houby a některý hmyz. Všechny faktory neživé přírody zahrnuté v biogeocenóze, jako je půda, voda, atmosféra, se nazývají biotopy.
Metody synekologického výzkumu
Na počátku formování vědy získávali vědci experimentální materiál prostřednictvím výzkumu – expedice. V polovině 20. století se staly dominantními takové metody jako stacionární celoroční experimenty, metoda značkovaných atomů a rádiové sledování. V 21. století se začalo aktivně využívat sledování pohybu zvířecích populací pomocí umělých družic Země. Například velké artiodaktyly označené radiočipy. Vzhledem k tomu, že synekologie je obor ekologie, který studuje vztahy velkého množství organismů mezi sebou, vědci využívají jak matematickou analýzu, tak kybernetiku. Ten se používá k modelování a předpovídání složek, které tvoří přírodní systémy.
Co studuje funkční fytocenologie
Rostliny jsou nejdůležitějšími účastníky života ekosystémů. V důsledku fotosyntézy poskytují všem ostatním živým bytostem potravu, která poskytuje určitou energetickou rezervu. Synekologie studuje vztah mezi složkami fytocenózy a populacemi heterotrofních organismů: hmyzem, býložravci a masožravci.
Floristické složení rostlinných společenstev ve většině biocenóz je poměrně složité a nazývá se saturace druhů. Rostlinné organismy jsou v ekosystémech zastoupeny ve formě vrstev, což má velký význam pro vytváření nejrůznějších ekologických nik. Horizontální heterogenita rostlin se nazývá mozaika a na rozdíl od vrstvení málo závisí na délce denního světla. Ale je to přímo způsobeno typy vztahů, jako je alelopatie a konkurence. Fytocenózy se mění, jejich dynamika je určována cirkadiánními rytmy a posloupnostmi, jako je odlesňování, geokataklizmata, lesní požáry.
Příčiny dynamiky zvířecí populace
Takoví slavní vědci jako S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton studovali změny v počtu jedinců ve vnitrodruhových komunitách. A C. Hewitt zavedl termín „vlny života“. Vyskytují se v přírodních komplexech a spolu s trofocenotickými procesy jsou indikátorybiotický potenciál ekosystému. Studium kvantitativní dynamiky jedinců má velký praktický význam pro protiepidemická opatření, která řídí cirkadiánní rytmy reprodukce hlodavců, kteří šíří takové zoonózy, jako je mor a tularémie. Synekologie také studuje vliv lidské činnosti na stav zoocenóz, zejména pokles populací vzácných a ohrožených druhů, pokles počtu cenných lovných zvířat ve společenstvech.
Typy vztahů mezi organismy v biomech
Připomeňme, že synekologie je odvětví ekologie, které studuje vztah mezi jedinci flóry a fauny. Patří mezi ně mutualismus, soutěživost, alelopatie. Například fytocenologie již dlouho ví o vzájemné neslučitelnosti některých rostlin: ořešák černý uvolňuje látky toxické pro jádroviny a jádroviny, brzdí jejich růst a plodnost a vede také k odumírání rostlin.
Mutualismus je forma soužití populací různých biologických druhů, ze které mají organismy vzájemný prospěch (krab poustevník a mořská sasanka, bičíkovci, kteří žijí ve střevech hmyzu a pomáhají mu rozkládat vlákninu).
Výměna energie v biosféře
Biogeocenózy, které tvoří živou skořápku Země, provádějí přeměnu biomasy i energie a jsou otevřenými systémy. Tyto přírodní komplexy potřebují příliv světelné energie. Fototrofy jej využívají k syntéze organických látek, molekul ATP aNADPxN2. Synekologie je věda, která studuje vzájemné přeměny biomasy a energie.
Vypadají jako ekologická pyramida a její potravní řetězce. Dynamika energie od nejnižší po nejvyšší trofickou úroveň se řídí obecnými fyzikálními zákony, navíc rozdíl mezi energetickými potenciály sousedních úrovní je 10-20% a zbytek energie se rozptýlí ve formě tepla. V této práci jsme se seznámili se sekcí ekologie - synekologie a zjistili jsme metody jejího výzkumu a také význam pro podporu života biosféry.
