История возникновения термина, определение понятия
Любая наука оперирует терминами и понятиями. Смысл их и содержание раскрывается, объясняется в определениях. Понятие «Экосистема» – одно из основных в экологии – науке о том, как живые организмы взаимодействуют между собой и с окружающей средой.
Биолог Эрнст Геккель в 1866 году в своей работе «Общая морфология организмов» впервые употребил термин «Экология», описывая взаимоотношения живой природы с неживой. Через одиннадцать лет другой немецкий ученый, гидробиолог, К. Мебиус, описывая сообщество живых организмов в устричной банке, назвал его «Биоценоз». Год спустя американец С. Форбс называет совокупность живых организмов, обитающих в определенном месте, «микрокосм». Об этом он говорит в своей книге «Озеро как микрокосм». В науку ввел термин «Экосистема» Артур Тенсли. Это произошло в 1935 году, с того времени и существует современное понимание этого термина. Некоторые ученые, в том числе русские В.В. Докучаев и В.Н. Сукачев, в своих работах вышеприведенный термин предпочитают заменять другими – «Биоценоз» и «Биогеоценоз». Тоже касается и наук смежных с биологией, где понятие, имеющее подобное определение и содержание, называют «геосистема», «голоцен» или «биокосное тело». Последнее понятие было введено в том же 1944 году В.И. Вернадским, что и «биогеоценоз» В.Н. Сукачевым.
Каких бы названий ни придерживались те или иные ученые, экологическая система или экосистема представляет собой совокупность сообщества живых организмов, среды, где они обитают, и связей и взаимодействий между ними, в том числе по обмену веществом и энергией.
|
|
|
Несколько шире понятие «Экосистемы», его можно определить следующим образом: под сообществом живых организмов подразумеваются все представители животного и растительного мира, от крупных млекопитающих, птиц, рыб, беспозвоночных до червей, личинок и микроорганизмов. Под средой обитания надо понимать конкретный ареал с лишь ему присущими химическими и физическими свойствами воды, почвы и воздуха, температурным, световым и климатическим режимом. А под связями и взаимодействиями — видовую продуктивность и кругооборот трофической цепи, в результате которых происходит обмен химическими веществами и соединениями и энергией.
Понятие «Экосистемы» дает наиболее общее представление о том, что биосистема имеет составные части.
Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально- энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода.
|
|
|
В любом конкретном месте обитания запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течение жизни организмов (в результате дыхания, экскреции, дефекации), так и после их смерти, в результате разложения трупов и растительных остатков.
Следовательно, сообщество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.
Рис. 8.1. Структура биогеоценоза и схема взаимодействия между компонентами
В отечественной литературе широко применяется термин «биогеоценоз», предложенный в 1940 г.B. НСукачевым. По его определению, биогеоценоз — «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».
|
|
|
В биогеоценозе В.Н. Сукачев выделял два блока:экотоп — совокупность условий абиотической среды ибиоценоз — совокупность всех живых организмов (рис. 8.1). Экотоп часто рассматривают как абиотическую среду, не преобразованную растениями (первичный комплекс факторов физико-географической среды), а биотоп — как совокупность элементов абиотической среды, видоизмененных средообразующей деятельностью живых организмов.
Существует мнение, что термин «биогеоценоз» в значительно большей степени отражает структурные характеристики изучаемой макросистемы, тогда как в понятие «экосистема» вкладывается, прежде всего, ее функциональная сущность. Фактически же между этими терминами различий нет.
Следует указать, что совокупность специфического физико-хи- мического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему:
Экосистема = Биотоп + Биоценоз.
Равновесное (устойчивое) состояние экосистемы обеспечивается на основе круговоротов веществ (см. п. 1.5). В этих круговоротах непосредственно участвуют все составные части экосистем.
|
|
|
Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необходимо наличие запаса неорганических веществ в усвояемой форме и трех функционально различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуцентами выступают автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Продуценты
Консументы - гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в новые формы.
Редуценты живут за счет мертвого органического вещества, переводя его вновь в неорганические соединения. Классификация эта относительная, так как и консументы, и сами продуценты выступают частично в роли редуцентов в течение жизни, выделяя в окружающую среду минеральные продукты обмена веществ.
В принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена — консументов, за счет деятельности двух других групп. Однако такие экосистемы встречаются скорее как исключения, например на тех участках, где функционируют сообщества, сформированные только из микроорганизмов. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклической миграции атомов в экосистемах сложна и многообразна.
Масштабы экосистемы в природе весьма различны. Неодинакова также степень замкнутости поддерживаемых в них круговоротов вещества, т.е. многократность вовлечения одних и тех же элементов в циклы. В качестве отдельных экосистем можно рассматривать, например, и подушку лишайников на стволе дерева, и разрушающийся пень с его населением, и небольшой временный водоем, луг, лес, степь, пустыню, весь океан и, наконец, всю поверхность Земли, занятую жизнью.
В некоторых типах экосистем вынос вещества за их пределы настолько велик, что их стабильность поддерживается в основном за счет притока такого же количества вещества извне, тогда как внутренний круговорот малоэффективен. Таковы проточные водоемы, реки, ручьи, участки на крутых склонах гор. Другие экосистемы имеют значительно более полный круговорот веществ и относительно автономны (леса, луга, озера и т.п.).
Экосистема — практически замкнутая система. В этом состоит принципиальное отличие экосистем от сообществ и популяций, являющиеся открытыми системами, обменивающимися со средой обитания энергией, веществом и информацией.
Однако ни одна экосистема Земли не имеет полностью замкнутого круговорота, поскольку минимальный обмен массой со средой обитания все-таки происходит.
Рис. 8. Различные экосистемы: а — пруда средней полосы (1 — фитопланктон; 2 — зоопланктон; 3 — жуки-плавунцы (личинки и взрослые особи); 4- молодые карпы; 5 — щуки; 6 — личинки хорономид (комаров-дергунцов); 7- бактерии; 8 — насекомые прибрежной растительности; б — луга (I — абиотические вещества, т.е. основные неорганические и органические слагаемые); II- продуценты (растительность); III- макроконсументы (животные): А — травоядные (кобылки, полевые мыши и т.д.); В — косвенные или питающиеся детритом консументы, или сапробы (почвенные беспозвоночные); С- «верховые» хищники (ястребы); IV- разлагатели (гнилостные бактерии и грибы)
Каждая экосистема может характеризоваться определенными границами (экосистема елового леса, экосистема низинного болота). Однако само понятие «экосистема» безранговое. Она обладает признаком безразмерности, ей не свойственны территориальные ограничения. Обычно экосистемы разграничиваются элементами абиотической среды, например рельефом, видовым разнообразием, физико-химическими и трофическими условиями и т.н. Размер экосистем не может быть выражен в физических единицах измерения (площадь, длина, объем и т.д.). Он выражается системной мерой, учитывающей процессы обмена веществ и энергии. Поэтому под экосистемой обычно понимают совокупность компонентов биотической (живые организмы) и абиотической среды, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот, в котором участвуют продуценты, консументы и редуценты. Термин «экосистема» применяется и по отношению к искусственным образованиям, например экосистема парка, сельскохозяйственная экосистема (агроэкосистема).
Экосистемы можно разделить намикроэкосистемы (дерево в лесу, прибрежные заросли водных растений),мезоэкосистемы(болото, сосновый лес, ржаное поле) имакроэкосистемы (океан, море, пустыня).
Биологическая эволю́ция (от лат. evolutio — «развёртывание») — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
Различные понимания процесса эволюция.
Для самых ранних эволюционистов (трансформисты) понять эволюцию – значило всего лишь одно: убедиться, что организмы в ходе истории Земли изменялись.
Вероятно, Эразм Дарвин был первым, кто поставил вопрос о причинах эволюции: у него главные из них-огромное время и собственная активность живого. Этим он дал начало как учению о факторах(элементарных движущих силах) эволюции,так и конкретному пониманию этих факторов,которое известно нам под названием ламаркизма. Теперь понять эволюцию значило-узнать ее механизмы. Тех,кто ищет их в работе самого организма,будем называть физиологами. К сожалению, эволюционисты-физиологи ,много думая о механизмах эволюции,мало озабочены изучением ее процесса ,т.е фактического хода в историческом времени.
Дарвинизм видит эволюцию как цель приспособлений организмов к среде. Парадокс в том, что задачу трансформистов решило появление дарвинизма: факт изменения организмов в ходе истории Земли был признан наукой и обществом. Поэтому и процесс,и механизм эволюции стали понимать по Дарвину.
Геккель объединил Ламарка с Дарвином(активное приспособление и отбор) и дал новый способ понимания эволюции: понять ее-значит указать генеалогию( какой таксон от какого произошел). Так появились филогенетики,понимающие эволюционную науку как построение родословных древ.
Другой подход к эволюции предлагают физики: "...Вещество состоит из молекул, молекулы из атомов, атомы-из элементарных частиц, элементарные частицы представляют собой сгустки полей взаимодействий, так что вещество-это те же поля взаимодействий, только "сгустившиеся" и приобретшые благодаря этому новые свойства." (Хайтун С.Д. Законы социальной эволюции, 2006)
Другой подход к эволюции, холизм. Для холистов понять эволюцию-значит осознать целостность эволюционного процесса, его системность. Идею целостности настойчиво разъяснял А.А. Любищев.
Прошло полвека, и теперь физики сами видят мир "сверху". Как биосфера, так и каждая её экосистема непрерывно приспосабливается сама к себе.
Ещё один подход к эволюции- финалисты.(Августин,Тейяр). Тейяр видел эволюцию как процесс,направленный к заранее намеченной Богом конечной цели.
По сути, описание эволюции зиждется на 2 блоках данных: палеонтологических и диатропических. Палеонтология указывает, в какой последовательности и в каких условиях жили организмы прошлого, её данные наиболее объективны и надежны, но касаются лишь некоторых свойств некоторых вымерших организмов. Диатропика, наоборот, сравнивает любые организмы по любым свойствам, поэтому сравнительный метод служи основным источником сведений о финкциях древних организмов, но он бывает обманчив. Нужно сочетать оба блока, но ,увы, часто друг другу противоречат.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 413; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!