Экосистемный уровень – это система надорганизменного уровня организации жизни, сформированная из двух компонентов – абиотического (неживой среды) — биотопа и биотического (сообщества живых организмов разных видов) – биоценоза, между которыми осуществляется круговорот веществ и трансформация энергии.

Биоценоз – это совокупность всех организмов, различных видов растений, грибов и животных, населяющих участок среды с однородными условиями жизни (например, лес, луг, пруд, озеро, болото и т. д.). Биоценоз – эволюционно сложившаяся, пространственно ограниченная, длительно поддерживающаяся, открытая природная система. В биоценозе все живые организмы функционально взаимосвязаны. Специфика биоценозов определяется видами живых существ с одной стороны, и ореолом их обитания с другой. Биоценозы состоят из продуцентов, консументов и редуцентов, которые являются функциональными частями биогеоценозов.

Наиболее сложно устроены биоценозы лесов. Например, биоценозы дубравы образованы из более 100 видов растений, нескольких тысяч видов животных и сотен видов грибов и микроорганизмов. Биоценоз характеризируется биомассой и биологической продуктивностью. Термин «биоценоз» был введен немецким биологом К. Мебиусом, для обозначения совокупности организмов, существование которых связано с биологическими факторами среды. За рубежом распространен термин «сообщество».

В биоценозах, организмы находятся в очень сложных отношениях: антагонизм, конкуренция, кооперация, паразитизм. Антагонизм появляется, когда выживание одних организмов обеспечивается за счет гибели других. Конкуренция происходит между организмами за одну и ту же пищу, место обитания, за самку и т. д. Кооперацию (симбиоз) можно увидеть, когда организмы разных видов помогают друг другу в выживании. Например, цветы и насекомые – являются опылителями, в кишечнике всех млекопитающих, которые имеют кишечную флору, способствующие перевариванию пищи. Многие организмы – паразиты (гельминты, насекомые, микроорганизмы) живут за счет своего хозяина – растения или животного.

Биогеоценоз– это сообщество организмов разных видов, совместно с компонентами среды их обитания. К живым компонентам биогеоценозов относятся автотрофные организмы (зеленые растения), гетеротрофные организмы (животные, грибы, большинство бактерий и вирусов) и организмы, превращающие органические остатки в минералы (бактерии, микроорганизмы и грибы).
неживым компонентам биогеоценозов относятся солнечная энергия, земной слой атмосферы, почва, вода и все химические элементы и соединения, вовлеченные в биотический круговорот. Биогеоценоз является сложной природной системой, формой единства всех организмов и окружающей их среды. Все организмы в биогеоценозах взаимосвязаны и взаимозависимы.

Биогеоценозы земного шара образуют «пленку жизни». Она является открытой, сложной, динамичной системой, обладающей малым кругом круговорота вещества и энергии, в отличие от большого биосферного круговорота. Термин «биогеоценоз» введен В. Н. Сукачевым в 1940 г. За рубежом используют термин «экосистема». Экосистемы имеют произвольные границы от капли воды до биосферы, а биогеоценозы всегда занимают определенную территорию. Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности, с определенным составом живых и косных компонентов, объединенных обменом вещества и энергии, образующих единичный природный комплекс. Совокупность биогеоценозов Земли образует биосферу, а отдельные биогеоценозы представляют собой элементарную единицу биосферы.

Постоянный приток солнечной энергии — необходимое условие существования биогеоценозов.
огеоценозы являются целостной саморегулирующейся и самообновляющейся системой. Установлено, что в биогеоценозах происходит однонаправленныйэнергетический поток без круговорота, т.к. в исходный объект вернется не более 0,5% энергии. Она является открытой системой, неразрывно связанной с соседними биогеоценозами. Биогеоценозам дает устойчивость многообразие компонентов. Тропические биогеоценозы, в силу огромного количества растений и животных, входящих в них, устойчивее, чем бедные арктические биогеоценозы.

В формировании облика биогеоценоза, основная роль принадлежит высшим растениям, поэтому характер растительности позволяет выявить границы отдельного биогеоценоза. Его граница совпадает с границами фитоценозов.

Биогеоценозы являются динамичными системами, которые медленно и постепенно развиваются и усложняются. Науку, изучающую биогеоценозы, называют биогеоценологией. Она изучает структуру и функционирование различных биогеоценозов, их границы, биологическую продуктивность, закономерности пространственного перемещения, круговорот вещества и энергии, динамику, целостность и устойчивость.

 

Источник: helpiks.org

Биосистема – это форма жизни, обусловленная взаимодействием живых компонентов.

В природе существуют биосистемы разной сложности. Так, каждая клетка является биосистемой. Жизнедеятельность и целостность клетки обусловлены взаимосвязью и взаимодействием всех ее внутриклеточных компонентов (молекул, химических соединений и органоидов). Многоклеточный организм по отношению к клетке – структурно более сложная биосистема, поскольку включает различные органы, состоящие из клеток.

В живой природе кроме клеток и организмов есть и другие, еще более сложные биосистемы – популяция, вид, биогеоценоз, биосфера. При этом каждая из биосистем являет собой единое целое, состоящее из множества взаимодействующих частей. Например, популяция состоит из взаимодействующих организмов (особей); вид образуют взаимодействующие внутривидовые структуры (популяции).

Разные по сложности биосистемы представляют собой особые эволюционно сложившиеся обособленные (дискретные) формы жизни на Земле, или структурные уровни организации жизни.

В живой природе, как правило, выделяют шесть (иногда восемь) основных структурных уровней организации жизни: молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно–видовой, биогеоценотический (экосистемный) и биосферный. Последовательность названий этих уровней отражает нарастающую степень сложности структуры каждой биосистемы.

1. Молекулярный. Любой живой организм состоит из биологических молекул: нуклеиновых кислот, белков, липидов и углеводов. На этом уровне начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организмов: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и пр.

2. Клеточный. Клетка – элементарная структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне происходит передача информации и превращение веществ и энергии.

3. Тканевый. Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, специализированная для выполнения определённых функций.

4. Органный. Орган — часть организма, имеющая определённую форму и особенности строения, занимающая в организме определённое положение и выполняющая конкретные функции, одна из которых является главной, а остальные — второстепенными. Орган состоит из нескольких видов тканей, одна из которых обеспечивает выполнение основной функции, а другие являются вспомогательными.

5. Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии – от момента зарождения до прекращения существования. Рассматриваются процессы и явления, происходящие в организме и механизмы согласованного функционирования его органов и систем, приспособительные изменения и поведение в различных экологических условиях.

6. Популяционно–видовой. Совокупность организмов одного вида, объединенная общим местом обитания с относительно однородными условиями, в котором создаётся популяция – надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования.

7. Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

Основные функции биогеоценоза накопление и перераспределение энергии и круговорот веществ.

Биогеоценозами принято называть наземные природные экосистемы, границы которых обусловлены характером растительного покрова, т. е. определенными растительными сообществами.

Понятие о биогеоценозе введено российским (советским) академиком В. Н. Сукачевым в 1940 году.

8. Биосферный. Биосфера – совокупность всех биоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Строгого определения жизни в настоящее время не существует. Однако есть ряд признаков, по которым можно узнать живые системы. Живые системы открытые, они способны обмениваться с внешней средой веществом и энергией. Живые системы способны к саморегуляции, росту, развитию, самовоспроизводству, обладают раздражимостью, наследственностью, изменчивостью.

Все организмы состоят из химических веществ – неорганических и органических соединений. Из биологических молекул образуются надмолекулярные структуры – клеточные. Клетки – элементарные структурные единицы всех организмов. Любой одноклеточный или многоклеточный организм способен к самостоятельному существованию. Организмы одного вида, обитающие на определенной территории, образуют популяцию. Популяции разных видов, взаимодействующие между собой на определенной территории, входят в состав биогеоценозов. Все биогеоценозы Земли формируют биосферу.

< Предыдущая страница «Биология – наука о живом мире»

Следующая страница «Основные свойства живого» >

Источник: biolicey2vrn.ru

Живая природа — это целостная, но неоднородная система, которой свойственна иерархическая организация.Иерархической называется такая система, в которой части (или элементы целого) расположены в порядке от высшего к низшему.
Микросистемы (доорганизменная ступень) включают в себя молекулярный (молекулярно-генетический) и субклеточный уровни.
Мезосистемы(организменная ступень) включают в себя клеточный, тканевый, органный, системный, организменный (организм как единое целое), или онтогенетический, уровни.
Макросистемы (надорганизменная ступень) включают в себя популяционно-видовой, биоценотический и глобальный уровни (биосферу в целом). На каждом уровне можно выделить элементарную единицу и явление.
Чтобы лучше понять содержание общей экологии, следует рассмотреть концепцию уровней организации жизни (биологический спектр).

Все уровни живой материи можно представить в виде иерархической схемы (по Ю. Одуму, 1975):

1)Генный, или молекулярный уровень.Именно с него начинают проявляться свойства живого вещества. Его системы представляют собой активные крупные молекулы – липиды, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты, в которых идут процессы обмена веществ, связанные с фото- и хемосинтезом, формируются ДНК и РНК, отвечающие за наследственность. Предметом изучения на этом уровне являются законы передачи наследственности, а изучает их наука ГЕНЕТИКА. Сами по себе, вне органа, вне организма эти молекулы функционировать не могут.

2) Клеточный уровень.Молекулы объединяются в клетки, и только тогда в них формируются вещества, необходимые для жизнедеятельности органов и организмов. Предметом изучения на клеточном уровне служат законы превращения вещества и энергии внутри клеток. Наука – ЦИТОЛОГИЯ.

На схеме не указан тканевый уровень – на этом уровне однородные, одинакового происхождения клетки, взаимодействуя между собой, образуют ткани, изучением которых занимается ГИСТОЛОГИЯ.

3) Органный – более высокий уровень организации живого вещества, нежели предыдущие три. Органы образуются в результате взаимодействия нескольких типов тканей. На этом уровне изучаются системы разных органов: побеговые и генеративные – у растений, системы органов дыхания, пищеварения, размножения – у животных. А изучает эти системы БИОМОРФОЛОГИЯ и АНАТОМИЯ.

4) Организменный– первый, самый низший уровень из изучаемых общей экологией. В организме взаимодействие систем органов сводится в единую систему индивидуального организма. Он может существовать самостоятельно! Вне организмов жизнь не проявляется. На этом уровне изучаются жизненные циклы отдельных особей, законы образования фенотипов и генотипов. Науки – ФИЗИОЛОГИЯ, АНАТОМИЯ, ЗООЛОГИЯ, ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ и др.

5) Популяционно-видовой– промежуточный между «организменным и надорганизменным» уровнями. Любой вид растений, животных приспосабливается к внешней среде, не как сумма отдельных особей-организмов, а как единое функциональное целое – популяция. В популяции свои законы (внутривидовые конкуренция и агрегация), свои иерархические взаимоотношения, своя структура. На данном уровне изучаются законы сохранения популяцией и ее видом генотипических признаков. Науки – СИСТЕМАТИКА, БИОЛОГИЯ и ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, ЖИВОТНЫХ.

6) Экосистемный, биогеоценотический – изучаются надорганизменные системы, взаимоотношения популяций, группировок, организмов внутри экосистемы, т.е. на конкретном участке с однородными условиями среды. Изучение первичной продуктивности, круговорота веществ (углерода, кислорода, фосфора, воды и пр.) в пределах биогеоценоза. Науки – ФИТОЦЕНОЛОГИЯ, БИОГЕОЦЕНОЛОГИЯ, ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ.

7) Биосферный – самый высокий, рассматривается взаимоотношения между собой макроэкосистем, биогеоценозов (лес-степь, лес-болото, лес-тундра и др.), изучаются закон круговорота веществ, энергии в глобальном аспекте. Наука – ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ.

Взаимодействие живого вещества (материи) с другим веществом (или энергией) на каждом уровне организации обусловливает формирование и существование определенных упорядоченных систем. Все эти системы взаимозависимы одна от другой и между уровнями организации нет резких разрывов. Невозможно даже представить существование генов вне клеток, клеток вне органов, органов вне организмов и т.д.

Учитывая тесную функциональную связь между организменным, популяционно-видовым и экосистемным уровнями и автономность существования их систем, основным содержанием общей экологии следует считать исследования взаимоотношений живых организмов (особей) между собой и со средой обитания на популяционно-биоценотическом уровне и уровнях биологических систем еще более высокого ранга (биогеоценозов и биосферы), а наименьшей единицей является организм, или особь.

В зависимости от того, какой уровень организации экосистем изучается, экология подразделяется на отрасли аутэкологию и синэкологию.

Аутэкология изучает жизненные циклы и отношение к факторам среды отдельных особей или видов. Цель ее заключается в том, чтобы выявить характер приспособления их к жизни в конкретном сообществе, их роль в экосистеме. Некоторые ученые (Радкевич, 1997) считают, что аутэкология изучает взаимоотношение с внешней средой только отдельных особей, а взаимоотношения ценопопуляций со средой изучает демэкология, взаимоотношения видов – эйдэкология.

Синэкология, она же биоценология, изучает все комплексы видов (ценопопуляций) в сообществах, т.е. экосистемы, изучает законы их совместного сосуществования в биоценозе в зависимости от условий внешней среды. Она базируется на аут-, дем- и эйдоэкологии, но ей присущ общебиологический характер, поскольку ее исследования направлены на многовидовые взаимоупорядоченные комплексы, существующие в строго определенной физико-химической среде.

Жизнедеятельность экосистем чрезвычайно сложна. Живое и неживое вещество в экосистемах структурировано и охвачено бесчисленными превращениями или процессами, в ходе которых автотрофными и хемотрофными организмами захватываются из внешней среды атомы многих химических элементов (углерод, водород, кислород, сера, фосфор, калий, кальций, магний, железо, медь и др.) и энергия, которые затем используются другими организмами: консументами (потребители растительной массы) и грибами, а потом, по мере гибели организмов-продуцентов, грибов и консументов, переходят к организмам-редуцентам, разлагающим мертвое органическое вещество и возвращающим составляющие это вещество атомы во внешнюю среду. При этом энергия химических связей организмов-продуцентов и организмов-хемосинтетиков частично используется консументами, грибами и редуцентами, а частично высвобождается во внешнюю среду в виде тепла, в виде образующихся при выделении растениями в атмосферу окислов кислорода. Или консервируются в виде химических связей сложных органических веществ, накапливающихся в почве (гумус) и литосфере (торф, бурые и каменные угли). Все процессы идут непрерывно, подчиняясь своим законам. На естественные природные процессы накладываются антропогенные. Последние, как правило, сказываются негативно на функционировании экосистем. Изучить и понять эти закономерности и есть главная задача общей экологии.

 

Источник: cyberpedia.su