Учебник для 9 класса

Биология

§41. Структура биоценоза как основа поддержания его целостности

Познакомьтесь по рисункам 198, 200—202 с совместно обитающими в биоценозах группами организмов. Какие существуют между ними связи?

Различные типы сложившихся взаимоотношений организмов в биоценозах способствуют сохранению их видового состава и поддержанию оптимальной численности составляющих биоценоз популяций видов.

Структура биоценоза выражается в видовом составе его населения и количественном соотношении организмов по видам (видовая структура), в закономерном распределении организмов разных видов относительно друг друга в занимаемом пространстве (пространственная структура), в пищевых (трофических) и других взаимоотношениях организмов.

Видовая структура биоценоза. Любой биоценоз сформирован характерными для него видами организмов с определенной численностью каждого из них. Общее число видов в одном биоценозе может достигать нескольких десятков тысяч. Особенно богаты видами организмов коралловые рифы, тропические леса (рис. 197, 1, 2). Для биоценозов, сложившихся в суровых условиях обитания организмов, например в Арктике, характерно гораздо меньшее число видов (рис. 197, 3).

Рис. 197. Богатые и бедные видами биоценозы: 1 — коралловый риф; 2 — тропический лес; 3 — полярная тундра

Численность организмов каждого вида в биоценозе разная. Виды с наибольшей численностью, или господствующие (доминирующие), составляют его «видовое ядро». В некоторых еловых лесах, например в ельниках-кисличниках, из деревьев доминирует ель, из травянистых растений — кислица, из птиц — королек, зарянка, зяблик, а из млекопитающих — рыжая и красно-серая полевки (рис. 198).

Рис. 198. Многочисленные виды организмов ельника-кисличника: 1 — ель обыкновенная; 2 — кислица обыкновенная; 3 — зяблик; 4 — красно-серая полевка

Количество малочисленных видов в биоценозах всегда больше, чем многочисленных. Малочисленные виды создают видовое богатство биоценозов и увеличивают разнообразие его связей. Эти же виды служат резервом для замещения доминирующих видов при изменении условий среды. Чем богаче видовой состав биоценоза, тем лучше обеспечивается его устойчивость по отношению к меняющимся условиям среды.

Пространственная структура биоценоза. Распределение организмов в наземных биоценозах связано в основном с ярусностью, или вертикальным расположением растительности.

Ярусное, или вертикальное, сложение биоценозов наиболее отчетливо выражено в лесах, где может быть до 5—6 ярусов растений (рис. 199). Так, в широколиственных лесах, или дубравах, дуб, липа и другие высокие листопадные деревья с крупными листьями образуют первый (верхний) ярус. Менее светолюбивые, например, клен остролистный, вяз и другие деревья-спутники дуба — это второй ярус. Орешник (лещина), жимолость, бересклет, шиповник, калина, крушина и другие кустарники — третий ярус (подлесок). Многолетние травянистые растения (хохлатка, ветреница, гусиный лук, медуница, ландыш майский, зеленчук зеленый, копытень европейский, вороний глаз) образуют четвертый ярус. Мхи, лишайники и грибы произрастают в нижнем (пятом) ярусе широколиственного леса и встречаются редко, не образуя сплошного покрова.

Рис. 199. Ярусное распределение растений в биоценозе широколиственного леса — дубраве

Ярусное сложение леса позволяет растениям более эффективно использовать солнечный свет: светолюбивые растения образуют верхний ярус, а растения других ярусов приспособились к жизни в условиях с малой освещенностью или развиваются и зацветают ранней весной до распускания листьев на деревьях (пролески, ветреницы, хохлатки, гусиный лук).

С ярусами биоценозов связано вертикальное распределение животных и других организмов (рис. 200). Так, в кронах деревьев первого и второго ярусов леса живут различные листогрызущие насекомые, насекомоядные птицы (дрозды, иволги, кукушки), мелкие зверьки (белки, сони). Бывают здесь и хищные птицы, например ястреб-перепелятник. Особенно разнообразно население животных нижнего яруса леса. Здесь обитают лоси, зайцы, кабаны, ежи, лесные мыши, волки, лисицы и другие звери.

Рис. 200. Ярусное распределение животных в биоценозе смешанного леса

Многие животные из-за своей подвижности обитают в нескольких ярусах. Например, белка обыкновенная строит гнезда и выкармливает детенышей на деревьях, а собирает себе пищу как на деревьях, так и на кустарниках, и на земле. Тетерев, глухарь, рябчик питаются в основном в нижнем ярусе леса, ночуют на деревьях, а на земле выводят свое потомство.

Распределение животных по ярусам в биоценозе снижает между ними конкуренцию в питании, выборе мест для постройки гнезд. Так, мухоловка-пеструшка охотится на насекомых в кронах деревьев, а садовая горихвостка — в кустарниках и над почвой. Большой пестрый дятел и поползень питаются насекомыми и их личинками обычно в среднем ярусе леса. Однако и они не конкурируют между собой: дятел добывает насекомых, их личинок и куколок из-под коры деревьев, а поползень собирает насекомых с поверхности коры.

Ярусность, как этажи, наблюдается и в расположении корней. Наиболее глубоко в почву уходят корни деревьев верхних ярусов. В каждом ярусе почвы находятся бактерии и грибы, благодаря которым происходят превращения органических остатков в перегной (гумус) и его минерализация. Здесь же постоянно или временно обитает множество насекомых, клещей, червей и других животных. Число видов и особей животных, связанных с почвой, превышает число наземных. Почвенное население наиболее многочисленно в местах, где почва богата органическими веществами, и оказывает большое влияние на почвообразование.

Пищевая (трофическая) структура биоценоза. Все организмы биоценозов связаны между собой отношениями «пища — потребитель» и каждый из них входит в то или иное звено цепи питания — последовательного ряда организмов, питающихся друг другом. Существуют два основных типа цепей питания: пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения).

Основу пастбищных пищевых цепей составляют растения (автотрофные организмы) и животные (гетеротрофные организмы). Растительноядные животные, например саранча, жуки-листоеды, клесты, свиристели, полевки, зайцы, олени — потребители первого порядка; плотоядные животные (лягушки, жабы, ящерицы, змеи, насекомоядные птицы, многие хищные птицы и звери) — потребители второго порядка; а хищные животные, кормящиеся потребителями второго порядка, — потребители третьего порядка (рис. 201).

Рис. 201. Пастбищная цепь питания дубравы

В детритных пищевых цепях (от лат. детритус — истертый, мелкие органические частицы) источником пищи организмов-потребителей первого порядка служат остатки разложившихся животных, растений, грибов вместе с содержащимися в них бактериями. Детритные цепи питания наиболее распространены в лесах (рис. 202). Так, значительная часть продукции растений (листовой опад) не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает и подвергается разложению и минерализации сапротрофами (от греч. сапрос — гнилой) — бактериями гниения. Дождевые черви, многоножки, клещи, личинки насекомых, питающиеся детритом, служат пищей потребителям следующего звена.

Рис. 202. Детритная цепь питания лиственного леса

Итак, видовая, пространственная и пищевая (трофическая) структуры биоценоза составляют основу для поддержания его целостности. Видовой состав организмов формируется в соответствии с условиями среды, в которых существует то или иное природное сообщество. Слагающие биоценоз виды, распределенные по ярусам и связанные друг с другом пищевыми цепями, обеспечивают длительное существование разнообразных природных сообществ на нашей планете.

Упражнения по пройденному материалу

1. В чем выражается структура биоценоза?
2. Чем видовая структура биоценоза отличаетсяот пространственной и пищевой (трофической)?
3. Какие виды организмов биоценоза относят к доминирующим?
4. Какова роль малочисленных видов в биоценозе?
5. С чем в биоценозах связано вертикальное распределение организмов?
6. Что такое пищевые цепи? Чем пастбищные пищевые цепи отличают от детритных?

Составьте из перечисленных организмов и продуктов их жизнедеятельности несколько пастбищных и детритных пищевых цепей: травянистые растения, листья деревьев и кустарников, растительный опад, дождевые черви, гусеницы бабочек, слизни, личинки мясной мухи, лягушки, ужи, погибшая ворона, синицы, ястребы, ежи.