3. Уровни биологической организации и экология

Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоценоз) – главные уровни организации жизни. Экология изучает уровни биологической организации от организма до экосистем (рис. 21) [8, с. 26].

Рис 21. Спектр уровней биологической организации (по Ю.Одуму, 1975)

Роль среды, т.е. физических факторов в существовании организмов, не вызывает сомнений. Среда названа абиотической, а составляющие ее отдельные части называют абиотическими компонентами, в отличие от биотических, представленных живым веществом. Взаимодействуя с абиотической средой, т. е. с абиотическими компонентами, они образуют определенные функциональные системы, где живые компоненты и среда – «единый цельный организм».

На рисунке 21. указанные выше компоненты представлены в виде уровней биологической организации биологических систем, которые различаются по прин­ципам организации и масштабам явлений. Они отражают иерархию природных систем, при которой меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем.

В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой: как абиотической, так и биотической. В этом случае в поле зрения попадает такая совокупность, как биологический вид, состоящий из сходных особей, которые тем не менее, как индивидуумы, отличаются друг от друга. Они точно так же не похожи, как непохож один человек на другого, тоже относящегося к этому виду. Но всех их объединяет единый для всех генофонд, обеспечивающий их способность к размножению в пределах вида.

Популяции – это совокупность особей одного вида. Генетики обычно добавляют, как обязательный момент, способность этой совокупности к самовоспроизведению. Экологи же учитывают обе эти особенности, подчеркивают некоторую изолированность в пространстве и во времени аналогичных совокупностей одного и того же вида (Гиляров, 1990). Изолированность в пространстве и времени аналогичных популяций отражает реальную природную структуру биоты (например, биоты тундры). В реальной природной среде многие виды рассеяны на огромных пространствах, поэтому изучать приходится некоторую видовую группировку в пределах определенной территории. Некоторые группировки достаточно хорошо приспосабливаются к местным условиям, образуя так называемый экотип (например, у многих травянистых растений выявлены резкие различия между формами, произрастающими на лугах и пастбищах различных типов).

Однако настоящих одновидовых группировок и поселений в природе не существует и обычно имеют дело с группировками, состоящими из многих видов. Такие группировки называются биологическими сообществами, или биоценозами.

Биоценоз – совокупность совместно обитающих популяций разных видов микроорганизмов, растений и животных. Введено понятие биотоп, под которым понимаются условия окружающей среды на определенной территории: воздух, вода, почвы и подстилающие их горные породы. Именно в этой окружающей среде существуют растительность, животный мир и микроорганизмы, состав­ляющие биоценоз. Компоненты биотопа не просто существуют рядом, а активно взаимодействуют между собой, создавая определенную биологическую систему, которую В. Н. Сукачев назвал биогеоценозом. В этой системе совокупность абиотических и биотических компонентов имеет «… свою особую специфику взаимодействий» и «определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляет собой внутреннее противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии» (Сухачев, 1971).

Термин «биогеоценоз» был предложен В. Н. Сукачевым в конце тридцатых годов. Однако несколько ранее, в 1935 г., английским ботаником А.Тенсли был введен термин «экосистема». Экосистема, по А. Тенсли, - совокупность комплек­сов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. фактором местообитания в широком смысле. Ряд сторонников экосистемного подхода на Западе считает термины «биогеоценоз» и «экосистемы» синонимами. Однако ряд российских ученых не разделяет этого мнения, видя определенные различия. Тем не менее многие не считают данные отличия существенными и ставят знак равенства между приведенными понятиями.

Экосистема характеризуется таким явлением, как эмерджентность.

Детализируйте данное понятие…

[1] свойства системы невозможно постичь лишь на основании свойств составляющих ее частей. Решающее значение имеет именно взаимодействие между элементами;

[2] нельзя предсказать свойства каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней;

[3] можно предсказать свойства каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней;

[4] наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме других элементов, не объединенных систе­мо­образующими связями.