10. Разнообразие экосистем. Взаимодействие биотических и абиотических факторов.
Биосистема – биологическая система, в которой биологические компоненты разных уровней организации, от генов до сообществ, упорядоченно взаимодействует с окружающей физической средой – абиотическими компонентами – составляя с ними единое целое. Абиотические компоненты включают в себя энергию и вещества.
Биотическая связь представляется «лестницей жизни», в которой выделяют шесть ступеней:
Самая простейшая ступень – гены.
Клетки.
Органы.
Организмы.
Популяции.
Сообщества.
Если энергия может поступать и выделяться, то вещество обязано оставаться внутри системы.
Генетические системы изучаются генетикой.
Клеточные системы изучаются цитологией.
Органы системы изучаются физиологией.
Системы популяций и сообществ изучаются экологией.
Популяция – совокупность разновозрастных особей одного вида. Они обмениваются генетической информацией, объединены общими условиями существования, общностью ореола и происхождением.
Популяция характеризуется рядом признаков (рождаемость, смертность, плотность, распределение в пространстве), носителями которых является группа, а не отдельные особи. Популяции обладают биологическими свойствами присущими как популяции, так и входящим в неё организмам. Одной из важных характеристик популяции является её возрастная структура, которая зависит от рождаемости, продолжительности жизни и смертности.
В экосистеме популяции образуют сообщества, то есть биоценозы.
Биоценоз – совокупность популяций, которая функционирует в определённом пространстве абиотической среды, называемой биотопом.
Биотоп – однородное, по абиотическим факторам, место обитания одного и того же сообщества.
11. Иерархия уровней организации. Основные уровни организации жизни. Принцип эмерджентности .
11.Принципы эмерджентности:
Биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем.
«Хорошо известный принцип не сводимости свойств целого к сумме свойств его частей должна служить первой заповедью эколога», - Одум. Для изучения целого не всегда обязательно знать его составляющие.
Состав экосистем представлен двумя группами компонентов:
абиотические компоненты неживой природы
биотические компоненты живой природы
Спектр уровней организации.
Гены-клетки образуют органы, органы-организмы, организмы-популяции,
Популяции образуют сообщества, сообщества являются частью экосистем.
На каждой ступени, или уровне, в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой мы будем подразумевать упорядочено взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.
Важное следствие иерархической организации состоит в том, что по мере объединения компонентов, или подмножеств, в более «крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные, свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Иными словами, свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.
Для иллюстрации принципа эмерджентности приведем пример из химии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду, жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы.