Biogeocenosis es un área homogénea de la superficie terrestre con una determinada composición de organismos vivos y ciertas condiciones de vida, que están unidos por el metabolismo y la energía en un solo complejo natural.
En cada biogeocenosis hay especies que prevalecen en número u ocupan una gran superficie. Se les llama especies dominantes. Sin embargo, no todas las especies dominantes tienen el mismo efecto sobre la biogeocenosis. Aquellas que determinan la composición, estructura y propiedades de un ecosistema al crear un ambiente para toda la comunidad se denominan edificadores. Y ahora considere la biogeocenosis del bosque de robles.
Entre las biogeocenosis terrestres, una de las más complejas es un bosque latifoliado, por ejemplo, un bosque de robles. El robledal es un sistema ecológico perfecto y estable capaz de existir durante siglos bajo condiciones externas constantes. La biogeocenosis de los robledales se compone de más de un centenar de especies de plantas y varios miles de especies de animales.
Plantas de roble. En las biogeocenosis terrestres, las plantas superiores crean los principales productos biológicos. En el bosque, estas son predominantemente especies de árboles perennes.
Entre las plantas hay una mayor competencia por las condiciones básicas de vida: espacio, luz, agua con minerales disueltos en ella. Como resultado de la selección natural a largo plazo, las plantas del bosque de robles han desarrollado adaptaciones que permiten que diferentes especies coexistan. Esto se manifiesta claramente en la característica estratificación de los bosques de robles.
El nivel superior está formado por las especies de árboles más amantes de la luz: roble, fresno, tilo. Debajo están los árboles acompañantes menos amantes de la luz: arce, manzano, peral, etc. Aún más abajo está la capa de maleza formada por varios arbustos: avellano, espino cerval, viburnum, etc. Finalmente, una capa de plantas herbáceas crece en el suelo. Cuanto más bajo es el nivel, más tolerantes a la sombra son las plantas que lo forman.
Debido a la compleja estratificación, el área total de hojas de plantas que crecen en cada hectárea alcanza las 4-6 hectáreas. La producción neta en forma de incremento de materia orgánica es de casi 10 t/ha por año.
Cadenas alimentarias en robledales. La riqueza y diversidad de las plantas se convierte en la razón del desarrollo de los consumidores del mundo animal en los bosques de robles, desde los más simples hasta los vertebrados superiores: aves y mamíferos.
Las cadenas alimenticias en el bosque están entrelazadas en una red alimenticia muy compleja, por lo que la pérdida de cualquier especie de animal generalmente no altera significativamente todo el sistema. La desaparición, por ejemplo, en la mayoría de nuestros robledales de todos los grandes ungulados herbívoros: bisontes, ciervos, corzos, alces tendría poco efecto en el ecosistema en general, ya que su biomasa nunca ha sido grande y no ha jugado un papel significativo en la circulación general de las sustancias. Pero si desaparecieran los insectos herbívoros, las consecuencias serían muy graves, ya que los insectos cumplen una importante función de polinizadores en la biogeocenosis, participan en la destrucción de la hojarasca y sirven de base para la existencia de muchos eslabones posteriores en las cadenas alimentarias.
Sistemas ecológicos
- Biogeocenosis
- Embalse y encinar como ejemplos de biogeocenosis
- Cambios en las biogeocenosis
- Biogeocenosis creadas por el hombre
- Conexiones nutricionales
- Pérdidas de energía en circuitos de potencia
Biogeocenosis.
La biogeocenosis es una comunidad estable de plantas, animales y microorganismos que están en constante interacción con los componentes de la atmósfera, la hidrosfera y la litosfera. La energía del sol, las sustancias minerales del suelo y los gases de la atmósfera, el agua ingresan a esta comunidad y se liberan calor, oxígeno, dióxido de carbono y productos de desecho de los organismos. Las principales funciones de la biogeocenosis son la acumulación y redistribución de energía y la circulación de sustancias. La biogeocenosis es un sistema integral de autorregulación y autosostenimiento. Incluye los siguientes componentes obligatorios: sustancias inorgánicas (carbono, nitrógeno, dióxido de carbono, agua, sales minerales) y orgánicas (proteínas, carbohidratos, lípidos, etc.); organismos autótrofos - productores de sustancias orgánicas; organismos heterótrofos - consumidores de sustancias orgánicas preparadas de origen vegetal - consumidores (consumidores de primer orden) y animales (consumidores de segundo orden y posteriores). Los organismos heterótrofos incluyen descomponedores: descomponedores o destructores que descomponen los restos de plantas y animales muertos, convirtiéndolos en compuestos minerales simples.
Hablando de biocenosis, solo se consideran organismos vivos interconectados que viven en un área determinada. Las biocenosis se caracterizan por la diversidad de especies, es decir, el número de especies de organismos vivos que lo forman; densidad de población, es decir, el número de individuos de una especie dada, por unidad de área o por unidad de volumen (para organismos acuáticos y del suelo); biomasa - la cantidad total de materia orgánica animal, expresada en unidades de masa.
La biomasa se forma como resultado de la unión de la energía solar. La eficiencia con la que las plantas asimilan la energía solar varía en las distintas biocenosis. La producción total de la fotosíntesis se denomina producción primaria. La biomasa vegetal es utilizada por consumidores de primer orden - animales herbívoros - como fuente de energía y material para la creación de biomasa; además, se usa de manera extremadamente selectiva (Fig. 17.7), lo que reduce la intensidad de la lucha interespecífica por la existencia y contribuye a la conservación de los recursos naturales. Los animales herbívoros, a su vez, sirven como fuente de energía y material para los consumidores de segundo orden: depredadores, etc. La Figura 17.8 muestra datos comparativos sobre la productividad de varias biogeocenosis. La mayor cantidad de biomasa se forma en los trópicos y en la zona templada, muy poco, en la tundra y el océano.
Los organismos que forman parte de las biogeocenosis están influenciados por la naturaleza inanimada - factores abióticos, así como por la vida silvestre - influencias bióticas.
Las biocenosis son sistemas biológicos integrales autorregulados, que incluyen organismos vivos que habitan en un mismo territorio.
La energía de la luz solar es asimilada por las plantas, que posteriormente es utilizada por los animales como alimento.
Conexiones nutricionales .
Pérdidas de energía en circuitos de potencia
Todas las especies que componen la cadena alimentaria subsisten de la materia orgánica creada por las plantas verdes. En este caso, existe una importante regularidad asociada a la eficiencia del uso y conversión de energía en el proceso de nutrición. Su esencia es la siguiente.
En total, solo alrededor del 1% de la energía radiante del Sol que incide sobre una planta se convierte en la energía potencial de los enlaces químicos de las sustancias orgánicas sintetizadas y puede ser utilizada por los organismos heterótrofos para su nutrición. Cuando un animal come una planta, la mayor parte de la energía contenida en el alimento se gasta en varios procesos vitales, transformándose en calor y disipándose. Solo el 5-20% de la energía alimentaria pasa a la sustancia recién construida del cuerpo del animal. Si un depredador se come a un herbívoro, nuevamente se pierde la mayor parte de la energía contenida en el alimento. Debido a pérdidas tan grandes de energía útil, las cadenas alimenticias no pueden ser muy largas: generalmente consisten en no más de 3 a 5 eslabones (niveles de alimentos).
La cantidad de materia vegetal que sirve como base de la cadena alimenticia siempre es varias veces mayor que la masa total de los animales herbívoros, y la masa de cada uno de los eslabones posteriores de la cadena alimenticia también disminuye HH o Este patrón muy importante se llama la regla de la pirámide ecológica.
Embalse y encinar como ejemplos de biogeocenosis
1. Biogeocenosis de agua dulce.
Cualquier cuerpo de agua natural, como un lago o un estanque, con su población de plantas y animales es una biogeocenosis separada. Este sistema natural, al igual que otras biogeocenosis, tiene capacidad de autorregulación y autorrenovación continua.
Las plantas y los animales que habitan el embalse están distribuidos de manera desigual en él. Cada especie vive en las condiciones a las que está adaptada. En la zona costera se crean las más diversas y favorables condiciones para la vida. Aquí el agua es más cálida, ya que se calienta con los rayos del sol. Está suficientemente oxigenado. La abundancia de luz que penetra hasta el fondo asegura el desarrollo de muchas plantas superiores. Las algas pequeñas también son numerosas. La mayoría de los animales viven en la zona costera. Algunos están adaptados a la vida en plantas acuáticas, otros nadan activamente en la columna de agua (peces, escarabajos nadadores depredadores y chinches de agua). Muchos se encuentran en el fondo (cebada, sin dientes, larvas de algunos insectos: tricópteros, libélulas, efímeras, varios gusanos, etc.). Incluso la película superficial del agua sirve como hábitat para especies especialmente adaptadas a ella. En remansos tranquilos, puede ver insectos zancudos de agua depredadores corriendo en la superficie del agua y escarabajos arremolinados nadando rápidamente en círculos. La abundancia de alimentos y otras condiciones favorables atraen peces a la zona costera.
En las partes profundas cercanas al fondo del embalse, donde la luz del sol penetra débilmente, la vida es más pobre y más monótona. Las plantas fotosintéticas no pueden existir aquí. Las capas inferiores de agua permanecen frías debido a la débil mezcla. Aquí el agua contiene poco oxígeno.
También se crean condiciones especiales en el espesor del agua en áreas abiertas del embalse. Está habitado por una masa de los organismos vegetales y animales más pequeños, que se concentran en las capas de agua superiores, más cálidas y bien iluminadas. Aquí se desarrollan varias algas microscópicas; las algas y bacterias se alimentan de numerosos protozoos - ciliados, así como de rotíferos y crustáceos. Todo este complejo de pequeños organismos suspendidos en el agua se llama plancton. En la circulación de sustancias y en la vida de un reservorio, el plancton juega un papel muy importante.
2. Conexiones alimentarias y estabilidad de la biogeocenosis de estanques.
Considere, por qué existe el sistema de habitantes del embalse y cómo se mantiene. Las cadenas alimentarias constan de varios eslabones consecutivos. Por ejemplo, los residuos de plantas y las bacterias que se desarrollan en ellos son alimentados por protozoos, que son devorados por pequeños crustáceos. Los crustáceos, a su vez, sirven de alimento a los peces, y estos últimos pueden ser devorados por peces depredadores. Casi todas las especies no se alimentan de un solo tipo de alimento, sino que utilizan diferentes objetos alimenticios. Las cadenas alimenticias están intrincadamente entrelazadas. De esto se deriva una importante conclusión general: si algún miembro de la biogeocenosis se cae, entonces el sistema no se altera, ya que se utilizan otras fuentes de alimento. Cuanto mayor es la diversidad de especies, más estable es el sistema.
La principal fuente de energía en la biogeocenosis acuática, como en la mayoría de los sistemas ecológicos, es la luz solar, gracias a la cual las plantas sintetizan materia orgánica. Obviamente, la biomasa de todos los animales existentes en un embalse depende completamente de la productividad biológica de las plantas.
A menudo, la razón de la baja productividad de los cuerpos de agua naturales es la falta de minerales (especialmente nitrógeno y fósforo) necesarios para el crecimiento de las plantas autótrofas, o la acidez desfavorable del agua. La introducción de fertilizantes minerales, y en el caso de un ambiente ácido, el encalado de los cuerpos de agua, contribuyen a la reproducción del plancton vegetal, que se alimenta de animales que sirven de alimento a los peces. De esta forma, se incrementa la productividad de los estanques de pesca.
3. Biogeocenosis del bosque latifoliado.
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Entre las biogeocenosis terrestres, una de las más complejas es un bosque latifoliado, como un robledal. roble brava - un sistema ecológico perfecto y estable capaz de existir durante siglos bajo condiciones externas constantes. La biogeocenosis de los robledales se compone de más de un centenar de especies de plantas y varios miles de especies de animales.
plantas del bosque de robles
En las biogeocenosis terrestres, las plantas superiores crean los principales productos biológicos. En el bosque, estas son predominantemente especies de árboles perennes (Figura 39).
Figura 39. Biogeocenosis de un bosque latifoliado.Un rasgo característico del bosque caducifolio es la diversidad de especies de vegetación. Entre las plantas hay una mayor competencia por las condiciones básicas de vida: espacio, luz, agua con minerales disueltos en ella. Como resultado de la selección natural a largo plazo, las plantas del bosque de robles han desarrollado adaptaciones que permiten que diferentes especies coexistan. Esto se manifiesta claramente en la característica estratificación de los bosques de robles.
El nivel superior está formado por las especies de árboles más amantes de la luz: roble, fresno, tilo. Debajo están los árboles acompañantes menos amantes de la luz: arce, manzano, peral, etc. Aún más abajo está la capa de maleza formada por varios arbustos: avellano, euonymus, espino cerval, viburnum, etc.
Finalmente, una capa de plantas herbáceas crece sobre el suelo. Cuanto más bajo es el nivel, más tolerantes a la sombra son las plantas que lo forman.
La estratificación también se expresa en la ubicación de los sistemas de raíces. Los árboles de los niveles superiores tienen el sistema de raíces más profundo y pueden usar agua y minerales de las capas profundas del suelo.
El robledal se caracteriza por una alta productividad biológica. Debido a su complejo multicapa, el área total de hojas de plantas que crecen en cada hectárea alcanza las 4-6 hectáreas. Un aparato fotosintético tan poderoso captura y transforma alrededor del 1% de la entrada anual de radiación solar en energía potencial de materia orgánica. Este último en las latitudes medias es de unos 3,8 10 7 kJ/ha. Casi la mitad de la sustancia sintetizada es consumida por las propias plantas en el proceso de respiración. La producción neta en forma de aumento de materia orgánica en las partes aéreas de las plantas es de 5-6 t/ha por año. A esto hay que añadir 3-4 t/ha del crecimiento anual de las partes subterráneas. Así, la producción de los robledales alcanza casi las 10 t/ha al año.
Cadenas alimentarias en robledales.
La riqueza y diversidad de plantas, productoras de una enorme cantidad de materia orgánica que puede ser utilizada como alimento, provocan el desarrollo en los robledales de numerosos consumidores del mundo animal, desde protozoos hasta vertebrados superiores - aves y mamíferos.
Las cadenas alimentarias en el bosque están entrelazadas en una red alimentaria muy compleja, por lo que la pérdida de cualquier especie animal generalmente no altera significativamente todo el sistema. El valor de los diferentes grupos de animales en la biogeocenosis no es el mismo. La desaparición, por ejemplo, en la mayor parte de nuestros robledales de todos los grandes ungulados herbívoros; bisontes, ciervos, corzos, alces- tendrían poco efecto en el ecosistema en general, ya que su número, y por lo tanto su biomasa, nunca ha sido grande y no ha jugado un papel significativo en la circulación general de sustancias. Pero si desaparecieran los insectos herbívoros, las consecuencias serían muy graves, ya que los insectos cumplen una importante función de polinizadores en la biogeocenosis, participan en la destrucción de la hojarasca y sirven de base para la existencia de muchos eslabones posteriores en las cadenas alimentarias.
Autorregulación en biogeocenosis forestal.
El proceso de autorregulación en el bosque de robles se manifiesta en el hecho de que toda la población diversa del bosque existe junta, sin destruirse por completo, sino limitando el número de individuos de cada especie a un cierto nivel. La importancia de tal regulación de la población en la vida de un bosque puede verse en el siguiente ejemplo. Varios cientos de especies de insectos se alimentan de hojas de roble, pero en condiciones normales, cada especie está representada por un número tan pequeño de individuos que incluso su actividad común no causa un daño significativo al árbol y al bosque. Mientras tanto, todos los insectos son muy prolíficos. La cantidad de huevos que pone una hembra rara vez es inferior a 100. Muchas especies son capaces de producir de 2 a 3 generaciones por verano. En consecuencia, en ausencia de factores limitantes, el número de cualquier tipo de insecto aumentaría muy rápidamente y conduciría a la destrucción del sistema ecológico.
Mineralización de residuos orgánicos.
De gran importancia en la vida del bosque son los procesos de descomposición y mineralización de la masa de hojas moribundas, madera, restos animales y sus productos metabólicos. Del aumento anual total en la biomasa de las partes aéreas de las plantas, alrededor de 3-4 toneladas por 1 ha mueren y se caen naturalmente, formando la llamada hojarasca forestal. Una masa significativa también se compone de partes subterráneas muertas de plantas. Con la hojarasca, la mayoría de los minerales y nitrógeno consumidos por las plantas regresan al suelo.
Los restos de animales son destruidos muy rápidamente por escarabajos muertos, escarabajos de la piel, larvas de moscas carroñeras y otros insectos, así como por bacterias putrefactas. Es más difícil descomponer la celulosa y otras sustancias duraderas que constituyen una parte importante de la basura vegetal. Pero también sirven como alimento para una serie de organismos, como hongos y bacterias, que tienen enzimas especiales que descomponen la fibra y otras sustancias en azúcares fácilmente digeribles.
Figura 40. Comparación de la estructura general de las biogeocenosis terrestres y acuáticas:
I - plantas productoras de materia orgánica: a - plantas superiores; b - algas;
II - animales - consumidores de materia orgánica: a - herbívoros, b - carnívoros, c - que comen alimentos mixtos.
Tan pronto como las plantas mueren, los destructores utilizan completamente su sustancia. Una parte importante de la biomasa está compuesta por lombrices de tierra, que hacen un gran trabajo descomponiendo y moviendo la materia orgánica en el suelo. El número total de insectos, ácaros de la concha, gusanos y otros invertebrados alcanza muchas decenas e incluso cientos de millones por hectárea. El papel de las bacterias y los hongos saprofitos inferiores es especialmente importante en la descomposición de la hojarasca.
ECOSISTEMA DEL ROBLE: EXCURSIÓN
1. El robledal como comunidad natural (biogeocenosis), es una de las más complejas entre las biogeocenosis terrestres. Bueno, en primer lugar, ¿qué es la biogeocenosis? La biogeocenosis es un complejo de especies interconectadas (poblaciones de diferentes especies) que viven en un área determinada con condiciones de existencia más o menos uniformes. Esta definición será necesaria para su uso posterior. El robledal es un sistema ecológico perfecto y estable capaz de existir durante siglos bajo condiciones externas constantes. La biogeocenosis de los robledales se compone de más de un centenar de especies de plantas y varios miles de especies de animales. Está claro que con tanta variedad de especies habitando el encinar, será difícil hacer tambalear la estabilidad de esta biogeocenosis exterminando una o más especies de plantas o animales. Es difícil, porque como resultado de la larga coexistencia de especies de plantas y animales de especies dispares, se convirtieron en una biogeocenosis única y perfecta: un bosque de robles que, como se mencionó anteriormente, es capaz de existir durante siglos en condiciones externas sin cambios.
2. Los principales componentes de la biogeocenosis y la relación entre ellos; Las plantas son el eslabón principal de un ecosistema. La gran mayoría de las biogeocenosis se basan en las plantas verdes, que, como sabéis, son productoras de materia orgánica (productoras). Y dado que en la biogeocenosis hay necesariamente animales herbívoros y carnívoros, consumidores de materia orgánica viva (consumidores) y, finalmente, destructores de residuos orgánicos, principalmente microorganismos que llevan la descomposición de sustancias orgánicas a compuestos minerales simples (descomponedores), no es Difícil adivinar por qué las plantas son el eslabón principal en el ecosistema. Pero debido a que en la biogeocenosis todos consumen sustancias orgánicas, o compuestos formados después de la descomposición de las sustancias orgánicas, y está claro que si las plantas, la principal fuente de materia orgánica, desaparecen, entonces la vida en la biogeocenosis prácticamente desaparecerá.
3. Circulación de sustancias en biogeocenosis. Importancia en el ciclo de las plantas que utilizan la energía solar El ciclo de las sustancias en la biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de la vida. Surgió en el proceso de formación de la vida y se volvió más complicado en el curso de la evolución de la naturaleza viva. Por otro lado, para que la circulación de sustancias sea posible en la biogeocenosis, es necesario que existan en el ecosistema organismos que creen sustancias orgánicas a partir de inorgánicas y conviertan la energía de la radiación solar, así como organismos que utilicen estas sustancias orgánicas y volverlas a convertir en compuestos inorgánicos. Todos los organismos se dividen en dos grupos según el método de nutrición: autótrofos y heterótrofos. Los autótrofos (principalmente plantas) utilizan compuestos inorgánicos del medio ambiente para sintetizar sustancias orgánicas. Los heterótrofos (animales, humanos, hongos, bacterias) se alimentan de sustancias orgánicas preparadas sintetizadas por autótrofos. Por lo tanto, los heterótrofos dependen de los autótrofos. En cualquier biogeocenosis, todas las reservas de compuestos inorgánicos se agotarían muy pronto si no se renovaran en el curso de la vida de los organismos. Como resultado de la respiración, la descomposición de cadáveres de animales y residuos vegetales, las sustancias orgánicas se convierten en compuestos inorgánicos, que regresan al entorno natural y pueden ser nuevamente utilizados por los autótrofos. Así, en la biogeocenosis, como resultado de la actividad vital de los organismos, se produce un flujo continuo de átomos desde la naturaleza inanimada a la naturaleza viva y viceversa, cerrándose en un ciclo. Para la circulación de sustancias, es necesaria una afluencia de energía desde el exterior. La fuente de energía es el Sol. El movimiento de materia provocado por la actividad de los organismos se produce de forma cíclica, se puede utilizar repetidamente, mientras que el flujo de energía en este proceso es unidireccional. La energía de radiación del Sol en la biogeocenosis se convierte en varias formas: en energía de enlaces químicos, en mecánica y, finalmente, en energía interna. De todo lo dicho se desprende que la circulación de sustancias en la biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de vida y las plantas (autótrofas) en ella el eslabón más importante.
4. Diversidad de especies en la biogeocenosis, su adaptabilidad a la convivencia. Un rasgo característico del bosque de robles es la diversidad de especies de la vegetación. Como se ha mencionado anteriormente, la biogeocenosis de los robledales se compone de más de un centenar de especies vegetales y varios miles de especies animales. Entre las plantas hay una mayor competencia por las condiciones básicas de vida: espacio, luz, agua con minerales disueltos en ella. Como resultado de la selección natural a largo plazo, las plantas del bosque de robles han desarrollado adaptaciones que permiten que diferentes especies coexistan. Esto se manifiesta claramente en la característica estratificación de los bosques de robles. El nivel superior forma las especies de árboles más amantes de la luz: roble, fresno, tilo. Debajo se encuentran los árboles menos lumínicos que los acompañan: arces, manzanos, perales, etc. Aún más abajo se encuentra la capa de maleza formada por varios arbustos: avellano, euonymus, espino cerval, viburnum, etc. Finalmente, una capa de plantas herbáceas crece sobre el suelo. Cuanto más bajo es el nivel, más tolerantes a la sombra son las plantas que lo forman. La estratificación también se expresa en la ubicación de los sistemas de raíces. Los árboles de los niveles superiores tienen el sistema de raíces más profundo y pueden usar agua y minerales de las capas profundas del suelo.
7. Cambios en la biogeocenosis en primavera: en la vida de plantas y animales.
Cambios primaverales en la vida vegetal.
Algunos sauces, alisos y avellanos florecen antes de que se abran las hojas; en parches descongelados, incluso a través de la nieve, se abren paso los brotes de las primeras plantas de primavera. A mediados de la primavera, casi todos los árboles tienen hojas. El período de floración de plantas y flores. En general, las plantas cobran vida con la calma del invierno.
Cambios primaverales en la vida de los animales.
Llegan las aves migratorias, aparecen insectos que hibernan, algunos animales se despiertan de la hibernación. El período de formación de parejas y el período matrimonial.
8. Posibles direcciones de cambio de biogeocenosis. Cualquier biogeocenosis se desarrolla y evoluciona. El papel principal en el proceso de cambio de las biogeocenosis terrestres pertenece a las plantas, pero su actividad es inseparable de la actividad de los demás componentes del sistema, y la biogeocenosis siempre vive y cambia como un todo. El cambio va en ciertas direcciones, y la duración de la existencia de varias biogeocenosis es muy diferente. Un ejemplo de un cambio en un sistema insuficientemente equilibrado es el crecimiento excesivo de un depósito. Debido a la falta de oxígeno en las capas de agua del fondo, parte de la materia orgánica permanece sin oxidar y no se utiliza en la circulación posterior. En la zona costera se acumulan restos de vegetación acuática formando depósitos de turba. El estanque se está encogiendo. La vegetación acuática costera se extiende hacia el centro del embalse, se forman depósitos de turba. El lago se convierte gradualmente en un pantano. La vegetación terrestre circundante avanza gradualmente sobre el sitio del antiguo embalse. Dependiendo de las condiciones locales, aquí puede aparecer una pradera de juncos, un bosque u otro tipo de biogeocenosis. El bosque de robles también puede convertirse en un tipo diferente de biogeocenosis. Por ejemplo, después de talar árboles, puede convertirse en un prado, un campo (agrocenosis) u otra cosa.
9. Influencia de la actividad humana en la biogeocenosis; medidas a tomar para protegerlo. Recientemente, el hombre se ha vuelto muy activo para influir en la vida de la biogeocenosis. La actividad económica de las personas es un poderoso factor de transformación de la naturaleza. Como resultado de esta actividad, se forman biogeocenosis peculiares. Estos incluyen, por ejemplo, las agrocenosis, que son biogeocenosis artificiales resultantes de las actividades agrícolas humanas. Los ejemplos son prados, campos, pastos creados artificialmente. Las biogeocenosis artificiales creadas por el hombre requieren una atención incansable y una intervención activa en su vida. Por supuesto, hay muchas similitudes y diferencias en las biogeocenosis artificiales y naturales, pero no nos detendremos en esto. Una persona también influye en la vida de las biogeocenosis naturales, pero, por supuesto, no tanto como en las agrocenosis. Las áreas forestales creadas para plantar árboles jóvenes, así como para limitar la caza, pueden servir como ejemplo. Las reservas y parques nacionales creados para proteger ciertas especies de plantas y animales también pueden servir como ejemplo. También se están creando sociedades de masas que promueven la preservación y protección del medio ambiente, como la sociedad “verde”, etc.
10. Conclusión. Usando el ejemplo de un paseo de excursión a través de una biogeocenosis natural - un bosque de robles, descubrieron y desmontaron por qué el bosque de robles es integral y estable, cuáles son los componentes principales de una biogeocenosis, cuál es su papel y qué conexiones existen entre ellos, también desmontaron por qué la circulación de sustancias en una biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de la vida, también descubrieron cómo toda la variedad de especies que viven en un bosque de robles no entran en conflicto entre sí, permitiéndose desarrollarse con normalidad, resolvimos qué conexiones alimentarias existen en un bosque de robles y resolvimos un concepto como una pirámide ecológica, corroboramos los factores que causan un cambio en los números y un fenómeno como la autorregulación, descubrimos qué cambios ocurren en la biogeocenosis en la primavera y resolvió las posibles direcciones de evolución de la biogeocenosis, así como también cómo una persona afecta la vida en las biogeocenosis. En general, siguiendo el ejemplo de los bosques de robles, la vida de las biogeocenosis se desmanteló por completo.
productores, o fabricantes, - estos son autótrofos, que en el curso de la vida sintetizan compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas, utilizando dióxido de carbono como fuente de carbono. La biomasa formada en un ecosistema por organismos autótrofos se llama Productos primarios. Sirve de alimento y fuente de energía para el resto de organismos de la comunidad.
Los principales productores son las plantas verdes, aunque las bacterias fotosintéticas y quimiosintéticas también contribuyen a la formación de la producción primaria del ecosistema. Cada gran ecosistema o cualquier biogeocenosis se caracteriza por sus propias plantas específicas que realizan la fotosíntesis, es decir, sus productores.
consumidores, o consumidores, - Son organismos heterótrofos que utilizan la biomasa sintetizada por los productores para su propia actividad vital. Al comer y procesar las plantas, los consumidores reciben energía y forman productos secundarios ecosistemas
Los consumidores son una variedad de organismos vivos, desde bacterias microscópicas hasta grandes mamíferos, desde protozoos hasta humanos. Desde el punto de vista de la estructura del ecosistema y el papel que juegan los diferentes consumidores en el mantenimiento de su estado de equilibrio, todos los consumidores se pueden dividir en varios subgrupos, lo que haremos un poco más adelante cuando analicemos las relaciones nutricionales de los ecosistemas.
descomponedores, o descomponedores, reciclar materia organica muerta detrito) a compuestos minerales que pueden volver a ser utilizados por los productores. Muchos organismos, como por ejemplo lombrices, ciempiés, termitas, hormigas, etc., se alimentan de restos vegetales y animales, y parte de la madera se pudre y descompone durante la vida de hongos y bacterias. Cuando los hongos y otros descomponedores mueren, ellos mismos se convierten en detritus y sirven como alimento y fuente de energía para otros descomponedores.
Así, a pesar de la diversidad de ecosistemas, todos tienen similitud estructural. Cada ecosistema capaz de existencia independiente tiene sus propios productores, varios tipos de consumidores y descomponedores (Fig. 76).
Ecosistema de roble. Consideremos, como ejemplo, un bosque de robles, un ecosistema terrestre muy estable (Fig. 77). El robledal es un típico bosque latifoliado con estructura palangre, en el que coexisten cientos de especies de plantas y varios miles de especies de animales, microorganismos y hongos.
El estrato arbóreo superior está formado por grandes robles y tilos perennes (hasta 20 m). Estas plantas amantes de la luz, que crecen con bastante libertad, crean condiciones favorables para la formación de la segunda capa de árboles, representada por peras, arces y manzanos de tamaño inferior y menos amantes de la luz.
Arroz. 76. Componentes necesarios de un ecosistema
La vegetación arbustiva se forma bajo el dosel de dos niveles. Hazel, euonymus, viburnum, espino, endrino, saúco, espino cerval: esta no es una lista completa de plantas que forman el tercer nivel hasta una altura de 2 a 4 m.
El siguiente estrato herbáceo está formado por numerosos arbustos y semiarbustos, helechos, plántulas de árboles y diversas hierbas. Además, durante el año en el robledal se produce un cambio en la cubierta de hierba. En la primavera, cuando todavía no hay follaje en los árboles y la superficie del suelo está muy iluminada, florecen prímulas amantes de la luz: pulmonaria, corydalis, anémona. En el verano son reemplazadas por plantas tolerantes a la sombra.
En la capa del suelo, que está a solo unos centímetros de la superficie del suelo, crecen líquenes, musgos, hongos y hierbas bajas.
Cientos de especies de plantas ( productores), usando la energía del sol, crean una biomasa verde de bosques de robles. Los bosques de encino son muy productivos: durante el año, en un área de 1 hectárea, crean hasta 10 toneladas de crecimiento de masa vegetal.
Las raíces muertas y las hojas caídas forman una hojarasca en la que numerosos descomponedores: lombrices de tierra, larvas de moscas y mariposas, escarabajos coprófagos y carnívoros, cochinillas y ciempiés, colémbolos, ácaros, nematodos. Al alimentarse, estos organismos no solo transforman los detritos, sino que también forman la estructura del suelo. La actividad de excavadores como topos, ratones y algunos invertebrados grandes evita que la tierra se apelmace. Numerosos protozoos del suelo viven en gotas de agua entre las partículas del suelo, y los hongos forman una simbiosis con las raíces de las plantas y participan en la descomposición de los detritos.
Arroz. 77. Ecosistema del bosque de robles
A pesar de que anualmente 3-4 toneladas de plantas muertas ingresan a 1 ha de la superficie del suelo en un bosque de robles, casi toda esta masa se destruye como resultado de la actividad de los descomponedores. Un papel especial en este procesamiento pertenece a las lombrices de tierra, de las cuales hay una gran cantidad en los bosques de robles: varios cientos de individuos por 1 m2.
La fauna de las capas altas del robledal es diversa. Decenas de especies de aves anidan en las copas de los árboles. Los nidos los construyen la urraca y la grajilla, el zorzal común y el pinzón común, el carbonero común y el herrerillo común. En las hondonadas, el búho real y el búho común incuban sus polluelos. Las aficiones y los gavilanes intimidan a los pequeños pájaros cantores. Los arbustos están habitados por petirrojos y mirlos, papamoscas cerrojillo y trepatroncos. Aún más abajo están los nidos de currucas y reyezuelos. Una ardilla gris se mueve por todos los niveles en busca de comida. Mariposas, abejas, avispas, moscas, mosquitos, escarabajos: ¡más de 1600 especies de insectos están estrechamente relacionadas con el roble! Saltamontes y escarabajos, arañas y henificadores, ratones, musarañas y erizos comparten su lugar bajo el sol en la capa de hierba. El más largo consumidores de este ecosistema son el corzo, el gamo y el jabalí.
La estabilidad de este y de cualquier otro ecosistema está asegurada por un complejo sistema de relaciones entre todos los organismos que lo componen.
Revisar preguntas y tareas
1. ¿Qué es la biogeocenosis?
2. Cuéntanos sobre la estructura espacial del ecosistema.
3. ¿Cuáles son los componentes necesarios de cualquier ecosistema?
4. ¿En qué relación se encuentran los habitantes de las biocenosis entre sí? Describa estas conexiones.
5. Describir la composición de especies y la estructura espacial del ecosistema del bosque de encino.
¡Pensar! ¡Ejecutar!
1. Cuáles son los rasgos comunes de las biogeocenosis de un bosque caducifolio y un embalse de agua dulce.
2. ¿Es posible la existencia de una biocenosis formada únicamente por plantas? Justifica tu punto de vista.
3. Investiga sobre el tema "Mi casa como ejemplo de ecosistema".
4. Desarrolla una ruta turística que te permita demostrar las especies, las estructuras espaciales y ecológicas de un ecosistema típico de tu región (proyecto grupal).
trabajar con computadora
Consulte la solicitud electrónica. Estudie el material y complete las tareas.
25. Conexiones alimentarias. Circulación de materia y energía en los ecosistemas.
¡Recuerda!
¿Cuáles son los componentes esenciales de cualquier ecosistema?
Los organismos vivos están en constante interacción entre sí y con los factores ambientales, formando un ecosistema estable autorregulador y autosostenible. Las características de la composición de especies de este sistema están determinadas por las condiciones históricas y climáticas, y las relaciones de los organismos entre sí y con el medio ambiente se construyen sobre la base de comportamiento alimentario.
En el ecosistema del bosque de robles que hemos considerado, los ciervos comen plantas herbáceas y hojas de arbustos, las ardillas no son reacias a comer bellotas y hongos, un erizo come una lombriz y un búho real atrapa ratones y campañoles durante la caza nocturna. Numerosos insectos, bellotas de roble, manzanos y perales silvestres, semillas y bayas son un alimento excelente para las aves. Los restos orgánicos muertos caen al suelo. En ellos se desarrollan bacterias, que son consumidas por los protozoos, que, a su vez, sirven de alimento a numerosos pequeños invertebrados del suelo. Todos los tipos de organismos están conectados entre sí por un sistema complejo. relaciones alimentarias.
Al estudiar la estructura de cualquier ecosistema, se hace evidente que su estabilidad depende de la diversidad enlaces de comida, existentes entre las diferentes especies de esta comunidad. Además, cuanto mayor es la diversidad de especies, más estable es la estructura. Imagine un sistema en el que el depredador y la presa estén representados por una sola especie, digamos "zorro - liebre". La desaparición de las liebres conducirá inevitablemente a la muerte de los depredadores, y el ecosistema, al haber perdido dos de sus componentes, comenzará a colapsar. Sin embargo, si un zorro puede usar roedores, ranas y pájaros pequeños como alimento en un ecosistema dado, entonces la pérdida de una fuente de alimento no conducirá a la destrucción de toda la estructura, y el nicho ecológico vacante pronto será ocupado por otros organismos con requisitos ambientales similares.
Familiarícese con las figuras 198, 200-202 con grupos de organismos que viven juntos en biocenosis. ¿Cuáles son las conexiones entre ellos?
Varios tipos de relaciones establecidas de organismos en biocenosis contribuyen a la preservación de su composición de especies y al mantenimiento del número óptimo de poblaciones de especies que componen la biocenosis.
La estructura de la biocenosis se expresa en la composición de especies de su población y la proporción cuantitativa de organismos por especie (estructura de especie), en la distribución regular de organismos de diferentes especies entre sí en el espacio ocupado (estructura espacial), en alimento (trófico) y otras relaciones de los organismos.
Estructura de especie de la biocenosis. Toda biocenosis está formada por sus especies características de organismos con un número determinado de cada uno de ellos. El número total de especies en una biocenosis puede llegar a varias decenas de miles. Los arrecifes de coral y los bosques tropicales son especialmente ricos en especies de organismos (Fig. 197, 1, 2). Para las biocenosis que se han desarrollado en duras condiciones de vida de los organismos, por ejemplo, en el Ártico, es característico un número mucho menor de especies (Fig. 197, 3).
Arroz. 197. Biocenosis ricas y pobres en especies: 1 - arrecife de coral; 2 - bosque tropical; 3 - tundra polar
El número de organismos de cada especie en la biocenosis es diferente. Las especies con el mayor número, o dominantes (dominante), constituyen su "núcleo de especies". En algunos bosques de abetos, por ejemplo, en los bosques de abetos, el abeto domina desde los árboles, desde las plantas herbáceas, agrias, desde las aves, reyezuelos, petirrojos, pinzones y mamíferos, campañoles rojos y rojo-grises (Fig. 198).
Arroz. 198. Numerosas especies de organismos del bosque de abetos y acederas: 1 - abeto común; 2 - acedera común; 3 - pinzón; 4 - topillo rojo-gris
El número de especies pequeñas en biocenosis es siempre mayor que el número de numerosas. Las especies pequeñas crean riqueza de especies de biocenosis y aumentan la diversidad de sus relaciones. Las mismas especies sirven como reserva para reemplazar a las especies dominantes cuando cambian las condiciones ambientales. Cuanto más rica es la composición de especies de la biocenosis, mejor se asegura su estabilidad en relación con las condiciones ambientales cambiantes.
Estructura espacial de la biocenosis. La distribución de organismos en las biocenosis terrestres se asocia principalmente con la disposición en capas o vertical de la vegetación.
La composición escalonada o vertical de las biocenosis se expresa más claramente en los bosques, donde puede haber hasta 5-6 hileras de plantas (Fig. 199). Entonces, en los bosques de frondosas o bosques de robles, el roble, el tilo y otros árboles caducifolios altos con hojas grandes forman el primer nivel (superior). Menos amantes de la luz, por ejemplo, arce de Noruega, olmo y otros robles satélites: este es el segundo nivel. Hazel (avellano), madreselva, euonymus, rosal silvestre, viburnum, espino cerval y otros arbustos: el tercer nivel (maleza). Las plantas herbáceas perennes (corydalis, anémona, cebolla de ganso, pulmonaria, lirio de los valles de mayo, Zelenchuk verde, pezuña europea, ojo de cuervo) forman el cuarto nivel. Musgos, líquenes y hongos crecen en la capa inferior (quinta) del bosque latifoliado y son raros, sin formar una cubierta continua.
Arroz. 199. Distribución palangre de plantas en la biocenosis de un bosque latifoliado - bosque de encino
La estructura escalonada del bosque permite que las plantas utilicen la luz solar de manera más eficiente: las plantas amantes de la luz forman el nivel superior y las plantas de otros niveles se han adaptado a la vida en condiciones de poca luz o se desarrollan y florecen a principios de la primavera antes de que las hojas florezcan en el suelo. árboles (scillas, anémonas, corydalis, cebollas de ganso) .
La distribución vertical de animales y otros organismos está asociada con los niveles de biocenosis (Fig. 200). Entonces, en las copas de los árboles del primer y segundo nivel del bosque, viven varios insectos que comen hojas, pájaros insectívoros (zorzales, oropéndolas, cucos), animales pequeños (ardillas, lirones). También hay aves rapaces aquí, como el gavilán. La población de animales del nivel inferior del bosque es especialmente diversa. Aquí viven alces, liebres, jabalíes, erizos, ratones de bosque, lobos, zorros y otros animales.
Arroz. 200. Distribución de animales con palangre en la biocenosis del bosque mixto
Muchos animales, debido a su movilidad, viven en varios niveles. Por ejemplo, la ardilla común construye nidos y alimenta a sus crías en los árboles, y recolecta comida para sí misma tanto en árboles y arbustos como en el suelo. El urogallo negro, el urogallo y el urogallo avellano se alimentan principalmente en el nivel inferior del bosque, pasan la noche en los árboles y crían a sus crías en el suelo.
La distribución de animales por gradas en la biocenosis reduce la competencia entre ellos en la comida, la elección de lugares para construir nidos. Entonces, el papamoscas cerrojillo se alimenta de insectos en las copas de los árboles, y el colirrojo de jardín caza en los arbustos y sobre el suelo. El pájaro carpintero moteado y el trepador azul se alimentan de insectos y sus larvas, generalmente en la capa intermedia del bosque. Sin embargo, no compiten entre sí: el pájaro carpintero extrae insectos, sus larvas y pupas de debajo de la corteza de los árboles, y el trepador azul recoge insectos de la superficie de la corteza.
La estratificación, como los pisos, también se observa en la ubicación de las raíces. Las raíces de los árboles de los niveles superiores penetran más profundamente en el suelo. En cada capa del suelo hay bacterias y hongos, por lo que los residuos orgánicos se convierten en humus (humus) y su mineralización. Muchos insectos, ácaros, gusanos y otros animales viven aquí de forma permanente o temporal. El número de especies e individuos de animales asociados al suelo supera al de los terrestres. La población del suelo es más numerosa en lugares donde el suelo es rico en materia orgánica y tiene una gran influencia en la formación del suelo.
Estructura alimentaria (trófica) de la biocenosis. Todos los organismos de las biocenosis están interconectados por la relación "consumidor de alimentos", y cada uno de ellos está incluido en uno u otro eslabón de la cadena alimentaria, una serie secuencial de organismos que se alimentan entre sí. Hay dos tipos principales de cadenas alimentarias: pastizales (cadenas de pastoreo) y detritales (cadenas de descomposición).
La base de las cadenas alimentarias de los pastos son las plantas (organismos autótrofos) y los animales (organismos heterótrofos). Los animales herbívoros, como las langostas, los escarabajos de las hojas, los piquituertos, las alas de cera, los campañoles, las liebres y los ciervos son consumidores de primer orden; los carnívoros (ranas, sapos, lagartijas, serpientes, aves insectívoras, muchas rapaces y animales) son consumidores de segundo orden; y los animales depredadores que se alimentan de consumidores de segundo orden son consumidores de tercer orden (Fig. 201).
Arroz. 201. Cadena trófica de pasto bosque de encino
En las cadenas alimenticias detríticas (del latín detritus - partículas orgánicas pequeñas desgastadas), la fuente de alimento de los organismos consumidores de primer orden son los restos de animales, plantas y hongos descompuestos, junto con las bacterias que contienen. Las cadenas alimentarias detríticas son más comunes en los bosques (Fig. 202). Por lo tanto, una parte significativa de la producción de plantas (hojarasca) no es consumida directamente por animales herbívoros, sino que muere y se descompone y mineraliza por saprotrophs (del griego sapros - podrido) - bacterias de la descomposición. Lombrices, ciempiés, ácaros, larvas de insectos que se alimentan de detritos sirven de alimento a los consumidores del siguiente eslabón.
Arroz. 202. Red alimentaria detrítica del bosque caducifolio
Por lo tanto, las estructuras de especies, espaciales y nutricionales (tróficas) de la biocenosis forman la base para mantener su integridad. La composición de especies de los organismos se forma de acuerdo con las condiciones ambientales en las que existe esta o aquella comunidad natural. Las especies que componen la biocenosis, distribuidas en gradas y conectadas entre sí por cadenas tróficas, aseguran la existencia a largo plazo de diversas comunidades naturales en nuestro planeta.
Ejercicios de lecciones aprendidas
- ¿En qué se expresa la estructura de la biocenosis?
- ¿En qué se diferencia la estructura de especie de la biocenosis de la espacial y alimentaria (trófica)?
- ¿Qué especies de organismos de biocenosis se consideran dominantes?
- ¿Cuál es el papel de las especies pequeñas en la biocenosis?
- ¿Cuál es la distribución vertical de los organismos asociados a las biocenosis?
- ¿Qué son las cadenas alimenticias? ¿En qué se diferencian las cadenas alimentarias de pastos de las cadenas alimentarias detríticas?
Forman varias cadenas alimentarias de pastos y detritos a partir de los organismos enumerados y sus productos metabólicos: plantas herbáceas, hojas de árboles y arbustos, basura vegetal, lombrices de tierra, orugas de mariposas, babosas, larvas de mosca azul, ranas, serpientes, un cuervo muerto, carboneros, halcones , erizos .
La vida de las plantas del bosque tiene sus propias características. Los árboles que forman el bosque crecen más o menos juntos, influenciándose unos a otros y al resto de la vegetación del bosque. Las plantas en el bosque están dispuestas en niveles, que pueden compararse con pisos. El primer nivel superior está representado por los árboles principales del primer grado de importancia (abeto, pino, roble). El segundo nivel está formado por árboles del segundo tamaño (cerezo de pájaro, fresno de montaña, manzano). El tercer nivel consiste en arbustos, por ejemplo, rosal silvestre, avellano, viburnum, euonymus. El cuarto nivel es una cubierta herbácea, y el quinto es musgos y líquenes. El acceso de la luz a las plantas de diferentes niveles no es el mismo. Las copas de los árboles del primer nivel están mejor iluminadas. De los niveles superiores a los inferiores, la iluminación disminuye, ya que las plantas de los niveles superiores retienen una fracción de los rayos del sol. Los musgos y líquenes que ocupan el quinto nivel reciben muy poca luz. Estas son las plantas más tolerantes a la sombra en el bosque.
Diferentes bosques tienen un número diferente de niveles. Por ejemplo, en un bosque de abetos oscuros, solo se distinguen dos o tres niveles. En el primer nivel están los árboles principales (abetos), en el segundo, una pequeña cantidad de plantas herbáceas, y el tercero está formado por musgos. Otras plantas leñosas y arbustivas no crecen en el segundo nivel del bosque de abetos, ya que no pueden soportar la sombra fuerte. Además, no se observa cobertura de hierba en el bosque de abetos.
La disposición escalonada es típica no solo de las partes aéreas de las plantas, sino también de sus órganos subterráneos: las raíces. Los árboles altos tienen raíces que penetran profundamente en el suelo, mientras que el sistema de raíces de los árboles del segundo nivel es más corto y forma un segundo nivel condicional de raíces. Las raíces de otras plantas del bosque son aún más cortas y se encuentran en las capas superiores del suelo. Así, las plantas en el bosque absorben nutrientes de diferentes capas del suelo.
Los árboles de primera magnitud (roble, pino, abeto) se cierran con sus copas y forman un dosel forestal, bajo el cual penetra una pequeña fracción de la luz solar. Por lo tanto, las plantas herbáceas del bosque, por regla general, son tolerantes a la sombra y tienen láminas foliares anchas. Muchos de ellos no resisten la exposición a la luz solar directa y pueden morir en espacios abiertos. Una característica de las hierbas del bosque latifoliado es la floración a principios de la primavera, cuando todavía no hay hojas en los árboles. Con la ayuda de hojas anchas, las plantas del bosque acumulan materia orgánica en condiciones de poca luz y la depositan en órganos subterráneos, por ejemplo, pulmonaria en rizomas. En sombríos matorrales de abetos, las flores de las plantas herbáceas tienen corolas blancas, por lo que son visibles desde lejos para los insectos polinizadores. Por ejemplo, tales flores se encuentran en lirio de los valles, gaulteria, septenario, gota, minik. Pero, a pesar de estas adaptaciones, las flores de los pastos del bosque a menudo no polinizan y no forman semillas. Por lo tanto, la reproducción de muchas plantas herbáceas se lleva a cabo dividiendo los rizomas, por ejemplo, en oxalis, lirio de los valles, kupena, sedmichnik, minnik. Esto explica la ubicación de estas hierbas en grupos en el bosque.
La basura forestal que cubre el suelo consiste en hojas caídas o agujas, respectivamente, en bosques caducifolios o de coníferas, así como cortezas y ramas de árboles, parches de hierba muerta, musgos. La hojarasca suelta del bosque está húmeda, lo que es favorable para el desarrollo de mohos y hongos del sombrero. Los micelios de varios hongos impregnan densamente la hojarasca, convirtiendo gradualmente la materia orgánica en humus y sales minerales para alimentar las plantas verdes del bosque.
