เมื่อศึกษาโครงสร้างทางชีวภาพของระบบนิเวศ จะเห็นได้ชัดว่าหนึ่งในความสัมพันธ์ที่สำคัญที่สุดระหว่างสิ่งมีชีวิตคืออาหาร คุณสามารถติดตามเส้นทางการเคลื่อนที่ของสสารนับไม่ถ้วนในระบบนิเวศ โดยที่สิ่งมีชีวิตตัวหนึ่งถูกอีกสิ่งมีชีวิตกิน และสิ่งมีชีวิตนั้นหนึ่งในสาม เป็นต้น

วัตถุกันเสีย

อีเกิล ดีทริติโวเรส วี

สุนัขจิ้งจอกมนุษย์นกอินทรี Detritivores IV

หนูกระต่ายวัวมนุษย์ผู้ทำลายล้าง III

ต้นข้าวสาลีแอปเปิ้ล I

ห่วงโซ่อาหาร- นี่คือเส้นทางการเคลื่อนที่ของสสาร (แหล่งพลังงานและวัสดุก่อสร้าง) ในระบบนิเวศจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง

พืชวัว

คนปลูกวัว

ปลูกตั๊กแตนหนูจิ้งจอกอินทรี

ด้วงพืช กบ งู นก

บ่งชี้ทิศทางการเคลื่อนไหว

โดยธรรมชาติแล้ว ห่วงโซ่อาหารมักไม่ค่อยถูกแยกออกจากกัน บ่อยครั้งที่ตัวแทนของสปีชีส์หนึ่ง (สัตว์กินพืช) กินพืชหลายชนิดและพวกมันเองก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของสัตว์นักล่าหลายประเภท การถ่ายเทสารที่เป็นอันตรายในระบบนิเวศ

เว็บอาหารเป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนของความสัมพันธ์ทางอาหาร

แม้จะมีสายใยอาหารที่หลากหลาย แต่พวกมันทั้งหมดก็สอดคล้องกับรูปแบบทั่วไป: จากพืชสีเขียวไปจนถึงผู้บริโภคหลัก จากพวกเขาไปสู่ผู้บริโภครอง เป็นต้น และเพื่อผลเสียหาย ของเสียมักจะมาเป็นอันดับสุดท้ายเสมอเพราะจะปิดห่วงโซ่อาหาร

ระดับโภชนาการคือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่ครอบครองตำแหน่งเฉพาะในใยอาหาร

ฉันระดับโภชนาการ - ปลูกพืชเสมอ

Trophic ระดับ II - ผู้บริโภคหลัก

ระดับโภชนาการ III - ผู้บริโภครอง ฯลฯ

สารพิษสามารถอยู่ในระดับโภชนาการ II และสูงกว่า

III 3.5 J ผู้บริโภครอง (หมาป่า)

II 500 J ผู้บริโภคหลัก (วัว)

ฉัน6200เจพืช

2.6*10 J ดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์

1.3*10 J ตกลงบนพื้นผิวโลกที่

บางพื้นที่

ปิรามิดแห่งพลังงาน

สุนัขจิ้งจอก III 10 กก. (1)

II กระต่าย 100 กก. (10 )

ฉันปลูก 1,000 กิโลกรัมในทุ่งหญ้า (100)

ปิรามิดชีวมวล

โดยปกติแล้วจะมีระดับโภชนาการ 3-4 ระดับในระบบนิเวศ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอาหารส่วนใหญ่ที่บริโภคนั้นใช้พลังงานไป (90 - 99%) ดังนั้นมวลของแต่ละระดับโภชนาการจึงน้อยกว่าระดับก่อนหน้า ค่อนข้างน้อยที่จะเข้าสู่การก่อตัวของร่างกายของสิ่งมีชีวิต (1 - 10%) ความสัมพันธ์ระหว่างพืช ผู้บริโภค และสิ่งที่ทำลายล้างแสดงออกมาในรูปของปิรามิด

ปิรามิดชีวมวล- แสดงอัตราส่วนชีวมวลของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในระดับโภชนาการ

พีระมิดแห่งพลังงาน-แสดงให้เห็นการไหลเวียนของพลังงานผ่านระบบนิเวศ (ดูภาพ)

เห็นได้ชัดว่าการมีอยู่ของระดับโภชนาการจำนวนมากขึ้นนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากชีวมวลเข้าใกล้อย่างรวดเร็วจนเหลือศูนย์

ออโตโทรฟและเฮเทอโรโทรฟ

ออโตโทรฟ - สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างร่างกายโดยใช้สารประกอบอนินทรีย์โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์

ซึ่งรวมถึงพืช (พืชเท่านั้น) พวกเขาสังเคราะห์จาก CO, H O (โมเลกุลอนินทรีย์) ภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสงอาทิตย์ - กลูโคส (โมเลกุลอินทรีย์) และ O พวกมันเป็นจุดเชื่อมต่อแรกในห่วงโซ่อาหารและอยู่ในระดับโภชนาการที่ 1

เฮทโทรโทรฟ - เหล่านี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างร่างกายของตัวเองจากสารประกอบอนินทรีย์ได้ แต่ถูกบังคับให้ใช้สิ่งที่สร้างขึ้นโดยออโตโทรฟเพื่อกินพวกมัน

ซึ่งรวมถึงผู้บริโภคและสารที่เป็นอันตราย และอยู่ในระดับโภชนาการ II และสูงกว่า มนุษย์ก็เป็นเฮเทอโรโทรฟเช่นกัน

Vernadsky เกิดความคิดที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนสังคมมนุษย์จากเฮเทอโรโทรฟิกไปเป็นออโตโทรฟิค เนื่องจากลักษณะทางชีววิทยาของเขาบุคคลจึงไม่สามารถเปลี่ยนไปสู่การเจริญอัตโนมัติได้ แต่สังคมโดยรวมสามารถใช้วิธีการผลิตอาหารแบบออโตโทรฟิกได้เช่น การทดแทนสารประกอบธรรมชาติ (โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต) ด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่สังเคราะห์จากโมเลกุลหรืออะตอมอนินทรีย์

ในระบบนิเวศ ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลายรวมตัวกันด้วยกระบวนการถ่ายโอนสารและพลังงานที่ซับซ้อนซึ่งมีอยู่ในอาหารที่สร้างขึ้นโดยพืชเป็นหลัก

การถ่ายโอนพลังงานอาหารศักย์ที่สร้างขึ้นโดยพืชผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่งโดยการกินบางชนิดโดยสิ่งมีชีวิตอื่นเรียกว่าห่วงโซ่อาหาร (อาหาร) และแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่ใช้อาหารประเภทเดียวกันนั้นอยู่ในระดับโภชนาการเดียวกัน

ในรูปที่ 4 มีการนำเสนอแผนภาพของห่วงโซ่อาหาร

รูปที่ 4. แผนภาพห่วงโซ่อาหาร

รูปที่ 4. แผนภาพห่วงโซ่อาหาร

ระดับโภชนาการครั้งแรก เป็นผู้ผลิต (พืชสีเขียว) ที่สะสมพลังงานแสงอาทิตย์และสร้างสารอินทรีย์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ในกรณีนี้ มากกว่าครึ่งหนึ่งของพลังงานที่เก็บไว้ในสารอินทรีย์จะถูกใช้ไปในกระบวนการชีวิตของพืช กลายเป็นความร้อนและกระจายไปในอวกาศ และส่วนที่เหลือจะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารและสามารถนำมาใช้โดยสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิคในระดับโภชนาการที่ตามมาในระหว่าง โภชนาการ

ระดับโภชนาการที่สอง จากผู้บริโภคลำดับที่ 1 - สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (ไฟโตฟาจ) ที่กินผู้ผลิต

ผู้บริโภคลำดับที่หนึ่งใช้พลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารเพื่อสนับสนุนกระบวนการชีวิตของตน และพลังงานส่วนที่เหลือจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างร่างกายของตนเอง ซึ่งจะเปลี่ยนเนื้อเยื่อพืชให้เป็นเนื้อเยื่อของสัตว์

ดังนั้น , ผู้บริโภคลำดับที่ 1 ดำเนินการ ขั้นตอนแรกซึ่งเป็นขั้นตอนพื้นฐานในการเปลี่ยนแปลงอินทรียวัตถุที่สังเคราะห์โดยผู้ผลิต

ผู้บริโภคหลักสามารถเป็นแหล่งโภชนาการสำหรับผู้บริโภคลำดับที่ 2 ได้

ระดับโภชนาการที่สาม จากผู้บริโภคลำดับที่ 2 - สิ่งเหล่านี้คือสิ่งมีชีวิตที่กินเนื้อเป็นอาหาร (zoophages) ที่กินเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (phytophages)

ผู้บริโภคลำดับที่สองดำเนินการขั้นตอนที่สองของการเปลี่ยนแปลงอินทรียวัตถุในห่วงโซ่อาหาร

อย่างไรก็ตามสารเคมีที่ใช้สร้างเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตในสัตว์นั้นค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของอินทรียวัตถุระหว่างการเปลี่ยนจากระดับโภชนาการที่สองของผู้บริโภคไปเป็นระดับที่สามจึงไม่ใช่พื้นฐานเช่นเดียวกับในช่วงการเปลี่ยนจากระดับโภชนาการแรก ประการที่สองคือเนื้อเยื่อพืชถูกเปลี่ยนให้เป็นสัตว์

ผู้บริโภครองสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งโภชนาการสำหรับผู้บริโภคลำดับที่สามได้

ระดับโภชนาการที่สี่ จากผู้บริโภคลำดับที่ 3 - เหล่านี้เป็นสัตว์กินเนื้อที่กินสิ่งมีชีวิตที่กินเนื้อเป็นอาหารเท่านั้น

ระดับสุดท้ายของห่วงโซ่อาหาร ถูกครอบครองโดยผู้ย่อยสลาย (ตัวทำลายและตัวทำลาย)

ตัวลด-ตัวทำลาย (แบคทีเรีย เชื้อรา โปรโตซัว) ในกระบวนการของกิจกรรมในชีวิตของพวกมัน สลายซากอินทรีย์ของผู้ผลิตและผู้บริโภคทุกระดับธาตุอาหารให้เป็นแร่ธาตุซึ่งจะถูกส่งกลับไปยังผู้ผลิต

การเชื่อมโยงทั้งหมดของห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงถึงกันและพึ่งพาซึ่งกันและกัน

ระหว่างลิงค์แรกถึงลิงค์สุดท้ายจะมีการถ่ายโอนสารและพลังงานเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าเมื่อพลังงานถูกถ่ายโอนจากระดับโภชนาการหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง พลังงานนั้นจะสูญเสียไป เป็นผลให้โซ่ส่งกำลังไม่สามารถยาวได้และส่วนใหญ่มักประกอบด้วยลิงก์ 4-6 อัน

อย่างไรก็ตาม ห่วงโซ่อาหารในรูปแบบบริสุทธิ์มักจะไม่พบในธรรมชาติ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีแหล่งอาหารหลายชนิด เช่น ใช้อาหารหลายประเภท และตัวมันเองใช้เป็นผลิตภัณฑ์อาหารโดยสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จำนวนมากจากห่วงโซ่อาหารเดียวกัน หรือแม้แต่จากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น:

สิ่งมีชีวิตที่กินไม่เลือกกินทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคเป็นอาหาร กล่าวคือ เป็นผู้บริโภคลำดับที่หนึ่ง สอง และบางครั้งที่สามพร้อมกัน

ยุงที่กินเลือดมนุษย์และสัตว์นักล่าอยู่ในระดับโภชนาการที่สูงมาก แต่ต้นหยาดน้ำค้างหนองน้ำกินยุงเป็นอาหาร ซึ่งเป็นทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคในลำดับสูง

ดังนั้นสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดที่เป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่อาหารหนึ่งสามารถเป็นส่วนหนึ่งของห่วงโซ่อาหารอื่น ๆ ไปพร้อม ๆ กัน

ดังนั้นสายโซ่อาหารสามารถแตกแขนงและพันกันหลายครั้งจนกลายเป็นเรื่องที่ซับซ้อน ใยอาหารหรือใยอาหาร (อาหาร) ซึ่งความเชื่อมโยงทางอาหารที่หลากหลายและหลากหลายทำหน้าที่เป็นกลไกสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์และเสถียรภาพในการทำงานของระบบนิเวศ

ในรูปที่ 5 แสดงแผนภาพแบบง่ายของเครือข่ายพลังงานสำหรับระบบนิเวศภาคพื้นดิน

การแทรกแซงของมนุษย์ในชุมชนธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตโดยการกำจัดชนิดพันธุ์โดยเจตนาหรือไม่ตั้งใจ มักจะส่งผลเสียที่ไม่อาจคาดเดาได้ และนำไปสู่การหยุดชะงักของเสถียรภาพของระบบนิเวศ

รูปที่ 5 โครงการเครือข่ายโภชนาการ

โซ่โภชนาการมีสองประเภทหลัก:

โซ่ทุ่งหญ้า (โซ่เล็มหญ้าหรือโซ่บริโภค);

โซ่ detrital (โซ่สลายตัว)

ห่วงโซ่ทุ่งหญ้า (ห่วงโซ่การเลี้ยงสัตว์หรือห่วงโซ่การบริโภค) เป็นกระบวนการสังเคราะห์และการเปลี่ยนแปลงของสารอินทรีย์ในห่วงโซ่อาหาร

เครือทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์เริ่มต้นจากผู้ผลิต พืชที่มีชีวิตถูกกินโดยไฟโตฟาจ (ผู้บริโภคในลำดับที่ 1) และไฟโตฟาจเองก็เป็นอาหารสำหรับสัตว์กินเนื้อ (ผู้บริโภคในลำดับที่สอง) ซึ่งผู้บริโภคในลำดับที่สามสามารถรับประทานได้ เป็นต้น

ตัวอย่างของห่วงโซ่การแทะเล็มสำหรับระบบนิเวศภาคพื้นดิน:

3 ลิงค์: แอสเพน → กระต่าย → จิ้งจอก; พืช → แกะ → มนุษย์

4 ลิงค์: พืช → ตั๊กแตน → กิ้งก่า → เหยี่ยว;

น้ำหวานจากดอกไม้พืช → แมลงวัน → นกกินแมลง →

นกนักล่า.

5 ลิงค์: พืช → ตั๊กแตน → กบ → งู → นกอินทรี

ตัวอย่างห่วงโซ่แทะเล็มสำหรับระบบนิเวศทางน้ำ:→

3 ลิงค์: แพลงก์ตอนพืช → แพลงก์ตอนสัตว์ → ปลา;

5 ลิงค์: แพลงก์ตอนพืช → แพลงก์ตอนสัตว์ → ปลา → ปลานักล่า →

นกนักล่า

โซ่ Detrital (โซ่การสลายตัว) เป็นกระบวนการของการทำลายทีละขั้นตอนและการทำให้เป็นแร่ของสารอินทรีย์ในห่วงโซ่อาหาร

ห่วงโซ่ Detrital เริ่มต้นด้วยการทำลายอินทรียวัตถุที่ตายแล้วอย่างค่อยเป็นค่อยไปโดยเศษซาก ซึ่งจะเข้ามาแทนที่กันตามลำดับตามประเภทของสารอาหารที่เฉพาะเจาะจง

ในขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการทำลาย ตัวรีดิวเซอร์-ตัวทำลายจะทำงาน โดยเปลี่ยนแร่ธาตุของสารประกอบอินทรีย์ให้เป็นสารอนินทรีย์ธรรมดา ซึ่งผู้ผลิตจะใช้อีกครั้ง

ตัวอย่างเช่น เมื่อไม้ที่ตายแล้วสลายตัว พวกมันจะเข้ามาแทนที่กันตามลำดับ: ด้วง → นกหัวขวาน → มดและปลวก → เห็ดราทำลายล้าง

โซ่ Detrital นั้นพบได้บ่อยที่สุดในป่า โดยที่ส่วนใหญ่ (ประมาณ 90%) ของมวลชีวภาพของพืชที่เพิ่มขึ้นทุกปีไม่ได้ถูกใช้โดยสัตว์กินพืชโดยตรง แต่จะตายและเข้าไปในโซ่เหล่านี้ในรูปแบบของเศษใบไม้ จากนั้นจึงเข้าสู่การสลายตัวและการทำให้เป็นแร่

ในระบบนิเวศทางน้ำ สสารและพลังงานส่วนใหญ่รวมอยู่ในห่วงโซ่ทุ่งหญ้า และในระบบนิเวศภาคพื้นดิน ห่วงโซ่ความเสียหายมีความสำคัญมากที่สุด

ดังนั้นในระดับผู้บริโภค การไหลของอินทรียวัตถุจึงถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มผู้บริโภคต่างๆ:

อินทรียวัตถุที่มีชีวิตเป็นไปตามโซ่แทะเล็ม;

สารอินทรีย์ที่ตายแล้วจะไปตามโซ่ที่เป็นอันตราย

ในธรรมชาติ สายพันธุ์ ประชากร และแม้แต่ปัจเจกบุคคลไม่ได้อาศัยอยู่อย่างโดดเดี่ยวจากกันและกันและถิ่นที่อยู่ของพวกมัน แต่ในทางกลับกัน จะได้รับอิทธิพลร่วมกันมากมาย ชุมชนไบโอติก หรือ ไบโอซีน - ชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่มีปฏิสัมพันธ์กัน ซึ่งเป็นระบบที่มีเสถียรภาพซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อภายในจำนวนมาก โดยมีโครงสร้างที่ค่อนข้างคงที่และชุดของสายพันธุ์ที่พึ่งพาซึ่งกันและกัน

Biocenosis มีลักษณะบางอย่าง โครงสร้าง: ชนิด เชิงพื้นที่ และโภชนาการ

ส่วนประกอบอินทรีย์ของ biocenosis นั้นเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับสารอนินทรีย์ - ดิน ความชื้น บรรยากาศ ก่อตัวเป็นระบบนิเวศที่มั่นคง - ไบโอจีโอซีโนซิส .

ไบโอจีโนซีโนซิส– ระบบนิเวศที่ควบคุมตนเองที่เกิดจากประชากรของสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่อาศัยอยู่ร่วมกันและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และด้วยธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกัน

ระบบนิเวศวิทยา

ระบบการทำงาน รวมถึงชุมชนของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ และแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมัน การเชื่อมโยงระหว่างองค์ประกอบของระบบนิเวศเกิดขึ้นบนพื้นฐานของความสัมพันธ์ทางอาหารและวิธีการได้รับพลังงานเป็นหลัก

ระบบนิเวศ

กลุ่มพันธุ์พืช สัตว์ เห็ดรา จุลินทรีย์ที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันและกับสิ่งแวดล้อมในลักษณะที่ชุมชนดังกล่าวสามารถดำรงอยู่และทำงานได้เป็นเวลานานอย่างไม่มีกำหนด ชุมชนไบโอติก (ไบโอซีโนซิส)ประกอบด้วยชุมชนพืช ( ไฟโตซีโนซิส), สัตว์ ( โรคจากสัตว์สู่คน) จุลินทรีย์ ( จุลินทรีย์).

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดของโลกและถิ่นที่อยู่ของพวกมันยังเป็นตัวแทนของระบบนิเวศที่มีอันดับสูงสุด - ชีวมณฑล มีเสถียรภาพและคุณสมบัติอื่น ๆ ของระบบนิเวศ

การดำรงอยู่ของระบบนิเวศเกิดขึ้นได้เนื่องจากการไหลเวียนของพลังงานจากภายนอกอย่างต่อเนื่อง - แหล่งพลังงานดังกล่าวมักจะเป็นดวงอาทิตย์ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่เป็นความจริงสำหรับระบบนิเวศทั้งหมดก็ตาม เสถียรภาพของระบบนิเวศได้รับการรับรองโดยการเชื่อมโยงโดยตรงและการตอบรับระหว่างส่วนประกอบต่างๆ วงจรภายในของสาร และการมีส่วนร่วมในวัฏจักรโลก

หลักคำสอนของ biogeocenoses พัฒนาโดย V.N. ซูคาเชฟ. คำว่า " ระบบนิเวศ"เริ่มนำมาใช้โดยนักธรณีวิทยาชาวอังกฤษ เอ. แทนสลีย์ ในปี พ.ศ. 2478 คำว่า " ไบโอจีโอซีโนซิส" - นักวิชาการ V.N. ซูคาเชฟในปี 1942 ไบโอจีโอซีโนซิส จำเป็นต้องมีชุมชนพืช (phytocenosis) เป็นตัวเชื่อมโยงหลัก เพื่อให้แน่ใจว่า biogeocenosis อาจมีความเป็นอมตะเนื่องจากพลังงานที่พืชสร้างขึ้น ระบบนิเวศ อาจไม่มี phytocenosis

ไฟโตซีโนซิส

ชุมชนพืชก่อตั้งขึ้นในอดีตอันเป็นผลมาจากการรวมกันของพืชที่มีปฏิสัมพันธ์ในพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกัน

เขามีลักษณะเฉพาะ:

- องค์ประกอบบางสายพันธุ์

- รูปแบบชีวิต

- การจัดระดับ (เหนือพื้นดินและใต้ดิน)

- ความอุดมสมบูรณ์ (ความถี่ของการเกิดชนิด)

- ที่พัก,

- ด้าน (รูปลักษณ์)

- ความมีชีวิตชีวา

- การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล

- การพัฒนา (การเปลี่ยนแปลงของชุมชน)

การจัดระดับ (จำนวนชั้น)

ลักษณะเฉพาะประการหนึ่งของชุมชนพืชประกอบด้วยการแบ่งส่วนแบบพื้นต่อพื้นทั้งในพื้นที่เหนือพื้นดินและใต้ดิน

ชั้นบน ช่วยให้ใช้แสงได้ดีขึ้นและน้ำใต้ดินและแร่ธาตุ โดยทั่วไปแล้วในป่าสามารถแยกแยะได้มากถึงห้าชั้น: ต้นบน (ต้น) - ต้นไม้สูง, ต้นที่สอง - ต้นไม้สั้น, ต้นที่สาม - พุ่มไม้, ต้นที่สี่ - หญ้า, ต้นที่ห้า - มอส

การแบ่งชั้นใต้ดิน - ภาพสะท้อนในกระจกเหนือพื้นดิน: รากของต้นไม้ลึกที่สุด ส่วนใต้ดินของมอสตั้งอยู่ใกล้ผิวดิน

ตามวิธีการรับและใช้สารอาหารสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็น ออโตโทรฟและเฮเทอโรโทรฟ. ในธรรมชาติมีวงจรของสารอาหารที่จำเป็นต่อชีวิตอย่างต่อเนื่อง สารเคมีจะถูกสกัดโดยออโตโทรฟจากสิ่งแวดล้อมและส่งคืนผ่านเฮเทอโรโทรฟ กระบวนการนี้ใช้รูปแบบที่ซับซ้อนมาก แต่ละสปีชีส์ใช้พลังงานเพียงบางส่วนที่มีอยู่ในอินทรียวัตถุ ซึ่งจะทำให้การสลายตัวมาถึงระยะหนึ่ง ดังนั้นในกระบวนการวิวัฒนาการระบบนิเวศจึงได้พัฒนาไป ห่วงโซ่ และ เครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ .

biogeocenoses ส่วนใหญ่มีความคล้ายคลึงกัน โครงสร้างทางโภชนาการ. พวกมันมีพื้นฐานมาจากพืชสีเขียว - ผู้ผลิตสัตว์กินพืชและสัตว์กินเนื้อจำเป็นต้องมีอยู่: ผู้บริโภคอินทรียวัตถุ - ผู้บริโภคและสารทำลายสารอินทรีย์ตกค้าง - ตัวย่อยสลาย.

จำนวนบุคคลในห่วงโซ่อาหารลดลงอย่างต่อเนื่อง จำนวนผู้ที่ตกเป็นเหยื่อมีมากกว่าจำนวนผู้บริโภค เนื่องจากในแต่ละจุดเชื่อมต่อของห่วงโซ่อาหาร 80-90% ของพลังงานจะสูญเสียไปพร้อมกับการถ่ายโอนแต่ละครั้งและกระจายไปในห่วงโซ่อาหาร รูปแบบของความร้อน ดังนั้นจำนวนลิงค์ในห่วงโซ่จึงมีจำกัด (3-5)

ความหลากหลายของชนิด biocenosisเป็นตัวแทนจากสิ่งมีชีวิตทุกกลุ่ม - ผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย

การละเมิดลิงค์ใด ๆในห่วงโซ่อาหารทำให้เกิดการหยุดชะงักของ biocenosis โดยรวม ตัวอย่างเช่น การตัดไม้ทำลายป่าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบชนิดของแมลง นก และสัตว์ต่างๆ ในพื้นที่ที่ไม่มีต้นไม้ ห่วงโซ่อาหารอื่นๆ จะพัฒนาขึ้น และเกิด biocenosis ที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งจะใช้เวลาหลายทศวรรษ

ห่วงโซ่อาหาร (โภชนาการ หรือ อาหาร )

สายพันธุ์ที่สัมพันธ์กันซึ่งแยกอินทรียวัตถุและพลังงานจากสารอาหารดั้งเดิมตามลำดับ ยิ่งไปกว่านั้น แต่ละลิงค์ก่อนหน้าในห่วงโซ่ยังเป็นอาหารสำหรับลิงค์ถัดไป

ห่วงโซ่อาหารในแต่ละพื้นที่ธรรมชาติที่มีสภาพความเป็นอยู่ที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่มากก็น้อยนั้นประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตเชิงซ้อนของสายพันธุ์ที่เชื่อมโยงถึงกันซึ่งกินซึ่งกันและกันและก่อให้เกิดระบบที่ดำรงอยู่ได้ด้วยตนเองซึ่งการไหลเวียนของสารและพลังงานเกิดขึ้น

ส่วนประกอบของระบบนิเวศ:

- ผู้ผลิต - สิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก (ส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว) เป็นผู้ผลิตอินทรียวัตถุเพียงชนิดเดียวในโลก อินทรียวัตถุที่อุดมด้วยพลังงานถูกสังเคราะห์ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจากสารอนินทรีย์ที่ไม่มีพลังงาน (H 2 0 และ C0 2)

- ผู้บริโภค - สัตว์กินพืชและสัตว์กินเนื้อผู้บริโภคอินทรียวัตถุ ผู้บริโภคสามารถเป็นสัตว์กินพืชได้หากใช้ผู้ผลิตโดยตรง หรือเป็นสัตว์กินเนื้อเมื่อให้อาหารสัตว์อื่นเป็นอาหาร ในห่วงโซ่อาหารมักมีได้ หมายเลขซีเรียลตั้งแต่ I ถึง IV.

- เครื่องย่อยสลาย - จุลินทรีย์เฮเทอโรโทรฟิก (แบคทีเรีย) และเชื้อรา - ตัวทำลายสารอินทรีย์ตกค้าง, ตัวทำลาย พวกมันถูกเรียกว่าเป็นระเบียบของโลก

ระดับโภชนาการ (โภชนาการ) - ชุดของสิ่งมีชีวิตที่รวมเป็นหนึ่งเดียวด้วยสารอาหารประเภทหนึ่ง แนวคิดเรื่องระดับโภชนาการช่วยให้เราเข้าใจพลวัตของการไหลของพลังงานในระบบนิเวศ

1. ระดับโภชนาการแรกมักถูกครอบครองโดยผู้ผลิต (พืช)
2. ที่สอง - ผู้บริโภคลำดับที่หนึ่ง (สัตว์กินพืช)
3. ที่สาม - ผู้บริโภคลำดับที่สอง - ผู้ล่าที่กินสัตว์กินพืชเป็นอาหาร)
4. ที่สี่ - ผู้บริโภคลำดับที่สาม (ผู้ล่ารอง)

ประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: ห่วงโซ่อาหาร:

ใน ห่วงโซ่ทุ่งหญ้า (กินโซ่) แหล่งอาหารหลักคือพืชสีเขียว ตัวอย่างเช่น หญ้า -> แมลง -> สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ -> งู -> นกล่าเหยื่อ

- เป็นอันตราย โซ่ (โซ่แห่งการสลายตัว) เริ่มต้นด้วยเศษซาก - ชีวมวลที่ตายแล้ว ตัวอย่างเช่น เศษใบไม้ -> ไส้เดือน -> แบคทีเรีย คุณสมบัติอีกประการหนึ่งของโซ่ detrital ก็คือผลิตภัณฑ์จากพืชในนั้นมักจะไม่ถูกบริโภคโดยตรงจากสัตว์กินพืช แต่จะตายไปและได้รับแร่ธาตุจาก saprophytes ห่วงโซ่ Detrital ยังเป็นลักษณะของระบบนิเวศใต้ทะเลลึกอีกด้วย ซึ่งผู้อยู่อาศัยกินสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วซึ่งจมลงมาจากชั้นบนของน้ำ

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ในระบบนิเวศที่พัฒนาขึ้นในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ โดยส่วนประกอบต่างๆ กินวัตถุต่างๆ และทำหน้าที่เป็นอาหารของสมาชิกต่างๆ ในระบบนิเวศ พูดง่ายๆ ก็คือ ใยอาหารสามารถแสดงเป็นได้ ระบบห่วงโซ่อาหารที่เชื่อมโยงกัน.

สิ่งมีชีวิตของห่วงโซ่อาหารต่างๆ ที่ได้รับอาหารผ่านการเชื่อมโยงในห่วงโซ่เหล่านี้มีจำนวนเท่ากัน ระดับโภชนาการเดียวกัน. ในเวลาเดียวกัน อาจมีประชากรที่แตกต่างกันของสายพันธุ์เดียวกันซึ่งรวมอยู่ในห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน ระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน. ความสัมพันธ์ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกันในระบบนิเวศสามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกได้ ปิรามิดทางนิเวศวิทยา.

ปิรามิดทางนิเวศวิทยา

วิธีการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระดับโภชนาการที่แตกต่างกันในระบบนิเวศแบบกราฟิก - มีสามประเภท:

ปิระมิดประชากรสะท้อนถึงจำนวนสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับโภชนาการ

ปิรามิดชีวมวลสะท้อนถึงชีวมวลของแต่ละระดับโภชนาการ

พีระมิดพลังงานแสดงปริมาณพลังงานที่ไหลผ่านแต่ละระดับโภชนาการในช่วงเวลาที่กำหนด

กฎปิรามิดทางนิเวศวิทยา

รูปแบบที่สะท้อนถึงการลดลงอย่างต่อเนื่องของมวล (พลังงาน จำนวนบุคคล) ของแต่ละการเชื่อมโยงในห่วงโซ่อาหารในภายหลัง

ปิรามิดจำนวน

ปิรามิดทางนิเวศแสดงจำนวนบุคคลในแต่ละระดับโภชนาการ ปิรามิดของตัวเลขไม่ได้คำนึงถึงขนาดและมวลของบุคคล อายุขัย อัตราการเผาผลาญ แต่แนวโน้มหลักจะมองเห็นได้เสมอ - การลดจำนวนบุคคลจากลิงก์ไปยังลิงก์ ตัวอย่างเช่น ในระบบนิเวศบริภาษ จำนวนบุคคลจะถูกกระจายดังนี้: ผู้ผลิต - 150,000 ราย ผู้บริโภคที่กินพืชเป็นอาหาร - 20,000 ราย ผู้บริโภคที่กินเนื้อเป็นอาหาร - 9,000 ราย/พื้นที่ biocenosis ในทุ่งหญ้ามีลักษณะโดยบุคคลจำนวนต่อไปนี้บนพื้นที่ 4,000 m2: ผู้ผลิต - 5,842,424 ผู้บริโภคที่กินพืชเป็นอาหารในลำดับแรก - 708,624 ผู้บริโภคที่กินเนื้อเป็นอาหารในลำดับที่สอง - 35,490 ผู้บริโภคที่กินเนื้อในลำดับที่สาม - 3 .

ปิรามิดชีวมวล

รูปแบบตามปริมาณของพืชที่ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหาร (ผู้ผลิต) มากกว่ามวลสัตว์กินพืชเป็นประมาณ 10 เท่า (ผู้บริโภคลำดับที่ 1) และมวลของสัตว์กินพืชเป็น 10 เท่า มากกว่าสัตว์กินเนื้อ (ผู้บริโภคในลำดับที่สอง) เช่น แต่ละระดับอาหารที่ตามมามีมวลน้อยกว่าระดับก่อนหน้า 10 เท่า โดยเฉลี่ยแล้ว พืช 1,000 กิโลกรัมผลิตร่างกายของสัตว์กินพืชได้ 100 กิโลกรัม สัตว์นักล่าที่กินสัตว์กินพืชสามารถสร้างชีวมวลได้ 10 กิโลกรัม ผู้ล่ารอง - 1 กิโลกรัม

ปิรามิดแห่งพลังงาน

เป็นการแสดงออกถึงรูปแบบการไหลเวียนของพลังงานที่ค่อยๆ ลดลงและลดลงเมื่อเคลื่อนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในห่วงโซ่อาหาร ดังนั้นใน biocenosis ของทะเลสาบ พืชสีเขียว - ผู้ผลิต - สร้างชีวมวลที่มี 295.3 kJ/cm 2 ผู้บริโภคในลำดับแรกที่ใช้ชีวมวลพืช สร้างชีวมวลของตนเองที่มี 29.4 kJ/cm 2; ผู้บริโภคลำดับที่สองที่ใช้ผู้บริโภคลำดับที่หนึ่งสำหรับอาหารจะสร้างชีวมวลของตนเองที่มีปริมาณ 5.46 กิโลจูล/ลูกบาศก์เซนติเมตร การสูญเสียพลังงานระหว่างการเปลี่ยนจากผู้บริโภคลำดับที่ 1 ไปสู่ผู้บริโภคลำดับที่ 2 หากเป็นสัตว์เลือดอุ่นก็จะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าสัตว์เหล่านี้ใช้พลังงานจำนวนมากไม่เพียงแต่ในการสร้างมวลชีวภาพเท่านั้น แต่ยังเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่อีกด้วย หากเราเปรียบเทียบการเลี้ยงลูกวัวกับคอน พลังงานอาหารที่ใช้ไปเท่ากันจะได้เนื้อวัว 7 กิโลกรัมและปลาเพียง 1 กิโลกรัม เนื่องจากลูกวัวกินหญ้าและเกาะคอนนักล่ากินปลา

ดังนั้นปิรามิดสองประเภทแรกจึงมีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ:

ปิรามิดชีวมวลสะท้อนถึงสถานะของระบบนิเวศ ณ เวลาที่สุ่มตัวอย่าง ดังนั้น จึงแสดงอัตราส่วนของชีวมวลในช่วงเวลาที่กำหนด และไม่สะท้อนถึงผลผลิตของแต่ละระดับโภชนาการ (เช่น ความสามารถในการผลิตชีวมวลในช่วงเวลาหนึ่ง) ดังนั้นในกรณีที่จำนวนผู้ผลิตรวมสายพันธุ์ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว พีระมิดชีวมวลอาจกลับด้านได้

ปิระมิดพลังงานช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบผลผลิตของระดับโภชนาการที่แตกต่างกันได้ เนื่องจากจะต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านเวลาด้วย นอกจากนี้ยังคำนึงถึงความแตกต่างของค่าพลังงานของสารต่างๆ (เช่นไขมัน 1 กรัมให้พลังงานมากกว่ากลูโคส 1 กรัมเกือบสองเท่า) ดังนั้นปิระมิดแห่งพลังงานจึงแคบขึ้นเสมอและไม่เคยกลับด้าน

ความเป็นพลาสติกเชิงนิเวศน์

ระดับความอดทนของสิ่งมีชีวิตหรือชุมชน (biocenoses) ต่ออิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม พลาสติกเชิงนิเวศน์นั้นมีหลากหลายสายพันธุ์ บรรทัดฐานของปฏิกิริยา กล่าวคือ พวกมันได้รับการปรับให้เข้ากับแหล่งที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง (ปลาติดปีกและปลาไหล โปรโตซัวบางชนิดอาศัยอยู่ในน้ำจืดและน้ำเค็ม) สายพันธุ์ที่มีความเชี่ยวชาญสูงสามารถดำรงอยู่ได้ในสภาพแวดล้อมบางอย่างเท่านั้น: สัตว์ทะเลและสาหร่าย - ในน้ำเค็ม ปลาแม่น้ำและพืชบัว ดอกบัว แหนอาศัยอยู่ในน้ำจืดเท่านั้น

โดยทั่วไป ระบบนิเวศ (biogeocenosis)โดดเด่นด้วยตัวชี้วัดดังต่อไปนี้:

ความหลากหลายของสายพันธุ์

ความหนาแน่นของประชากรชนิดพันธุ์

ชีวมวล

ชีวมวล

ปริมาณอินทรียวัตถุทั้งหมดของแต่ละบุคคลที่มี biocenosis หรือสายพันธุ์ที่มีพลังงานอยู่ในนั้น โดยทั่วไปชีวมวลจะแสดงเป็นหน่วยมวลในรูปของวัตถุแห้งต่อหน่วยพื้นที่หรือปริมาตร สามารถกำหนดชีวมวลแยกกันสำหรับสัตว์ พืช หรือแต่ละสายพันธุ์ได้ ดังนั้นชีวมวลของเชื้อราในดินคือ 0.05-0.35 ตัน/เฮกแตร์ สาหร่าย - 0.06-0.5 รากของพืชที่สูงขึ้น - 3.0-5.0 ไส้เดือน - 0.2-0.5 สัตว์มีกระดูกสันหลัง - 0.001-0.015 ตัน/เฮกแตร์

ใน biogeocenoses มี ผลผลิตทางชีวภาพปฐมภูมิและทุติยภูมิ :

ü ผลผลิตทางชีวภาพปฐมภูมิของ biocenoses- ผลผลิตรวมของการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมของออโตโทรฟ - พืชสีเขียว เช่น ป่าสนอายุ 20-30 ปี ให้ผลผลิตชีวมวล 37.8 ตัน/เฮกตาร์ต่อปี

ü ผลผลิตทางชีวภาพทุติยภูมิของ biocenoses- ผลผลิตรวมของสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิค (ผู้บริโภค) ซึ่งเกิดขึ้นจากการใช้สารและพลังงานที่สะสมโดยผู้ผลิต

ประชากร โครงสร้างและพลวัตของตัวเลข

แต่ละสายพันธุ์บนโลกมีลักษณะเฉพาะ พิสัยเนื่องจากสามารถดำรงอยู่ได้ในสภาพแวดล้อมบางอย่างเท่านั้น อย่างไรก็ตามสภาพความเป็นอยู่ในช่วงของสายพันธุ์หนึ่งอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญซึ่งนำไปสู่การสลายของสายพันธุ์ออกเป็นกลุ่มพื้นฐานของบุคคล - ประชากร

ประชากร

กลุ่มบุคคลที่เป็นสายพันธุ์เดียวกัน ครอบครองดินแดนที่แยกจากกันภายในขอบเขตของสายพันธุ์ (มีสภาพความเป็นอยู่ที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกัน) ผสมพันธุ์กันได้อย่างอิสระ (มีกลุ่มยีนร่วมกัน) และแยกออกจากประชากรอื่น ๆ ของสายพันธุ์นี้ โดยมีทั้งหมด เงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อรักษาเสถียรภาพเป็นเวลานานในสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ที่สำคัญที่สุด ลักษณะเฉพาะประชากรได้แก่ โครงสร้าง (อายุ องค์ประกอบทางเพศ) และพลวัตของประชากร

ภายใต้โครงสร้างประชากร ประชากรเข้าใจองค์ประกอบทางเพศและอายุของมัน

โครงสร้างเชิงพื้นที่ ประชากรเป็นลักษณะของการกระจายตัวของบุคคลในประชากรในอวกาศ

โครงสร้างอายุ ประชากรสัมพันธ์กับอัตราส่วนของบุคคลที่มีอายุต่างกันในประชากร บุคคลที่มีอายุเท่ากันจะถูกจัดกลุ่มเป็นกลุ่มตามรุ่น - กลุ่มอายุ

ใน โครงสร้างอายุของประชากรพืชจัดสรร ระยะเวลาต่อไปนี้:

แฝง - สถานะของเมล็ด;

Pregenerative (รวมถึงสถานะของต้นกล้า ต้นอ่อน พืชที่ยังไม่เจริญเต็มที่และยังไม่บรรลุนิติภาวะ)

กำเนิด (มักแบ่งออกเป็นสามช่วงย่อย - บุคคลรุ่นเยาว์ วัยผู้ใหญ่ และวัยชรา)

Postgenerative (รวมถึงสภาวะของพืชเสื่อมสภาพ พืชชรา และระยะตาย)

อยู่ในสถานะอายุที่กำหนดโดย อายุทางชีวภาพ- ระดับของการแสดงออกของลักษณะทางสัณฐานวิทยาบางอย่าง (เช่นระดับการผ่าใบที่ซับซ้อน) และลักษณะทางสรีรวิทยา (เช่นความสามารถในการผลิตลูกหลาน)

ในประชากรสัตว์ยังสามารถแยกแยะความแตกต่างได้ ช่วงอายุ. ตัวอย่างเช่น แมลงที่พัฒนาด้วยการเปลี่ยนแปลงโดยสมบูรณ์จะต้องผ่านขั้นตอนต่างๆ:

ตัวอ่อน

ตุ๊กตา,

Imago (แมลงตัวเต็มวัย)

ลักษณะของโครงสร้างอายุของประชากรขึ้นอยู่กับประเภทของลักษณะเส้นโค้งการอยู่รอดของประชากรที่กำหนด

เส้นโค้งการอยู่รอดสะท้อนถึงอัตราการเสียชีวิตในกลุ่มอายุต่างๆ และเป็นเส้นที่ลดลง:

1. หากอัตราการเสียชีวิตไม่ได้ขึ้นอยู่กับอายุของบุคคล การเสียชีวิตของบุคคลนั้นเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันในประเภทที่กำหนด อัตราการเสียชีวิตจะคงที่ตลอดชีวิต ( ประเภทที่ 1 ). เส้นโค้งการเอาชีวิตรอดดังกล่าวเป็นลักษณะของสายพันธุ์ที่มีการพัฒนาเกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงและมีความเสถียรเพียงพอของลูกหลานที่เกิดมา ประเภทนี้มักเรียกว่า ประเภทของไฮดรา- มีลักษณะเป็นเส้นโค้งเอาชีวิตรอดเข้าใกล้เส้นตรง
2. ในสายพันธุ์ที่บทบาทของปัจจัยภายนอกต่อการเสียชีวิตมีน้อย เส้นกราฟการเอาชีวิตรอดจะมีลักษณะลดลงเล็กน้อยจนถึงช่วงอายุหนึ่ง หลังจากนั้นก็ลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการตายตามธรรมชาติ (ทางสรีรวิทยา) ( ประเภทที่สอง ). ธรรมชาติของเส้นโค้งการเอาชีวิตรอดที่ใกล้เคียงกับประเภทนี้เป็นลักษณะเฉพาะของมนุษย์ (แม้ว่าเส้นโค้งการเอาชีวิตรอดของมนุษย์จะค่อนข้างราบเรียบกว่าและอยู่ระหว่างประเภท I และ II) ประเภทนี้เรียกว่า แมลงหวี่ชนิด: นี่คือสิ่งที่แมลงวันผลไม้แสดงให้เห็นในห้องปฏิบัติการ (ผู้ล่าไม่กิน)
3. หลายชนิดมีลักษณะพิเศษคืออัตราการตายสูงในระยะแรกของการสร้างเซลล์ ในสายพันธุ์ดังกล่าว เส้นการเอาชีวิตรอดมีลักษณะเฉพาะคือช่วงอายุที่น้อยกว่าลดลงอย่างรวดเร็ว บุคคลที่รอดชีวิตจากวัย “วิกฤต” มักมีอัตราการเสียชีวิตต่ำและมีชีวิตอยู่จนถึงวัยสูงอายุ ชนิดที่เรียกว่า ประเภทของหอยนางรม (ประเภทที่สาม ).

โครงสร้างทางเพศ ประชากร

อัตราส่วนเพศมีผลโดยตรงต่อการสืบพันธุ์ของประชากรและความยั่งยืน

ประชากรมีอัตราส่วนเพศปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ:

- อัตราส่วนเพศปฐมภูมิ กำหนดโดยกลไกทางพันธุกรรม - ความสม่ำเสมอของความแตกต่างของโครโมโซมเพศ ตัวอย่างเช่น ในมนุษย์ โครโมโซม XY เป็นตัวกำหนดพัฒนาการของเพศชาย และโครโมโซม XX เป็นตัวกำหนดพัฒนาการของเพศหญิง ในกรณีนี้ อัตราส่วนเพศหลักคือ 1:1 ซึ่งก็เป็นไปได้เท่ากัน

- อัตราส่วนเพศทุติยภูมิ คืออัตราส่วนทางเพศ ณ เวลาเกิด (ระหว่างทารกแรกเกิด) อาจแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากเหตุผลหลักด้วยเหตุผลหลายประการ ได้แก่ การเลือกไข่ต่อสเปิร์มที่มีโครโมโซม X หรือ Y ความสามารถไม่เท่ากันของสเปิร์มดังกล่าวในการปฏิสนธิ และปัจจัยภายนอกต่างๆ ตัวอย่างเช่น นักสัตววิทยาได้บรรยายถึงผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราส่วนเพศทุติยภูมิในสัตว์เลื้อยคลาน รูปแบบที่คล้ายกันนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับแมลงบางชนิด ดังนั้นในมดจึงมีการปฏิสนธิที่อุณหภูมิสูงกว่า 20 ° C และที่อุณหภูมิต่ำกว่าจะวางไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ ระยะหลังฟักเป็นตัวผู้ และตัวที่ได้รับการผสมพันธุ์เป็นตัวเมียเป็นส่วนใหญ่

- อัตราส่วนเพศระดับตติยภูมิ - อัตราส่วนเพศของสัตว์ที่โตเต็มวัย

โครงสร้างเชิงพื้นที่ ประชากร สะท้อนถึงธรรมชาติของการกระจายตัวของบุคคลในอวกาศ

ไฮไลท์ การกระจายตัวของบุคคลสามประเภทหลักในที่ว่าง:

- เครื่องแบบหรือ เครื่องแบบ(บุคคลมีการกระจายเท่า ๆ กันในอวกาศโดยมีระยะห่างเท่ากัน) หายากในธรรมชาติและส่วนใหญ่มักเกิดจากการแข่งขันภายในแบบเฉียบพลัน (เช่นในปลานักล่า)

- ที่มาชุมนุมกันหรือ โมเสก(“พบเห็น” บุคคลจะอยู่ในกระจุกที่แยกได้) เกิดขึ้นบ่อยกว่ามาก มีความเกี่ยวข้องกับลักษณะของสภาพแวดล้อมจุลภาคหรือพฤติกรรมของสัตว์

- สุ่มหรือ กระจาย(บุคคลจะถูกกระจายแบบสุ่มในอวกาศ) - สามารถสังเกตได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เป็นเนื้อเดียวกันและเฉพาะในสายพันธุ์ที่ไม่แสดงแนวโน้มที่จะรวมกลุ่มกัน (เช่น แมลงปีกแข็งในแป้ง)

ขนาดประชากร แสดงด้วยตัวอักษร N อัตราส่วนของการเพิ่มขึ้นของ N ต่อหน่วยเวลา dN / dt แสดงความเร็วทันทีการเปลี่ยนแปลงขนาดประชากร เช่น การเปลี่ยนแปลงจำนวน ณ เวลา tการเติบโตของประชากรขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการ - ภาวะเจริญพันธุ์และการเสียชีวิตหากไม่มีการย้ายถิ่นฐานและการย้ายถิ่นฐาน (ประชากรดังกล่าวเรียกว่าโดดเดี่ยว) ความแตกต่างระหว่างอัตราการเกิด b และอัตราการตาย d คืออัตราการเติบโตของประชากรแยก:

ความมั่นคงของประชากร

นี่คือความสามารถที่จะอยู่ในสภาวะสมดุลแบบไดนามิก (เช่น เคลื่อนที่ เปลี่ยนแปลง) กับสภาพแวดล้อม สภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง และประชากรก็เปลี่ยนแปลงไปด้วย เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งสำหรับความยั่งยืนคือความหลากหลายภายใน ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับประชากร สิ่งเหล่านี้เป็นกลไกในการรักษาความหนาแน่นของประชากรในระดับหนึ่ง

ไฮไลท์ การพึ่งพาขนาดประชากรสามประเภทกับความหนาแน่น .

ประเภทแรก (ฉัน) - ที่พบบ่อยที่สุดโดยมีลักษณะของการเติบโตของประชากรลดลงพร้อมกับความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นซึ่งรับรองโดยกลไกต่างๆ ตัวอย่างเช่น นกหลายชนิดมีลักษณะการเจริญพันธุ์ลดลง (ความอุดมสมบูรณ์) โดยมีความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้น เพิ่มอัตราการตาย ความต้านทานต่อสิ่งมีชีวิตลดลงและมีความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอายุเมื่อเข้าสู่วัยแรกรุ่นขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของประชากร

ประเภทที่สาม ( สาม ) เป็นลักษณะของประชากรที่มีการสังเกต "ผลกระทบแบบกลุ่ม" กล่าวคือ ความหนาแน่นของประชากรที่เหมาะสมที่สุดมีส่วนช่วยให้การอยู่รอด การพัฒนา และกิจกรรมที่สำคัญของบุคคลทั้งหมดดีขึ้น ซึ่งมีอยู่ในสัตว์กลุ่มและสัตว์สังคมส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น ในการต่ออายุประชากรของสัตว์ต่างเพศ อย่างน้อยที่สุด จำเป็นต้องมีความหนาแน่นซึ่งให้ความน่าจะเป็นที่เพียงพอในการพบปะระหว่างชายและหญิง

การมอบหมายงานเฉพาะเรื่อง

A1. เกิด Biogeocenosis

1) พืชและสัตว์

2) สัตว์และแบคทีเรีย

3) พืช สัตว์ แบคทีเรีย

4) อาณาเขตและสิ่งมีชีวิต

A2. ผู้บริโภคอินทรียวัตถุในชีวจีโอซีโนซิสของป่าไม้ได้แก่

1) โก้เก๋และเบิร์ช

2) เห็ดและหนอน

3) กระต่ายและกระรอก

4) แบคทีเรียและไวรัส

A3. ผู้ผลิตในทะเลสาบได้แก่

2) ลูกอ๊อด

A4. กระบวนการควบคุมตนเองใน biogeocenosis ส่งผลกระทบต่อ

1) อัตราส่วนเพศในประชากรสายพันธุ์ต่างๆ

2) จำนวนการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในประชากร

3) อัตราส่วนผู้ล่าต่อเหยื่อ

4) การแข่งขันภายในเฉพาะ

A5. เงื่อนไขประการหนึ่งสำหรับความยั่งยืนของระบบนิเวศก็คือ

1) ความสามารถของเธอในการเปลี่ยนแปลง

2) หลากหลายสายพันธุ์

3) ความผันผวนของจำนวนชนิด

4) ความเสถียรของแหล่งยีนในประชากร

A6. สารย่อยสลาย ได้แก่

2) ไลเคน

4) เฟิร์น

A7. ถ้ามวลรวมที่ผู้บริโภคลำดับที่ 2 ได้รับคือ 10 กิโลกรัม แล้วมวลรวมของผู้ผลิตที่กลายมาเป็นแหล่งอาหารสำหรับผู้บริโภครายนี้เป็นเท่าใด

A8. บ่งบอกถึงห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตราย

1) แมลงวัน – แมงมุม – นกกระจอก – แบคทีเรีย

2) โคลเวอร์ – เหยี่ยว – บัมเบิลบี – หนู

3) ข้าวไรย์ – หัวนม – แมว – แบคทีเรีย

4) ยุง – นกกระจอก – เหยี่ยว – หนอน

A9. แหล่งพลังงานเริ่มต้นใน biocenosis คือพลังงาน

1) สารประกอบอินทรีย์

2) สารประกอบอนินทรีย์

4) การสังเคราะห์ทางเคมี

1) กระต่าย

2) ผึ้ง

3) นักร้องหญิงอาชีพ

4) หมาป่า

A11. ในระบบนิเวศหนึ่งคุณจะพบต้นโอ๊กและ

1) โกเฟอร์

3) สนุกสนาน

4) คอร์นฟลาวเวอร์สีน้ำเงิน

A12. เครือข่ายพลังงานคือ:

1) ความสัมพันธ์ระหว่างพ่อแม่และลูก

2) การเชื่อมต่อในครอบครัว (ทางพันธุกรรม)

3) การเผาผลาญในเซลล์ร่างกาย

4) วิธีการถ่ายเทสารและพลังงานในระบบนิเวศ

A13. ปิรามิดเชิงนิเวศแห่งตัวเลขสะท้อนถึง:

1) อัตราส่วนของชีวมวลในแต่ละระดับโภชนาการ

2) อัตราส่วนของมวลของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดในระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน

3) โครงสร้างของห่วงโซ่อาหาร

4) ความหลากหลายของสายพันธุ์ในระดับโภชนาการที่แตกต่างกัน

ตัวแทนของระดับโภชนาการที่แตกต่างกันนั้นเชื่อมโยงถึงกันโดยการถ่ายโอนชีวมวลโดยตรงทางเดียวสู่ห่วงโซ่อาหาร ในแต่ละช่วงการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระดับโภชนาการถัดไป ส่วนหนึ่งของพลังงานที่มีอยู่จะไม่ถูกรับรู้ ส่วนหนึ่งจะถูกปล่อยออกไปเป็นความร้อน และส่วนหนึ่งถูกใช้ไปในการหายใจ ในกรณีนี้ พลังงานทั้งหมดจะลดลงหลายครั้งในแต่ละครั้ง ผลที่ตามมาคือห่วงโซ่อาหารมีความยาวจำกัด ยิ่งห่วงโซ่อาหารสั้นลงหรือสิ่งมีชีวิตอยู่ใกล้จุดเริ่มต้นมากขึ้น ปริมาณพลังงานที่มีอยู่ก็จะมากขึ้นตามไปด้วย

ห่วงโซ่อาหารของสัตว์กินเนื้อมีตั้งแต่ผู้ผลิตไปจนถึงสัตว์กินพืช ซึ่งกินโดยสัตว์กินเนื้อขนาดเล็ก ซึ่งทำหน้าที่เป็นอาหารของสัตว์กินเนื้อขนาดใหญ่ และอื่นๆ ขณะที่พวกมันเคลื่อนตัวขึ้นไปตามห่วงโซ่นักล่า สัตว์จะมีขนาดเพิ่มขึ้นและจำนวนลดลง ความยาวของโซ่เกิดขึ้นเนื่องจากการมีส่วนร่วมของผู้ล่าในนั้น ห่วงโซ่อาหารของผู้ล่าที่ค่อนข้างง่ายและสั้นรวมถึงผู้บริโภคอันดับสอง:

หญ้า (ผู้ผลิต) -» กระต่าย (ผู้บริโภคฉัน สั่งซื้อ) ->

-» สุนัขจิ้งจอก (ผู้บริโภคครั้งที่สอง คำสั่ง).

ห่วงโซ่ที่ยาวและซับซ้อนมากขึ้นประกอบด้วยผู้บริโภคลำดับที่ห้า:

ต้นสน -> เพลี้ย -> เต่าทอง -> แมงมุม ->

-» นกกินแมลง -> นกล่าเหยื่อ

หญ้า -» สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหาร -> หมัด -> แฟลเจลเลต

ในห่วงโซ่อันตราย ผู้บริโภคคือสิ่งที่เน่าเสียของกลุ่มที่เป็นระบบต่างๆ ได้แก่ สัตว์ขนาดเล็ก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในดินและกินใบไม้ที่ร่วงเป็นอาหาร หรือแบคทีเรียและเชื้อราที่สลายสารอินทรีย์ ในกรณีส่วนใหญ่ กิจกรรมของสารทำลายทั้งสองกลุ่มมีลักษณะเฉพาะด้วยการประสานงานที่เข้มงวด: สัตว์สร้างเงื่อนไขสำหรับการทำงานของจุลินทรีย์ แบ่งซากสัตว์และพืชที่ตายแล้วออกเป็นส่วนเล็ก ๆ

โซ่เศษซากยังแตกต่างจากโซ่ทุ่งหญ้าด้วยความจริงที่ว่าสัตว์ที่ทำลายล้างจำนวนมากก่อตัวเป็นชุมชนประเภทหนึ่งซึ่งสมาชิกนั้นเชื่อมโยงถึงกันด้วยการเชื่อมต่อทางโภชนาการต่างๆ (รูปที่ 10.4)

ข้าว. 10.4.

ในกรณีนี้เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับการมีอยู่ของใยอาหารของสารทำลายล้างซึ่งแยกออกจากโซ่นักล่าเชิงเส้น นอกจากนี้ สารพิษหลายชนิดยังมีโภชนาการที่หลากหลาย และสามารถใช้สาหร่าย สัตว์เล็ก ฯลฯ ร่วมกับเศษซากได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์

ข้าว. 10.5. การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุดในใยอาหาร: เอ -ทุ่งหญ้าอเมริกัน ข- ระบบนิเวศของทะเลทางเหนือสำหรับปลาเฮอริ่ง

ห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากพืชสีเขียวและจากอินทรียวัตถุที่ตายแล้วมักปรากฏร่วมกันในระบบนิเวศ แต่เกือบจะทุกครั้งมีห่วงโซ่หนึ่งที่ครอบงำอีกห่วงโซ่หนึ่ง อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมเฉพาะบางอย่าง (เช่น เหวลึกและใต้ดิน) ซึ่งการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่มีคลอโรฟิลล์เป็นไปไม่ได้เนื่องจากขาดแสง มีเพียงห่วงโซ่อาหารประเภทที่เป็นอันตรายเท่านั้นที่ถูกเก็บรักษาไว้

ห่วงโซ่อาหารไม่ได้แยกจากกัน แต่มีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด พวกมันประกอบขึ้นเป็นใยอาหารที่เรียกว่า หลักการก่อตัวของมีดังนี้ ผู้ผลิตแต่ละรายไม่มีหนึ่งราย แต่มีผู้บริโภคหลายราย ในทางกลับกัน ผู้บริโภคซึ่งมีโพลีฟาจมีอำนาจเหนือกว่า ไม่ได้ใช้แหล่งอาหารเพียงแหล่งเดียว แต่มีหลายแหล่ง เพื่อแสดงให้เห็น เราจะยกตัวอย่างสิ่งที่ค่อนข้างง่าย (รูปที่ 10. 5ก)และใยอาหารที่ซับซ้อน (รูปที่ 10.55)

ในชุมชนธรรมชาติที่ซับซ้อน สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นที่ได้รับอาหารจากพืชที่มีระดับธาตุอาหารอันดับแรกผ่านจำนวนระยะที่เท่ากันจะถือว่าอยู่ในระดับธาตุอาหารเดียวกัน ดังนั้นสัตว์กินพืชจึงครอบครองระดับโภชนาการที่สอง (ระดับของผู้บริโภคหลัก) ผู้ล่าที่กินสัตว์กินพืชจะครอบครองระดับที่สาม (ระดับของผู้บริโภครอง) และผู้ล่ารองจะครอบครองระดับที่สี่ (ระดับของผู้บริโภคระดับอุดมศึกษา) จะต้องเน้นย้ำว่าการจำแนกประเภทอาหารแบ่งออกเป็นกลุ่มไม่ใช่สายพันธุ์ แต่เป็นประเภทของกิจกรรมในชีวิตของพวกเขา ประชากรของสายพันธุ์หนึ่งสามารถครอบครองระดับโภชนาการหนึ่งระดับขึ้นไป ขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานที่สายพันธุ์นั้นใช้ ในทำนองเดียวกัน ระดับโภชนาการใดๆ ก็ตามไม่ได้เป็นตัวแทนเพียงชนิดเดียว แต่มีหลายสายพันธุ์ ส่งผลให้ห่วงโซ่อาหารมีความเกี่ยวพันกันอย่างประณีต

ดังนั้นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารคือพืชสีเขียว ทั้งแมลงและสัตว์มีกระดูกสันหลังกินพืชสีเขียวซึ่งในทางกลับกันก็เป็นแหล่งพลังงานและสสารสำหรับการสร้างร่างกายของผู้บริโภคในช่วงที่สองที่สามเป็นต้น ลำดับความสำคัญ รูปแบบทั่วไปคือจำนวนบุคคลที่รวมอยู่ในห่วงโซ่อาหารในแต่ละลิงค์ลดลงอย่างต่อเนื่อง และจำนวนเหยื่อก็มากกว่าจำนวนผู้บริโภคอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะในแต่ละจุดเชื่อมต่อของห่วงโซ่อาหาร ในแต่ละขั้นตอนของการถ่ายโอนพลังงาน พลังงานจะหายไป 80-90% โดยกระจายไปในรูปของความร้อน สถานการณ์นี้จำกัดจำนวนการเชื่อมโยงลูกโซ่ (โดยปกติจะมีตั้งแต่ 3 ถึง 5 เส้น) โดยเฉลี่ยแล้ว พืช 1 พันกิโลกรัมผลิตร่างกายของสัตว์กินพืชได้ 100 กิโลกรัม สัตว์นักล่าที่กินสัตว์กินพืชสามารถสร้างชีวมวลได้ 10 กิโลกรัมจากจำนวนนี้ 4 ตัวในขณะที่สัตว์นักล่ารองสามารถสร้างได้เพียง 1 กิโลกรัม ดังนั้นชีวมวลที่มีชีวิตในแต่ละจุดเชื่อมต่อถัดไปของห่วงโซ่จึงลดลงอย่างต่อเนื่อง รูปแบบนี้เรียกว่ากฎของพีระมิดเชิงนิเวศ 5

IV. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต

1. การเชื่อมต่อทางชีวภาพ

ท่ามกลางความสัมพันธ์อันหลากหลายระหว่างสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์บางประเภทมีความโดดเด่นซึ่งมีเหมือนกันมากในสิ่งมีชีวิตในกลุ่มระบบต่างๆ

1.ซิมไบโอซิส

ซิมไบโอซิส 1 - การอยู่ร่วมกัน (จากภาษากรีก sim - together, bios - life) เป็นรูปแบบหนึ่งของความสัมพันธ์ที่ทั้งสองฝ่ายหรืออย่างน้อยก็ได้รับประโยชน์อย่างหนึ่ง

Symbiosis แบ่งออกเป็น Mutualism, Protocooperation และ commensalism

การร่วมกัน 2 - รูปแบบของ symbiosis ซึ่งการมีอยู่ของทั้งสองสายพันธุ์กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทั้งสอง ผู้อยู่ร่วมกันแต่ละคนจะได้รับผลประโยชน์ที่เท่าเทียมกัน และหุ้นส่วน (หรือหนึ่งในนั้น) ไม่สามารถดำรงอยู่ได้หากไม่มีกันและกัน

ตัวอย่างทั่วไปของการร่วมกันคือความสัมพันธ์ระหว่างปลวกกับโปรโตซัวที่ถูกแฟลเจลซึ่งอาศัยอยู่ในลำไส้ของพวกมัน ปลวกกินไม้ แต่ไม่มีเอนไซม์ในการย่อยเซลลูโลส แฟลเจลเลตผลิตเอนไซม์ดังกล่าวและเปลี่ยนเส้นใยให้เป็นน้ำตาล หากไม่มีโปรโตซัว - ซิมเบียนต์ - ปลวกจะตายจากความอดอยาก นอกจากปากน้ำที่ดีแล้ว แฟลเจลเลตยังได้รับอาหารและสภาวะในการสืบพันธุ์ในลำไส้อีกด้วย

ความร่วมมือเบื้องต้น 3 - รูปแบบหนึ่งของ symbiosis ซึ่งการอยู่ร่วมกันเป็นประโยชน์ต่อทั้งสองสายพันธุ์ แต่ไม่จำเป็นสำหรับพวกเขา ในกรณีเหล่านี้ ไม่มีความเชื่อมโยงระหว่างพันธมิตรคู่นี้

ลัทธิคอมเมนซาลิสม์ - รูปแบบของ symbiosis ที่หนึ่งในสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ร่วมกันได้รับผลประโยชน์บางอย่างโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายหรือผลประโยชน์ใด ๆ กับสายพันธุ์อื่น

ในทางกลับกัน การแบ่งส่วนนั้นแบ่งออกเป็นการเช่า การให้อาหารร่วม และการโหลดแบบอิสระ

"การเช่า" 4 - รูปแบบหนึ่งของการแบ่งส่วนซึ่งสายพันธุ์หนึ่งใช้อีกสายพันธุ์หนึ่ง (ร่างกายหรือบ้าน) เป็นที่พักพิงหรือบ้าน สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือการใช้สถานพักพิงที่เชื่อถือได้สำหรับการเก็บรักษาไข่หรือเยาวชน

น้ำจืดขมวางไข่ในโพรงปกคลุมของหอยสองฝา - ไม่มีฟัน ไข่ที่วางจะพัฒนาภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของแหล่งน้ำสะอาด

"มิตรภาพ" 5 - รูปแบบของ commensalism ซึ่งหลายชนิดใช้สารหรือส่วนต่าง ๆ ของทรัพยากรเดียวกัน

"โหลดฟรี" 6 - รูปแบบหนึ่งของการแบ่งส่วนซึ่งสายพันธุ์หนึ่งบริโภคเศษอาหารของอีกสายพันธุ์หนึ่ง

ตัวอย่างของการเปลี่ยนแปลงของการบรรทุกอิสระไปสู่ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างสายพันธุ์ต่างๆ คือ ความสัมพันธ์ระหว่างปลาเหนียวซึ่งอาศัยอยู่ในทะเลเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน กับฉลามและสัตว์จำพวกวาฬ ครีบหลังด้านหน้าของสติกเกอร์ถูกแปลงเป็นถ้วยดูด โดยช่วยยึดไว้อย่างแน่นหนาบนพื้นผิวของตัวปลาตัวใหญ่ ความหมายทางชีวภาพของการติดแท่งไม้คือการอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่และการตั้งตัวของพวกมัน