Equilibrio del ecosistema. Aliento de comunidad ¿Es posible el equilibrio en una comunidad?

1. ¿Cuál es la estructura trófica de una comunidad?

Respuesta. La estructura trófica de una comunidad es un indicador ecológico de las relaciones alimentarias en ella. Cualquier comunidad puede representarse como una red alimentaria, es decir, un diagrama de todas las relaciones alimentarias o tróficas (del griego tropho - nutrición) entre las especies de esta comunidad. Una red alimentaria (su tejido puede ser muy complejo) suele estar formada por varias cadenas alimentarias, cada una de las cuales es un canal independiente a través del cual se transfieren tanto la materia como la energía. Un ejemplo simple de cadena alimentaria lo da la siguiente secuencia: vegetación - insecto que se alimenta de vegetación - población de insectos depredadores - ave insectívora - ave de presa. En esta cadena hay un flujo unidireccional de materia y energía de un grupo de organismos a otro.

2. ¿Qué factores ambientales conoces?

Respuesta. Los factores ambientales son elementos individuales del medio ambiente que interactúan con los organismos.

Hay factores abióticos, bióticos y antropogénicos. Factores abióticos: luz, temperatura, humedad y otros componentes climáticos, composición del aire, suelo y otros, es decir. elementos de naturaleza inanimada.

Factores bióticos: cuerpos u organismos vivos, todo tipo de interacciones entre ellos (fitógenos, zoogénicos).

Factores antropogénicos: deforestación, drenaje de pantanos, construcción de una presa, liberación de diversas sustancias químicas a la atmósfera, etc. (es decir, actividad humana).

Preguntas posteriores al artículo 86

1. ¿Qué es la sucesión?

Respuesta. Las comunidades cambian constantemente. Su composición de especies, el número de ciertos grupos de organismos, la estructura trófica, la productividad y todos los demás indicadores cambian. Las comunidades cambian con el tiempo.

El proceso natural y consistente de cambio de comunidades en un área determinada, causado por la interacción de los organismos vivos entre sí y el entorno abiótico que los rodea, se llama sucesión (del latín Successio - herencia, cambio de generaciones, secuencia).

2. ¿Es posible el equilibrio en una comunidad donde la “respiración común” de los organismos no es igual en valor al producto bruto?

Respuesta. Para comprender la naturaleza de la sucesión ecológica, imaginemos una comunidad ideal en la que la producción bruta, es decir, total, de autótrofos en términos energéticos corresponde exactamente a los costos energéticos utilizados para asegurar la vida de sus organismos constituyentes. En ecología, el consumo total de energía se denomina respiración total de una comunidad.

Está claro que en un caso tan ideal, los procesos de producción se equilibran con los procesos de respiración. En consecuencia, la biomasa de los organismos en dicho sistema permanece constante y el sistema en sí permanece sin cambios o en equilibrio.

Si la “respiración total” es menor que la producción primaria bruta, la materia orgánica se acumulará en el ecosistema; si es mayor, disminuirá; Ambos conducirán al cambio comunitario. Si hay un exceso de un recurso, siempre habrá especies que podrán dominarlo; si hay escasez, algunas especies se extinguirán. Tales cambios constituyen la esencia de la sucesión ecológica. La característica principal de este proceso es que los cambios en la comunidad siempre ocurren en la dirección de un estado de equilibrio.

Cada etapa de sucesión es una comunidad con predominio de determinadas especies y formas de vida. Se reemplazan entre sí hasta que se produce un estado de equilibrio estable.

3. ¿Qué tipos de sucesiones conoces?

Respuesta. Hay sucesiones primarias y secundarias.

Las sucesiones primarias ocurren en sustratos que no se ven afectados por la formación del suelo y están asociadas con la formación no solo de fitocenosis, sino también del suelo. Un ejemplo de sucesión primaria es el asentamiento de líquenes foliares y crustosos sobre piedras. Bajo la influencia de las secreciones de líquenes, el sustrato rocoso se convierte gradualmente en una especie de suelo, donde se asientan líquenes tupidos, musgos verdes, luego pastos y otras plantas, etc.

Las sucesiones secundarias se desarrollan en lugar de las biocenosis formadas después de su alteración, por ejemplo, como resultado de la erosión, la sequía, los incendios, la deforestación, etc.

4. ¿Cuáles son las diferencias entre comunidades jóvenes y maduras?

Respuesta. La duración de la sucesión está determinada en gran medida por la estructura de la comunidad. Durante la sucesión primaria, se necesitan muchos cientos de años para que se desarrolle una comunidad estable.

Las sucesiones secundarias avanzan mucho más rápido. Esto se explica por el hecho de que la comunidad primaria deja una cantidad suficiente de nutrientes y suelo desarrollado, lo que crea las condiciones para el crecimiento y desarrollo acelerado de nuevos pobladores.

Una comunidad madura, con su mayor diversidad y abundancia de organismos, su estructura trófica desarrollada y sus flujos de energía equilibrados, es capaz de resistir cambios en los factores físicos (por ejemplo, temperatura, humedad) e incluso algunos tipos de contaminación química en mucho mayor medida que una comunidad joven. Sin embargo, una comunidad joven es capaz de producir nueva biomasa en cantidades mucho mayores que la antigua.

Por lo tanto, una persona puede obtener una rica cosecha en forma de productos puros, manteniendo artificialmente primeras etapas comunidad de sucesión. De hecho, en una comunidad madura, que se encuentra en la etapa de sostenibilidad y estabilidad, el producto final neto se gasta principalmente en la "respiración general" de plantas y animales y puede incluso ser igual a cero.

Por otro lado, la estabilidad de una comunidad madura, su capacidad para resistir los efectos de los factores físicos (e incluso gestionarlos) es una propiedad muy importante y muy deseable.

¿Alguna vez has observado cambios sucesionales en la naturaleza? Cuéntanos tus observaciones.

Respuesta. Cuando una comunidad es destruida por la actividad humana o desastres naturales como inundaciones o incendios, comienza un lento proceso de restauración a su estado original conocido como sucesión. La sucesión es una serie sucesiva de cambios que en última instancia conducen a la formación de una comunidad clímax (siempre que no se produzcan más perturbaciones).

Un ejemplo de sucesión es la restauración de un bosque caducifolio clímax en un campo abandonado. Cuando el campo deja de ser cultivado, pronto se cubre de plantas herbáceas anuales, formando una alfombra abigarrada: mostaza negra, ambrosía, dientes de león. Estos “pioneros”, al llegar a un nuevo hábitat, crecen rápidamente y producen semillas adaptadas para extenderse en un área relativamente amplia con la ayuda del viento o de los animales. Pronto aparecen aquí plantas más altas, como la vara de oro y las hierbas perennes. Debido a que estos recién llegados dan sombra al suelo y sus extensos sistemas de raíces absorben toda la humedad del suelo, las plántulas de las especies que llegan primero al campo tienen dificultades para crecer. Pero así como estas altas malas hierbas ahogan a las primeras especies amantes del sol, a su vez reciben sombra y se ven privadas de agua por las plántulas de árboles pioneros, como el cerezo y el álamo temblón, que se asientan más lentamente, pero, habiendo alcanzado un tamaño suficiente, tomar la mayor parte de todos los recursos para sí mismos. La sucesión no termina ahí, ya que los árboles pioneros no son especies que formen un bosque clímax maduro; especies de robles y nogales de crecimiento lento o hayas y arces que emergen al final y desplazan a los pioneros, dando sombra a sus árboles jóvenes.

La sucesión brownfield es un ejemplo de sucesión secundaria que ocurre relativamente rápido porque ocurre en el suelo sobrante del bosque clímax original. Si el suelo está muy agotado como resultado de su mala gestión o está completamente ausente (como en las rocas desnudas expuestas después de la retirada del hielo o en los flujos de lava solidificada), entonces la sucesión avanza mucho más lentamente, ya que es posible el crecimiento de la mayoría de las plantas. sólo después de la formación del suelo.

La sucesión que comienza sobre roca desnuda se llama sucesión primaria. La formación del suelo puede ocurrir como resultado de la erosión de la superficie de la roca madre por la acción del ácido secretado por los líquenes, o por la congelación y descongelación del agua que se acumula en las grietas, provocando la destrucción de la roca. Además, los líquenes moribundos introducen materia orgánica en el suelo recién formado, y los musgos pueden afianzarse incluso en una capa muy fina de restos de líquenes y polvo mineral. A medida que los musgos descomponen cada vez más la roca y añaden su propio material muerto al suelo acumulado, es posible que pequeñas plantas con raíces germinen y crezcan, iniciando un proceso esencialmente similar a la sucesión de terrenos abandonados.

La sucesión se puede observar incluso en una calle de la ciudad. Musgos, líquenes y malezas colonizan las grietas de las aceras; Pueden crecer plantas bastante grandes en algún rincón donde se acumulan hojas caídas y suciedad, y pueden crecer musgos en tejados que requieran reparación. Si se deja de limpiar y reparar las calles, incluso el centro de una gran ciudad puede convertirse en una zona boscosa sembrada de piedras en el transcurso de una generación.

La existencia de una variedad de sitios en proceso de sucesión proporciona una fuente constante de plantas "errantes": malezas de rápido crecimiento que aparecen repentinamente y desaparecen con la misma rapidez. Las semillas de estas especies pueden ser dispersadas a distancias bastante importantes por el viento o los animales. Además, las semillas de muchas plantas “errantes” son capaces de permanecer inactivas durante largos períodos, germinando después de que alguna alteración en el medio ambiente crea las condiciones adecuadas, como un aumento de luz.

Equilibrio- este es el estado del ecosistema en el que la composición y productividad de su parte biótica (biocenosis) en cada momento corresponde más plenamente a las condiciones abióticas: suelo y clima; y este equilibrio asegura la existencia estable a largo plazo de este complejo natural.

El estado de equilibrio se caracteriza, en primer lugar, por los siguientes signos:

A) Constancia de la composición de especies de la biocenosis. Aquellos. existe un conjunto bien equilibrado de especies de animales, plantas y microorganismos. Las conexiones tróficas son estables, los nichos ecológicos están densamente llenos. el entorno creado en tal biogeocenosis es tan específico que limita la introducción de nuevas especies en la comunidad; y debido a esto, las comunidades indígenas pueden permanecer estables por un número importante de años.

B) Constancia de los ciclos de nutrientes. Todo el carbono y nitrógeno absorbidos por el ecosistema de la atmósfera regresa a ella como resultado de la actividad de los descomponedores. Todos los elementos de nutrición mineral (P, K, Ca, etc.) después de la descomposición de la materia orgánica muerta regresan a la solución del suelo para su reutilización por las raíces de las plantas. Si parte de la materia orgánica se convierte en detritos, entonces la tasa de acumulación corresponde a la tasa de descomposición por parte de los descomponedores. Aquellos. Todas las sustancias absorbidas por la biota regresan al medio ambiente..

Puedes imaginar diferente tipos de equilibrio. El primero de ellos es típico. para una comunidad cerrada : aquí no vienen productos adicionales y los productos propios de la comunidad permanecen íntegramente dentro de ella. El equilibrio aquí significa que toda la producción bruta de autótrofos corresponde a los costos gastados en asegurar la actividad vital de los organismos que componen esta biocenosis.. llamémoslo "aliento común". Una comunidad así es como una fábrica en la que el coste de producción es exactamente igual al beneficio recibido. El proceso de producción se equilibra con los procesos de “respiración general”. El segundo tipo de equilibrio es característico. Para alguno ecosistemas de agua corriente , materia orgánica en la que surge no solo como resultado del funcionamiento de los autótrofos, sino también como resultado de la afluencia desde el exterior. El equilibrio aquí significa que La “respiración total” es igual a la producción bruta de la propia comunidad complementada con el suministro de materia orgánica del exterior.. Para algunos ecosistemas, la eliminación de materia más allá de sus límites es tan grande que su estabilidad se mantiene principalmente debido a la entrada de la misma cantidad de materia desde el exterior; mientras que la circulación interna es ineficaz. Estos incluyen embalses, ríos, arroyos y áreas en laderas empinadas de montañas. En agroecosistemas agrícolas (tercer tipo de equilibrio), por el contrario, hay una retirada constante de parte de la producción, como ya se mencionó. Por lo tanto, en tales ecosistemas El equilibrio se alcanza sólo cuando la “respiración general” está asegurada por la cantidad de producción que tendrá que permanecer en el sistema después de que el Hombre haya retirado una parte de ella (la cosecha). Este principio sobre la imposibilidad de retirar completamente productos del sistema si no hay suministros adicionales de compensación de recursos desde el exterior.

Con todo esto, hay que decir que en realidad ni un solo ecosistema, ni siquiera el más grande de la Tierra, tiene un ciclo de sustancias completamente cerrado. Los ecosistemas que tienen un ciclo de sustancias más o menos completo son, de hecho, todavía relativamente autónomos (bosques, praderas, lagos, etc.). Los continentes intercambian materia con el océano y la litosfera (con la participación de la atmósfera en estos procesos); y todo nuestro planeta recibe parte de su materia y energía del espacio y libera parte al espacio.

Si la “respiración total” es menor que la producción primaria bruta, se producirá acumulación de materia orgánica en el ecosistema. Si es más, desaparece. Ambos conducirán a cambios en la comunidad. Cuando hay abundancia de un recurso, siempre habrá especies que podrán utilizarlo. Si faltan recursos, algunas especies se extinguirán. Aquellos. el ecosistema volverá nuevamente a un estado de equilibrio, pero será diferente, nuevo. De este modo, La característica principal del equilibrio ecológico es su movilidad. Estos cambios constituyen la esencia del llamado sucesión ecológica: el reemplazo sucesivo de una comunidad por otra. La característica principal de este proceso es que los cambios comunitarios siempre pasa hacia el equilibrio .

C) Disipación completa de la energía que ingresa al ecosistema. Toda la energía absorbida por el ecosistema, después de pasar por las cadenas tróficas, es disipada en forma de calor y “quemada” por los organismos en el proceso de vida y trabajo. El ecosistema mantiene el equilibrio debido a que constantemente ingresa nueva energía solar o química.

El equilibrio ecológico en los ecosistemas se mantiene mediante complejos mecanismos de relación entre los organismos vivos y las condiciones ambientales; entre individuos de la misma especie e individuos diferentes tipos entre sí, de lo que ya hemos hablado. Las relaciones entre organismos del mismo nivel trófico se denominan horizontales.(competencia) , y entre organismos de diferentes niveles tróficos – vertical(depredación, simbiosis).

Además del estado de equilibrio, cualquier ecosistema también se caracteriza por un grado de estabilidad, estabilidad y resistencia. Sostenibilidad Los ecosistemas son la capacidad de resistir cualquier perturbación externa e interna, incluida la antropogénica, y cada vez volver al estado de equilibrio original. Aquellos. la capacidad de recuperarse cada vez. Estabilidad ecosistemas: la capacidad de permanecer sin cambios, de mantener su estructura y características funcionales, indefinidamente, debido a sus mecanismos reguladores internos. Si un ecosistema inestable puede desviarse en una dirección u otra en su desarrollo incluso sin perturbaciones especiales del exterior, entonces uno estable siempre permanece sin cambios. Resistencia – la capacidad de soportar perturbaciones externas e internas a largo plazo y adaptarse a ellas, manteniendo un equilibrio dinámico (móvil). Aquellos. la capacidad de adaptarse para sobrevivir en condiciones desfavorables.

La historia conoce muchos casos en los que la miopía de una persona provocó las consecuencias más graves. perturbaciones del ecosistema. Qué razones esto podría ser causado por:

A)exterminio del ecosistema de un depredador(al mismo tiempo, las poblaciones de presas y los recursos de los que se alimentan sufren: los ungulados se comen toda la hierba);

b)inclusión en el ecosistema de una especie para la que no existe ningún descomponedor– como consecuencia, la acumulación de detritos no descompuestos (en Australia, vacas y escarabajos peloteros);

V)inclusión en el ecosistema de especies de plantas que no tienen fitófagos aquí– como consecuencia – reproducción excesiva y supresión de especies locales (en Australia, la tuna y la mariposa de fuego);

GRAMO)consecuencias similares también tienen el efecto contrario: la destrucción de un fitófago en el ecosistema;

y)cambios en las condiciones climáticas, del suelo, hidrológicas. Incluye cambios en la flora y fauna del ecosistema.

El equilibrio (estabilidad) y la diversidad están conectados por interdependencias muy complejas. Una gran diversidad no siempre proporciona a la biocenosis la estabilidad y sostenibilidad adecuadas. Es demasiado grande y sistemas complejos con muchos elementos altamente especializados y cuidadosamente combinados, a menudo es fácil de destruir.

DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS

En la naturaleza viva no existen procesos estáticos y congelados. Naturalmente, los ecosistemas sufren constantemente algún tipo de cambio. Devuelven el ecosistema a un estado de equilibrio una y otra vez. Como ya hemos dicho, la característica principal del equilibrio ecológico es su movilidad: dinamismo. En esencia estos Los cambios en los ecosistemas se pueden atribuir a dos principales. tipos: a) cíclico reversible (periódico) yb) progresivo irreversible.

A) Los procesos cíclicos están conectados. con la frecuencia de las condiciones externas. Ritmos circadianos Los cambios de temperatura, humedad e iluminación también determinan el cambio correspondiente en la actividad de varios organismos que habitan el ecosistema. Cambios estacionales en los ecosistemas. ocurren durante todo el año de primavera a primavera y ya afectan los indicadores cuantitativos que caracterizan el estado de la biocenosis. Esto es especialmente pronunciado en zonas climáticas con condiciones contrastantes de invierno y verano. Relación varios tipos Los organismos en diferentes épocas del año pueden variar significativamente dependiendo de los ciclos de reproducción, migraciones estacionales y migraciones. Además, varias especies pueden desaparecer por completo de la vida de la comunidad, cayendo en letargo o hibernación. En las plantas, dependiendo de las estaciones del año, algunos niveles pueden estar completamente ausentes (pastos anuales en invierno). La variabilidad periódica a largo plazo depende principalmente de los cambios en los indicadores climáticos a lo largo de los años.

B) Además de los cambios cíclicos observados en los ecosistemas, dirigidos procesos progresivos, lo que lleva a cambios irreversibles y consecuencias irreversibles. Como resultado, puede aparecer una biocenosis cualitativamente diferente a la anterior. A veces, en la naturaleza, se produce un cambio repentino en las biocenosis, como resultado de eventos repentinos e incluso catastróficos en el medio ambiente.(fuego, derrame gran cantidad petróleo, deforestación, inundaciones o descenso del nivel freático, paso de ruedas de maquinaria en la tundra). Esto puede ocurrir ya sea bajo la influencia de fuerzas naturales o como resultado de la actividad humana. Además, el factor que provoca el cambio no tiene nada que ver con el curso anterior del desarrollo del ecosistema y marca una dirección diferente para su desarrollo, lo que puede conducir a una alteración de las conexiones biocenóticas, del equilibrio ecológico e incluso a la muerte de la biocenosis. Pero con el cese del factor, puede comenzar una nueva línea de desarrollo de cobertura viva en este territorio, que con el tiempo, paso a paso, conducirá al surgimiento aquí de una nueva comunidad, posiblemente similar a la original que fue destruida. . Pero más a menudo en la naturaleza, la sustitución de una biocenosis por otra se produce de forma gradual, como paso a paso, secuencialmente, en paralelo con los cambios en las condiciones ambientales.– con un aumento (o disminución) de la humedad o riqueza del suelo, con el cambio climático, etc. En este caso, cambia la composición de los organismos vivos, el tipo de ciclo de las sustancias y el nivel de productividad del ecosistema. Poco a poco, el papel de algunas especies disminuye, mientras que otras aumentan; diferentes especies abandonan el ecosistema o, por el contrario, lo reponen. Este fenómeno de sustitución gradual secuencial de una biogeocenosis por otra se denomina sucesión. Tales cambios en la comunidad conducen, por regla general, de un estado menos estable a uno más estable. Aquellos. toda biogeocenosis tiende en su desarrollo natural hacia el equilibrio, como ya se ha mencionado.

>> Sucesión ecológica

Sucesión ecológica

1. ¿Cuál es la estructura trófica de una comunidad?
2. ¿Qué impacto ambiental factores¿Sabes?

Las comunidades cambian constantemente. Su composición de especies cambia, número de ciertos grupos de organismos, estructura trófica, productividad y todos los demás indicadores. Las comunidades cambian con el tiempo.

El proceso natural y consistente de cambio de comunidades en un área determinada, causado por la interacción de los organismos vivos entre sí y el entorno abiótico que los rodea, se llama sucesión (del latín Successio - herencia, cambio de generaciones, secuencia).

Para comprender la naturaleza de la sucesión ecológica, imaginemos una comunidad ideal en la que la producción bruta, es decir, la producción total de autótrofos en términos energéticos, corresponde exactamente a los costos energéticos gastados en asegurar la actividad vital de sus organismos constituyentes. En ecología, el consumo total de energía se denomina respiración total de una comunidad.

Está claro que en un caso tan ideal, los procesos de producción se equilibran con los procesos de respiración. En consecuencia, la biomasa de los organismos en dicho sistema permanece constante y el sistema en sí permanece sin cambios o en equilibrio.

Si la “respiración total” es menor que la producción primaria bruta, en ecosistema habrá acumulación de materia orgánica; si es mayor, disminuirá. Ambos conducirán al cambio comunitario. Si hay un exceso de un recurso, siempre habrá especies que podrán dominarlo; si hay escasez, algunas especies se extinguirán. Tales cambios constituyen la esencia de la sucesión ecológica. La característica principal de este proceso es que los cambios en la comunidad siempre ocurren en la dirección de un estado de equilibrio.
Cada etapa de sucesión es una comunidad con predominio de determinadas especies y formas de vida. Se reemplazan entre sí hasta que se produce un estado de equilibrio estable.

Tipos de sucesión. Hay sucesiones primarias y secundarias.

Las sucesiones primarias ocurren en sustratos que no se ven afectados por la formación del suelo y están asociadas con la formación no solo de fitocenosis, sino también del suelo. Un ejemplo de sucesión primaria es el asentamiento de líquenes crustosos y foliares sobre piedras. Bajo la influencia de las secreciones de líquenes, el sustrato rocoso se convierte gradualmente en una especie de suelo, donde se asientan líquenes tupidos, musgos verdes, luego pastos y otros. plantas etc.

Las sucesiones secundarias se desarrollan en lugar de las biocenosis formadas después de su alteración, por ejemplo, como resultado de la erosión, la sequía, los incendios, la deforestación, etc.

Durante la sucesión, la apariencia de la comunidad cambia constantemente. El funcionamiento del ecosistema también está cambiando.

La duración de la sucesión está determinada en gran medida por la estructura de la comunidad. Durante la sucesión primaria, se necesitan muchos cientos de años para que se desarrolle una comunidad estable.

Las sucesiones secundarias avanzan mucho más rápido. Esto se explica por el hecho de que la comunidad primaria deja una cantidad suficiente de nutrientes y suelo desarrollado, lo que crea las condiciones para el crecimiento y desarrollo acelerado de nuevos pobladores (Fig. 138).

Una comunidad madura, con su mayor diversidad y abundancia de organismos, su estructura trófica desarrollada y sus flujos de energía equilibrados, es capaz de resistir cambios en los factores físicos (por ejemplo, temperatura, humedad) e incluso algunos tipos de contaminación química en mucho mayor medida que una comunidad joven. Sin embargo, una comunidad joven es capaz de producir nueva biomasa en cantidades mucho mayores que la antigua.

Por lo tanto, una persona puede obtener una rica cosecha en forma de productos puros, manteniendo artificialmente a la comunidad en las primeras etapas de la sucesión. De hecho, en una comunidad madura, que se encuentra en la etapa de sostenibilidad y estabilidad, el producto final neto se gasta principalmente en la "respiración general" de plantas y animales y puede incluso ser igual a cero.

Por otro lado, la estabilidad de una comunidad madura, su capacidad para resistir los efectos de los factores físicos (e incluso gestionarlos) es una propiedad muy importante y muy deseable.

La gente, a menudo en busca de ganancias económicas, no piensa en las consecuencias de las violaciones ambientales. Esto se debe en parte a que ni siquiera los ecologistas pueden todavía hacer predicciones precisas sobre las consecuencias que pueden tener las distintas perturbaciones en los ecosistemas maduros.

Sin embargo, incluso el conocimiento que la ecología ha acumulado actualmente es suficiente para confiar en que la transformación de nuestra biosfera Una vasta alfombra de tierra cultivable está plagada de enormes peligros. Para nuestra propia protección, ciertos paisajes deben presentar comunidades naturales.

Sucesión. El aliento común de la comunidad. Sucesión primaria y secundaria.

1. ¿Qué es la sucesión?
2. ¿Es posible el equilibrio en una comunidad donde la “respiración común” de los organismos no es igual en valor al producto bruto?
3. ¿Qué tipos de sucesiones conoces?
4. ¿Cuáles son las diferencias entre comunidades jóvenes y maduras?

¿Alguna vez has observado cambios sucesionales en la naturaleza? Cuéntanos tus observaciones.

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biología décimo grado
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Comunidades cambiantes.

Durante la sucesión, la apariencia de la comunidad cambia constantemente. El funcionamiento del ecosistema también está cambiando. Si dejas de cultivar el campo cultivable que una vez fue ganado al bosque, entonces el bosque que anteriormente ocupaba este territorio volverá aquí nuevamente. Sin embargo, primero surgirán en este lugar una serie de comunidades que, reemplazándose entre sí, prepararán el camino para el bosque. Estas comunidades sucesivas pueden compararse con las etapas de desarrollo por las que pasan muchos organismos antes de alcanzar la madurez.

Las comunidades cambian con el tiempo. Su composición de especies, la abundancia de ciertos grupos de organismos, la estructura trófica, la productividad y todos los demás indicadores cambian. Estos cambios tardan mucho en ocurrir y por razones muy diferentes a los cambios estacionales en la abundancia de organismos que ocurren cuando los individuos completan sus ciclos de vida.

Un proceso fuera de temporada, que representa una determinada secuencia de aparición y desaparición de poblaciones de diferentes especies en un hábitat determinado, se denomina sucesión ecológica y es natural. La sucesión está controlada por la propia comunidad y no depende de la ubicación o especie de sus organismos constituyentes.

Equilibrio en la comunidad.

En ecología, el consumo total de energía se llama el aliento común de la comunidad. En un caso ideal, no puede ocurrir ni acumulación ni pérdida de biomasa. Por lo tanto, la biomasa de los organismos en dicho sistema permanece constante y el sistema en sí permanece sin cambios, o equilibrio: los procesos de producción se equilibran con los procesos de respiración.

Diferentes tipos de equilibrio en una comunidad:

Es característico de una comunidad cerrada: aquí no llegan productos adicionales y los suyos permanecen íntegramente dentro de ella.

Característica de algunos ecosistemas de agua corriente. Aquí la materia orgánica surge no sólo como resultado del funcionamiento de los autótrofos, sino también de la afluencia desde el exterior.

Típico de ecosistemas agrícolas, donde hay una retirada constante de parte del producto.

Si respiración general Si hay menos producción primaria bruta, la materia orgánica se acumulará en el ecosistema; si es más, desaparecerá. Ambos conducirán al cambio comunitario. Cuando un recurso es abundante, siempre habrá especies que podrán explotarlo. Si faltan recursos, algunas especies se extinguirán. Tales cambios constituyen la esencia de la sucesión ecológica. La característica principal de este proceso es que los cambios en la comunidad siempre ocurren en la dirección de un estado de equilibrio.

Muchos ecosistemas existen desde hace decenas o incluso cientos de años.

La estabilidad de los ecosistemas es su capacidad para resistir las fluctuaciones de factores externos y mantener su estructura y características funcionales. Para mantener tal sostenibilidad de los ecosistemas, es necesario equilibrar los flujos de materia y energía, los procesos de intercambio entre los organismos y su entorno. Un ecosistema sostenible debe recibir sustancias de ambiente y deshacerse de los residuos. Dependiendo del método para mantener la sostenibilidad, los ecosistemas se dividen en abiertos y cerrados.

Los ecosistemas abiertos reciben continuamente energía y materia del medio ambiente. En tales ecosistemas ocurren constantemente procesos de acumulación y descomposición de materia. Este tipo incluye ecosistemas naturales; el equilibrio en ellos se mantiene de forma espontánea.

En los ecosistemas cerrados no existe un intercambio constante de materia y energía con el medio ambiente. El sistema no puede deshacerse de productos innecesarios. En este caso, el equilibrio se puede mantener artificialmente. Sin intervención externa, los sistemas cerrados son inestables y pierden estabilidad rápidamente.

El equilibrio ecológico es la constancia relativa de la composición de especies de los organismos vivos, su número, productividad, distribución en el espacio, así como los cambios estacionales, la circulación biológica de sustancias y otros procesos biológicos en un ecosistema, que conducen a la existencia a largo plazo de este. ecosistema. Por supuesto, ningún ecosistema es absolutamente estable o inmóvil: el número de algunas especies aumenta periódicamente, mientras que el número de otras disminuye. Estos procesos ocurren periódicamente y generalmente no desequilibran el sistema. Es por eso, caracteristica principal equilibrio ecológico - su movilidad. Hay dos tipos de movilidad de equilibrio:

Los cambios reversibles en un ecosistema son cambios que ocurren de primavera en primavera en el ecosistema manteniendo la composición de especies;

La sucesión ecológica (latín succesio - continuidad, herencia) es un cambio secuencial de ecosistemas que surgen en un mismo territorio o zona acuática (biotopo) bajo la influencia de factores naturales o antropogénicos. Dependiendo del estado inicial del sustrato sobre el que se desarrolla la sucesión, se distingue la sucesión primaria y secundaria.

La sucesión primaria es el proceso de desarrollo de ecosistemas en áreas previamente deshabitadas, comenzando con su colonización. Por ejemplo, el asentamiento de islas resultante de la actividad volcánica. O el crecimiento excesivo de la roca desnuda, primero con líquenes, luego con musgos, pastos y otras plantas. En el proceso de sucesión primaria, no solo se forman fitocenosis (del griego phyton - planta, koinos - general), es decir. biocenosis vegetales, pero también del suelo.

La sucesión secundaria es la restauración de ecosistemas que alguna vez existieron en un biotopo determinado. Estos lugares suelen conservar ricos recursos vitales. Por tanto, las sucesiones secundarias conducen a la formación de biocenosis mucho más rápido que las primarias.

Hay sucesiones autótrofas y heterótrofas.

La sucesión autótrofa se produce bajo la influencia de la energía solar, mientras que en la comunidad predominan los organismos autótrofos. Durante la sucesión autótrofa, la comunidad se vuelve más compleja y aumenta la estabilidad de los ecosistemas.

Un ejemplo de sucesión autótrofa es un ecosistema que comienza a recuperarse después de un incendio forestal (Fig. 5). Después de 1-2 años, el área del incendio está cubierta de hierba, después de unos años aparecen los primeros arbustos, después de 20-25 años el área se cubre de bosque: primero crecen coníferas de hoja caduca y luego amantes de la sombra.

Fig.5. Sucesión autótrofa en un incendio forestal

La sucesión heterótrofa es típica de aquellos casos en los que existe un exceso de materia orgánica en el ecosistema (cuerpos de agua contaminados, restos de plantas en descomposición, etc.) En este caso, en la comunidad predominan los organismos heterótrofos, por lo que el suministro de energía no aumenta, pero disminuye. El resultado de la sucesión heterótrofa es la muerte de todos los organismos o una simplificación significativa de la comunidad.

Un ejemplo de sucesión heterótrofa es el "envejecimiento" de las masas de agua. Se pueden distinguir dos etapas principales de sucesión: en desarrollo y madura. Estas etapas se caracterizan por diferentes propiedades y distintos grados de estabilidad.

Los sistemas maduros tienen una mayor capacidad para retener sustancias en el fondo de intercambio. Los giros en ellos están en su mayoría cerrados. El aumento de la estabilidad de los ecosistemas durante la sucesión conduce al hecho de que cada etapa posterior dura más que la anterior.

Los sistemas maduros son los más estables en el tiempo. Pero también pueden quedar destruidos durante desastres naturales y provocados por el hombre. Si consideramos grandes períodos de tiempo, resulta que cualquier sucesión es un proceso cíclico. Es posible que los ciclos no se repitan completamente y que tomen diferentes períodos de tiempo, pero el carácter cíclico permanece.

Dependiendo de los motivos que provocaron el cambio en los ecosistemas, las sucesiones se dividen en autógenas y alogénicas.

Las sucesiones autógenas (autogeneradas) surgen por causas internas (cambios en el medio ambiente bajo la influencia de la comunidad), las alogénicas (generadas desde el exterior) son provocadas por causas externas (por ejemplo, cambio climático).

En las últimas etapas de la sucesión se suelen formar comunidades estables, que se denominan clímax.

La comunidad clímax, klimax (griego klimax - escalera) se caracteriza por la mayor productividad y la mayor diversidad.

La capacidad de una población o ecosistema para mantener un equilibrio móvil-estable cuando cambian las condiciones ambientales se denomina homeostasis del ecosistema.

El mecanismo para mantener la homeostasis se basa en dos principios:

El principio del ciclo es el uso repetido de nutrientes en el ecosistema. Esto hace que las reservas de minerales del ecosistema sean prácticamente inagotables.

Principio " comentario"es que la desviación de un ecosistema de un estado de equilibrio pone en movimiento fuerzas que lo devuelven a un estado de equilibrio.

BIOSFERA

4.1. BIOSFERA – EL ENTORNO VIVO DE LA TIERRA

La biosfera, tal como la definió V.I. Vernadsky como una "zona de vida", cubre la parte inferior de la atmósfera (troposfera), toda la hidrosfera y la parte superior de la litosfera (suelo). En otras palabras, la biosfera es un biotopo global habitado por todos los organismos vivos, incluidos los humanos.

La biosfera es un conjunto de partes de las geosferas (lito, hidro y atmósfera), que está poblada por organismos vivos, está bajo su influencia y está ocupada por los productos de su actividad vital. No forma una capa densa con límites claros, sino que “impregna” otras geosferas del planeta. El límite superior de la biosfera se extiende desde la superficie de la Tierra hasta la capa de ozono, cuya densidad máxima se encuentra a una altitud de 20 a 25 km. Los organismos no pueden vivir por encima de este límite: se ven perjudicialmente afectados por la radiación ultravioleta del sol y las temperaturas muy bajas (-56 ° C).

Casi toda la hidrosfera, incluida la fosa más profunda (Mariana) del Océano Mundial (11022 m), está ocupada por vida.

El límite inferior de la biosfera se extiende a lo largo del fondo del océano en la hidrosfera y a una profundidad de 3,0 a 3,5 km en la corteza terrestre de la zona continental, donde la temperatura del interior alcanza los 100 °C y más. Esta temperatura también es destructiva para todos los seres vivos.

La tierra más densamente poblada por organismos son las aguas superficiales del océano y su fondo a poca profundidad (hasta 250 m), donde penetran los rayos del sol. Aquí existen condiciones de vida especialmente favorables.

El espesor medio de la biosfera es de poco más de 20 km. Comparada con el diámetro del globo (13.000 km), la biosfera es una película delgada. Sin embargo, en los glaciares de montaña, a altitudes de hasta 6 km, viven comunidades de garrapatas entre las aves, el cóndor puede alcanzar una altura de 7 km; en las profundidades del océano (hasta 11 km) hay comunidades de animales y microorganismos; en las aguas subterráneas petrolíferas de la tierra, a profundidades de hasta 15 km, se pueden encontrar comunidades de bacterias (quimioautótrofos).

Se estima que la masa de la biosfera es de aproximadamente 1,5 · 10 · 21 kg.

La biosfera tiene un sistema de propiedades que aseguran su funcionamiento, autorregulación, estabilidad y otros parámetros. Las principales propiedades son las siguientes.

1. La biosfera es un sistema centralizado. Su elemento central son los organismos vivos (materia viva).

2. La biosfera es un sistema abierto. Para mantener la vida en la Tierra es necesario recibir energía del exterior, y parte de esta energía se refleja y va al espacio exterior.

3. La biosfera es un sistema autorregulado. , que, como señaló V.I. Vernadsky, se caracteriza por la organización. Actualmente, esta propiedad se llama homeostasis.

4. La biosfera es un sistema caracterizado por una gran diversidad. La biosfera, como ecosistema global, se caracteriza por la mayor diversidad entre otros sistemas. Para cualquier sistema natural, la diversidad es una de sus propiedades más importantes. A ello se asocia la posibilidad de duplicación, copia de seguridad, sustitución de unos vínculos por otros, el grado de complejidad y fuerza de los alimentos y otras conexiones. Por tanto, la diversidad se considera la principal condición para la sostenibilidad de cualquier ecosistema y de la biosfera en su conjunto.

5. La presencia en la biosfera de mecanismos que aseguran la circulación de sustancias y la inagotabilidad asociada de los individuos. elementos químicos y sus conexiones.

La biosfera es un sistema natural complejo. Incluye:

La materia viva es la totalidad de cuerpos de organismos vivos que viven en el planeta Tierra;

Una sustancia biogénica es una sustancia creada y procesada por organismos vivos (carbones, calizas, betunes);

La materia inerte es una sustancia en cuya formación no participa la vida (rocas, gases);

Una sustancia bioinerte es una sustancia creada simultáneamente por organismos vivos y procesos inertes (agua natural, suelo, agua salada del mar, corteza erosionada, troposfera);

Los elementos radiactivos tienen una composición isotópica compleja, provenientes de las profundidades, dispersos y dispersos, creando y cambiando la energía de la biosfera;

Átomos dispersos;

Sustancia de origen cósmico (meteoritos, polvo cósmico).

Los organismos vivos han cambiado significativamente la apariencia de nuestro planeta, transformando la corteza terrestre, la hidrosfera y las capas inferiores de la atmósfera. Y actualmente participan en la destrucción de rocas, en la formación de suelos, minerales, por ejemplo, turba, y regulan el contenido de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera.

Incluso en las primeras etapas de la evolución, la materia viva se extendió por los espacios sin vida del planeta, ocupando todos los lugares potencialmente accesibles a la vida, modificándolos y convirtiéndolos en hábitats. V.I. Vernadsky llamó a esta capacidad de distribuir materia viva "la ubicuidad de la vida".

V.I. Vernadsky consideraba que la materia viva era el factor geoquímico y energético más poderoso, la fuerza principal del desarrollo planetario. El pináculo de la evolución de la materia viva en la Tierra fue el hombre, que adquirió no sólo la conciencia (la forma perfecta de reflejo del mundo circundante), sino también la capacidad de fabricar y utilizar herramientas en su vida. A través de herramientas, la humanidad comenzó a crear un entorno artificial, su hábitat y la evolución de la biosfera entró en una nueva fase: la fase de la noosfera. La noosfera (griego noos - mente, sphaira - bola) es la esfera de la mente, la etapa más alta de desarrollo de la biosfera, cuando la actividad humana inteligente se convierte en el principal factor determinante de su desarrollo global. El término "noosfera" fue introducido por primera vez en 1927 por el filósofo francés E. Leroy para designar la capa de la Tierra, incluida la sociedad humana con su industria, su lenguaje y otros tipos de actividad inteligente. V.I. Vernadsky escribió: “La noosfera es un nuevo fenómeno geológico en nuestro planeta. En él, por primera vez, el hombre se convierte en la mayor fuerza geológica. Puede y debe reconstruir el ámbito de su vida con su trabajo y su pensamiento, reconstruirlo radicalmente con respecto a lo que era antes”.