Екосистеми й популяції: ланцюги живлення, сукцесія

Усе, що діє на організм, називають екологічним чинником. Абіотичні чинники — це неживі умови: температура, світло, вода, тиск, хімічний склад ґрунту. Біотичні — впливи інших живих істот: конкуренція, хижацтво, паразитизм, запилення квіток комахами. Антропогенні породжує діяльність людини. У природі діє одразу багато чинників, і вирішальним стає один — той, що найближчий до межі, яку організм витримує. Його називають обмежувальним чинником.

Закон мінімуму Лібіха стверджує, що для організму в стабільному стані найважливіший чинник, який перебуває на мінімальній межі. Шелфорд розвинув його: лімітувати можуть і нестача, і надлишок, а діапазон між крайніми значеннями визначає толерантність — витривалість організму до цього чинника. Умови, найкращі для виду, називають оптимальними, а протилежні їм, що його пригнічують, — песимальними. Вид із широким діапазоном називають еврибіонтом, із вузьким — стенобіонтом. Ступінь пристосування виду до змін середовища — його екологічна валентність.

Екологічна ніша — це місце й роль виду в екосистемі: чим він живиться, хто його споживає, які температури витримує. Два види не можуть стабільно співіснувати, якщо їхні ніші тотожні. Тож різні джерела їжі чи різні ділянки місця мешкання зменшують конкуренцію.

Екосистема — природний комплекс живих організмів і навколишнього середовища, пов’язаних обміном речовин та енергії. Неживу частину, тобто ділянку з її умовами, називають біотопом, а живу — біоценозом: угрупованням взаємопов’язаних рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів. Біоценоз має й просторову будову, зокрема яруси — від деревного до мохово-лишайникового.

За способом живлення організми екосистеми поділяють на три групи. Продуценти — автотрофи, найчастіше зелені рослини, що створюють органічні речовини з неорганічних. Консументи — гетеротрофи, які живляться готовою органікою живих або мертвих організмів. Редуценти, переважно бактерії та гриби, розщеплюють мертві органічні рештки до простих сполук, які знову засвоюють продуценти. Сукупність організмів, об’єднаних типом живлення, — трофічний рівень.

Трофічний ланцюг — послідовність організмів, якою передаються речовини й енергія. У пасовищному ланцюгу початок дають живі зелені рослини, яких споживають рослиноїдні тварини, а далі хижаки. Детритний ланцюг починається з відмерлих решток, якими живляться редуценти й детритофаги. У природі ланцюги переплітаються в трофічну сітку, бо багато організмів споживають кілька видів їжі.

Найбільша одиниця класифікації екосистем — біом. Наземні біоми різняться передусім середньорічною температурою й кількістю опадів і відповідають природним зонам: тундра, тайга, листопадні ліси помірної зони, степи, савани, пустелі, тропічні дощові ліси. Водні біоми поділяють на прісноводні й морські.

Між популяціями різних видів виникають зв’язки, які класифікують за тим, хто виграє. Симбіоз у широкому розумінні охоплює мутуалізм, коменсалізм і паразитизм, а вужче — лише взаємовигідне співжиття. Конкуренція й хижацтво до симбіозу не належать: у конкуренції страждають обидва або один, у хижацтві здобич гине. Ще зв’язки розрізняють за тим, що саме один вид дає другому. Трофічні пов’язані з живленням. Топічні виникають, коли один вид змінює фізико-хімічні умови для іншого. За фабричних зв’язків один вид будує собі житло за рахунок іншого. За форичних один вид пересувається завдяки іншому: дрібна тварина чіпляється за більшу й мандрує на ній.

Конкуренція визначає й межі співіснування: два види, що претендують на всі ті самі ресурси, разом не лишаються, бо один витісняє другого. Вихід — розподіл ресурсів, коли види використовують різні ресурси або різні ділянки середовища, тобто займають різні мікроніші.

Сукцесія — послідовна закономірна заміна одного біоценозу іншим на тій самій території. Первинна розпочинається на ділянці, де немає ні ґрунту, ні залишків життя, як-от на голому камені чи застиглій лаві: піонерні види змінюють середовище, і з’являються нові. Вторинна починається, коли угруповання порушено, а ґрунт зберігся, наприклад на покинутому полі. Кінець сукцесії — клімакс, стійке угруповання. Змінюється екосистема й упродовж року: це фенологічні зміни, сезонні явища на кшталт появи листя, цвітіння, плодоношення чи міграцій.

Агроценоз — біоценоз території, перетвореної сільським господарством, і його стійкість підтримує людина. Там зазвичай вирощують одну культуру, а монокультури особливо вразливі до шкідників і хвороб, тому порівнювати агроценоз із природним біоценозом варто саме за різноманіттям видів.