Ekológia je v porovnaní s botanikou, zoológiou či anatómiou relatívne mladá biologická disciplína, ktorá vznikla v polovici 19. storočia. Uvažuje o prepojení živých predmetov a ich spoločenstiev medzi nimi a fyzickým prostredím. Jedna z jej sekcií - synekológia - študuje ekológiu a jej živé organizmy, ktoré sú súčasťou biogeocenóz: rastliny, hmyz, huby, zvieratá vo vzájomnej interakcii. Veda samotná pochádza z diel vedcov ako L. Dollo, O. Abel, D. N. Kashkarov, V. N. Sukachev.
V tomto článku sa zoznámime so základnými pojmami tejto sekcie ekológie a zistíme štruktúru a mechanizmy fungovania ekologických systémov.
Biogeocenózy ako zložky biosféry
Zbory jedincov rôznych biologických druhov – populácie – nežijú oddelene. Sú združené vo väčších spoločenstvách – biocenózach. Navyše medzi jednotlivcami v rámci danéhoekosystémov, vznikajú rôzne druhy vzťahov, napr. alelopatia, parazitizmus, mutualizmus, konkurencia, trofocenotické spojenia. Synekológia študuje vzťahy medzi organizmami, ktoré sú súčasťou biogeocenózy, a skúma aj špecifiká medzidruhových vzťahov rastlinných a živočíšnych subsystémov, ktoré tvoria živé spoločenstvo.
Čo znamená ekologický systém
V súčasnosti sa v environmentálnej vede aktívne používa nielen pojem „biogeocenóza“, ale aj pojem „ekosystém“, ktorý predstavil A. Tansley. Obidve slová sa používajú na označenie prírodných komplexov a ich zložiek: fytokomunít a populácií zvierat, ktoré synekológia študuje na základe konceptu vzťahu všetkých živých organizmov s ich prostredím. Je potrebné poznamenať, že medzi tieto dva pojmy nie je potrebné vkladať znamienko rovnosti. Definícia "biogeocenózy", ktorú uviedol V. Sukachev, nesie veľkú sémantickú záťaž, pretože považuje prírodné komplexy, berúc do úvahy cirkuláciu látok a energetických tokov, ktoré sa v nich vyskytujú. Ale pojem „ekosystém“, ktorý sa vďaka svojej efektívnej povahe rozšíril najmä v populárno-vedeckej literatúre, sa teraz používa na charakterizáciu širokej škály biokomplexov, prírodných aj umelých.
Teória biogeocenózy od V. N. Sukačeva
Názory vedca sa formovali pod vplyvom významných ruských biológov: V. Dokučajeva, ktorý sa zaoberal pedológiou, a V. Vernadského, zakladateľa doktríny biosféry. Spojením poznatkov z geochémie, lesníctva, geobotaniky vytvoril V. Sukačev novú disciplínu -biogeocenológia. Rovnako ako synekológia je to odvetvie ekológie, ktoré študuje vzťahy živých organizmov v rámci biómu, uvažuje o vzorcoch medzidruhových a populačných vzťahov jedincov patriacich do fyto- a zoocenóz. Na základe myšlienok vedca sú všetky vrstvy biosféry nasýtené životom, prebiehajú v nich procesy vzájomných premien biomasy a energie. Sú založené na potravinových reťazcoch.
Zahŕňajú producentov - autotrofné organizmy, predovšetkým rastliny. Potom nasledujú konzumenti prvého, druhého, tretieho rádu, čo sú heterotrofy.
Posledným článkom v trofických reťazcoch sú využívatelia mŕtvej organickej hmoty – rozkladače. Patria sem pôdne baktérie, saprotrofné huby a niektorý hmyz. Všetky faktory neživej prírody zahrnuté v biogeocenóze, ako je pôda, voda, atmosféra, sa nazývajú biotopy.
Metódy synekologického výskumu
Na začiatku formovania vedy vedci získavali experimentálny materiál prostredníctvom výskumu – expedícií. V polovici 20. storočia sa stali dominantnými také metódy ako stacionárne celoročné experimenty, metóda značkovania atómov a rádiové sledovanie. V 21. storočí sa začalo aktívne využívať sledovanie pohybu populácií zvierat pomocou umelých satelitov Zeme. Napríklad veľké artiodaktyly označené rádiočipmi. Vzhľadom na skutočnosť, že synekológia je odvetvie ekológie, ktoré študuje vzájomné vzťahy veľkého počtu organizmov, vedci používajú matematickú analýzu aj kybernetiku. Ten sa používa na modelovanie a predpovedanie komponentov, ktoré tvoria prírodné systémy.
Čo skúma funkčná fytocenológia
Rastliny sú najdôležitejšími účastníkmi života ekosystémov. V dôsledku fotosyntézy poskytujú všetkým ostatným živým bytostiam potravu, ktorá poskytuje určitú energetickú rezervu. Synekológia študuje vzťah medzi zložkami fytocenózy a populáciami heterotrofných organizmov: hmyzu, bylinožravcov a mäsožravcov.
Floristické zloženie rastlinných spoločenstiev vo väčšine biocenóz je pomerne zložité a nazýva sa druhová saturácia. Rastlinné organizmy sú v ekosystémoch zastúpené vo forme vrstiev, čo má veľký význam pre vytváranie rôznych ekologických ník. Horizontálna heterogenita rastlín sa nazýva mozaika a na rozdiel od vrstvenia málo závisí od dĺžky denného svetla. Je to však priamo spôsobené typmi vzťahov, ako je alelopatia a súťaživosť. Fytocenózy sa menia, ich dynamiku určujú cirkadiánne rytmy a postupnosti, ako je odlesňovanie, geokataklizmy, lesné požiare.
Príčiny dynamiky populácie zvierat
Takíto slávni vedci ako S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton študovali zmeny v počte jedincov vo vnútrodruhových komunitách. A C. Hewitt zaviedol pojem „vlny života“. Vyskytujú sa v prírodných komplexoch a spolu s trofocenotickými procesmi sú indikátormibiotický potenciál ekosystému. Štúdium kvantitatívnej dynamiky jedincov má veľký praktický význam pre protiepidemické opatrenia, ktoré kontrolujú cirkadiánne rytmy reprodukcie hlodavcov, ktoré šíria také zoonózy, ako je mor a tularémia. Synekológia študuje aj vplyv ľudskej činnosti na stav zoocenóz, najmä pokles populácií vzácnych a ohrozených druhov, pokles počtu hodnotnej poľovnej zveri v spoločenstvách.
Typy vzťahov medzi organizmami v biomoch
Pripomeňme, že synekológia je odvetvie ekológie, ktoré študuje vzťah medzi jednotlivcami flóry a fauny. Patria sem vzájomnosť, súťaživosť, alelopatia. Napríklad fytocenológia už dlho vie o vzájomnej nezlučiteľnosti niektorých rastlín: orech čierny uvoľňuje látky toxické pre jadrové a kôstkové ovocné stromy, bráni ich rastu a plodeniu a vedie aj k odumieraniu rastlín.
Mutualizmus je forma koexistencie populácií rôznych biologických druhov, z ktorej majú organizmy vzájomný prospech (krab pustovník a morská sasanka, bičíkovce, ktoré žijú v črevách hmyzu a pomáhajú mu rozkladať vlákninu).
Výmena energie v biosfére
Biogeocenózy, ktoré tvoria živú škrupinu Zeme, premieňajú biomasu aj energiu a sú otvorenými systémami. Tieto prírodné komplexy potrebujú prílev svetelnej energie. Fototrofy ho využívajú na syntézu organických látok, molekúl ATP aNADPxN2. Synekológia je veda, ktorá študuje vzájomné premeny biomasy a energie.
Vyzerajú ako ekologická pyramída a jej potravinové reťazce. Dynamika energie od najnižšej po najvyššiu trofickú úroveň sa riadi všeobecnými fyzikálnymi zákonmi, navyše rozdiel medzi energetickými potenciálmi susedných úrovní je 10-20% a zvyšok energie sa rozptýli vo forme tepla. V tejto práci sme sa zoznámili so sekciou ekológie – synekológie a zistili sme metódy jej výskumu, ako aj význam pre podporu života biosféry.
