Екологія - Потіш Л.А. - Популяція

Зміст сучасної екології доцільно виділити, виходячи з концепції рівнів організації живої матерії, які складають "біологічний спектр" планети Земля.

На сьогоднішній день, виходячи з головних властивостей живого, в біології виділяють такі організації живої матерії: клітина — тканина — орган — організм — популяція — біоценоз — біом — біосфера.

Спрощений варіант рівнів організації живої матерії можна побудувати на складових вищих рівнів стосовно до нижчих рівнів (рис. 1.2). Отже, сукупність диференційованих клітин творить тканину, з якої складаються різні органи, що входять до складу організму, а сукупність особин одного виду, які займають певну територію, — популяцію, сукупність популяцій — біоценоз, екосистему. Сукупність екосистем планети Земля творить біосферу. Взаємодія з фізичним середовищем (енергією та речовиною) на будь-якому рівні зумовлює існування певних функціональних систем.

Екологія як наука вивчає системи, вищі за організмовий рівень, тобто такі, в склад яких входять окремі групи організмів і між ними обов'язково мають виникати певні взаємовідносини, а також взаємовідносини їх з навколишнім середовищем. Однак чітких меж між окремими рівнями організації живих систем не існує, оскільки тут діють такі фактори, як взаємозалежність і взаємовплив. Наприклад, окремий організм не здатен до тривалого ізольованого існування за межами своєї популяції, так само як і окремий орган за межами організму. Таким чином, екологія досліджує явища, які охоплюють шість рівнів організації живої природи.

Організм

Вивчаючи особину конкретного виду, ми досліджуємо, по суті, організм. Організацію і функцію останнього досліджують доволі успішно кілька біологічних дисциплін: анатомія, систематика, фізіологія, ембріологія і частково генетика. Ставлення організмів до середовища вивчає екологія організмів.

Популяція

Екологічний зміст популяції розглядається в розділі "Демекологія". Тут ми тільки спинимось на окремих аспектах цього терміна, який дозволить нам зрозуміти наступність рівнів організації живої матерії. Сукупність особин, які належать до одного виду, заселяють спільну територію і володіють певними властивостями, прийнято вважати популяцією. Таким чином, навіть якщо розглядати даний рівень як просту сукупність організмів, можна помітити відмінність між двома рівнями — популяція може існувати автономно від інших. Кожна сукупність особин, що належить до одного виду, має окреслену генетичну структуру, виражену в певних морфологічних особливостях виду. Одночасно виступає екологічна структура, яка є результатом відмінності демографічного типу, наприклад, вікова структура, народжуваність, смертність. Процеси, що відбуваються в межах популяції, пов'язані зі змінами чисельності організмів або ж із морфологічними змінами. Популяція є основною біологічною одиницею, в межах якої реалізуються процеси природного добору. Із самого визначення екології видно, що взаємовпливи і взаємозв'язки — предмет вивчення цієї науки. Отже, саме цей рівень організації живої матерії є першим і фундаментальним для екології.

Угруповання

Біоценоз, або угруповання, є найвищим щаблем організації живої природи, сталою системою разом із існуючими на певній ділянці суші або водойми організмами і створеним ними ж біоценотичним середовищем. Спрощене визначення угруповання можна побудувати на основі наступності. Якщо популяція — це група особин одного виду на певній території, а цю територію будуть населяти і популяції інших видів, то цілком закономірним буде визначення угруповання як сукупності популяцій різних видів на певній території. Популяції різних видів, пов'язані між собою різноманітними біологічними стосунками, є елементами структури цієї одиниці. В межах біоценозу відбувається кругообіг матерії й енергії, а також формування середовища життя організмів — біотопу.

Біогеоценоз, екосистема

Угруповання — досить чітко окреслений рівень живого, який успішно вивчається екологами. Поряд з тим цей рівень територіально сильно обмежений. Обмеження зачіпає насамперед практичний підхід до вивчення, оскільки великі масиви інформації про довкілля надто складні для узагальнення одним спеціалістом. Крім того, угруповання енергетично не є автономним. На планеті Земля функціонують утвори, набагато більші за угруповання, — екосистеми, яким властиві ознаки угруповання, але вони значно більші за розмірами. Сукупність рослинності, тваринного світу, мікроорганізмів і певної ділянки земної поверхні, які пов'язані між собою обміном речовин та енергії, прийнято називати біогеоценозом. Даний рівень організації живої матерії включає в себе певні угруповання організмів, ґрунт, ґрунтову воду і нижні шари тропосфери. Його межі визначаються головним чином межею фітоценозу (рослинного угруповання).

Біосфера

Використовуючи попередній принцип визначення рівнів живого, можна спробувати дати визначення біосфери як сукупності екосистем планети Земля. Таке, спрощене, визначення буде доцільним, оскільки включає в себе визначення всіх попередніх рівнів. Біосфера — оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, населені живими організмами. Верхня межа біосфери має озоновий екран, що затримує більшу частину згубних для живих істот ультрафіолетових променів, а нижня — тепловий бар'єр.

Сучасну екологію прийнято умовно ділити на п'ять великих підрозділів: аутекологію (екологію організмів), демекологію (екологію популяцій), синекологію (екологію угруповань), біогеоценологію та біосферологію (глобальну екологію).

Аутекологія (термін введений у 1896 р. Шретером) вивчає взаємозв'язки представників виду з оточуючим їх середовищем. Цей розділ екології займається головним чином визначенням меж стійкості виду і його співвіднесеністю з різними екологічними факторами. Аутекологія вивчає також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів. Демекологія (термін введений у 1908 р. Йогансеном) описує коливання чисельності різних видів і встановлює їх причини. Цей розділ ще називають динамікою популяцій, або популяційною екологією. Синекологія (Шретер, 1902) аналізує стосунки між особинами, що належать до різних видів даного угруповання організмів, а також між ними і оточуючим середовищем. Термін біоценологія, введений у 1918 р. Гамсом, є практично синонімом синекології. В синекології дослідження проводять у двох напрямах: статичному і динамічному. Статичний напрям (описова синекологія) займається становленням видового складу угруповань, чисельністю, частотою виявлення виду, видовим представництвом і просторовим розміщенням. Динамічний напрям (функціональна синекологія) охоплює два аспекти. Перший стосується розвитку угруповань і дослідження причин, які привели до їх зміни. Другий займається вивченням обміну речовин та енергії між різними компонентами екосистеми, а також вивчає кормові ланцюги, біомасу і енергію, продуктивність біоценозів. Цей напрям ще називають кількісною синекологією. Біогеоценологія, або еко-системологія, вивчає біогеоценотичний шар Земної кулі і, зокрема, конкретні екосистеми (суходільні, водні), в яких взаємодіють живі істоти і абіотичне середовище. Біосферологія (Глобальна екологія) вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з'ясовує закономірності еволюції біосфери.