Էկոլոգիան, համեմատած բուսաբանության, կենդանաբանության կամ անատոմիայի հետ, համեմատաբար երիտասարդ կենսաբանական գիտություն է, որն առաջացել է 19-րդ դարի կեսերին: Այն դիտարկում է կենդանի առարկաների և նրանց համայնքների կապերը իրենց և ֆիզիկական միջավայրի միջև: Նրա բաժիններից մեկը՝ սինեկոլոգիան, ուսումնասիրում է էկոլոգիան և նրա կենդանի օրգանիզմները, որոնք բիոգեոցենոզների մաս են կազմում՝ բույսերը, միջատները, սնկերը, կենդանիները միմյանց հետ փոխազդեցության մեջ։ Գիտությունն ինքնին սկիզբ է առնում այնպիսի գիտնականների աշխատություններում, ինչպիսիք են Լ. Դոլոն, Օ. Աբելը, Դ. Ն. Կաշկարովը, Վ. Ն. Սուկաչովը:
Այս հոդվածում մենք կծանոթանանք էկոլոգիայի այս բաժնի հիմնական հասկացություններին և կպարզենք էկոլոգիական համակարգերի կառուցվածքն ու գործունեության մեխանիզմները։
Կենսագեոցենոզները որպես կենսոլորտի բաղադրիչներ
Կենսաբանական տարբեր տեսակների անհատների հավաքները՝ պոպուլյացիաները, առանձին չեն ապրում: Նրանք միավորված են ավելի մեծ համայնքներում՝ բիոցենոզներում։ Ընդ որում, անհատների միջև տվյալի մեջէկոհամակարգերում առաջանում են տարբեր տեսակի հարաբերություններ, օրինակ՝ ալելոպաթիա, մակաբուծություն, փոխադարձություն, մրցակցություն, տրոֆոցենոտիկ կապեր։ Սինեկոլոգիան ուսումնասիրում է բիոգեոցենոզի մաս կազմող օրգանիզմների փոխհարաբերությունները, ինչպես նաև ուսումնասիրում է կենդանի համայնք կազմող բույսերի և կենդանիների ենթահամակարգերի միջտեսակային հարաբերությունների առանձնահատկությունները:
Ինչ է նշանակում էկոլոգիական համակարգ
Ներկայումս բնապահպանական գիտության մեջ ակտիվորեն օգտագործվում է ոչ միայն «բիոգեոցենոզ» տերմինը, այլ նաև Ա. Թանսլիի կողմից ներկայացված «էկոհամակարգ» հասկացությունը։ Երկու բառերն էլ օգտագործվում են բնական համալիրներին և դրանց բաղադրիչներին վերաբերելու համար՝ ֆիտոհամայնքներ և կենդանիների պոպուլյացիաներ, որոնք ուսումնասիրում են սինեկոլոգիան՝ հիմնվելով բոլոր կենդանի օրգանիզմների իրենց միջավայրի հետ փոխհարաբերությունների հայեցակարգի վրա: Հարկ է նշել, որ երկու տերմինների միջև պարտադիր չէ հավասարության նշան դնել։ Վ. Սուկաչևի կողմից տրված «բիոգեոցենոզի» սահմանումը մեծ իմաստային բեռ է կրում, քանի որ հաշվի է առնում բնական բարդույթները՝ հաշվի առնելով դրանցում տեղի ունեցող նյութերի շրջանառությունը և էներգիայի հոսքերը։ Բայց «էկոհամակարգ» հասկացությունը, որը լայն տարածում է գտել հատկապես գիտահանրամատչելի գրականության մեջ, իր պարզունակ բնույթի շնորհիվ, այժմ օգտագործվում է կենսահամալիրների լայն տեսականի բնութագրելու համար՝ բնական և արհեստական։
Կենսագեոցենոզի տեսություն Վ. Ն. Սուկաչևի կողմից
Գիտնականի հայացքները ձևավորվել են ռուս ականավոր կենսաբանների՝ հողագիտությամբ զբաղվող Վ. Դոկուչաևի և կենսոլորտի ուսմունքի հիմնադիր Վ. Վերնադսկու ազդեցությամբ։ Համատեղելով երկրաքիմիայի, անտառային տնտեսության, գեոբուսաբանության գիտելիքները՝ Վ. Սուկաչովը ստեղծեց նոր դիսցիպլին.բիոգեոցենոլոգիա։ Այն, ինչպես սինեկոլոգիան, էկոլոգիայի այն ճյուղն է, որն ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմների փոխհարաբերությունները բիոմում, դիտարկում է ֆիտո- և զոոցենոզներին պատկանող անհատների միջտեսակային և պոպուլյացիոն հարաբերությունների օրինաչափությունները: Գիտնականի պատկերացումների հիման վրա կենսոլորտի բոլոր շերտերը հագեցած են կյանքով, դրանցում տեղի են ունենում կենսազանգվածի և էներգիայի փոխակերպման գործընթացներ։ Դրանք հիմնված են սննդի շղթաների վրա։
Նրանք ներառում են արտադրողներ՝ ավտոտրոֆ օրգանիզմներ, առաջին հերթին՝ բույսեր։ Դրան հաջորդում են առաջին, երկրորդ, երրորդ կարգի սպառողները, որոնք հետերոտրոֆներ են։
Տրոֆիկ շղթաների վերջնական օղակը մեռած օրգանական նյութերի օգտագործողներն են՝ քայքայողները: Դրանց թվում են հողի բակտերիաները, սապրոտրոֆ սնկերը և որոշ միջատներ։ Կենսագեոցենոզում ներառված անկենդան բնույթի բոլոր գործոնները, ինչպիսիք են հողը, ջուրը, մթնոլորտը, կոչվում են բիոտոպներ:
Սինեկոլոգիական հետազոտության մեթոդներ
Գիտության ձևավորման սկզբում գիտնականները գիտահետազոտական-արշավախմբերի միջոցով ստացան փորձարարական նյութ։ 20-րդ դարի կեսերին գերիշխող դարձան այնպիսի մեթոդներ, ինչպիսիք են անշարժ փորձերը, շուրջտարյա փորձերը, պիտակավորված ատոմների մեթոդը և ռադիոհետևելը: 21-րդ դարում սկսեցին ակտիվորեն կիրառվել Երկրի արհեստական արբանյակների օգնությամբ կենդանիների պոպուլյացիաների տեղաշարժի հետագծումը։ Օրինակ՝ խոշոր արտիոդակտիլները, որոնք նշված են ռադիոչիպերով։ Հաշվի առնելով այն փաստը, որ սինեկոլոգիան էկոլոգիայի այն ճյուղն է, որն ուսումնասիրում է մեծ թվով օրգանիզմների փոխհարաբերությունները միմյանց հետ, գիտնականները օգտագործում են ինչպես մաթեմատիկական վերլուծություն, այնպես էլ կիբեռնետիկա:Վերջինս օգտագործվում է բնական համակարգերը կազմող բաղադրիչները մոդելավորելու և կանխատեսելու համար։
Ինչ է ուսումնասիրում ֆունկցիոնալ բուսոցենոլոգիան
Բույսերը էկոհամակարգերի կյանքի ամենակարևոր մասնակիցներն են։ Ֆոտոսինթեզի արդյունքում նրանք բոլոր մյուս կենդանի էակներին ապահովում են էներգիայի որոշակի պաշար ապահովող սնունդ։ Սինեկոլոգիան ուսումնասիրում է ֆիտոցենոզի բաղադրիչների և հետերոտրոֆ օրգանիզմների՝ միջատների, բուսակերների և մսակերների պոպուլյացիաների միջև կապը։
Բուսական համայնքների ֆլորիստիկական կազմը կենսացենոզների մեծ մասում բավականին բարդ է և կոչվում է տեսակների հագեցվածություն: Բուսական օրգանիզմները էկոհամակարգերում ներկայացված են շերտերի տեսքով, ինչը մեծ նշանակություն ունի բազմազան էկոլոգիական խորշերի ստեղծման համար։ Բույսերի հորիզոնական տարասեռությունը կոչվում է խճանկար և, ի տարբերություն շերտավորման, քիչ է կախված ցերեկային ժամերի երկարությունից: Բայց դա ուղղակիորեն պայմանավորված է հարաբերությունների տեսակներով, ինչպիսիք են ալելոպաթիան և մրցակցությունը: Ֆիտոցենոզները փոխվում են, դրանց դինամիկան որոշվում է ցիրկադային ռիթմերով և հաջորդականությամբ, ինչպիսիք են անտառահատումները, գեոկատակլիզմները, անտառային հրդեհները:
Կենդանիների պոպուլյացիայի դինամիկայի պատճառները
Այնպիսի հայտնի գիտնականներ, ինչպիսիք են Ս. Ա. Սևերցովը, Ն. Վ. Տուրկինը, Կ. Լ. Էլթոնը ուսումնասիրել են ներտեսակային համայնքներում անհատների թվի փոփոխությունները: Իսկ Ք. Հյուիթը ներմուծեց «կյանքի ալիքներ» տերմինը։ Դրանք առաջանում են բնական համալիրներում և տրոֆոցենոտ պրոցեսների հետ միասին ցուցիչ ենէկոհամակարգի կենսական ներուժը. Անհատների քանակական դինամիկայի ուսումնասիրությունը մեծ գործնական նշանակություն ունի հակահամաճարակային միջոցառումների համար, որոնք վերահսկում են կրծողների վերարտադրության ցիրկադային ռիթմերը, որոնք տարածում են այնպիսի կենդանաբանական հիվանդություններ, ինչպիսիք են ժանտախտը և տուլարեմիան: Սինեկոլոգիան նաև ուսումնասիրում է մարդու գործունեության ազդեցությունը զոոցենոզների վիճակի վրա, մասնավորապես՝ հազվագյուտ և անհետացող տեսակների պոպուլյացիայի նվազումը, համայնքներում արժեքավոր որսի կենդանիների թվի նվազումը։
Օրգանիզմների փոխհարաբերությունների տեսակները բիոմներում
Հիշեցնենք, որ սինեկոլոգիան էկոլոգիայի այն ճյուղն է, որն ուսումնասիրում է բուսական և կենդանական աշխարհի անհատների փոխհարաբերությունները: Դրանք ներառում են փոխադարձություն, մրցակցություն, ալելոպաթիա: Օրինակ, բուսոցենոլոգիան վաղուց գիտի որոշ բույսերի միմյանց հետ անհամատեղելիության մասին. սև ընկույզը թունավոր նյութեր է արձակում մրգատու ծառերի համար, արգելակում է դրանց աճն ու պտղաբերությունը, ինչպես նաև հանգեցնում է բույսերի մահվան։
Մուտուալիզմը տարբեր կենսաբանական տեսակների պոպուլյացիաների համակեցության ձև է, որից օրգանիզմները փոխադարձ օգուտ են ստանում (ճգնավոր ծովախեցգետին և ծովային անեմոն, միջատների աղիքներում ապրող միջատների միջատներ և օգնում են նրանց մանրաթելերը քայքայել):
Էներգիայի փոխանակում կենսոլորտում
Կենսագեոցենոզները, որոնք կազմում են Երկրի կենդանի թաղանթը, իրականացնում են ինչպես կենսազանգվածի, այնպես էլ էներգիայի փոխակերպումը և բաց համակարգեր են: Այս բնական համալիրները լույսի էներգիայի ներհոսքի կարիք ունեն։ Ֆոտոտրոֆներն այն օգտագործում են օրգանական նյութերի, ATP մոլեկուլների ևNADPxN2. Սինեկոլոգիան գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կենսազանգվածի և էներգիայի փոխադարձ փոխակերպումները:
Նրանք նման են էկոլոգիական բուրգի և նրա սննդային շղթաներին։ Ամենացածրից մինչև ամենաբարձր տրոֆիկ մակարդակից էներգիայի դինամիկան ենթարկվում է ընդհանուր ֆիզիկական օրենքներին, ընդ որում, հարևան մակարդակների էներգետիկ պոտենցիալների տարբերությունը կազմում է 10-20%, իսկ մնացած էներգիան ցրվում է ջերմության տեսքով։ Այս աշխատանքում մենք ծանոթացանք էկոլոգիա՝ սինեկոլոգիա բաժնին և պարզեցինք դրա հետազոտության մեթոդները, ինչպես նաև կարևորությունը կենսոլորտի կենսագործունեության համար։
