Ekologija, palyginti su botanika, zoologija ar anatomija, yra palyginti jauna biologinė disciplina, atsiradusi XIX amžiaus viduryje. Jame nagrinėjami gyvų objektų ir jų bendruomenių ryšiai tarp jų pačių ir fizinės aplinkos. Viena iš jos skyrių – sinekologija – tiria ekologiją ir jos gyvus organizmus, kurie yra biogeocenozių dalis: augalai, vabzdžiai, grybai, gyvūnai sąveikaujant tarpusavyje. Pats mokslas kyla iš tokių mokslininkų kaip L. Dollo, O. Abelio, D. N. Kaškarovo, V. N. Sukačiovo darbų.
Šiame straipsnyje susipažinsime su pagrindinėmis šio ekologijos skyriaus sąvokomis ir išsiaiškinsime ekologinių sistemų struktūrą bei veikimo mechanizmus.
Biogeocenozės kaip biosferos sudedamosios dalys
Skirtingų biologinių rūšių individų sambūriai – populiacijos – atskirai negyvena. Jie susivienija į didesnes bendrijas – biocenozes. Be to, tarp asmenų tam tikrameekosistemose atsiranda įvairūs santykiai, pavyzdžiui, alelopatija, parazitizmas, savitarpiškumas, konkurencija, trofocenotiniai ryšiai. Sinekologija tiria ryšius tarp organizmų, kurie yra biogeocenozės dalis, taip pat tiria augalų ir gyvūnų posistemių, sudarančių gyvą bendruomenę, tarpusavio santykių specifiką.
Ką reiškia ekologinė sistema
Šiuo metu aplinkos moksle aktyviai vartojamas ne tik terminas „biogeocenozė“, bet ir tokia A. Tansley įvesta sąvoka „ekosistema“. Abu žodžiai vartojami kalbant apie natūralius kompleksus ir jų komponentus: fitobendrijas ir gyvūnų populiacijas, kurios sinekologiškai tiria remdamosi visų gyvų organizmų santykio su aplinka samprata. Pažymėtina, kad tarp šių dviejų terminų lygybės ženklo dėti nebūtina. V. Sukačiovo pateiktas „biogeocenozės“apibrėžimas turi didelę semantinę apkrovą, nes atsižvelgia į natūralius kompleksus, atsižvelgiant į medžiagų apykaitą ir juose vykstančius energijos srautus. Tačiau „ekosistemos“sąvoka, kuri dėl savo supaprastinto pobūdžio tapo plačiai paplitusi, ypač populiariojoje mokslinėje literatūroje, dabar naudojama apibūdinti įvairiems biologiniams kompleksams, tiek natūraliems, tiek dirbtiniams.
V. N. Sukačiovo biogeocenozės teorija
Mokslininko pažiūros susiformavo veikiant žymiems Rusijos biologams: dirvožemio mokslu užsiėmusiam V. Dokučajevui ir biosferos doktrinos pradininkui V. Vernadskiui. Sujungęs geochemijos, miškininkystės, geobotanikos žinias, V. Sukačiovas sukūrė naują discipliną –biogeocenologija. Ji, kaip ir sinekologija, yra ekologijos šaka, tirianti gyvų organizmų ryšius biome, nagrinėjanti fito- ir zoocenozėms priklausančių individų tarprūšinių ir populiacinių santykių modelius. Remiantis mokslininko idėjomis, visi biosferos sluoksniai yra prisotinti gyvybės, juose vyksta biomasės ir energijos tarpusavio virsmo procesai. Jie pagrįsti maisto grandinėmis.
Jie apima gamintojus – autotrofinius organizmus, pirmiausia augalus. Po to seka pirmos, antros, trečios eilės vartotojai, kurie yra heterotrofai.
Paskutinė trofinių grandinių grandis yra negyvų organinių medžiagų panaudojėjai – skaidytojai. Tai dirvos bakterijos, saprotrofiniai grybai ir kai kurie vabzdžiai. Visi į biogeocenozę įtraukiami negyvosios gamtos veiksniai, tokie kaip dirvožemis, vanduo, atmosfera, vadinami biotopais.
Sinekologinio tyrimo metodai
Mokslo formavimosi pradžioje mokslininkai eksperimentinės medžiagos gaudavo per tyrimus – ekspedicijas. XX amžiaus viduryje dominuoja tokie metodai kaip stacionarūs ištisus metus atliekami eksperimentai, pažymėtų atomų metodas ir radijo sekimas. XXI amžiuje pradėtas aktyviai naudoti gyvūnų populiacijų judėjimo sekimas dirbtinių Žemės palydovų pagalba. Pavyzdžiui, dideli artiodaktilai, pažymėti radioschemomis. Atsižvelgiant į tai, kad sinekologija yra ekologijos šaka, tirianti daugelio organizmų tarpusavio ryšius, mokslininkai naudoja ir matematinę analizę, ir kibernetiką. Pastaroji naudojama natūralių sistemų komponentams modeliuoti ir numatyti.
Ką tiria funkcinė fitocenologija
Augalai yra svarbiausi ekosistemų gyvenimo dalyviai. Dėl fotosintezės jie visas kitas gyvas būtybes aprūpina maistu, kuris suteikia tam tikrą energijos rezervą. Sinekologija tiria ryšį tarp fitocenozės komponentų ir heterotrofinių organizmų populiacijų: vabzdžių, žolėdžių ir mėsėdžių.
Daugumos biocenozių augalų bendrijų floristinė sudėtis yra gana sudėtinga ir vadinama rūšių prisotinimu. Augalų organizmai ekosistemose reprezentuojami pakopų pavidalu, o tai labai svarbu kuriant įvairias ekologines nišas. Horizontalus augalų nevienalytiškumas vadinamas mozaika ir, priešingai nei sluoksniavimasis, mažai priklauso nuo šviesiojo paros valandų trukmės. Tačiau tai tiesiogiai priklauso nuo santykių tipų, tokių kaip alelopatija ir konkurencija. Fitocenozės kinta, jų dinamiką lemia cirkadiniai ritmai ir sukcesijos, pvz., miškų naikinimas, geokataklizmai, miškų gaisrai.
Gyvūnų populiacijos dinamikos priežastys
Tokie garsūs mokslininkai kaip S. A. Severtsovas, N. V. Turkinas, C. L. Eltonas tyrė individų skaičiaus pokyčius tarprūšinėse bendruomenėse. O C. Hewittas įvedė terminą „gyvenimo bangos“. Jie atsiranda natūraliuose kompleksuose ir kartu su trofocenotiniais procesais yra rodikliaibiotinis ekosistemos potencialas. Asmenų kiekybinės dinamikos tyrimas turi didelę praktinę reikšmę antiepideminėms priemonėms, kontroliuojančioms graužikų, platinančių tokias zoonozes kaip maras ir tuliaremija, cirkadinį dauginimosi ritmą. Sinekologija taip pat tiria žmogaus veiklos įtaką zoocenozių būklei, ypač retų ir nykstančių rūšių populiacijų mažėjimą, vertingų medžiojamųjų gyvūnų skaičiaus sumažėjimą bendrijose.
Santykių tarp organizmų tipai biomuose
Prisiminkite, kad sinekologija yra ekologijos šaka, tirianti floros ir faunos individų santykius. Tai apima abipusiškumą, konkurenciją, alelopatiją. Pavyzdžiui, fitocenologija jau seniai žinojo apie kai kurių augalų nesuderinamumą tarpusavyje: juodasis riešutas išskiria nuodingas medžiagas vaismedžiams ir kaulavaisiams, stabdo jų augimą ir derėjimą, taip pat lemia augalų žūtį.
Mutualizmas yra skirtingų biologinių rūšių populiacijų sambūvio forma, iš kurios organizmai gauna abipusę naudą (krabas atsiskyrėlis ir jūros anemonas, žiogeliai, gyvenantys vabzdžių žarnyne ir padedantys jiems skaidyti skaidulas).
Energijos mainai biosferoje
Biogeocenozės, sudarančios gyvąjį Žemės apvalkalą, vykdančios ir biomasės, ir energijos transformaciją, yra atviros sistemos. Šiems natūraliems kompleksams reikia šviesos energijos antplūdžio. Fototrofai jį naudoja organinių medžiagų, ATP molekulių sintezei irNADPxN2. Sinekologija yra mokslas, tiriantis abipusius biomasės ir energijos virsmus.
Jie atrodo kaip ekologinė piramidė ir jos mitybos grandinės. Energijos dinamika nuo žemiausio iki aukščiausio trofinio lygio paklūsta bendriesiems fiziniams dėsniams, be to, skirtumas tarp gretimų lygių energetinių potencialų yra 10-20%, o likusi energijos dalis išsisklaido šilumos pavidalu. Šiame darbe susipažinome su ekologijos skyriumi – sinekologija, išsiaiškinome jos tyrimo metodus bei svarbą biosferos gyvybės palaikymui.
