Классы
Предметы

Смена биоценозов. Сукцессии

В оставленной без присмотра кастрюле с бульоном появятся и исчезнут одно за другим несколько сообществ микроорганизмов. Как это ни странно, но судьба забытого бульона подобна судьбе зарастающего болота. Неизменность и стабильность экосистем на самом деле иллюзия – на протяжении длительных периодов времени биоценозы эволюционируют, сменяя друг друга. Эта последовательная смена биоценозов называется сукцессией. Из урока вы узнаете о том, что представляет собой первичная и вторичная сукцессия, рассмотрите примеры сукцессии в цветочном горшке и на брошенном поле, выясните, какой биоценоз называют климаксным.

Определение понятия «Сукцессия»

Видовой состав биоценозов кажется постоянным, но на самом деле на протяжении длительных периодов времени он закономерно меняется.

Смена одного биоценоза другим, называется сукцессией.

Сукцессия – это непрерывный направленный процесс. Если смена биоценозов происходит в несколько этапов, то говорят о нескольких сукцессиях. Например, сукцессия – это заболачивание чистого озера и превращение его в низовое болото или зарастание опушки леса древесной растительностью (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Примеры сукцессии – закономерной замены одного сообщества другим под влиянием внешних и внутренних изменений

При этом меняется состав и структура всего сообщества.

Сукцессиям подвергаются и агроценозы, например, культурные растения на полях быстро замещаются сорняками, заброшенные поля постепенно возвращаются в состояние целины (рис. 2).

  

Рис. 2. Сукцессия агроценоза

Первичная сукцессия

Если рассматривать смену биоценозов на участке, лишенном сообщества, например после извержения вулкана или пожара, то говорят о первичной сукцессии, а если сукцессия происходит в пределах «старого» биоценоза, то говорят о вторичной сукцессии.

Первичная сукцессия – длительная череда сменяющих друг друга разных биоценозов. В ходе сукцессии один биоценоз заменяется на другой, более приспособленный к данным условиям.

Климаксный биоценоз

Считается, что рано или поздно в конкретных условиях среды сформируется максимально приспособленный биоценоз. Такой биоценоз называют климаксным. Пока условия среды не изменятся, климаксное сообщество не будет подвергаться сукцессии.

Для каждого региона выделяют свое климаксное сообщество (рис. 3). Для Подмосковья климаксным сообществом считается дубрава с подлеском с осокой травянистой в нижнем ярусе, а для Заполярья это лишайниковая тундра с куртинами злаков, и редкими кустарниками.


Рис. 3. Примеры климаксных сообществ в разных регионах

Пример сукцессии после прекращения возделывания пахотного поля

Чаще всего в пределах биома наблюдается разнообразие биоценозов. Это происходит из-за исключительности сочетаний факторов среды в каждой конкретной местности. Даже при одинаковом климате будут отличаться экспозиция склона, интенсивность ветра, затененность и другие факторы. Поэтому все биоценозы одной зоны будут отличаться друг от друга.

Катаклизмы, запускающие новые сукцессии, происходят регулярно. Это пожары, заморозки, миграция оленей или саранчи (см. видео).

Сукцессии длятся сотни лет, а катаклизмы происходят быстро и часто. Поэтому на большинстве территорий не успевают сформироваться климаксные сообщества.

Сукцессии могут происходить и на небольших пространствах в совсем маленьких сообществах, лишённых растительности. В почве цветочного горшка может возникать микросукцессия после полива.

Рассмотрим сукцессию, происходящую после прекращения возделывания пахотного поля. Она включает в себя следующие этапы (рис. 4).

Вначале землю заселяют однолетние травы, они обладают высокой скорость роста и поэтому первыми занимают это пространство. Эти растения – типичные r-стратеги.

Спустя три-четыре года они сменяются многолетними растениями, формируется экосистема луга с продолжительностью жизни многолетних трав 15–20 лет.

Потом в молодой покров внедряются молодые сосны, которые хорошо выдерживают солнечной свет. Под пологом сосны плохо растут травы, поэтому они вытесняются из биоценоза. Сами восходы сосны вскоре также не смогут развиваться из-за нехватки света.

Поэтому на следующем этапе сосны будут вытеснены широколиственными деревьями (дуб, клен, бук), всходы которых нормально развиваются под пологом леса, обеспечивая смену поколений и устойчивость популяций.

Рис. 4. Сукцессия (слева-направо) на примере постепенного зарастания луга и превращения его в дубраву.

Спустя примерно сто лет под пологом леса сформируются лесное сообщество животных и микроорганизмов. Сообщество станет климаксным.

Первичная сукцессия после катаклизмов

Рассмотрим сукцессию на поверхности, образовавшейся после извержения вулкана.

Застывшая лава не подходит для заселения семенами высших растений, но такие условия подходят организмам-пионерам – мхам и лишайникам. В отсутствие осадков они могут использовать влагу и азот атмосферы.

Выделяемые пионерами лишайниковые кислоты и другие вещества разрушают и растворяют лаву, а отмершие части лишайников и мхов способствуют образованию гумуса.

Когда сформируется небольшой слой гумуса, начинают развиваться семенные растения.

Крупные растения, закрепившись на лаве, продолжают почвообразовательный процесс.

Когда почвы накопится достаточно для развития кустарниковой и древесной растительности, произойдет постепенное заселение развивающегося растительного сообщества животными. Так, постепенно, на вулканической породе развивается экосистема леса (см. видео).

Другие примеры климаксных экосистем России

На широте Москвы климаксным сообществом считается дубрава.

Но севернее Москвы преобладают хвойные леса. На суглинистых вязких почвах это темнохвойные еловые леса, без подлеска. На участках с песчаными рыхлыми почвами вырастет светлохвойный сосновый лес.

На широте Курска леса уже не будут климаксными сообществами, там сукцессии ведут к появлению разнотравно-злаковых степей (рис. 5).

Рис. 5. Климаксные сообщества, характерные для разных регионов России

Сукцессия в цветочном горшке

После полива цветочного горшка в его микробном сообществе происходят значительные перемены. Вода заполняет поры и сокращает содержание воздуха в почве. При этом аэробные организмы погибают.

Им на смену приходят анаэробные прядильщики и метаногены, которые выделяют жирные кислоты, спирты, метан.

Многие из этих соединений имеют характерный запах. В почве прекращается разложения целлюлозы и других полимеров.

По мере высыхания почвы она насыщается воздухом, анаэробное сообщество гибнет и восстанавливается прежнее аэробное сообщество.

 

Список литературы

  1. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10–11 класс. – М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: (Источник)
  2. Д.К. Беляев. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с. (Источник)
  3. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – М.: Дрофа, 2010. – 388 с. (Источник)
  4. В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е издание, дополненное. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с. (Источник)

 

Домашнее задание

  1. Что такое сукцессия? Приведите примеры.
  2. Чем первичная сукцессия отличается от вторичной? Каковы признаки вторичной сукцессии?
  3. В чем причина сукцессии?
  4. Существуют ли экосистемы, не подверженные сукцессии?
  5. Чем отличаются друг от друга молодые и зрелые сообщества?
  6. Почему на крышах и стенах зданий появляются лишайники, мхи и цветковые растения? Какой биологический процесс в этом случае происходит?
  7. Обсудите с друзьями и родными, как человек может использовать сукцессию в своих интересах. Как влиял древний человек и как влияет современный человек на смену одних биоценозов другими?

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Биологический словарь (Источник).
  2. Вся биология (Источник).
  3. Интернет-портал Bio.fizteh.ru (Источник).
  4. Биология (Источник).
  5. Интернет-портал Sochineniya-referati.ru (Источник).