Экожүйелер құрылымы жөне қызметі

• 58. Экожүйелер құрылымы жөне қызметі

Биоценоз жене экожүйе күрылымдарьшьщ бірыңрай қүрам-боліктерден тұратыны белгілі. Енді олардың кейбір үк.састыктары мен айырмашылыктарьша тоқталамыз.

Биосфера шегінде калыптаскан екі жүйе де күрылымы мен аткаратьш кызметі түргысынан алғанда бірдей сиякты. Мысал ретінде, күрлык экожүйесін алайык. Қүрлық экожүйесіндегі авто-трофтар кәдімгі тамыры, сабағы, гүлі бар өсімдіктер болыл келсе, ал су экожүйесіндегі олардың орнын микрофлора өкілдері басады. Ал жануарлар дүниесін қүрлыкта омырткасыздар, ірі сүтқорек-тілер және т.б. күраса, су экожүйесі бальщтар мен үсақ фитопланктоннан, зоопланктоннан түрады. Екі жүйеде де бактериялар кездеседі.

Құрлык экожүйесі мен су экожүйесішң күрылымын, аткара-тын кызметін жан-жақты зерттеген орыс ботанигі В.Н.Сукачев олардың салыстырмалы түрдегі моделін сызбанұска түрінде көрсеткен болатын (71-сурет).

Көрсетілген сызбанұскадан біз екі жүйенің де атқаратын кыз-меттерінің бірдей екенін кореміз. Экожүйе моделі ретінде кәдімгі үйдегі аквариумды мысалға алуға болады. Аквариумда да эко-жүйе қүрамбеліктері бар жене оз рөлдерін табиғи экожүйелер (көлшік, көл, өзен, теніз) сиякты шағын өрі шектелген жағдайда атқарады. Эколог Ю.Одумның кезкарасы бойынша бір тамшы су Да, ғарыш кемесі де экожүйенің моделін кұрайды. Микроскоп арқылы бір тамшы суға үңілсек, продуценттер рөлін аткаратын балдырларды, консументтер — жануарларды, редуценттер — бактерияларды   және   абиотикалык   күрамбөліктерді   көреміз.

Күы энергиясы

71-сурет. Құрлык және су экожүйелерінін жалпы кұрылымынын

сызбанүсқасы: 1 — абиотикальщ факторлар; 2 — продуценттер;

3 — консументтер    (За — өсімдікқоректілер, Зә — қалдыккоректілер,

36 — жыртқыштар);    4 — редуценттер

Сонымен барлық жерде де табиғи жөне жасанды жүйелердегі бірлестіктердің қоректік қүрылымының бір-бірімен үздіксіз қарым-қатынаста өрекет ететініне көз жеткіздік. Ең бастысы, барлык жүйедегі тіршілік процесінің козғаушы күші Щн энергиясы екенін әркдшан есте сақтау кажет. Сонда ғана табиғатта зат пен энергия айналымы үздіксіз жүріп, биосферадагы калыпты тіршілікті қамтамасыз етіп отырады.

Әкожүйедегі ңоректік тізбек және энергия. Биоценоздағы орга-низмдер арасында түрақты қоректік байланыстар калыптасқан. Осы қатынастар белгілі бір организмдердің тобын біріктіріп отырады. Қоректік тізбектер үш бөлімнен түрады.

Бірінші — продуценттер немесе түзушілер. Бүларға автотрофты жасыл өсімдіктер жатады. Жасыл өсімдіктер органикальщ заттармен катар алғашқы биологиялық өнімді түзеді жөне Күн энергиясын жүмсайды (сіңіреді).

Екінші — консументтер немесе түтынушылар (гетеротрофты организмдер). Бүларға жануарлар дүниесі жатады.

Үшінші — редуценттер — ыдыратушылар немесе кайта кдл-пына келтірушілер. Оларға микроорганизмдер жатады. Микро-организмдер заттарды ыдыратып, кайта калпына келтіріп, зат айналымын жалғастырады.

176

_,

Ә

В

72-сурет.    Биоценоз немесе экожүйедегі коректік тізбектер: А — бірінші; Ө — екінші; Б — үшінші; В — төртінші қоректік денгейлер

Әрбір қоректік тізбектің катарында белгілі бір қоректік денгей калыптасады. Ол өзінен өтетін зат және энергия агынының белсенділігімен сипатталады. Мысалы, жасыл өсімдіктер — бірін-ші, фитофагтар — екінші, ал жануаржегілер (зоофаги) — үшінші қоректік деңгейді түзеді(72-сурет).

Барльщ қоректік тізбектер бір-бірімен байланысты және тәуелді болып отырады. Бір деңгейден екіншісіне, үнііншісіне өткен сайын зат немесе энергия беру жүзеге асады. Осының бәрі биоценоздағы Қоректік тізбектің күрделілігін жөне біртұтас жүйе ретінде өрекет ететінін көрсетеді.

177Экологиялық пирамида. Биоценоздагы коректік тізбектегі корек түгел дерлік организмнің өсуіне немесе биомассаның жинакталуьша жүмсалмайды. Оньщ біразы организмнің энергия куатына: тыныс алу, козғалу, көбею жөне дене температурасын ұстап тұруга жұмсалады. Сондыктан бір тізбектің биомассасы екішшсіне толық үқсамайды. Егер ондай болған жағдайда табиғатта кор ресурсы таусылган болар еді. Осыған байланысты әрбір келесі коректік тізбекке өткен сайын азықтык биомассасы азайып отырады. Соның нөтижесінде бір коректік деңгейден екіншісіне өткен сайын биомасса, сандық кұрамы жөне энергия коры азайып отыратьшы аныкталған. Бұл зандылыкты америкалық зоолог Ч.Элтон зерттеген. Сондыктан ол «Элтон пирамидасы» деп аталады.

Экологиялык пирамиданың негізгі 3 тиігі бар:

1)  сандық  пирамида  —  организмдердщ  жеке  сандьщ  көрсет-кішін айкындайды;

2)   биомасса пирамидасы — белгілі бір көлем мен уақыттағы жалпы кұрғақ салмакты аныктайды;

3)  энергиялық пирамида — энергия ағынының куатын немесе "өнімділікті" аныктайды (3-сызбанұска).

3-сызбанусңа

Экологиялық пирамида типтері:

А ~ сандық пирамида; Ө — биомасса пирамидасы;

Б — энергиялык пирамида

Б

Зат жөне энергия ағыны. В.И.Вернадский биосферадагы тір-шіліктің тұракты дамуы ондағы "тірі заттардың" (организмде жиі кездесетін химия лык элементтер) табиғаттағы үздіксіз айналымының жемісінін нәтижесі екенін айткан болатын. Өйткені биогенді элементтер коршаған табиғи ортага, одан соң тірі организмдер аркылы кайтадан айналымға түсетіні белгілі. Осы­лайша өрбір элемент тірі организмдерді бірнеше рет пайдаланып отырады. Соның нөтижесінде жер бетінде тіршілік үнемі даму барысында жүзеге асып, биогеоценоздағы табиғи айналымды жүзеге асырады. Бірак заттардың табиғи айналымын абсолютті түрғыда деп ойлауға болмайды, Себебі, айналымдагы заттар бір коректік деңгейден екіншісіне өткен кезде әлсін-өлсін зат айналымына түсіп, үздіксіз қайталанып отырады. Соның нөтижесінде жер шарында органикалык заттардың коры (шымтөзек, көмір, мүнай, газ, жанғыіп тактатас) жинақталады. Бұл корлар да өз кезегінде жұмсальш, кайтадан айналымға түсіп, зат айналымьшың үздіксіз (шексіз) процесін жалғастырады.

*Табиғи зат айналымының негізгі көзі фотосинтез процесінен бастау алады. Мысапы, атмосферадағы барлық оттек тірі организмдер арқылы (тыныс алу, т.б.) 2 мың, көмІрқышқыл газы 300, ал су 2 млн жылда бір рет өтіп отыратыны дәлелденген.

Дегенмен елемдегі биологиялық айналым үшін энергия қажет. Оның негізгі көзі — автотрофты (жасыл өсімдіктер) организмдер сіңіретін Күн энергиясы. Күн энергиясы биогеоценозда үнемі әрекет етеді. Күн энергиясының зат айналымынан ерекшелІгі — ол үнемі жұмсалып отырады. Ал зат айналымы тек бір деңгейден екінші деңгейге ауысатыны белгІлі, Мысалы, Күн энергиясының 30%-ы атмосферада сейілсе, 20%-ы атмосфера қабатына сіңіріледі де, ал 50%-ы құрлық және мұхиттар бетіне жылу ретінде сіңіріледі. Тек Күн энергиясының 0,1—0,2%-ы ғана биосфера шегіндегі жасыл өсімдіктер үлесіне тиіп, әлемдік зат айналымын қамтамасыз етеді. Оның жартысы фотосинтез лроцесі кезінде өсімдіктердің тыныс алуына жұмсапып, ал қалған бөлігі қоректік тізбектің айналымына түседі.

Экологиялық сукцессия. Биоценоздагы тәуліктік, маусымдык ауыткулар бірте-бірте бірлестіктерді толык өзгертуі мүмкін. Осылайша биоценоздардың ауысуын экологиялық сукцессия процесі дейді. Өрине сукцессия процесі көптеген факторларға байланысты (климаттың езгеруі, табиғаттағы апаттар, т.б.) үзақ мерзімде немесе кыска уакыт ішінде жүзеге асуы мүмкін. Соның нөтижесінде жер бетіндегі биоценоздар жойылып, орнына жаңалары пайда болады. Онымен бірге фауна мен флора да өзгереді. Мысалға, Қазақстандағы Арал өндрінің биоценоз сапасының өзгеруін айтуға болады. Қазір бүрынғы   ылгалды   мезобиоценоздардын   орнына   күрғак сүйгіш

178

179▼

өсімдіктерден (ксерофиты) тұратын биоценоздар пайда болды. Ал кейбір теңізге жакын жерлер таза кұмдар мен шөлдерге, такыр жерлерге айналды. Сондьщтан сукцессия процесі белгілі бір шарттарға байланысты болып отырады. Ол зандылықты көрнекті эколог Ю.Одум зерттей келіп, онъщ 4 түрін көрсетті: 1) сукцессия кезінде өсімдіктер мен жануарлардың түрлік күрамы үздіксіз өзгереді; 2) сукцессия барысында органикальщ заттардьщ биомасса-сы ұлғайып отырады; 3) сукцессия кезінде организмдердің алуан түрлілігі көбейе түседі. Оган себел — биоценоздардың жіктеліп, үсактаныл кетуініц нәтижесінде организмдерге қолайлы экологиялык ортаньщ тууы; 4) сукцессия кезінде таза биологиялык өнімділік күрт азая бастайды.

f Қүрлык экожүйесі. Су экожүйесі. Автотрофтар. Гетеротрофтар. Қоректік тізбек. Экожүйедегі энергия. Қоректік денгей. Экологиялык пирамида. Зат   жөне   энергия   ағыны.   Экологиялық   сукцессия,

9 1 - Қүрлык жөне су экожүйелері қандай құрамбөліктерден түрады? 2. Қорек жөне коректік тізбектер дегеніміз не? 3. Зат жөне энергия агыны-ның тіршіліктегі рөлі кандай? 4. Экологиялық сукцессия күбылысы калай   жүреді?

з)с Биоценоз және экожүйе күрылымдарын салыстыра отырып, олардағы зат жөне энергия айналымдарына сипаттама беріңдер. Экологиялык пи-рамиданын   3   типін   ажыратып   түсіндіріцдер.

4-зертханалық жүмыс

Тацырыбы. Қоршағанортаньщ экологиялык жавдайьша организм-дердің бейімделуі.

Маңсаты. Организмдердін орта жағдайларына бейімделу белгілерін аныктау.

Қажетті щрал-жабдыцтар: үй өсімдіктері, микроскоп, жәндік-тер жинактамасы (коллекция), кегшеөсімдіктер, жануарлар мен кус-тар туралы көрнекіліктер, заттык шыны, колбалар, тамшуыр (пи­петка), алмас (лезвия), аныктама материалдары, видеоматериалдар.

Ескертулер. Зертханалык сабакда үй өсімдіктерінің алуан түрлері, үлулар, жауын күрттары, таракандар мен кепаяктарды алдын ала дайындап кою керек.

1. Көрнекі күралдар бойынша организмдердің тіршілік орта-сына қарай бейімделуін бақылау.

Орындалуы.

Сүтқоректілердің суреті:              а) орман андары;

ө) ағашка өрмелегіштер;

б) жартылай су жануарлары.

Күстардын суреті:                         а) бау-бакша кұстары;

ө) батпакты көлдер қүстары; 180

Буынаяқтылардың суреті:

в) дала күстары.

а)  су жөндіктері; ө) өрмекшілер;

б)  аралар.

Аталған организмдердін суреттері бойынша олардың тіршілік ортасына бейімделу ерекшеліктерін аныктап, дөптерге жазу (морфологиясы, түсі, т.б.).

Жүмыс аякталган соң мынадай кестені толтырыңдар.

Қорытындьи

2. Күндіз тірпгілік ететін  организмдердін   бейімделу  ерекше-ліктерін бақылау. Орындалуы: Толыракта тірпгілік ететін организмдер:

а)  жауьгн күрты; ә) өрмекші;

б)  көпаяк.                             , Белме осімдіктері:

а)  алоэ;

ө) бегония;

б)  фиалка.

Бүл өсімдіктер мен топырақтағы организмдердің жарыкда калай бейімделетінін бакылап, дәптерлеріне жазыңдар.

181