В горных странах широтные природные (географические) зоны сменяются высотными, а на возвышенностях варьируются в пределах двух соседних зон.
Высотная поясность в горах вызвана падением с высотой температуры воздуха и испаряемости, а также с увеличением количества осадков и атмосферного увлажнения. В самых общих чертах вертикальные климатические изменения аналогичны широтным, но не равны им. Интенсивность солнечной радиации с высотой в горах возрастает, а в направлении от экватора к полюсам падает. Атмосферное давление в горах постепенно уменьшается, тогда как между экватором и полюсами есть зоны максимального и минимального давления (см. Атмосферное давление). В горизонтальном направлении сухие и влажные области чередуются (см. Распределение осадков на Земле), а в вертикальном — количество осадков с высотой возрастает. При движении от экватора к полюсам не наблюдается увеличение стока вод, а с подъемом в горы он увеличивается. Исходя из данного сравнения, можно только в общих чертах считать вертикальную зональность аналогичной горизонтальной. Кроме того, высотные пояса каждого хребта и даже отдельных его склонов качественно индивидуальны. Это объясняется как историей развития горной страны, так и сложностью мозаики современных климатических условий на склонах разной высоты, ориентации по отношению к путям движения воздушных масс.
Вертикальная зональность всегда начинается с той зоны, в которой находится горная система. Выше пояса сменяются в целом так же, как и при широтной зональности, но при этом выпадают пояса, аналогичные таким зонам, условия которых в горах повториться не могут. Так, например, на склонах вулканического массива Кении (Африка), расположенного на экваторе, от подножья (до высоты 1200 м) располагается пояс влажных экваториальных лесов, которые произрастают на соседних равнинных участках. Выше его (до высоты 3000 м) идут саванны (редколесье). Еще выше (до высоты 4800 м) находятся горные луга, за которыми следует зона вечных снегов. Хотя на склонах Кении природа сменялась от экваториального леса до ледников, ее высотные пояса далеко не повторяют всех широтных природных зон, расположенных между ее подножием и полюсами. Отсутствуют, например, степи, пустыни, тайга и другие.
Наиболее полно вертикальная поясность выражена в горах, расположенных у экватора, где можно встретить наибольший диапазон природных поясов. Но вертикальная поясность изменяется с географической широтой: изменяется количество поясов и их высотные пределы.
Экологические пирамиды - это графические изображения численности, и др структуры между продуцентами, консументами и редуцентами. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие уровни питания образуют этажи и вершину пирамиды.
Экологические пирамиды можно отнести к трем основным типам:
1. Пирамиды численности, которые отражают численность отдельных организмов;
2. Пирамиды биомасс, характеризующих общую массу особей каждого трофического уровня;
3. Пирамиды продукции, характеризующие продукцию каждого трофического уровня.
Взаимосвязь организмов в сообществах
Различные организмы занимают разное положение относительно основного источника поступающей в сообщество энергии, в этих случаях говорят, что они располагаются на разных трофических уровнях.
Автотрофы. Некоторые из организмов в биотическом сообществе, например зеленые растения, способны фиксировать световую энергию и использовать в питании простые неорганические вещества. Такие организмы называют автотрофами, т. е. самопитающимися, или продуцентами (производителями).
Автотрофы занимают первый трофический уровень и являются важнейшей частью сообщества, потому что практически все остальные организмы, входящие в его состав, прямо или косвенно зависят от снабжения веществом и энергией, запасенными растениями.
Гетеротрофы. Все остальные организмы, занимающие последующие трофические уровни, относят к гетеротрофам — питающимся готовыми органическими веществами. Гетеротрофы разлагают, перестраивают и усваивают сложные органические вещества, синтезированные первичными продуцентами.
Гетеротрофные организмы подразделяют на консументов (потребителей ) и редуцентов ( возвращающих ). Иногда последний термин заменяют словом <деструкторы> ( разлагатели ).
Редуценты представлены в основном грибами и бактериями, разлагающими сложные составные компоненты мертвой цитоплазмы, доводя их до простых органических соединений, которые в последующем могут быть использованы продуцентами..
Взаимоотношения между организмами
В сообществах наземных и водных организмов могут складываться взаимоотношения, различных типов:
АНТИБИОТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ (обе или одна из взаимодействующих сторон испытывают отрицательное воздействие)
хищник - жертва (например, лисы - зайцы, волки - олени, насекомоядные растения - насекомые),
паразит - хозяин (питание соками, тканями либо пищей хозяина), Паразитизм- форма антагонистических взаимоотношений между организмами, при которой паразит использует другой организм в качестве источника пищи и среды обитания, питаясь соками, тканями либо пищей своего хозяина. конкуренция - питание одной и той же пищей особями одного и разных видов (олени и зубры, травоядные млекопитающие и саранча, ласка и норка и др.),
антибиоз (против жизни) - способность организмов вырабатывать вещество (антибиотик), подавляющее другие, конкурирующие с ним организмы (гриб пеницилл подавляет рост бактерий, кустарники выделяют токсины-фитонциды, подавляющие прорастание семян других растений).
ПОЗИТИВНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
симбиоз различных типов (совместное обитание), подразделяющийся на следующие виды:
1) квартирантство, когда жилище одного вида заселяется особями других видов (норка крысы-песчанки заселяется; свыше 200 видами других животных),
2) комменсализм - совместная жизнь двух видов, один из которых использует пищу другого, не причиняя ему вреда (норка морского червя, раковина моллюска или речная губка служат приютом для мелких подвижных форм),
3) мутуализм - форма сожительства двух видов, совершенно необходимая для роста и выживания обоих (водоросль и гриб у лишайников, жгутиковые в кишечнике термитов, бобовые растения и азотфиксирующие бактерии на их корнях, рак-отшельник и актиния и др.).
НЕЙТРОЛИЗМ - форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга
Перечисленные типы взаимоотношений существенно влияют на скорость и направление естественного отбора, служат причиной возникновения новых приспособлений
Пищевые цепи и пищевые сети
Пищевые цепи. В сообществе живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Пример пищевой цепи дает следующая последовательность: растительность - питающееся растениями насекомое - насекомоядная птица - хищная птица. В этой цепи осуществляется однонаправленный поток вещества и энергии от одной группы организмов к другой.
Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему называют цепью питания. Пищевая цепь (цепь питания) – перенос энергии через ряд организмов путем поедания одних видов другими. В основе цепи питания (1-й трофический уровень) обычно лежат зеленые растения – продуценты, 2-й –первичные консументы (растительноядные животные), 3-й – вторичные консументы (плотоядные животные, поедающие растительноядных) и т.д.
Существенно, что пищевые цепи в природе обычно включают 3-4 звена. Это обусловлено тем, что большая часть получаемой энергии (80-90%) используется организмами на поддержание жизнедеятельности и построение тела. С каждым звеном в цепи организмы становятся крупнее, они медленнее размножаются, их число снижается. Особи вида, занимающие положение высшего звена, свободно размножаются, конкурируют друг с другом, но во взрослом состоянии не имеют врагов и непосредственно не истребляются. Ограничивающим фактором здесь является только размер территории для кормления и количество пищи. Виды же, занимающие положение низших и звеньев, обеспечены питанием, но интенсивно истребляются. Например, мышей потребляют лисы, волки, змеи. В морях мелких ракообразных (например, креветок) в качестве источников используют самые разнообразные животные, в том числе рыбы и млекопитающие. Такие организмы становятся кормовой базой высших животных.
Однако, представление о пищевых цепях и трофических уровнях – скорее абстракция. Линейную цепь с четко разделенными уровнями можно создать в лаборатории. Но в природе реально существуют трофические (пищевые) сети, в которые цепи питания перекрещиваются. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пище, используют не один какой-нибудь источник питания, а несколько. Так, в цепи питания «растение- заяц - лиса» всего 3 звена, но лиса питается не только зайцами, но и мышами, и птицами. Благодаря сложности трофических связей, выпадение какого-то вида часто почти не сказывается на сообществе и в целом в сообществе сохраняется равновесие