Обитая на одной территории, популяции обязательно взаимодействуют друг с другом. Основные виды взаимодействия популяций следующие: конкуренция, хищничество, паразитизм, симбиоз (мутуализм).
Конкуренция возникает в том случае, если различные виды обладают сходными потребностями к условиям жизни, пищи, пространству. Конкуренция - одно из проявлений борьбы за существование.
Хищничество - отношения, при которых особи одного вида поедают особей другого вида.
Паразитизм - отношения, при которых паразит получает необходимые питательные вещества от организма хозяина, принося ему вред, но не вызывая немедленной гибели.
Симбиоз (мутуализм) - отношения, при которых каждый вид извлекает пользу из связи с другим видом. В последнее время под симбиозом понимают несколько форм взаимоотношений организмов (мутуализм - обоюдно полезное сожительство, комменсализм - нахлебничество, си- нойкия - квартирантство), а не только мутуализм.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Исторически сложившиеся сообщества популяций различных видов, населяющих определённую территорию или акваторию, связанных между собой, взаимно влияющих друг на друга, называются биоценозами.
Среда и биоценоз связаны потоками вещества и энергии. Из среды организмы поглощают вещества и энергию, а ей возвращают продукты метаболизма и энергию в виде тепла. Таким образом, биоценоз и среда составляют неразрывное единство, одну сложную систему, которую называют экосистемой или биогеоценозом.
Биогеоценоз - комплекс взаимосвязанных популяций разных видов, обитающих на территории с более или менее однородными условиями существования. Размеры биогеноценоза от нескольких сотен м2 до нескольких км2, а по вертикали от нескольких см (на скалах) до нескольких сотен метров (в лесу).
Связь между компонентами биогеоценоза возникает на основе пищевых взаимоотношений. Пищевые цепи бывают трех типов:
Цепь выедания: растения — растительноядные животные — хищники (трава → кузнечики → иволга → змея→ коршун).
Цепь разложения: растительные и животные остатки — мелкие трупоядные животные, грибы, бактерии.
Паразитическая цепь: хозяин — паразит (овца→ овод, откладывающий личинки под кожу овцы→ одноклеточный паразит овода→ бактерия (паразит одноклеточного) →бактериофаг).
Цепи питания не могут быть длинными, ибо каждый последующий потребитель, поедая предыдущего, значительную часть энергии тратит на свою жизнедеятельность. Только 5-20% энергии переходит во вновь построенное вещество тела потребителя. Поэтому обычно пищевая цепь имеет 3-5 звеньев. При переходе с одного уровня на другой численность особей уменьшается, а их размер увеличивается. Так, на 1 га луга растет примерно 9 млн. растений (I пищевой уровень); ими питаются 700 000 растительноядных насекомых (II уровень); их поедают 350 000 хищных насекомых и пауков (Ш уровень); являющихся пищей для трех птиц (IV уровень). Как видим, образовалась экологическая пирамида, основание которой в 3 млн. раз шире, чем вершина. Различают три типа экологических пирамид:
В целом для наземных биогеоценозов, где продуценты крупные и живут сравнительно долго, характерны относительно устойчивые пирамиды биомасс широким основанием. В водных же экосистемах, где продуценты невелики по размеру и имеют короткие жизненные циклы, пирамида биомасс может быть обращенной, или перевернутой (острием направлена вниз). Подобные пирамиды биомасс наблюдаются в океане. Фитопланктон океана имеет малые размеры и массу, но очень интенсивно размножается. Годовая продукция фитопланктона в сотни раз превышает урожай, т.е. фитомассу, отнесенную к данному моменту времени. Однако вся первичная продукция быстро съедается потребителями (зоопланктон, низшие ракообразные), и накопление биомассы практически не происходит. В тоже время в океане происходит накопление зоомассы, ибо эти организмы крупнее и медленно воспроизводятся. Таким образом на данный момент получается, что потребителей больше, чем продуцентов, и пирамида биомасс имеет перевернутый вид по сравнению с пирамидой биомасс суши.
Пирамида численности тоже может иметь перевернутый вид, например, на одном дереве может обитать и кормиться большое число насекомых.