Ökoloogia, võrreldes botaanika, zooloogia või anatoomiaga, on suhteliselt noor bioloogiline distsipliin, mis tekkis 19. sajandi keskel. See käsitleb elusobjektide ja nende koosluste seoseid nende endi ja füüsilise keskkonna vahel. Üks selle sektsioonidest - sünekoloogia - uurib ökoloogiat ja selle elusorganisme, mis on osa biogeotsenoosidest: taimed, putukad, seened, loomad üksteisega suhtlemisel. Teadus ise pärineb selliste teadlaste töödest nagu L. Dollo, O. Abel, D. N. Kaškarov, V. N. Sukachev.
Selles artiklis tutvume selle ökoloogia osa põhimõistetega ning selgitame välja ökoloogiliste süsteemide struktuuri ja toimimismehhanismid.
Biogeotsenoosid kui biosfääri koostisosad
Erinevate bioloogiliste liikide isendite kogud – populatsioonid – ei ela eraldi. Nad on ühendatud suuremateks kooslusteks – biotsenoosideks. Veelgi enam, üksikisikute vahel antud seesökosüsteemides tekivad mitmesugused suhted, näiteks allelopaatia, parasitism, vastastikune suhtumine, konkurents, trofotsenootilised seosed. Sünekoloogia uurib seoseid biogeocenoosi osaks olevate organismide vahel ning uurib ka eluskooslust moodustavate taimede ja loomade alamsüsteemide liikidevaheliste suhete eripära.
Mida tähendab ökoloogiline süsteem
Praegu ei kasutata keskkonnateaduses aktiivselt mitte ainult mõistet "biogeocenoos", vaid ka sellist mõistet nagu "ökosüsteem", mille on kasutusele võtnud A. Tansley. Mõlemad sõnad tähistavad looduslikke komplekse ja nende komponente: fütokooslusi ja loomapopulatsioone, mis uurivad sünekoloogiat kõigi elusorganismide ja nende keskkonna suhete kontseptsiooni alusel. Tuleb märkida, et kahe termini vahele ei ole vaja võrdusmärki panna. V. Sukachevi antud "biogeocenoosi" määratlus kannab suurt semantilist koormust, kuna see arvestab looduslike kompleksidega, võttes arvesse ainete ringlust ja neis esinevaid energiavooge. Kuid mõistet "ökosüsteem", mis on oma voolujoonelise olemuse tõttu eriti populaarteaduslikus kirjanduses lai alt levinud, kasutatakse nüüd väga erinevate, nii looduslike kui ka tehislike biokomplekside iseloomustamiseks.
V. N. Sukachevi biogeocenoosi teooria
Teadlase vaated kujunesid väljapaistvate Venemaa bioloogide mõjul: mullateadusega tegelenud V. Dokutšajev ja biosfääri doktriini rajaja V. Vernadski. Ühendades geokeemia, metsanduse, geobotaanika teadmisi, lõi V. Sukatšov uue distsipliini -biogeocenoloogia. See, nagu sünekoloogia, on ökoloogia haru, mis uurib elusorganismide suhteid elustiku sees, arvestab füto- ja zootsenoosidesse kuuluvate isendite liikidevaheliste ja populatsioonisuhete mustreid. Teadlase ideede põhjal on kõik biosfääri kihid eluga küllastunud, neis toimuvad biomassi ja energia vastastikuse muundamise protsessid. Need põhinevad toiduahelatel.
Nende hulka kuuluvad tootjad – autotroofsed organismid, peamiselt taimed. Sellele järgnevad esimest, teist, kolmandat järku tarbijad, mis on heterotroofid.
Troofiliste ahelate viimane lüli on surnud orgaanilise aine ärakasutajad – lagundajad. Nende hulka kuuluvad mullabakterid, saprotroofsed seened ja mõned putukad. Kõiki biogeocenoosiga seotud elutu looduse tegureid, nagu pinnas, vesi, atmosfäär, nimetatakse biotoopideks.
Sünekoloogilise uurimistöö meetodid
Teaduse kujunemise alguses said teadlased eksperimentaalset materjali uuringute – ekspeditsioonide kaudu. 20. sajandi keskel said domineerivaks sellised meetodid nagu statsionaarsed aastaringsed katsed, märgistatud aatomite meetod ja raadiojälgimine. 21. sajandil hakati aktiivselt kasutama loomapopulatsioonide liikumise jälgimist Maa tehissatelliitide abil. Näiteks radiokiipidega märgistatud suured artiodaktiilid. Arvestades asjaolu, et sünekoloogia on ökoloogia haru, mis uurib suure hulga organismide omavahelisi suhteid, kasutavad teadlased nii matemaatilist analüüsi kui ka küberneetikat. Viimast kasutatakse looduslike süsteemide moodustavate komponentide modelleerimiseks ja ennustamiseks.
Mida uurib funktsionaalne fütocenoloogia
Taimed on ökosüsteemide elus kõige olulisemad osalejad. Fotosünteesi tulemusena varustavad nad kõiki teisi elusolendeid toiduga, mis annab teatud energiavaru. Sünekoloogia uurib seost fütotsenoosi komponentide ja heterotroofsete organismide populatsioonide vahel: putukad, taimtoidulised ja lihasööjad.
Taimekoosluste floristiline koostis enamikus biotsenoosides on üsna keeruline ja seda nimetatakse liigiküllastuseks. Taimeorganismid on ökosüsteemides esindatud tasandite kujul, millel on suur tähtsus mitmesuguste ökoloogiliste niššide loomisel. Taimede horisontaalset heterogeensust nimetatakse mosaiigiks ja erinev alt kihilisusest sõltub see vähe päevavalguse pikkusest. Kuid see on otseselt tingitud suhete tüüpidest, nagu allelopaatia ja konkurents. Fütotsenoosid muutuvad, nende dünaamika määravad ööpäevased rütmid ja suktsessioonid, nagu metsade raadamine, geokataklüsmid, metsatulekahjud.
Loomade populatsiooni dünaamika põhjused
Sellised kuulsad teadlased nagu S. A. Severtsov, N. V. Turkin, C. L. Elton uurisid isendite arvu muutusi liigisisestes kooslustes. Ja C. Hewitt võttis kasutusele termini "elulained". Need esinevad looduslikes kompleksides ja koos trofotsenootiliste protsessidega on indikaatoridökosüsteemi biootiline potentsiaal. Üksikisikute kvantitatiivse dünaamika uurimine on väga praktilise tähtsusega epideemiavastaste meetmete jaoks, mis kontrollivad näriliste ööpäevaseid paljunemisrütme, mis levitavad selliseid zoonoose nagu katk ja tulareemia. Sünekoloogia uurib ka inimtegevuse mõju zootsenooside seisundile, eelkõige haruldaste ja ohustatud liikide populatsiooni vähenemist, väärtuslike jahiloomade arvukuse vähenemist kooslustes.
Elustikuorganismide vaheliste suhete tüübid
Tuletame meelde, et sünekoloogia on ökoloogia haru, mis uurib taimestiku ja loomastiku isendite vahelisi suhteid. Nende hulka kuuluvad vastastikune suhtumine, konkurents, allelopaatia. Näiteks on fütotsenoloogias juba ammu teada mõnede taimede omavahelist sobimatust: must pähkel eraldab seemne- ja luuviljapuudele mürgiseid aineid, pärsib nende kasvu ja viljakandmist ning viib ka taimede hukkumiseni.
Mutualism on erinevate bioloogiliste liikide populatsioonide kooseksisteerimise vorm, millest organismid saavad vastastikust kasu (erakkrabi ja merianemone, lipukesed, kes elavad putukate soolestikus ja aitavad neil kiudaineid lagundada).
Energiavahetus biosfääris
Biogeotsenoosid, mis moodustavad Maa elava kesta, teostavad nii biomassi kui ka energia muundamist ning on avatud süsteemid. Need looduslikud kompleksid vajavad valgusenergia sissevoolu. Fototroofid kasutavad seda orgaaniliste ainete, ATP molekulide sünteesiks jaNADPxN2. Sünekoloogia on teadus, mis uurib biomassi ja energia vastastikust muundumist.
Need näevad välja nagu ökoloogiline püramiid ja selle toiduahelad. Energia dünaamika madalaimast kõrgeima troofilise tasemeni järgib üldfüüsikalisi seadusi, pealegi on naabertasandite energiapotentsiaalide vahe 10-20% ning ülejäänud energia hajub soojuse kujul. Selles töös tutvusime ökoloogia osaga - sünekoloogia ja saime teada selle uurimismeetodid, samuti olulisuse biosfääri elu toetamisel.
