Развитие и эволюция экосистемы

Развитие экосистемы

В ходе эволюции модифицировался характер межпопуляционных отношений и видовой состав экосистем. Например, известно, что доледниковая степная экосистема Евразии была значительно богаче нынешних, так как она включала в себя диких лошадей, несколько видов мамонтов, некоторое число видов антилоп. Подобные эволюционные модификации в экосистемах проходят крайне медленно. Причина, по которой они появляются, - глобальное изменение климата.

Однако отдельные изменения в экосистемах могут происходить за период человеческой жизни. Проанализируем типичный пример модификаций экосистемы елового леса. Ветер может вывалить деревья на существенной площади ельника. Подобный вывал на несколько лет лишает признаков лесной экосистемы. На раскрытой площади принимаются обильно плодоносить многочисленные кустарники, произраставшие прежде под пологом леса, формируется травяной ярус. Заводятся не характерные ельнику виды зверей и птиц (сорокопут-жулан, луговой лунь, полевка-экономка, серая славка, горностай).

Потом эта экосистема затягивается густым мелколиственным молодым лесом из осины и березы. Пропадают виды открытых территорий, возникают животные и птицы мелколиственного леса, такие как садовая славка, буроголовая гаичка, соловей, малый пестрый дятел. Понемногу под пологом леса возникает подрост из ели. В подобной экосистеме на смену прежним пернатым жителям приходят лесная завирушка, певчий дрозд. Ели быстро вырастают в мелколиственном тенистом лесу, овладевают первым ярусом, уничтожая при этом травяной покров, и обедняя кустарничковый ярус. В зрелом ельнике заводятся ястреб перепелятник, черный дятел, вместо горностая приходит лесная куница, а на замену полевке-экономке является рыжая полевка.

Подобная последовательная замена одних экосистем иными называется сукцессией.

Эволюция экосистемы

В последствии сукцессий случается обращение одних экосистем в прочие.

Различают первичные и вторичные сукцессии:

1. первичные – процессы развитий и смены экосистем на незаселенных прежде участках, начинающиеся с их колонизаций (пример: обрастание голых скал мхом и позднее, развитие на них леса). Структуры сообществ создаются постепенно. На голых скалах (вулканических островах), оказываются водоросли, лишайники и позже формируются пионерные сообщества:

   Почва → мох и папоротник →трава → кустарник (деревья, кустарники) → семенные растения. Оканчивающее сообщество – стабильное, самовозобновляющееся, в равновесиях со средой называют - климаксное сообщество.

2. вторичные – восстановления экосистем когда-то существовавших на данных территориях (к примеру, после пожара). Возрождение вырубок, пожарищ. Первоначально вейник, Иван-чай, после этого осины, ивы, березы, далее – хвойные.

   Выпас: различные высокорослые растения сменят низкорослые, останутся полынь, подорожник, чертополох, одуванчик. В степях типчак, ковыль, низкая полынь австрийская.

   Для вторичных сукцессий важно наличия с самого начала плодородных слоев почвы. В случае если они уничтожены, к примеру эрозией, сукцессии могут проистекать по первичному типу.

Исследования сукцессий показывает, что некоторые установленные свойства биоценоза меняются в одном направлении, каков бы ни был образ сукцессий. Сформулированы наиболее общие закономерности для эволюций биоценозов. Вот они:

1. Линейная пищевая цепь с преобладаниями травоядных животных превращается в сложную пищевую цепь. Все более значительную роль в них играет детритоядная форма (потребитель мертвой органики).
2. Размер организма по ходу сукцессии растет. Биологический круговорот удлиняется и усложняется, организм становится все более экологически специализированным.
3. Общие количества органического вещества, скапливающегося в экосистемах, на первых порах невелико, но постоянно повышается. Одновременно повышаются также видовые и биохимические разнообразия.
4. Отношения валовой продукции к дыханию, превосходящее единицу в пионерном сообществе, стремится к единице в климаксном биоценозе.
5. Отношение же валовых продукций к биомассе, вначале значительное, затем начинает уменьшаться. Это взаимоотношение соответствует скорости обновлений сообществ.