Біогеоценотичний (екосистемний) рівень
Біогеоценотичний (екосистемний) рівень. Популяції різних видів завжди утворюють у біосфері Землі складні спільноти - біоценози. Біоценоз - сукупність рослин, тварин, грибів і прокаріотів, що населяють ділянку суші або водойми і перебувають у певних відносинах між собою. Разом з конкретними ділянками земної поверхні (педосфери), що займаються біоценозами, та прилеглою атмосферою називаються екосистемами.
Такі екологічні системи (екосистеми) можуть бути різного масштабу – від краплі води чи мурашиної купи до екосистеми острова, річки, континенту та всієї біосфери загалом. Екосистема - взаємозумовлений комплекс живих і відсталих компонентів, пов'язаних між собою обміном речовин та енергією (А. Тенслі, 1935). Екосистема - "безрозмірне" поняття, але є один клас екосистем, що має певні розміри і принципове значення як "цеглинки" організації всієї біосфери, - біогеоценози (В.М. Сукачов, Н.В. Тимофєєв-Ресовський). Біогеоценоз – це така екосистема, всередині якої не проходить біоценотичні, мікрокліматичні, ґрунтові та гідрологічні межі; Біогеоценоз – одна з найскладніших природних систем. Зовні помітні межі біогеоценозів найчастіше збігаються з межами рослинних угруповань (фітоценозів).
Усі групи екосистеми – продукт спільного історичного поступу видів, які різняться по систематичному становищу; види при цьому пристосовуються один до одного (детальніше див. гл. 19). Первинною основою для складання біогеоценозів є рослини і прокаріоти – продуценти органічної речовини (автотрофи).
У ході еволюції до заселення рослинами та мікроорганізмами певного простору біосфери не могло бути й мови про заселення його тваринами. Рослини та прокаріоти представляютьжиттєве середовище для тварин – гетеротрофів.
Біогеоценози – середовище для еволюції популяцій, що входять до них. Популяції різних видів у біогеоценозах впливають один на одного за принципом прямого та зворотного зв'язку. У цілому нині життя біогеоценозу регулюється переважно силами, діючими всередині самої системи, тобто. можна говорити про саморегуляцію біогеоценозу. Автономність та саморегуляція біогеоценозу визначають його ключове становище у біосфері нашої планети як елементарної одиниці на біогеоценотичному рівні.
Біогеоценози, що утворюють разом біосферу нашої планети, взаємопов'язані кругообігом речовин і енергії. У цьому кругообігу життя Землі постає як провідний компонент біосфери (В.І. Вернадський, В.Н. Сукачов). Біогеоценоз є незамкнутою системою, що має енергетичні «входи» і «виходи», що пов'язують сусідні біогеоценози (рис. 4.4). Обмін речовин між сусідніми біогеоценозами може здійснюватися у газоподібній, рідкій та твердій фазах, а також у формі живої речовини (міграції розселення).
Мал. 4.4. Схема взаємовідносин компонентів у біогеоценозі ділянки верхового болота (за Н.І. П'явченком. 1972): 1 – витрата енергії (альбедо, транспірація, випаровування, фотосинтез); 2 – підземна фітомаса 5 т/га; 3 – неорганічні; речовини у метровому шарі, т/га: азоту – 2,8, магнію – 0,6. фосфору – 0,7, калію – 0,8; 4 – в 1 г сухого торфу бактерій понад 4 млрд екз., грибів понад 175 тис. екз.; 5 – на 1 м2 поверхні енхітренд, близько 270 прим., колембол близько 4000 прим., акарин близько 700 прим., нематод близько 240 прим.
При еволюційному підході проявляється тісний зв'язок та взаємозумовленість усіх рівнів організації життя. Хоча розвиток уявлень про системну організацію життя прийнято відносити до 40-х років XX ст., основиїх було закладено ще Ч. Дарвіном. Саме він чітко визначав вигляд як систему, а природний відбір – як фактор, який упорядковує організацію життя (А.А. Малиновський). Уявлення про біологічні системи мали сильний вплив і на розвиток теорії систем і кібернетики (К. Шеннон, У. Ешбі), а остання, у свою чергу, сприяла поглибленню уявлень про системну організацію життя (І.І. Шмальгаузен).