Рівновість живих систем
Рівновага в живій природі є динамічною, а саме живі системи постійно виконують роботу проти рівноваги, що відповідає вимогам законів фізики та хімії. Іншими словами, живі системи постійно потребують енергії та речовини для підтримки фізичної нестійкості. Тобто, з погляду законів термодинаміки, живі системи – це відкриті системи, рівновага яких визначається мінімальною зміною ентропії. Більше того, ця фізична нестійкість та низька ентропія можуть не лише підтримуватись, а й посилюватись.
Приклад Розвиток заплідненої яйцеклітини призводить до утворення складної диференційованої структури багатоклітинного організму, тобто ще більш нестійкої впорядкованої системи. При цьому в організмі створюється депо енергетичних запасів, що перевищують поточні енерговитрати організму на даній стадії розвитку, але забезпечують енергією розвиток наступної складнішої стадії. На момент досягнення фізичної зрілості та припинення подальшого розвитку накопичене енергетичне депо значно перевищує поточні витрати енергії, що забезпечує ефективну реакцію організму навіть на екстремальні зміни зовнішніх умов. Однак, оскільки повне витрачання накопиченого в розрахунку на подальший розвиток енергоресурсу неможливе, принцип Ле-Шательє, що діє в живих клітинах, призводить до зменшення накопичення нових енергоресурсів. В результаті ефективність реакцій організму на зміну зовнішніх умов знижується. Через війну організм знижує життєву активність. Через це обсяг енергетичного депо не лише перестає збільшуватись, а й продовжує зменшуватись, ще більше знижуючи ефективність реакцій. Організм старіє та рухається до рівноважного стану у фізичному сенсі, тобто до смерті.
Глава 3. Природастійкості екосистем
Існує важлива різниця у поведінці енергії та матерії в екосистемі. Матерія циркулює в системі: елементи та речовини, що входять до складу живого, мають свої цикли, свої круговороти. Енергія, одного разу використана екосистемою, перетворюється на тепло і втрачається для системи.
Пристосованість всіх живих організмів екосистеми виявляється у певному подібності вимог до найважливішим абіотичним компонентам екосистеми залежить від замкнутості круговороту речовин, здійснюваного ними. Участь всіх організмів екосистеми в єдиному кругообігу речовин змушує їх пристосовуватися до спільного існування і об'єднує їх у систему - біоценоз.
Поняття біоценозу
Біоценоз є підсистемою екосистеми. Пристосованість до спільного існування виявляється у формуванні комплексу зв'язків та взаємовідносин між організмами.
Основні біоценотичні зв'язки.
1.Трофічні зв'язкивиникають, коли один вид живиться мертвими залишками, продуктами життєдіяльності або живими особами іншого виду.
2.Топічні зв'язкихарактеризують будь-яку фізичну чи хімічну зміну умов існування одного виду в результаті життєдіяльності іншого.
3.Форичні зв'язкивідображають участь одного виду у поширенні іншого.
4.Фабричні зв'язкивиявляються, коли один вид використовує для створення своїх споруд продукти виділення, мертві залишки або живих особин іншого виду.
Основні біоценотичні відносини.
Нейтралізм- форма відносин, при яких співжиття двох видів на одній території не тягне для них ні негативних, ні позитивних наслідків.
Відносини типу «хижак –жертва», «паразит – господар»відбивають прямі двосторонні харчові зв'язку, які одного з партнерів мають негативні, а іншого - позитивні наслідки.
Конкуренція- взаємини, що виникають між видами зі подібними екологічними вимогами. Форми конкурентної взаємодії різноманітні: від мирного змагання до прямої фізичної боротьби. Однак за будь-якої форми конкуренція негативно позначається на обох видах. Зрештою один із конкурентів витісняє іншого, оскільки навіть у дуже близьких видів екологічні спектри ніколи не збігаються повністю. Той вид, який у цій обстановці має хоча б невелику перевагу, виявляється переможцем у конкурентній боротьбі. Іншим результатом конкуренції можливо поділ екологічних ніш під час еволюції.
Мутуалізм- взаємовикористання, або взаємовигідні відносини, яскравим проявом яких є різні типи симбіозу.
Організми кожного виду, що входить до складу біоценозів у свою чергу є підсистемою біоценозу – популяцію. Таким чином, населення, біоценоз, екосистема розташовуються в ієрархічному порядку від малих систем до великих. В основі поєднання організмів одного виду в популяцію лежать мутуалістичні та конкурентні відносини.
Роль цих взаємин у межах виду - предмет спеціального розділу - екології популяцій.
Населення
p align="justify"> Модифікуючі фактори - фактори, що викликають зміну чисельності популяції, самі не відчувають впливу цих змін. Сюди відносяться всі абіотичні впливи на організм та їх наслідки, виражені у зміні кількості та якості кормів, кількості та активності конкурентів.
Регулюючі чинники не просто змінюють чисельність населення, азгладжують її коливання після чергового відхилення оптимуму. Як регулюючих сил виступають міжвидові та внутрішньовидові відносини. Різні типи відносин визначають швидкість реакцій у відповідь на зміну чисельності популяції.
Природне регулювання чисельності має 2 особливості:
- регуляторні механізми діють у відповідь на зміну, що відбулася, і ефект досягається з деяким запізненням;
- регуляція має односторонню дію, спрямоване обмеження зростання популяції. Підйом чисельності після сильного зниження відбувається рахунок зменшення сили дії регуляторів.