Экологическая структура сообществ

Экологическая структура сообществ

Одно и то же природное сообщество допускает разные способы описания. В одном случае биологов интересует, насколько обитающие в нём виды близки по происхождению, в другом — как именно эти организмы устроены и какую функцию выполняют в среде. Именно второй подход выводит нас к понятию экологической структуры. Ниже выясним, что скрывается за этим термином, что называют жизненными формами и какие правила определяют внешний облик сообществ в разных точках Земли.

Что такое экологическая структура сообщества

Если сказать проще, она отражает, кто и в каком объёме исполняет те или иные роли в сообществе. Причём ключевым здесь оказывается не степень родства между видами, а то, насколько они приспособлены к существованию и какие функции берут на себя.

Жизненные формы организмов

Один организм — несколько форм

Интересно, что одно и то же существо при разных способах классификации одновременно относят к нескольким жизненным формам. Рассмотрим знакомую всем берёзу:

• по строению она входит в группу деревьев;
• по тому, как расположены почки возобновления (система Раункиера), — в фанерофиты;
• по требовательности к влажности почвы — в мезофиты;
• по отношению к свету — в светолюбивые растения.

И этим перечень не исчерпывается. Для каждого значимого фактора среды и для многих их устойчивых комбинаций придумана отдельная классификация жизненных форм, или биологических типов. Так что «роли» одного-единственного растения можно перечислять очень долго.

Жизненные формы животных

У животных есть собственный перечень основных жизненных форм. К ним относят:

• холоднокровных и теплокровных;
• плавающих, роющих, наземных, подземных;
• древесно-лазающих, воздушных, водных, земноводных;
• влаголюбивых и сухолюбивых;
• по характеру питания — хищников, паразитов, сапрофагов, копрофагов, а также монофагов, олигофагов и полифагов.

И это лишь некоторые из возможных категорий.

Чем экологическая структура отличается от таксономической

Именно тут заключается основное расхождение. Таксономическая структура строится на родстве видов, а экологическая — на их функции и внешнем облике. И эти два подхода часто не совпадают.

Носители одной жизненной формы (особенно когда они обитают совместно) обычно не приходятся друг другу родственниками. Их похожесть — следствие конвергенции, то есть самостоятельного возникновения сходных признаков. Бывает и обратное: близкие виды, разойдясь по разным экологическим нишам, постепенно попадают в совсем разные жизненные формы. Так, у покрытосеменных в пределах одного семейства порой встречается целый ряд форм — от трав до деревьев.

Конвергенция на примере крупных травоядных

Ярче всего это проявляется у крупных растительноядных. Одну и ту же экологическую нишу на разных материках держат совершенно несхожие группы:

• в Евразии, Африке и Северной Америке — это парно- и непарнокопытные, хоботные, мозоленогие и прочие;
• в Южной Америке роль крупных травоядных преимущественно достаётся гигантским грызунам (хотя есть и другие виды);
• в Австралии её взяли на себя сумчатые — в первую очередь кенгуру.

Мало того, в местах, где млекопитающие отсутствуют, их функцию иногда исполняют птицы — страусы, нанду, казуары, а также уничтоженные человеком моа и эпиорнисы. А до расцвета млекопитающих обязанности крупных травоядных лежали на некоторых динозаврах.

По каким законам строится экологическая структура

Несмотря на всё разнообразие биологических типов, в их размещении по сообществам прослеживаются общие закономерности.

Внешний облик сообщества в значительной мере определяют лимитирующие абиотические факторы — скажем, температура и режим увлажнения. К ним добавляется и обеспеченность ресурсами: характер почвы и подстилающей породы, общий объём доступной для круговорота энергии, запасы корма для отдельных групп организмов. Чем именно ограничена жизнь в конкретном месте, такой и сложится структура сообщества.

Когда экосистема подчинена одному ведущему лимитирующему фактору, её устройство выстраивается под него. Рассмотрим, как это проявляется в разных природных зонах.

Пустыни

Тут всё определяют дефицит влаги и высокая температура. Среди растений господствуют эфемеры, эфемероиды, суккуленты и ксерофиты. Среди животных лидируют ксерофилы — множество беспозвоночных, рептилии и грызуны.

Степи и саванны

Там, где увлажнение ощутимое, но всё же недостаточное, продуцентами выступают травы (степь, саванна — при обилии крупных травоядных) либо засухоустойчивые кустарники (если травоядных немного). Главные консументы тут — крупные травоядные млекопитающие и роющие грызуны.

Леса

Где тепло и влага сбалансированы наилучшим образом, крупных травоядных млекопитающих мало: их пища по большей части поднята на недосягаемую высоту. Зато здесь в изобилии древесные жизненные формы — животные, способные летать, перепрыгивать с дерева на дерево и лазать. По рациону они весьма разнообразны: фрукто- и семеноядные, потребители нектара, насекомоядные, всеядные, хищники.

Ценофилы и ценофобы

Отдельно различают две группы видов по их отношению к сложности сообщества:

1. Ценофилы обитают в сложно организованных сообществах, как правило при благоприятном сочетании абиотических факторов. Они уверенно переносят межвидовую конкуренцию за ресурсы.
2. Ценофобы заселяют простые по устройству сообщества там, где велик гнёт лимитирующих факторов. Они умеют выживать в суровых физических условиях, но уступают в конкуренции более приспособленным к ней видам.

В итоге экологическая структура открывает сообщество с непривычной стороны: не через родство видов, а через их функции, облик и приспособления. А множество жизненных форм и закономерности их распределения как раз и объясняют, отчего пустыня, степь и лес настолько различны — и почему близкие роли в природе раз за разом достаются совсем разным организмам.