Рівні організації органічного світу
Повітря і вода, рослинність і грунти, звірі й птахи та інші живі організми утворюють взаємопов'язану світову біосферу, яка підтримує все живе і, незважаючи на потужну життєздатність, складається з тендітних і дуже вразливих систем, рівновага в яких дуже легко порушується. Природні системи досить різноманітні, вони складаються з величезної кількості різноорганізованіх, взаємообумовлених і взаємозамінних компонентів, об'єднаних безліччю прямих і зворотних зв'язків. Незважаючи на те, що системи досить різноманітні, вони мають загальні риси:
- система - це цілісний комплекс взаємопов'язаних елементів, але більше, ніж просто сума елементів;
- система утворює особливу єдність із середовищем;
- будь-яка досліджувана система є елементом системи більш високого рівня;
- в свою чергу, елементи будь-якої досліджуваної системи зазвичай виступають як системи нижчого рівня.
Світ сформований у вигляді ланцюга, що складається з ланок зростаючої складності: від елементарних частинок, з яких складається атом, переходить до молекул, клітин і поширюється до складних індивідуумів (табл. 1.1).
Таблиця 1.1. Рівні організації органічного світу
Частинки одного рівня організації утворюють наступний вищий рівень. Молекули, об'єднуючись, утворюють клітини, клітини утворюють тканини і органи, які в свою чергу складають багатоклітинний організм, організми утворюють надорганізменних системи: види, популяції, біоценози, біогеоценози. Живе на нашій планеті виступає як окремі організми, особини. Кожен організм складається, з одного боку, з одиниць підпорядкованих йому рівнів організації (органів, клітин, молекул), з іншого - сам є одиницею, що входить до складу надорганізмовіх біологічних макросістем (популяцій, видів, біоценозів, екосистем, біосфери).
На всіх рівнях життя спостерігається певна впорядкованість, обмін речовин, енергії, інформації. Завдяки обміну речовин і енергії встановлюється єдність живого світу з середовищем.
Екосистеми як основні складові елементи біосфери
Екосистема (біогеоценоз) - основна одиниця біосфери - є об'єктом вивчення екології. Цей термін ввів англійський біолог А. Тенслі в 1935 році. Екосистема - це просторова система, що охоплює історично сформований комплекс живих істот, пов'язаних між собою трофічними зв'язками, і неживих компонентів середовища їх проживання, які залучаються в процесі обміну речовин і енергії. У кожній екосистемі відбувається круговорот речовин і обмінні енергетичні процеси.
Кожна екосистема складається з біоценозу та біотопу.
Біотоп - це ділянка поверхні землі з подібними умовами існування (ґрунтом, мікрокліматом тощо).
Біоценоз - це історично сформована сукупність рослин, тварин і мікроорганізмів, що населяє біотоп. Відповідно кожен біоценоз складається з фітоценозу (угрупування рослин), зооценозу (угруповання тварин) і мікробіоценозу (угрупування мікроорганізмів) (рис. 1.3).
Мал. 1.3. в Схема будови біоценозу (по В.М. Сукачова)
Екосистема може бути різних розмірів і складності. Наприклад, можна описувати екосистему лісу в цілому і екосистему окремого пенька. Взаємодія організмів в екосистемі надзвичайно складна. Взаємодія біоценозів з биотопах відбувається через матеріально-енергетичний обмін. Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється в результаті існування в екосистемах трофічних ланцюгів (ланцюгів харчування).
Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зоопланктоном, який, в свою чергу, дрібною рибою, що є здобиччю великих риб-хижаків, які споживаються людиною. Йдеться про певні угруповання рослин, тварин і мікроорганізмів, які взаємодіють між собою і з навколишнім середовищем. Дуже великі наземні екосистеми називають б'ю мами, наприклад, ліси помірного поясу, пустелі, хвойні ліси, савани тощо. Кожен біом включає в себе ряд менших за розмірами взаємозв'язаних екосистем. Одна з них може бути великою - площею декілька мільйонів квадратних кілометрів, інша - невеликий галявиною. Важливим є те, що кожну екосистему можна визначити як більш-менш однотипне угруповання рослин і тварин, які взаємодіють між собою і з навколишнім середовищем.
У кожній екосистемі можна виділити два основних компоненти: організми і об'єкти неживої природи. Всю цю сукупність організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) називають біотою (від лат. Bio - життя) екосистеми. Неживі (хімічні та фізичні) фактори навколишнього середовища називають абіотичними.
Одна з причин різноманітності екосистем (біоценозів) в природі - це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.
Класифікація екосистем
За масштабами екосистеми поділяють на мікроекосистеми, мезоекосистеми і глобальні екосистеми.
У мікроекосістемах невеликі, тимчасові біоценози, звані сінузіямі, що знаходяться в обмеженому просторі. У таких екосистем відносяться трухляві пеньки, мертві стовбури дерев, мурашники тощо. Найбільш поширеними серед екосистем є мезоекосистеми або біогеоценози, в яких біоценози займають однотипні ділянки земної поверхні з однаковими фізико-географічними умовами, межі яких збігаються з межами відповідних фітоценозів.
Макроекосістемі охоплюють величезні території чи акваторії, що відрізняються характерним макрокліматом і відповідають цілям природних зонах. Біоценози таких екосистем називаються біомамі. До макроекосістем належать екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, листяних і змішаних лісів помірного поясу, субтропічного і тропічного лісів, а також морські екосистеми. Прикладом глобальної екосистеми є біосфера нашої планети.
За ступенем трансформації людською діяльністю екосистеми поділяються на природні, антропогенні та антропогенно-природні.
У промислово розвинених країнах екосистем на охоплених людською діяльністю територіях майже не залишилося, хіба що в заповідниках. Лісові насадження, луки, поля - все це антропогенно-природні екосистеми, які хоча і складаються майже виключно з природних компонентів, але створені і регулюються людьми.
До антропогенним екосистемам відносяться екосистеми, в яких переважають штучно створені антропогенні об'єкти і крім людей, можуть існувати лише окремі види організмів, що пристосувалися до цих специфічних умов. Прикладом таких антропогенних екосистем є міста, промислові вузли, села (в межах забудови), кораблі тощо.
Внаслідок трансформації значної частини природних екосистем в антропогенно-природні та антропогенні предметна сфера екології в наш час значно розширилася.