Семинар -15 сағат Оқытушының жетекшілігімен студенттің өзіндік жұмысы (ожсөЖ) 45сағат СӨж -45 сағат

1. 
   Перманентті (тұрақты) - уақыт және кеңістікте салыстырмалы тұрақты, шексіз ұзақ уақыт ұрпақ қалдыруға бейім популяциялар;
   
2. 
   Темпоральды (уақытша) – уақыт және кеңістікте тұрақты емес, шексіз ұзақ уақыт ұрпақ қалдыруға бейімделмеген, уақыт өтісімен перманентті популяцияға айналатын немесе жойылып кететін популяциялар.
   

Популяцияның сандық көрсеткіштерін статикалық және динамикалық деп бөлуге болады.

Биоценоз (лат. bios - өмір; koinos – ортақ) дегеніміз – белгілі бір территорияда мекендейтін әртүрлі түрлер популяциясының бірлестігі. «Биоценоз» ұғымын алғаш рет 1877 ж. неміс зоологы К.Мебиус ұсынды. Биоценозды зерттейтін экология ғылымының саласы биоценология деп аталады. Биоценоз – ағзадан жоғары деңгейдегі жүйе. Биоценоз – бірігіп тіршілік ететін және бір-бірімен байланысқан ағзалардың топтары. Ол үш компоненттен тұрады:

1. 
   Фитоценоз (өсімдік жамылғысы);
   
2. 
   Зооценоз (жануарлар дүниесі);
   
3. 
   Микробоценоз (микроағзалар).
   

Биоценоз алып жатырған қоршаған абиотикалық орта биотоп (лат. bios - өмір; topos - орын) деп аталады. Бір сөзбен айтқанда, биотоп – биоценоздың тіршілік мекені. Нәтижесінде биоценозбен биотоп бірлесіп – биогеоценозды құрайды. Алғаш рет бұл терминді ғылымға 1940 жылы В.Н.Сукачев енгізді.

2. Биоценоздың түрлік, кеңістіктік құрылымы. .Биоценоздағы қарым-қатынас түрлері.

Түрлік құрылым дегеніміз – аталған биоценозды түзетін түрлер саны мен олардың биомассасының қатынасы. Биоценоздың түрлік құрылымы түрдің алуан түрлілігімен және түрлер санының немесе олардың массасының бір-біріне қатынасымен анықталады.

Түрдің алуан түрлілігі дегеніміз – аталған бірлестіктегі түрлер саны. Түрге бай және кедей бірлестіктерді ажыратады. Кедей биоценоздар өсімдіктер мен жануарларлардың ондаған және жүздеген түрлерінен, ал бай биоценоздар бірнеше мың немесе ондаған мың түрлерден тұрады. Түрдің алуан түрлілігі бірлестіктің жасына (ересек бірлестіктерге қарағанда жас бірлестіктер кедей) және қоршаған орта жағдайларына (экологиялық факторларға): температура, ылғалдылық және азық қорына (шөл, биік ендік және таулы алқап биоценоздары түрге кедей болып келеді) байланысты.

Түрдің жоғары алуан түрлілігімен бірлестіктер арасындағы өтпелі зоналар - экотондар ерекшеленеді. Экотондардағы түрдің алуан түрлілігінің өсу тенденциясы шеткі эффект деп аталады.

Түрлер барлық шекаралас білестіктерден келетіндіктен, экотон түрге бай болып келеді. Сонымен қатар экотонның өзіне ғана тән түрлері де болуы мүмкін. Мысалы, тоғайдың ортасына қарағанда жиегі өсімдік жамылғысына бай құстар, бунақденелілер, т.б. көбірек ұя салады.

Бірлестіктегі түрлер:

1. 
   Доминанты;
   
2. 
   Екінші реттік (сирек кездесетін және саны аз түрлер).
   

Екінші реттік түрлер де биоценозда өте маңызды. Олардың санының көп болуы – бірлестіктің бірқалыпты дамуының кепілі.

Түрдің алуан түрлілігін бағалау үшін басқа да көрсеткіштер қолданады:

• 
  Түрдің молшылығы – аталған түр дараларының қоныстанған кеңістігі немесе аудан бірлігіне шаққандағы саны;
  
• 
  Доминанттау дәрежесі – аталған түр даралары санының қарастырылатын топтың барлық дараларының жалпы санына қатынасы;
  
• 
  Кездесу жиілігі - түр кездесетін санақ жүргізілетін аймақтар немесе үлгілер санының барлық үлгілер санына пайыздық қатынасы.
  

Кеңістіктік құрылым дегеніміз - әртүрлі түрлердің кеңістікте горизонталды немесе вертикалды бағытта таралуы. Оның екі түрі белгілі:

1. 
   Ярустылық - вертикалды биоценоз құрылымы;
   
2. 
   Мозаикалық - горизонталды биоценоз құрылымы.
   

- ең биік ағаштар (шырша, қарағай, емен);

- екінші қатарлы ағаштар (шетен, ырғай);

- бұталы ағаштар (шие, итмұрын, тобылғы);

- биік шөптесін өсімдіктер (қымыздық, шайқурай);

– аласа шөптесін өсімдіктер.

Ярустылық өсімдіктерге күн энергиясының ағынын тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді: жоғарғы ярустарда жарық сүйгіш, ортаңғы ярустарда көлеңкеге төзімді, ал төменгі ярустарда көлеңке сүйгіш өсімдіктер өседі. Ярустылық шөптесін өсімдіктер бірлестіктерінде де байқалады, бірақ орман бірлестіктеріне қарағанда онша айқын емес.

Вертикалды бағытта өсімдіктер әсерінен тек температура өзгерісі емес, сонымен қатар күндіз және түнде көмірқышқыл газы бағытының өзгеруі, хемосинтездеуші бактериялардың күкіртті газдарды бөлуі, т.б. нәтижесінде атмосфералық газ құрамының өзгеруін қоса микрорта өзгереді. Микрортаның өзгерісі фаунаның бунақденелілер мен құстардан бастап сүтқоректілерге дейінгі белгілі бір ярустылығының қалыптасуына да әсер етеді.

Аудандық мозаикалық түрлер алуан түрлілігіне, олардың сапалы қарым-қатынасына, ландшафт және топырақ жағдайларының өзгерісіне байланысты болады. Мозаикалық адамның ормандағы ағаштарды кесу салдарынан жасанды жолмен де пайда болу мүмкін. Кесілген жерлерде жаңа бірлестік пайда болады.

Экологиялық бірлестік - әртүрлі экологиялық топтар ағзаларының қатынасы. Ұқсас экологиялық құрылымы бар биоценоздардың әртүрлі түрлік құрамы болуы мүмкін. Ол сол бір экологиялық қуыстарды экологиясы жөнінен ұқсас, бірақ туыс емес түрлердің қоныстану мүмкіндігіне байланысты. Мұндай түрлерді алмастырушы немесе викариялаушы түрлер деп атайды.

Биоценоздың маңызды сипаттамалары:

1. 
   Консорция;
   
2. 
   Синузия;
   
3. 
   Парцелла.
   

Ағзалар арасындағы байланыс типтері:

1. 
   Трофикалық байланыстар бір түр екінші түрмен, оның қалдығымен, тіршілік өнімдерімен қоректенетін жануарлар арасында пайда болады. Оның екі түрі белгілі:
   

Ә) Жанама қоректік байланыс (әртүрлі түрлердің бір қорек үшін бәсекелесуінің нәтижесінде пайда болады).

2. 
   Топикалық байланыстар бір түрдің әсерінен басқа бір түрдің тіршілік жағдайларының өзгеруі нәтижесінде пайда болады. Мысалы, қылқанжапырақты орманда, әдетте шөптесін өсімдіктер жамылғысы болмайды.
   
3. 
   Форикалық байланыстар бір түр басқа бір түрдің таралуына қатысқанда пайда болады. Жануарлардың өсімдік тұқымдарын, тозаңдарын және спораларын тасымалдауы зоохория, ал ұсақ дараларды - форезия деп аталады.
   
4. 
   Фабрикалық байланыстардың мәні бір түрдің өз құрылысына басқа бір түрдің қалдықтарын, өліктерін, тіпті тірі дараларын пайдалануында. Мысалы, құстар ұя салу үшін ағаш бұтақтарын, шөп, басқа құстардың мамықтарын пайдаланады.
   

- Нейтрализм – оң да, теріс те зардаптары жоқ бір территорияда екі түрдің бірге тіршілік етуі (мысалы, бұғылар мен тиіндер);

- Протокооперация – барлық қатысушылар да пайда көретін, ағзалардың өзара тиімді, бірақ міндетті емес бірге тіршілік етуі;

- Мутуализм (облигатты симбиоз) – екі ағзаның біреуі немесе екеуі де бір-бірінсіз тіршілік ете алмайтындай өзара пайдалы тіршілік етуі (мысалы, шөпқоректі тұяқтылар және целлюлоза ыдыратушы бактериялар);

- Комменсализм – бірге тіршілік етуден екі ағзаның біреуіне пайдалы, ал екіншісіне пайдасы да, зияны да жоқ қарым-қатынас;

- Жыртқыштық - екі ағзаның біреуі (жыртқыш) екіншісін (жемтік) өлтіріп, қорегіне пайдаланғанда түзілетін қарым-қатынас. Оның ерекше формасы – каннибализм өз түрінің дараларын өлтіріп, қорекке пайдалану нәтижесінде пайда болады;

- Паразитизм – паразит өз иесін өлтірмей, ұзақ уақыт бойы тіршілік ортасы және қорек көзі ретінде пайдаланғанда түзілетін қарым-қатынас (вирустар, патогенді бактриялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар, паразит құрттар, т.б.);

- Бәсеке – ағзалар бір-бірімен қоршаған ортаның бірдей ресурстарына мұқтаждық кезінде таласуынан туындайтын қарым-қатынастар;

- Аменсализм – екі ағзаның біреуі екіншісінің тіршілігін бәсендетіп, бірақ өзіне екіншісінен ешқандай теріс әсер байқалмағанда түзілетін қарым-қатынас.
3. Экологиялық қуыс дегеніміз – кеңістіктегі алатын орнымен қоса түрдің биоценоздағы орны, абиотикалық факторларға қатынасы және бірлестіктегі функциональды рөлі, бірінші орында трофикалық статусы.

Ю.Одум экологиялық қуыс дегеніміз - ағзаның түрлер жүйесіндегі «қызметі немесе мамандығы» деп түсіндірді, ал оның мекен ететін орнын оның «мекен-жайы» деп сипаттады.

Экологиялық қуыс түсінігі түр қалай, қайда және немен қоректенеді, кімнің қорегі болып табылады және қайда демалып, қайда көбейеді деген сұрақтарға жауап беруге мүмкіндік береді. (Дажо, 1975).

Экологиялық қуыстар түрлердің әртүрлі жерлерде мекен етуіне байланысты, өзге қорекпен қоректенуіне және бір мекен ету аймағын әртүрлі уақытта пайдалануымен ерекшеленеді, бөлінеді.

Гаузе принципі немесе бәсекелестік жоқ принципі: «Екі түр бір аймақта тіршілік ете алмайды, егер олардың экологиялық қажеттіліктері бірдей болса. Мұндай түрлер міндетті түрде кеңістік немесе уақыт бойынша аймақта кезектесіп тіршілік етуі тиіс».

Белгілі бір уақытта жердегі бір биоцеоздың (экожүйенің) екіншісімен алмасуын сукцессиялар деп атайды. (латын тілінен аударғанда сукцессио – бірізділік, тұқым қуалау, кезектесу, ауысу). Сукцессия ұғымын 1998 жылы Г.Каульсон енгізген. Сукцесия түрлік құрамның өзгеруімен және бірлестік құрылымының өзгеруімен сипатталады. Бірін-бірі алмастырып отыратын бірлестіктер сукцессиясын сериялы сукцессия деп атаймыз. Сукцессияларға далалықтың шөлге айналуы, көлдердің суалып батпаққа айналуы және т.б. жатады. Биоценоздардың алмасуын туғызған жағдайларға байланысты сукцессияларды табиғи, антропогенді, аутогенді және аллогенді деп бөледі. Табиғи сукцессиялар адамның қатысы жоқ, тек табиғи жағдайлардың әсерінен болады. Антропогенді сукцессиялар адам әрекетімен байланысты. Аутогенді сукцессиялар (өздігінен пайда болатын) ішкі жағдайлардың әсерінен болады (бірлестік әсерінен ортаның өзгеруі). Аллогенді сукцессиялар (іштен пайда болған) ішкі жағдайлар әсерінен пайда болған (мысалы, климаттың өзгеруі).

Сукцессия жүретін субстраттың алғашқы күйіне байланысты бірінші реттік және екінші реттік сукцессия болып бөлінеді. Тірі ағзалары жоқ субстратта бірінші реттік сукцессия пайда болады ( тау, жартас, құм, жаңа суаттарда және т.б.). Екінші реттік сукцессия бұзылған биоценоздар орнында пайда болады. (мысалы, кесілген орман, күйген жер, тастап кеткен егіс танабы, вулканнан кейінгі жерлер және т.б.). Экожүйе өзінің даму барысында тұрақты жағдайға бағытталады. Тұрақты экожүйе пайда болғанға дейін сукцессиялар болып тұрады. Қоршаған ортамен тепе-теңдікте тұрған бірлестікті климаксты бірлестік деп атайды.
№ 8 дәріс

Бірлестіктер экологиясы - синэкология.
Тірі ағзалар өзара және өзін қоршаған ортаның абиотикалық факторларымен белгілі бір қарым қатынасқа түсе отырып экожүйені құрайды. Кез келген биоценоз биотоппен бірігіп, одан да жоғары деңгейдегі биологиялық жүйе – биогеоценозды түзеді. «Биогеоценоз» ұғымы шет елдерде кеңінен таралған, 1935 жылы А.Тенсли ұсынған «Экожүйе» ұғымына жақын. Экожүйе дегеніміз – зат, энергия және ақпараттар алмасу нәтижесінде біртұтас ретінде тіршілік ететін кез келген өзара әрекеттесуші тірі ағзалар мен қоршаған орта жағдайларынының жиынтығы. Экожүйе – ағзалар мен абиотикалық ортадан, олардың әрқайсысы бір-біріне әсер ететін тірі табиғаттың негізгі функциональдық бірлігі.

Кең қолданылып жүрген құрылымдық жіктелу бойынша ғаламшарды төмендегі экожүйелерге бөледі:

1. Құрлық экожүйелері – тундра, тайга, орманды дала, дала, шөлейіт, шөл, тропиктер, тау.

2. Тұщы су экожүйелері – ағынсыз су (көл, тоған) және ағынды су (өзен, бұлық, жылға), батпақтар мен батпақты ормандар экожүйелері.

3. Теңіз экожүйелері – теңіздер мен ашық мұхит.

Сонымен қатар экожүйелерді келесі топтарға бөлеміз:

1. 
   Микроэкожүйе (аквариум, тірі мүйіс және т.б.)
   
2. 
   Мезоэкожүйе ( өзен, теңіз, дала, тропик, саванна, мұхит және т.б.)
   
3. 
   Макроэкожүйе - ең ірі макроэкожүйе биосфера.
   

1. Жоғарғы автотрофты ярус – немесе жасыл белдік, бұл өсімдіктерден немесе хлорофилі бар өсімдік бөліктері, бұлар жарық энергиясын фиксациялау нәтижесінде қарапайым бейорганикалық заттардан күрделі органикалық қосылыстардығң жинақталуы.

2. Төменгі гетеротрофты ярус немесе топырақ пен жауын-шашыннан, қарашірінділерден, тамырлардан тұратын қоңыр ярус, мұнда ыдырау, трансформация және күрделі қосылыстардың бөлінуі сияқты процестер жүріп жатады.

Биологиялық тұрғыдан экожүйе құрамынан келесі компоненттерді бөліп көрсетуге болады:

1. 
   Зат айналымға қатысатын бейорганикалық заттар (СО₂, Н₂О, N₂, O₂, минералды тұздар, т.б.);
   
2. 
   Биотикалық және абиотикалық бөліктерді бір-бірімен байланыстыратын органикалық заттар (ақуыздар, көмірсулар, липидтер, гумус заттары және т.б.);
   
3. 
   Абиотикалық факторлардан тұратын әуе, су және субстратты орталар;
   
4. 
   Продуценттер немесе бірінші ретті өндірушілер – автотрофты ағзалар – планетаның бүкіл тірі дүниесін органикалық затпен қамтамассыз ететін жасыл өсімдіктердің жиынтығы.
   
5. 
   Консументтер (латын тілінен аударғанда консумо – пайдалану) – гетеротрофты ағзалар, өндірушілер түзген органикалық заттармен қоректенеді.
   
6. 
   Редуценттер (латын тілінен аударғанда редусеус – қалпына келтіруші) органикалық затарды ыдыратушы және оларды бейорганикалық заттарға айналдырушы ағзалар. Редуцентерге бктериялар, саңырауқұлақтар, сапрофиттер.
   
7. 
   Фотосинтез немесе хемосинтез жолдарымен бейорганикалық заттардан органикалық заттар жасауға қабілетті автотрофты ағзалар - продуценттер (өсімдіктер мен автотрфты бактериялар);
   
8. 
   Продуценттердің немесе басқа консументтердің органикалық заттарын пайдаланатын гетеротрофты ағзалар – консументтер. Олар бірінші ретті консументтер (фитофагтар, сапрофагтар), екінші реттік консументтер (зоофагтар, некрофагтар) және т.б. болып бөлінеді;
   
9. 
   Органикалық қалдықтармен қоректеніп, оларды минералды заттарға дейін ыдырататын гетеротрофты ағзалар (сапрофитті бактериялар мен саңырауқұлақтар) - редуценттер (микроконсументтер, деструкторлар, сапротрофтар, осмотрофтар).
   

Тізбектің әр звеносы трофикалық деңгей деп аталады. Бірінші трофикалық деңгей – продуценттер (автотрофты ағзалар, негізінен жасыл өсімдіктер). Екінші трофикалық деңгей – бірінші ретті консументтер (шөпқоректі жануарлар). Үшінші трофикалық деңгей – екінші ретті консументтер (шөпқоректі жануарлармен қоректенетін жыртқыштар). Төртінші трофикалық деңгей – үшінші ретті консументтер (етпен қоректенетін жануарлармен қоректенетін жыртқыштар). Соңғы немесе бесінші трофикалық деңгей – редуценттер (сапрофитті бактериялар мен саңырауқұлақтар). Қоректік тізбекте 4-5 трофикалық деңгейден көп кездеспейді.

Қоректік тізбек типтері:

1. 
   Тірі фотосинтезге қабілетті ағзалардан басталатын қоректік тізбектер – қоректену тізбектері. Мысалы, фитопланктон, зоопланктон, микрофаг-балықтар, макрофаг-балықтар, ихтиофаг-құстар;
   
2. 
   Өсімдіктердің қалдықтарынан, жануарлардың өлекселері мен экскременттерінен басталатын қоректік тізбектер - ыдырату тізбектері (детритті). Мысалы, детритофагтар, жыртқыш микрофагтар, жыртқыш макрофагтар.
   

Бір трофикалық деңгейден екіншісіне энергия тасымалданғанда энергияның көп бөлігі жылу түрінде жұмсалады, қоректік тізбек бойынша бастапқы мөлшерден тек шамамен 10% ғана беріледі. Нәтижесінде қоректік тізбектерді экологиялық пирамидалар түрінде бейнелеуге болады. Бұл құбылысты зертттеген Ч.Элтон (1927ж) экологиялық пирамиданың үш негізгі типін бөліп көрсетеді.

Экологиялық пирамиданың үш негізгі типі:

1. 
   Сандар пирамидасы продуценттерден консументтерге қарай даралар санының кемуін көрсетеді. Орманның жайылымдық қоректік тізбегінде, продуцент – ағаш, ал бірінші ретті консумент – бунақденелілер болғанда, бірінші реттік консументердің деңгейі саны жағынан өндірушілер деңгейімен салыстырғанда төмен. Бұл кезде сандар пирамидасы кері болады;
   
2. 
   Биомассалар пирамидасы әр келесі деңгейдегі биомассаның өзгерісін көрсетеді: құрлық экожүйелері үшін биомассалар пирамидасы жоғарыға қарай тарылады, ал мұхит экожүйесі үшін консументтердің фитопланктонды тез пайдалануына байланысты – кері;
   
3. 
   Энергия пирамидасы әмбебап және өнім құрамындағы энергия мөлшерінің әрбір келесі трофикалық деңгейде азаюын сипаттайды.
   

№ 9 дәріс

1. Жер планетасындағы ең ірі экожүйе – биосфера. Ең алғаш «Биосфера» терминін тіршілік бар жердің қабықшасын анықтау үшін 1875 жылы атақты австрия геологы Э.Зюсс қолданған болатын.

Биосфера туралы ілімнің негізін 1926 жылы В.И. Вернадский салған. В.И.Вернадский биосфера деп планетаның тіршілік бар немесе болған, үнемі тірі ағзалардың әсеріне ұшырайтын не ұшыраған бөлігін айтады. Жердің биосферасы ғаламдық ашық жүйе болып табылады. Биосфера өздігінен реттелетін кибернетикалық жүйе. Биосфераның тепе-теңдігінің сақталуын гомеостаз деп атайды. Жер биосферасының негізгі көптүрлілігін тірі ағзалар жасайды, биосфераның өмір сүруі барысында 1 млрд.-тай тірі ағзалар болған. Биосфераның тағы бір белгісі – оның космоспен тығыз байланыстылығы әсіресе күнмен.

2. Жер – 9 планета ішіндегі Күнді эллипс тәрізді орбита бойымен айналатын үшінші планета. Ол өз өсінен айналып тұрады. Жер пішіні және көлемі бойынша полюстері тұсынан қысыңқы келетін шар тәрізді планета, шын геометриялық пішіні – геоид. Жердің экватор бойынша ұзындығы 40 мың км. Массасы 5,98 * 10²⁴ кг. Тығыздығы қысым артқан сайын өседі. Температура әр қабаттар мен тереңдіктерде әртүрлі. Жер бетінің 71% әлемдік мұхит алып жатыр, тек қана 29% құрлықтың үлесіне тиеді.

Жер биосферасының пайда болуы мен дамуы оның көлемі мен пішініне және Күннен ара қашықтығына байланысты. Жер планетасының жасы 4,6 млрд жылды құрайды. Осы уақыт аралығында Жерде материяның айналу және жылжу процестері жүріп жатты. Соның нәтижесінде жер шары қабаттарға немесе геосфераларға жіктелді. Жер түрлі сфералардан тұрады: ядро, мантия, жер қабығы, педосфера, литосфера, атмосфера, гидросфера, биосфера, ноосфера және т.б. Жер қабаттарының химиялық құрамы әртүрлі. Бұл планетаның бастапқы затының жіктелуімен түсіндіріледі. Планетаның қалыптасуы барысында ауыр элементтер (темір, никель, т.б.) «батып», ядро пайда болды, ал олардан жеңілдеулері (кремниий, алюминий т.б.) «қалқып шығып», жер қабатын түзді. Сонымен қатар, балқымалардан бөлінген газдар атмосфераны, ал су булары гидросфераны түзді. Нәтижесінде жерде тіршіліктің дамуына қолайлы жағдайлар қалыптасты. Тірі ағзалар ерекше қабат – биосфераны түзді. Адам пайда болғаннан бастап биосфера дамудың жаңа сатысы – ноосфераға көтерілді.