Lois fondamentales et conséquences des relations trophiques. Sujet de cours : Lois des relations concurrentielles dans la nature

Les relations nutritionnelles ne répondent pas seulement aux besoins énergétiques des organismes. Ils jouent dans la nature et ailleurs rôle important- maintenir les espèces en communautés, réguler leur nombre et influencer le cours de l'évolution. Les connexions alimentaires sont extrêmement diverses.

Les prédateurs typiques dépensent beaucoup d'énergie pour traquer leurs proies, les attraper et les attraper. Ils ont développé un comportement de chasse particulier.

Chasse au lion

Ils ont besoin de nombreux sacrifices tout au long de leur vie. Ce sont généralement des animaux forts et actifs.

Cycle de vie du ténia bovin

Les animaux cueilleurs dépensent de l’énergie à chercher des graines ou des insectes, c’est-à-dire de petites proies. Maîtriser la nourriture qu’ils trouvent n’est pas difficile pour eux. Ils ont développé une activité de recherche, mais n'ont pas de comportement de chasse.

Souris des champs

Les espèces brouteuses ne consacrent pas beaucoup d’efforts à la recherche de nourriture ; il y en a généralement beaucoup et la plupart de leur temps est consacré à l’absorption et à la digestion de la nourriture.

Éléphant d'Afrique

DANS Environnement aquatique Une méthode répandue pour acquérir de la nourriture est la filtration et, au fond, l'ingestion et le passage de la terre ainsi que des particules de nourriture dans les intestins.

Moule comestible (un exemple d’organisme filtreur)

Les conséquences des liens alimentaires se manifestent le plus clairement dans les relations prédateur-proie.

Si un prédateur se nourrit de grandes proies actives qui peuvent s'enfuir, résister, se cacher, alors ceux qui le font mieux que les autres survivent, c'est-à-dire ont des yeux plus perçants, des oreilles sensibles, développés système nerveux, force musculaire. Ainsi, le prédateur sélectionne pour améliorer ses victimes, détruisant les malades et les faibles. À son tour, parmi les prédateurs, il existe également une sélection en fonction de la force, de la dextérité et de l'endurance. La conséquence évolutive de ces relations est le développement progressif des deux espèces en interaction : prédateur et proie.

Si les prédateurs se nourrissent d'espèces inactives ou de petite taille qui ne sont pas capables de leur résister, cela conduit à un résultat évolutif différent. Les individus que le prédateur parvient à remarquer meurent. Les victimes qui sont moins visibles ou difficiles à capturer gagnent. C'est ainsi que s'effectue la sélection naturelle pour les colorations protectrices, les carapaces dures, les épines et aiguilles protectrices et d'autres moyens de salut contre les ennemis. L'évolution des espèces va vers une spécialisation pour ces caractéristiques.

Le résultat le plus significatif des relations trophiques est l’inhibition de la croissance des populations d’espèces. L’existence de relations alimentaires dans la nature s’oppose à la progression géométrique de la reproduction.

Pour chaque couple d’espèces prédatrices et proies, le résultat de leur interaction dépend avant tout de leurs relations quantitatives. Si les prédateurs attrapent et détruisent leurs victimes à peu près au même rythme que ces victimes se reproduisent, ils peuvent alors freiner la croissance de leur nombre. Ce sont les résultats de ces relations qui sont le plus souvent caractéristiques du développement durable. communautés naturelles. Si le taux de reproduction des proies est supérieur au taux de leur consommation par les prédateurs, une épidémie de l'espèce se produit. Les prédateurs ne peuvent plus contenir ses chiffres. Cela se produit aussi parfois dans la nature. Le résultat inverse – la destruction complète de la proie par un prédateur – est très rare dans la nature, mais dans les expériences et dans des conditions perturbées par l'homme, il se produit plus souvent. Cela est dû au fait qu'avec une diminution du nombre de tout type de proies dans la nature, les prédateurs se tournent vers d'autres proies plus accessibles. Chasse uniquement pour espèces rares consomme trop d’énergie et devient non rentable.

GF Gause (1910-1986)

Dans le premier tiers de notre siècle, on a découvert que les relations prédateurs-proies pouvaient être à l’origine de fluctuations périodiques régulières du nombre de chacune des espèces en interaction. Cette opinion a été particulièrement renforcée après les résultats des recherches du scientifique russe G. F. Gause. Dans ses expériences, G.F. Gause a étudié comment le nombre de deux types de ciliés, liés par une relation prédateur-proie, évoluait dans des éprouvettes. La victime était l'une des espèces de ciliés de pantoufles qui se nourrissent de bactéries, et le prédateur était un cilié de didinium qui mange des pantoufles.

Au début, le nombre de pantoufles a augmenté plus rapidement que celui du prédateur, qui a rapidement reçu un bon approvisionnement en nourriture et a également commencé à se multiplier rapidement. Lorsque le taux de consommation de chaussures est devenu égal au taux de reproduction, la croissance de l’espèce s’est arrêtée. Et comme les didiniums continuaient à attraper des pantoufles et à se reproduire, la consommation des victimes dépassa bientôt de loin leur réapprovisionnement et le nombre de pantoufles dans les éprouvettes commença à diminuer fortement. Après un certain temps, après avoir épuisé leurs réserves de nourriture, ils cessèrent de se diviser et les didiniums commencèrent à mourir. Avec quelques modifications de l’expérience, le cycle s’est répété depuis le début. La reproduction sans entrave des pantoufles survivantes a encore augmenté leur abondance, et après elles, la courbe de population du didinium a augmenté. Sur le graphique, la courbe d'abondance des prédateurs suit la courbe des proies avec un décalage vers la droite, de sorte que les changements dans leur abondance sont asynchrones.

Ainsi, il a été prouvé que les interactions entre prédateurs et proies peuvent, sous certaines conditions, conduire à des fluctuations cycliques régulières des effectifs des deux espèces. Le déroulement de ces cycles peut être calculé et prédit, en connaissant certaines des caractéristiques quantitatives initiales de l'espèce. Les lois quantitatives d'interaction entre les espèces dans leurs relations alimentaires sont très importantes pour la pratique. En pêche, récolte d'invertébrés marins, pêche à la fourrure, chasse sportive, collecte d'ornements et plantes médicinales— partout où une personne réduit le nombre d'espèces dont elle a besoin dans la nature, d'un point de vue écologique, elle agit à l'égard de ces espèces comme un prédateur. Il est donc important de pouvoir prévoir les conséquences de vos activités et de les organiser pour ne pas mettre à mal les réserves naturelles.

Dans la pêche et la chasse, il faut que lorsque le nombre d'espèces diminue, les normes de pêche diminuent également, comme cela se produit dans la nature lorsque les prédateurs se tournent vers des proies plus facilement accessibles Si, au contraire, on s'efforce de toutes ses forces d'attraper une proie en déclin. espèce, il se peut qu’elle ne rétablisse pas ses effectifs et cesse d’exister. Ainsi, à la suite d'une chasse excessive, due à la faute de l'homme, un certain nombre d'espèces autrefois très nombreuses ont déjà disparu de la surface de la Terre : le bison d'Amérique, l'aurochs d'Europe, les tourtes voyageuses et autres.

Lorsqu'un prédateur d'une espèce est détruit accidentellement ou intentionnellement, le nombre de ses victimes augmente d'abord. Cela conduit également à un désastre environnemental, soit parce que l'espèce porte atteinte à sa propre base alimentaire, ou - la propagation de maladies infectieuses, souvent bien plus destructrices que les activités des prédateurs. Le phénomène de boomerang écologique se produit lorsque les résultats s’avèrent directement opposés à la direction initiale de l’impact. Par conséquent, l'utilisation compétente des lois naturelles de l'environnement est le principal moyen d'interaction humaine avec la nature.

Dans la nature, ils jouent un autre rôle important : ils maintiennent les espèces en communautés, régulent leur nombre et influencent le cours de l’évolution. Les connexions alimentaires sont extrêmement diverses.

Les prédateurs typiques dépensent beaucoup d'énergie pour traquer leurs proies, les attraper et les attraper (Fig. 40). Ils ont développé un comportement de chasse particulier.

Riz. 40. Guépard à la poursuite d'une proie

Ils ont besoin de nombreux sacrifices tout au long de leur vie. Ce sont généralement des animaux forts et actifs.

Rassembleurs d'animaux dépenser de l'énergie à chercher des graines ou des insectes, c'est-à-dire de petites proies. Maîtriser la nourriture qu’ils trouvent n’est pas difficile pour eux. Ils ont développé une activité de recherche, mais aucun comportement de chasse.

pâturage les espèces ne consacrent pas beaucoup d’efforts à la recherche de nourriture ; il y en a généralement beaucoup et la plupart de leur temps est consacré à l’absorption et à la digestion de la nourriture.

Dans le milieu aquatique, une méthode d'acquisition de nourriture telle que filtration Moi, en bas - ingestion et passage de terre ainsi que de particules de nourriture dans les intestins.

Les effets des liens alimentaires sont plus prononcés dans les relations. chasseur chassé(Fig. 41).

Si un prédateur se nourrit de grandes proies actives capables de s'enfuir, de résister et de se cacher, alors ceux qui le font mieux que les autres, c'est-à-dire qui ont des yeux plus perçants, des oreilles sensibles, un système nerveux développé et une force musculaire, survivent. Ainsi, le prédateur sélectionne pour améliorer ses victimes, détruisant les malades et les faibles. Parmi les prédateurs, il existe également une sélection en fonction de la force, de l'agilité et de l'endurance. La conséquence évolutive de ces relations est le développement progressif des deux espèces en interaction : prédateur et proie.

Si les prédateurs se nourrissent d'espèces inactives ou de petite taille qui ne sont pas capables de leur résister, cela conduit à un résultat évolutif différent. Les individus que le prédateur parvient à remarquer meurent. Les victimes qui sont moins visibles ou difficiles à capturer gagnent. Voici comment fonctionne la sélection naturelle connotation condescendante, des coquilles dures, des pointes et des aiguilles de protection et d'autres moyens d'échapper aux ennemis. L'évolution des espèces va vers une spécialisation pour ces caractéristiques.

Le résultat le plus significatif des relations trophiques est le confinement croissance nombre d'espèces. L’existence de relations alimentaires dans la nature s’oppose à la progression géométrique de la reproduction.

Pour chaque couple d’espèces prédatrices et proies, le résultat de leur interaction dépend avant tout de leurs relations quantitatives. Si les prédateurs attrapent et détruisent leurs proies à peu près au même rythme que celui auquel leurs proies se reproduisent, ils peuvent alors freiner la croissance de leur population. Ce sont les résultats de ces relations qui sont le plus souvent caractéristiques des communautés naturelles stables. Si le taux de reproduction des proies est supérieur au taux de leur consommation par les prédateurs, une épidémie de l'espèce se produit. Les prédateurs ne peuvent plus le contenir nombre. Cela se produit aussi parfois dans la nature. Le résultat inverse - la destruction complète de la proie par un prédateur - est très rare dans la nature, mais dans les expériences et dans des conditions perturbées par l'homme, il se produit plus souvent. Cela est dû au fait qu'avec une diminution du nombre de tout type de proies dans la nature, les prédateurs se tournent vers d'autres proies plus accessibles. Chasser uniquement une espèce rare demande trop d’énergie et devient non rentable.

Dans le premier tiers de ce siècle, on a découvert que les relations prédateurs-proies pouvaient être à l’origine de fluctuations périodiques régulières du nombre de chacune des espèces en interaction. Cette opinion a été particulièrement renforcée après les résultats des recherches du scientifique russe G. F. Gause. Dans ses expériences, G. F. Gause a étudié comment le nombre de deux types de ciliés, reliés par une relation prédateur-proie, évolue dans des éprouvettes (Fig. 42). La victime était l'une des espèces de ciliés de pantoufles qui se nourrissent de bactéries, et le prédateur était un cilié de didinium qui mange des pantoufles.

Au début, le nombre de pantoufles a augmenté plus rapidement que celui du prédateur, qui a rapidement reçu un bon approvisionnement en nourriture et a également commencé à se multiplier rapidement. Lorsque le taux de consommation de chaussures est devenu égal au taux de reproduction, la croissance de l’espèce s’est arrêtée. Et comme les didiniums ont continué à attraper des pantoufles et à se reproduire, la consommation des victimes a rapidement dépassé de loin leur réapprovisionnement et le nombre de pantoufles dans les éprouvettes a commencé à diminuer fortement. Après un certain temps, après avoir épuisé leurs réserves de nourriture, ils cessèrent de se diviser et les didiniums commencèrent à mourir. Avec quelques modifications de l’expérience, le cycle s’est répété depuis le début. La reproduction sans entrave des pantoufles survivantes a encore augmenté leur abondance, et après elles, la courbe de population du didinium a augmenté. Dans le graphique, la courbe d'abondance des prédateurs suit la courbe des proies avec un décalage vers la droite, de sorte que les changements dans leur abondance sont asynchrones.

Ainsi, il a été prouvé que les interactions entre prédateurs et proies peuvent, sous certaines conditions, conduire à des fluctuations cycliques régulières des effectifs des deux espèces. Le déroulement de ces cycles peut être calculé et prédit, en connaissant certaines des caractéristiques quantitatives initiales de l'espèce. Les lois quantitatives d'interaction entre les espèces dans leurs relations alimentaires sont très importantes pour la pratique. Dans la pêche, l'extraction d'invertébrés marins, la pêche à la fourrure, la chasse sportive, la cueillette de plantes ornementales et médicinales - partout où une personne réduit le nombre d'espèces dont elle a besoin dans la nature, d'un point de vue écologique, elle agit par rapport à ces espèces comme un prédateur. Il est donc important de pouvoir prévoir les conséquences de vos activités et de les organiser pour ne pas mettre à mal les réserves naturelles.

G.F. Gause (1910 -1986)" scientifique russe

Dans la pêche et la pêche, il est nécessaire que lorsque le nombre d'espèces diminue, les taux de pêche diminuent également, comme cela se produit dans la nature lorsque les prédateurs se tournent vers des proies plus facilement accessibles (Fig. 43).

Si, au contraire, nous nous efforçons de toutes nos forces d’obtenir une espèce en déclin, elle risque de ne pas reconstituer ses effectifs et de cesser d’exister. Ainsi, à la suite d'une chasse excessive, due à la faute de l'homme, un certain nombre d'espèces autrefois très nombreuses ont déjà disparu de la surface de la Terre : le bison d'Amérique, l'aurochs d'Europe, les tourtes voyageuses et autres.

Lorsqu'un prédateur d'une espèce est détruit accidentellement ou intentionnellement, le nombre de ses victimes augmente d'abord. Cela conduit également à un désastre environnemental, soit parce que l’espèce compromet son propre approvisionnement alimentaire, soit parce que des maladies infectieuses se propagent, qui sont souvent bien plus destructrices que les activités des prédateurs. Le phénomène de boomerang écologique se produit lorsque les résultats s’avèrent directement opposés à la direction initiale de l’impact. Par conséquent, l'utilisation compétente des lois naturelles de l'environnement est le principal moyen d'interaction humaine avec la nature.

Exemples et informations complémentaires

1. Pour la première fois, des fluctuations régulières du système prédateur-proie ont été constatées et décrites dans les années 20. de notre siècle, le célèbre écologiste anglais Charles Elton. Il a traité de nombreuses années de données provenant d'une entreprise de fourrure sur la production de lièvres et de lynx dans le Nord canadien. Il s'est avéré que les années « fructueuses » pour les lièvres étaient suivies d'une augmentation du nombre de lynx, et ces fluctuations étaient clairement de nature naturelle, se répétant après certaines périodes. Dans le même temps, indépendamment l'un de l'autre, deux mathématiciens, A. Lotka et V. Volterra, ont calculé que, sur la base des interactions entre prédateurs et proies, des cycles oscillatoires dans le nombre des deux espèces pourraient survenir. Ces données calculées ont nécessité une vérification expérimentale, entreprise par G.F. Gause, prouvant l'apparition des cycles correspondants à l'aide de l'exemple du didinium cilié prédateur et de sa victime, la pantoufle. Ainsi, à la suite de recherches menées par des scientifiques différents pays l'une des lois écologiques importantes a été découverte.

2. La pêche mondiale du cabillaud s'est déroulée en grande partie spontanément et n'était pas justifiée par des caractéristiques biologiques. La production totale a atteint 1,4 million de tonnes par an. Cela s'est avéré être bien plus que ce qui pouvait être reproduit, de sorte que le nombre de morues et sa production ont diminué de 7 à 10 fois. Lorsque le stock de cabillaud de la mer de Barents est tombé en déclin (années 70-80), le nombre de capelans, principale victime du cabillaud, a fortement augmenté. Les pêcheurs se sont tournés vers ce poisson, capturant environ les deux tiers de son poids total. En raison de la surpêche, le nombre de capelans a également diminué. La morue, comme tout le monde poisson prédateur, mange tout le monde petit poisson, y compris leurs propres alevins. Avec le petit nombre de capelans, il a commencé à manger ses petits, de sorte que le troupeau a perdu l'occasion de se rétablir.

3. Au cours de l'évolution, les proies développent diverses adaptations pour se protéger des prédateurs. Par exemple, les plus petits rotifères aquatiques développent de longues épines de coquille en présence d’autres rotifères prédateurs.

Ces épines empêchent grandement les prédateurs d'avaler leurs proies, car elles se dressent littéralement en travers de leur gorge. La même défense se produit chez les crustacés paisibles Daphnia - contre d'autres crustacés prédateurs. Le prédateur, ayant capturé la daphnie, la ramasse avec ses pattes et la retourne pour la manger par la face ventrale molle. Les épines gênent et les proies sont souvent perdues. Il s'est avéré que les victimes avaient des épines en réponse à la présence de produits métaboliques de prédateurs dans l'eau. S'il n'y a pas d'ennemis dans l'étang, les épines n'apparaissent pas sur les victimes.

4. L'un des premiers exemples d'utilisation réussie d'un prédateur pour supprimer la population d'un organisme nuisible est l'utilisation de la coccinelle rhodolia dans la lutte contre la punaise cannelée australienne (Fig. 44, 45).

Cette cochenille, insecte sédentaire qui suce les agrumes, a été introduite accidentellement en Californie en 1872, où elle n'avait pas Ennemis naturels. Il se multiplie rapidement et devient nuisible dangereux, à cause de quoi les jardiniers ont subi d'énormes pertes. Pour lutter contre la cochenille, elle a été importée d'Australie ennemi naturel- petit coccinelle rhodolie. En 1889, environ 10 000 coléoptères ont été dispersés dans des centaines de jardins du sud de la Californie. Après seulement quelques mois, l’infestation des arbres par les cochenilles a fortement diminué. La coccinelle a pris racine en Californie et la reproduction massive des cochenilles n'a plus été observée. Ce succès s'est répété dans une cinquantaine de pays à travers le monde, à Azda, où des rhodolia ont été lâchées contre la cochenille cannelée. La rhodolia est plus sensible aux pesticides que les cochenilles ! Par conséquent, là où les agrumes étaient traités avec des poisons contre d'autres parasites, le nombre de cochenilles atteignit bientôt des proportions gigantesques.

5. Les fourmis rouges des forêts se nourrissent de nombreux types d'animaux invertébrés, mais la base de leurs proies est toujours la plus espèces de masse. Lors d’une infestation de ravageurs forestiers, les fourmis s’en nourrissent principalement. On estime que dans les forêts sibériennes, les habitants d'une grande fourmilière détruisent jusqu'à 100 000 larves de la petite tenthrède de l'épinette et 10 à 12 000 papillons de l'enrouleuse du mélèze gris. Cela signifie que s’il y a 5 à 8 grandes fourmilières par hectare, vous n’avez pas à craindre que les arbres soient endommagés par ces ravageurs ; les fourmis freineront la croissance de leur nombre.

Des questions.

1. Les oiseaux attirés vers les peuplements d’arbres par les nichoirs artificiels sont-ils toujours capables de réduire le nombre d’insectes nuisibles ?

2. Création modèle mathématique changements dans le nombre de prédateurs et de proies, A. Lotka et V. Volterra ont supposé que le nombre de prédateurs ne dépend que de deux raisons : le nombre de proies (plus l'approvisionnement alimentaire est important, plus la reproduction est intense) et le taux de reproduction naturelle mort des prédateurs. En même temps, ils comprirent qu'ils avaient grandement simplifié les relations existant dans la nature. Indiquez quelle est cette simplification.

3. Le wapiti est le plus grand cerf moderne. Vit dans les zones forestières, se nourrit de pousses arbres à feuilles caduques et des herbes hautes. Au début du XXe siècle, sa population a fortement diminué en Europe. Cependant, à partir des années 20. et surtout dans les années 40. il a commencé à se rétablir grâce à la conservation des wapitis, au rajeunissement des forêts et au déclin du nombre de loups. Indiquez quelles connexions alimentaires ont joué un rôle dans la restauration de l’espèce. Pourquoi la chasse modérée au wapiti est-elle actuellement autorisée ?

Tâches.

Sujets de discussion.

1. Bien que les calculs et les expériences indiquent que dans la nature, des cycles oscillatoires peuvent se produire entre chaque paire d'espèces prédateurs-proies, de tels cycles sont rarement observés dans la nature. Pourquoi?

2. Dans les forêts d'Extrême-Orient, une pêche intensive est pratiquée pour une plante médicinale précieuse - le ginseng. L'espèce est au bord de l'extinction. Quelles mesures prendriez-vous pour le préserver ? Qu’est-ce que la compréhension des liens prédateur-proie a à voir avec ces événements ?

3. Pendant longtemps, la chasse au loup a été encouragée dans notre pays et une prime était accordée pour chaque animal tué. La chasse au loup fut alors totalement interdite. Actuellement, dans certaines régions, cette interdiction a de nouveau été levée et certains loups peuvent être abattus. Comment pensez-vous qu’on puisse expliquer une telle incohérence dans les ordonnances des autorités environnementales ?

4. Dans la nature, les relations prédateurs-proies entre espèces spécifiques existent depuis des millions d’années. L'homme moderne, entrant dans les mêmes relations avec les espèces faune(chasse, pêche, cueillette de plantes médicinales et alimentaires, de fleurs, etc.), mine rapidement leur nombre. Pourquoi cela arrive-t-il? La connaissance et l’application des réglementations environnementales peuvent-elles modifier ces résultats ?

5. Supposons que vous deviez définir un taux de capture espèces précieuses poisson De quelles informations sur cette espèce avez-vous besoin pour calculer ce taux ? Que se passe-t-il si le taux de capture est surestimé ? c'est un euphémisme ?

Chernova N. M., Fondamentaux de l'écologie : manuel. jours 10 (11) année. enseignement général cahier de texte institutions/ N. M. Chernova, V. M. Galushin, V. M. Konstantinov ; Éd. N. M. Tchernova. - 6e éd., stéréotype. - M. : Outarde, 2002. - 304 p.

Manuels et livres sur tous les sujets, Devoirs, bibliothèques de livres en ligne, plans de notes de cours sur l'écologie, essais et notes de cours sur l'écologie pour la 10e année

Mutuellement bénéfique
5

Neutre pour la santé
8

bénéfique-nocif
12

Mutuellement nuisible
14

2. LOIS ET CONSÉQUENCES DES RELATIONS ALIMENTAIRES
Tous les organismes vivants sont interconnectés et ne peuvent exister séparément les uns des autres.
les uns les autres, formant une biocénose qui inclut des plantes, des animaux et des micro-organismes.
Les composantes du milieu entourant la biocénose (atmosphère, hydrosphère et lithosphère) forment
biotope Les organismes vivants et leur habitat forment un seul et même complexe naturel -
système écologique.
Échange constant d’énergie, de matière et d’informations entre biocénose et biotope
en forme un ensemble qui fonctionne comme un tout - la biogéocénose.
La biogéocénose est un système écologique stable et autorégulé,
dans lequel les composants organiques (animaux, plantes) sont inextricablement liés à
inorganique (air, eau, sol) et représente la composante minimale
partie de la biosphère.
Le terme « biocénose » a été introduit par le zoologiste et botaniste allemand K. Möbius en 1877 pour décrire
tous les organismes qui habitent certain territoire et leurs relations.
Le concept de biotope a été avancé par le zoologiste allemand E. Haeckel en 1899, et lui-même
le terme « biotope » a été introduit en 1908 par le professeur du Musée zoologique de Berlin F. Dahl.
Le terme « biogéocénose » a été introduit en 1942 par un géobotaniste, forestier et géographe russe.
V. Soukatchev.
17

Toute biogéocénose est un système écologique
La biogéocénose est un système écologique, mais ce n'est pas le cas.
tout système écologique est une biogéocénose
(un système écologique ne peut pas inclure de sol ou
les plantes, par exemple, colonisées lors du processus de décomposition
divers organismes tronc d'arbre ou morts
animal).
Il existe deux types de systèmes écologiques :
1) naturel - créé par la nature, durable dans
temps et non dépendant de l'homme (prairie, forêt, lac, océan,
biosphère, etc.);
2) artificiel - créé par l'homme et instable pendant
temps (potager, terres arables, aquarium, serre, etc.).
18

La propriété la plus importante de l'environnement naturel
les systèmes sont leur capacité à s’autoréguler
- ils sont dans un état de dynamique
équilibre, en maintenant ses paramètres de base dans
temps et espace.
Pour toute influence externe, sortie
système écologique à partir d'un état d'équilibre
les processus qui l’affaiblissent s’intensifient
impact et le système s'efforce de revenir à l'état
équilibre - principe de Le Chatelier-Brown.
Le système écologique naturel de l'État
l'équilibre amène la variation de son énergie en moyenne à
1% (règle du 1%).
La conclusion la plus importante de la règle ci-dessus
c'est limiter la consommation de la biosphère
ressources à une valeur relativement sûre de 1%, avec
qu'actuellement cet indicateur
19
environ 10 fois plus élevé.

Dans les systèmes écologiques, les organismes vivants B
systèmes écologiques, les organismes vivants sont connectés entre
eux-mêmes par des connexions trophiques (alimentaires), selon leur place dans
lesquels ils sont divisés en:
1) producteurs produisant à partir de substances inorganiques
biologique primaire (plantes vertes);
2) les consommateurs qui ne sont pas capables de produire de manière indépendante
substances organiques provenant d'inorganiques et de consommation
substances organiques préparées (tous les animaux et
la plupart des micro-organismes) ;
3) les décomposeurs qui décomposent la matière organique et
les transformant en inorganiques (bactéries, champignons,
certains autres organismes vivants).
20

Connexions trophiques assurant le transfert d’énergie et de matière
entre les organismes vivants, constituent la base du trophique (nourriture)
chaîne formée de niveaux trophiques remplis de vie
organismes occupant la même position dans l'ensemble
chaîne trophique. Pour chaque communauté d’organismes vivants
caractérisé par sa propre structure trophique, qui est décrite
pyramide écologique dont chaque niveau reflète les masses
organismes vivants (pyramide de la biomasse), ou leur nombre (pyramide
nombres d'Elton), ou l'énergie contenue dans les organismes vivants
(pyramide des énergies).
D'un niveau trophique de la pyramide écologique à l'autre,
plus élevé, en moyenne, pas plus de 10 % de l'énergie est transférée - loi
Lindeman (règle des dix pour cent). Ainsi, les chaînes trophiques
en règle générale, ils ne comprennent pas plus de 4 à 5 liens et aux extrémités
les chaînes trophiques ne peuvent pas être localisées grande quantité grand
les organismes vivants.
Les modèles graphiques en forme de pyramides ont été développés en 1927 par les Britanniques.
21
écologiste et zoologiste C. Elton.

Lorsqu’on étudie la structure biotique des écosystèmes, il devient
Il est évident que l'une des relations les plus importantes
entre les organismes sont alimentaires, ou trophiques,
communications.
Le terme « chaîne de puissance » a été proposé par C. Elton en 1934.
Les chaînes alimentaires, ou chaînes trophiques, sont des moyens
transférer l'énergie alimentaire de sa source (vert
plantes) à travers un certain nombre d'organismes jusqu'à des niveaux supérieurs
niveaux trophiques.
Le niveau trophique est la totalité de tous les êtres vivants
organismes appartenant au même maillon de la chaîne alimentaire.
22

3. LOIS DES RELATIONS DE CONCURRENCE DANS LA NATURE
Vivre ensemble sur un même territoire de même nature
des espèces ayant des besoins similaires conduisent inévitablement à
déplacement ou extinction complète d’une des espèces.
Dans les expériences de G.F. Gause, deux types de ciliés ont été utilisés :
pantoufle à queue et pantoufle à oreilles. Ces deux espèces se nourrissent
suspension bactérienne, et si elles sont dans des tubes différents,
ils se sentent bien. Gause a placé ces espèces similaires dans
un tube à essai avec infusion de foin et est venu au suivant
résultats:
- si les ciliés recevaient une suspension bactérienne, alors progressivement
les individus du sabot caudé ont disparu (ils sont plus sensibles à
déchets de bactéries), le nombre de chaussons
les oreilles ont également diminué par rapport au témoin
tube à essai;
- si de la levure était utilisée à la place des bactéries dans les tubes à essai, alors
les individus des ciliés à oreilles ont disparu.
33

GF Gause (1910-1986)
Expérience Gause : exclusion compétitive
34

G.F. Gause a dérivé la loi de l'exclusion compétitive :
les proches
sortes
avec
similaire
environnemental
les exigences ne peuvent pas fonctionner ensemble pendant longtemps
exister.
Il s'ensuit que dans les communautés naturelles, il y aura
seuls ceux-là survivent
espèces qui ont
diverses exigences environnementales. En particulier
cas intéressants d'acclimatation humaine de ceux
espèces qui, dans des conditions environnementales données,
Cela n’existait pas auparavant. De tels cas conduisent généralement à
disparition d'espèces similaires.
35

Cependant, dans la nature, le succès commun
habitat d'espèces complètement similaires : mésanges après éclosion
la progéniture s'unit en troupeaux communs pour rechercher de la nourriture.
Il s'est avéré que les mésanges utilisent divers
endroits - les mésanges à longue queue examinent les extrémités des branches,
mésanges - mésanges bases épaisses des branches, mésanges charbonnières
Ils examinent la neige, les souches et les buissons.
De plus, si les écosystèmes sont riches en espèces, alors les épidémies
il n’existe pas d’espèces distinctes. La situation est pire dans ceux
des écosystèmes où l'homme, en détruisant une espèce, permet
une autre espèce à se reproduire indéfiniment.
La concurrence est l'un des principaux types
interdépendance des espèces affectant la composition des ressources naturelles
communautés.
36

Bibliographie
1. Stepanovskikh A.S. Écologie générale : un manuel pour
les universités M. : UNITÉ, 2001. 510 p.
2. Radkevitch V.A. Écologie. Minsk : Lycée,
1998. 159 p.
3.Bigon M., Harper J., Townsend K. Écologie. personnes,
populations et communautés / Trad. de l'anglais M. : Mir, 1989.
Volume. 2..
4.Shilov I.A. Écologie. M. : lycée, 2003. 512 p.
(LUMIÈRE, cycles)

Les relations nutritionnelles ne répondent pas seulement aux besoins énergétiques des organismes. Ils jouent un autre rôle important dans la nature : ils détiennent sortes V communautés, régulent leur nombre et influencent le cours de l’évolution. Les connexions alimentaires sont extrêmement diverses.

Riz. 1. Guépard à la poursuite d'une proie

Typique prédateurs consacrer beaucoup d'efforts pour traquer ses proies, les rattraper et les attraper (Fig. 1). Ils ont développé un comportement de chasse particulier. Ils ont besoin de nombreux sacrifices tout au long de leur vie. Ce sont généralement des animaux forts et actifs.

Dans le milieu aquatique, une méthode d'acquisition de nourriture telle que filtration, et en bas - ingestion et passage du sol avec des particules de nourriture dans les intestins.

Riz. 2. Relations prédateurs-proies (loups et renne)

Les effets des liens alimentaires sont plus prononcés dans les relations. chasseur chassé(Fig.2).

G.F. Gauche
(1910 – 1986)

Scientifique russe, fondateur de l'écologie expérimentale

Si les prédateurs se nourrissent d'espèces inactives ou de petite taille qui ne sont pas capables de leur résister, cela conduit à un résultat évolutif différent. Les individus que le prédateur parvient à remarquer meurent. Les victimes qui sont moins visibles ou difficiles à capturer gagnent. Voilà comment cela fonctionne sélection naturelle pour la coloration protectrice, les coques dures, les épines et aiguilles protectrices et autres armes de salut contre les ennemis. L'évolution des espèces va vers une spécialisation pour ces caractéristiques.

Pour chaque couple d’espèces prédatrices et proies, le résultat de leur interaction dépend avant tout de leurs relations quantitatives. Si les prédateurs attrapent et détruisent leurs proies à peu près au même rythme que celui auquel leurs proies se reproduisent, alors ils peut se retenir croissance de leur nombre. Ce sont les résultats de ces relations qui sont le plus souvent caractéristiques d’une économie naturelle durable. communautés. Si la vitesse à laquelle les proies se reproduisent est supérieure à la vitesse à laquelle elles sont mangées par les prédateurs, explosion démographique gentil. Les prédateurs ne peuvent plus contenir ses chiffres. Cela se produit aussi parfois dans la nature. Le résultat inverse - la destruction complète de la proie par un prédateur - est très rare dans la nature, mais dans les expériences et dans des conditions perturbées par l'homme, il se produit plus souvent. Cela est dû au fait qu'avec une diminution du nombre de tout type de proies dans la nature, les prédateurs se tournent vers d'autres proies plus accessibles. Chasser uniquement une espèce rare demande trop d’énergie et devient non rentable.

Dans le premier tiers de notre siècle, on a découvert que les relations prédateur-proie pouvaient causer fluctuations périodiques régulières des chiffres chacune des espèces en interaction. Cette opinion a été particulièrement renforcée après les résultats des recherches du scientifique russe G. F. Gause. Dans ses expériences, G. F. Gause a étudié comment le nombre de deux types de ciliés, reliés par une relation prédateur-proie, évolue dans des éprouvettes (Fig. 3). La victime était un type de cilié de pantoufle qui se nourrit de bactéries, et le prédateur était un cilié de didinium qui mange des pantoufles.

Riz. 3. Progression du nombre de pantoufles ciliées
et le cilié prédateur didinium

Au début, le nombre de pantoufles a augmenté plus rapidement que celui du prédateur, qui a rapidement reçu un bon approvisionnement en nourriture et a également commencé à se multiplier rapidement. Lorsque le taux de consommation de chaussures est devenu égal au taux de reproduction, la croissance de l’espèce s’est arrêtée. Et comme les didiniums ont continué à attraper des pantoufles et à se reproduire, la consommation des victimes a rapidement dépassé de loin leur réapprovisionnement et le nombre de pantoufles dans les éprouvettes a commencé à diminuer fortement. Après un certain temps, après avoir épuisé leurs réserves de nourriture, ils cessèrent de se diviser et les didiniums commencèrent à mourir. Avec quelques modifications de l’expérience, le cycle s’est répété depuis le début. La reproduction sans entrave des pantoufles survivantes a encore augmenté leur abondance, et après elles, la courbe de population du didinium a augmenté. Dans le graphique, la courbe d'abondance des prédateurs suit la courbe des proies avec un décalage vers la droite, de sorte que les changements dans leur abondance sont asynchrones.

Riz. 4. Déclin du nombre de poissons suite à la surpêche :
courbe rouge – pêcherie mondiale de cabillaud ; courbe bleue – idem pour le capelan

Ainsi, il a été prouvé que les interactions entre prédateurs et proies peuvent, sous certaines conditions, conduire à des fluctuations cycliques régulières des effectifs des deux espèces. Le déroulement de ces cycles peut être calculé et prédit, en connaissant certaines des caractéristiques quantitatives initiales de l'espèce. Les lois quantitatives d'interaction entre les espèces dans leurs relations alimentaires sont très importantes pour la pratique. Dans la pêche, l'extraction d'invertébrés marins, la pêche à la fourrure, la chasse sportive, la cueillette de plantes ornementales et médicinales - partout où une personne réduit le nombre d'espèces dont elle a besoin dans la nature, d'un point de vue écologique, elle agit par rapport à ces espèces comme un prédateur. Il est donc important être capable de prévoir les conséquences leurs activités et les organiser de manière à ne pas porter atteinte aux ressources naturelles.

En matière de pêche et de récolte, il est nécessaire que lorsque le nombre d'espèces diminue, les taux de pêche diminuent également, comme cela se produit dans la nature lorsque les prédateurs se tournent vers des proies plus facilement accessibles (Fig. 4). Si, au contraire, nous nous efforçons de toutes nos forces d’obtenir une espèce en déclin, elle risque de ne pas reconstituer ses effectifs et de cesser d’exister. Ainsi, à cause de la surpêche due à la faute de l'homme, un certain nombre d'espèces autrefois très nombreuses ont déjà disparu de la surface de la Terre : aurochs européens, tourtes voyageuses et autres.

Lorsqu'un prédateur d'une espèce est détruit accidentellement ou intentionnellement, le nombre de ses victimes augmente d'abord. Cela conduit également à catastrophe environnementale soit parce que l'espèce compromet son propre approvisionnement alimentaire, soit parce que des maladies infectieuses se propagent, qui sont souvent bien plus destructrices que les activités des prédateurs. Un phénomène se produit boomerang écologique, lorsque les résultats sont directement opposés à la direction d’influence initiale. Par conséquent, l'utilisation compétente des lois naturelles de l'environnement est le principal moyen d'interaction humaine avec la nature.

Plan de cours. Plan de cours. Répétition de la matière abordée Répétition de la matière abordée (cocher devoirs) (vérification des devoirs) 1. tests ; 1. tests ; 2. travailler avec des graphiques ; 2. travailler avec des graphiques ; 3. travailler avec des diagrammes ; 3. travailler avec des diagrammes ; 4. travaillez en petits groupes. 4. travaillez en petits groupes. Apprendre du nouveau matériel. Apprendre du nouveau matériel. Histoire de l'enseignant avec des éléments de conversation. Histoire de l'enseignant avec des éléments de conversation. Rapports des étudiants. Rapports des étudiants. Renforcer la matière étudiée Renforcer la matière étudiée manuel §10, questions 2,3,4,6. manuel §10, questions 2,3,4,6. Résumer Résumer

Apprendre du nouveau matériel. Apprendre du nouveau matériel. L'habitat est un territoire ou une zone d'eau occupée par une population, avec un complexe de caractéristiques inhérentes. facteurs environnementaux. L'habitat est un territoire ou une zone d'eau occupée par une population avec un complexe de facteurs environnementaux qui lui sont inhérents. Les stations sont des habitats pour les animaux terrestres. Les stations sont des habitats pour les animaux terrestres. Une niche écologique est l'ensemble de tous les facteurs environnementaux au sein desquels l'existence d'une espèce est possible. Une niche écologique est l'ensemble de tous les facteurs environnementaux au sein desquels l'existence d'une espèce est possible. Une niche écologique fondamentale est une niche qui ne peut être définie caractéristiques physiologiques corps. Une niche écologique fondamentale est une niche déterminée uniquement par les caractéristiques physiologiques d'un organisme. Une niche réalisée est une niche dans laquelle une espèce est réellement présente dans la nature. Une niche réalisée est une niche dans laquelle une espèce est réellement présente dans la nature. Une niche réalisée est la partie de la niche fondamentale qui ce type soit la population est capable de « défendre » la concurrence. Une niche réalisée est la partie de la niche fondamentale qu’une espèce ou une population donnée est capable de « défendre » en compétition.

Apprendre du nouveau matériel La compétition interspécifique est une interaction entre populations qui a un effet néfaste sur leur croissance et leur survie. La compétition interspécifique est une interaction entre populations qui a un effet néfaste sur leur croissance et leur survie. Le processus de séparation des types d'espace et de ressources par populations est appelé différenciation. niches écologiques. Résultat Le processus de séparation des espèces de l'espace et des ressources par populations est appelé différenciation des niches écologiques. Le résultat de la différenciation des niches réduit la concurrence. la différenciation des niches réduit la concurrence. Compétition interspécifique pour les niches écologiques Compétition pour les ressources.

Apprendre du nouveau matériel. Question : Quelle est la conséquence de la compétition interspécifique ? Question : Quelle est la conséquence de la compétition interspécifique ? Réponse : Chez les individus d'une espèce, la fertilité, la survie et le taux de croissance diminuent en présence d'une autre Réponse : Chez les individus d'une espèce, la fertilité, la survie et le taux de croissance diminuent en présence d'une autre. Travaillez selon le tableau. Résultats de la compétition entre les espèces de coléoptères de la farine dans des tasses de farine. Conclusion : Le résultat de la compétition entre deux espèces de coléoptères - les coléoptères de la farine - dépend des conditions environnementales. Régime d'entretien (t*C, humidité) Résultats de survie Première espèce Deuxième espèce 34 *С, 70% 34 *С, 70% *С, 30% 34 *С, 30% *С, 70% 29 *С, 70% * С, 30% 29*С, 30% *С, 70% 24*С, 70% *С, 30% 24*С, 30%

Apprendre du nouveau matériel. Question. Quelles sont les issues à la compétition interspécifique ? Question. Quelles sont les issues à la compétition interspécifique ? (chez les oiseaux) (chez les oiseaux) Conclusion. Les voies de sortie énumérées de la compétition interspécifique permettent à des populations écologiquement similaires de coexister dans la même communauté. Voies de sortie Différences dans les méthodes d’obtention de nourriture Différences dans la taille des organismes Différences dans le temps d’activité Séparation spatiale des « sphères d’influence » de la nourriture Séparation des sites de nidification

Étudier du nouveau matériel Question : Quel est le danger de la compétition intraspécifique ? Question : Quel est le danger de la concurrence intraspécifique ? Réponse : Le besoin de ressources par individu diminue ; en conséquence, le taux de croissance individuelle et le développement de la quantité de substances stockées diminuent, ce qui réduit finalement la survie et la fertilité. Réponse : Le besoin de ressources par individu diminue ; en conséquence, le taux de croissance individuelle et le développement de la quantité de substances stockées diminuent, ce qui réduit finalement la survie et la fertilité.

Étudier du nouveau matériel Mécanismes de sortie de l'intrapopulation Mécanismes de sortie de la compétition intrapopulation chez les animaux compétition chez les animaux Voies de sortie Différences de connexions écologiques à différents stades de développement des organismes Différences dans les caractéristiques écologiques des sexes dans les organismes de sexes différents Territorialité et hiérarchie comme mécanismes comportementaux de sortie Installation de nouveaux territoires.

Consolidation du matériel étudié. Manuel, § 10, questions 2,3,4,6. Manuel, § 10, questions 2,3,4,6. Conclusions : la concurrence conduit à sélection naturelle dans le sens d'une augmentation des différences écologiques entre les espèces concurrentes et de la formation de différentes niches écologiques par elles. Conclusions : La compétition conduit à une sélection naturelle dans le sens d'une augmentation des différences environnementales entre les espèces concurrentes et de la formation de différentes niches écologiques par celles-ci.

$mob_info$