Карбозова Б.Е.

Таразский государственный университет им.М.Х. Дулати, Казахстан

Объективно – реальные категории биологических явлений

Среди биологических явлений, характеризующих распределение живых существ в природе, могут быть выделен четыре качественно обособленных объективно– реальных категории: индивид, популяция, вид и биоценозх. Между собой они тесно связаны, но именно индивид является далее неразложимой единицей организации живого. Сочетание этих единиц образует популяции, виды и биоценозы. Вид слагается из большого или меньшего количества популяции соответствущих конкретным местообитанием. Чтобы разобраться в вопросе относительно особенностей взаимоотношений организма и среды при разной плотности популяции следует идти от простого к сложному: от индивида к популяции и от популяции к биоценозу.

В начале исследований живого организма исследователь должен прежде всего точно определить его видовую принадлежность. Однако оказывается, что этот вопрос не всегда разрешается просто: разные систематики могут отнести один и тот же индивид к различным видам и т.п. Далее оказывается , что индивид не всегда представляет собой внутривидовое явление, но может быть межвидовым ( гибридом).

В природе индивиды обитают по – разному – редко или часто, от одиночных особей до плотных скоплений, образуемых временно или постоянно ( колонии). Одиночные особи древесной поросли легче подвергаются неблагоприятным механическим воздействиям со стороны абиотических факторов или животных, чем организмы в густой популяции.

Биологический вид. Каждый вид существует в природе в форме своих разновидностей, а последние слагаются из популяций, свойственных отдельным биотопам, стациям. Популяция состоит из большего или меньшего числа особей одного вида, способных свободно размножаться. Вследствие существования в несходных условиях популяции вида несколько различаются между собой как по наследственности, так и пластичности.Индивид обладает избирательным потреблением элементов среды, в соответствии со своей наследственностью и способностью к адекватной изменчивости в пределах приспособительных возможностей. Если действующие факторы среды выходят за пределы этих возможностей, то индивид погибает, хотя его сородичи могут продолжать существовать в меру своих индивидуальных особенностей.

В науке различают систематический и биологический вид. Систематический вид – определение , принятое в систематике, которым пользуются в целях классификации организмов. Например, Л.С. Берг( 1948) дает следующее определение: Видом ( species), или линеевским видом ( линнеон), называется совокупность особей, занимающих определенную географическую область и обладающих рядом определенных признаков, передаваемых по наследству и всегда отличающих данный вид от близких видов.

Понятие и формулировка систематического вида являются техническими, облегчающими работу систематика. В этом определении подчеркнуты признаки, позволяющие выявлять и описывать виды по наличию сходства особей данного вида, их отличию от других видов, наличию ареала, нормальному воспроизведению. В то же время в этом определении не отражены важные биологические стороны вида – отношение вида и внутривидовых категорий, адаптивность свойств вида, характер его изменений и т.п.

Биологический вид характеризуется определенной структурой – тем, что он состоит из так называемых разновидностей (внутривидовых форм разного ранга). Целесообразно различать среди внутривидовых форм географические (подвиды и племена) и негеографические, или биотопические ( расы и морфы). Концепция политопического вида, признающая закономерное наличие внутривидовых форм, наиболее отвечает современным биологическим представлениям и плодотворна практически. Знание внутривидовых форм необходимо для обеспечения рациональной эксплуатации их запасов в охотничьем и рыбном хозяйстве. Как вид в целом, так и внутривидовые формы могут состоять из одной или многих популяций.

Внутривидовые отношения. Признавая биологический вид реальным, а популяции вида первой биологической надорганизменной категории ( популяция – сообщество одного вида особи занимающие определенную территорию), мы должны правильно и всесторонне оценить внутривидовые отношения организмов, направленные на сохранение вида, на увеличение его численности. Внутривидовые отношения всегда направлены на пользу популяции своего вида и ни когда не направлены на пользу популяции чужого или во вред своему виду. Поэтому внутривидовые отношения, хотя и противоречивы, но не бывают антогонистическими, так как противоречия всегда решаются на пользу вида. Межвидовые отношения, напротив, в большинстве случаев являются антогонистическими, хотя могут иметь и характер взаимопомощи. Внутривидовые отношения разнообразны: они могут быть трех типов: топические, трофические и генеративные. Популяция как совокупность особей вида в определенном местообитании противостоит окружающим неблагоприятным условиям, как абиотическим, так и биотическим межвидовым. В целом ряде случаев особям вида выгодна групповая жизнь, постоянно или временно, и это ведет к образованию соответствующих группировок, стад.

Разнокачественность популяций. Популяции особей вида в разных участках ареала, или точнее, в разных местообитаниях, не однородны. В настоящее время можно со всей определенностью говорить о внутривидовой экологической разнокачественностью популяций. Наличие внутривидовых подразделений – упомянутые выше географических и биотопических форм, устанавливаемых на основании морфологических признаков, свидетельствует о значительной эколого – физиологической неоднородности особей вида.

Биологическая неоднородность вида, например, у рыб усиливается специфическим своеобразием их среды и характером местообитания – большей или меньшей изоляцией озерно – речных бассейнов, а особенно ограниченностью нерестовых площадей у многих видов. И.В. Кожанчиков ( 1948) рассматривает вопрос о биологических формах насекомых. Среди многих растительноядных и хищных насекомых имеются специфические внутривидовые формы. Так, у жуков – листоедов и короедов особи одних и тех же видов обнаруживают трудности скрещивания, территориальную изоляцию и иногда небольшие цветовые отличия. Биологические формы были специально оценены и описаны как самостоятельные виды Н.А. Холодковским для хермесов и тлей, специализированных на питании определенными видами хвойных растений. Явление биологической дифференциации у тлей выражено резко, и многие виды их значительно более определенно характеризуются типом повреждения кормовых растений (галлами) и их видовым составом, чем структурами. Различающиеся своей пищей биологические формы обнаружены среди разных отрядов насекомых, клещей, ракообразных. Биологические формы известны также среди некоторых видов высших позвоночных животных. Для птиц описываются биологические формы, отличающиеся по пению, пока слабо изученные. Н.И. Калабухов нашел их у лесной мыши. Равнинные и горные популяции этого вида существенно отличаются по количеству гемоглобина в крови и по числу эритроцитов.

В биологической разнокачественности групп внутри видов заложены возможности прогрессивной эволюции последних. Вопрос о биологических формах имеет важное практическое значение в разных отраслях народного хозяйства в связи с необходимостью применения для борьбы с вредными формами и для разведения полезных специфических средств.

Учение о биоценозе и межвидовых отношениях. Все биологические науки изучают организм: его место в системе, морфологию, физиологию, взаимоотношение со средой и наследственность. Популяция изучается современной экологией и генетикой. Биоценоз остается объектом изучения одной экологии, как общей, так и частной (в составе частных и комплексных дисциплин). Биоценоз представляет собой совокупность совместно обитающих популяций разных видов микроорганизмов, растений и животных. Биоценоз – население биотопа, а биотоп – место жизни биоценозов. Понятие « биоценоз» ввел в науку в 1877 году, немецкий натуралист К. Мебиус, исследовавший устричные банки Северного моря. К. Мебиус при изучении устричных банок установил, что устрицы могут жить при определенных условиях и с ними вместе живет целый комплекс видов рыб, моллюсков, ракообразных, асцидий, червей, мшанок, иглокожих, губок, простейших. На основании этого изучения К. Мебиус пришел к убеждению в существовании группировок, о которых говорит, что каждая устричная банка является сообществом живых существ, собранием видов и скоплением особей, которые находят здесь все необходимое для роста и существования. Биоценозы – сложные природные явления, один из высших уровней жизненных явлений, намечающих переход от биологической формы движения материи к социальной форме. Вследствие этого в области биоценологии существует немало социологических измышлений, как это будет показано ниже.

Биоценоз представляет собой совокупность особей разных видов (часто многих десятков или сотен). Но обычно как указывает Е.Н. Павловский, бывает основной вид биоценоза: устрица - на устричной банке, сосна -в сосновом бору, кедр – в кедраче и т.п. Понять природу биоценоза можно лишь в результате глубокого изучения биологии ведущего вида живого организма и находящихся в связи с ними других видов. Но, что объединяет представителей разных видов в биоценозе? Это, с одной стороны, абиотические условия, придающие известное однообразие биотопу (например, скалистый или песчаный грунт и т.п.), а с другой стороны, разнообразные межвидовые связи и взаимоотношения, возникающие на почве совместного обитания особей разных видов и установления между ними определенных пищевых отношений ( пищевые сети, пищевые цепи питания).

Межвидовые отношения. Межвидовые взаимоотношения организмов направлены на обеспечение существования путем заселения территории и получения пищи особями одного вида за счет особей других видов. Это достигается путем прямых ( « борьба» «паразитизм» и косвенных ( «конкуренция») воздействий одних видов на другие, а в некоторых случаях и объединение видов в борьбе за жизнь ( « симбиоз»). Рассматривая межвидовые связи и отношения организмов, мы должны различать постоянные и временные, периодические и спорадические, длительные и кратковременные взаимодействия особей.

В связи с наличием между организмами разных видов многосторонних отношений по линии питания для биоценозов весьма характерны пищевые цепи, которые связывают разнородное население, часто представленное десятками видов, в одно биологическое целое. Пищевые цепи (связи), как известно, всегда имеют в качестве начальных звеньев продуцентов ( растения), средними и конечными звеньями являются консументы ( растительноядные и хищные животные), кроме того имеются редуценты.

С цепями питания связано представление об экологических нишах. Под нишей подразумевается образ жизни и в особенности способ питания животного ( Элтон, 1934).

По С.А Северцову, вид в целом представляет особую, жизненную форму и занимает определенную нишу. Он особо от других видов реагирует на воздействие внешних условий и специфично воздействует на среду. Жизненная форма определяется всем комплексом приспособлений, которые были приобретены в течение эволюции предками вида во взаимодействии со средой. Каждой жизненной форме соответствует определенное место в природе – ее ниша. Вместе с тем – это комплекс условий среды, которое воздействует на вид.

Каждый организм – потребитель расходует пищу на поддержание жизненных функций и продуцирование массы тела. Поэтому все организмы всегда меньше веса съеденной им пищи. В результате этого по цепи питания происходит уменьшение количества исходного органического вещества и его качественное преобразование. Чем больше промежуточных звеньев в пищевой цепи, тем меньше масса конечного звена. Это явление, связанное с цепями питания в экологии носит название пирамиды чисел. Оно заключается в том, что по мере перехода в пищевой цепи от одного звена к последующему общая масса органического вещества уменьшается. Конечное звено многоярусной цепи во много раз( 10) меньше по массе, чем начальное звено. Межвидовые отношения, складывающиеся в биоценозе, разнообразны и характеризуются всеми переходами от чисто антагонистических ( борьба, хищничество, паразитизм) через явления конкуренции разной степени до подлинной взаимопомощи. Некоторые виды в биоценозе могут быть прямо не связаны (индифферентные отношения), но все равно между ними будет та или иная связь. Это наглядно показывают схемы пищевых цепей, существующие в разных биоценозах. Особую группу межвидовых отношений представляют явления, связанные с выработкой определенных защитных приспособлений. Последние могут быть активными, так и пассивными. Активные приспособления к нападению хорошо развиты у различных животных, особенно хищных (когти, клыки и т.п.). Активную защиту животного организма от вредных микробов представляет явление фагоцитоза, открытое И.И. Мечниковым. Особенно широко распространены пассивные приспособления этого рода, которыми животные и растения предохраняют себя от определенных видов своих врагов. Сюда прежде всего должна быть отнесена обширная категория явлений, объединяемых термином «мимикрия».

Специфическое защитное свойство растений, выработавшееся у них в борьбе против определенных видов микробов растений и животных, представляет открытое Б.П. Токиным явление фитонцидов, или биологических активных антисептиков. Аналогичные им вещества (грамицидин, пенициллин и другие) нашли уже широкое применение в медицине в качестве бактерицидов. Посредством летучих веществ фитонцидов как бы само по себя стерилизует. Фитонциды не только убивают представителей низших растений и простейших животных, но и на расстоянии иногда оказывают губительное действие на млекопитающих. Растительные яды имеют то же биологическое значение, содействуя защите соответствующих растений от поедания их животными.

С другой стороны, выделяемые растениями летучие органические вещества, как показал Г.Г. Холодный, могут содержать витаминоподобные вещества и потому их усвоение определенными организмами является для последних полезным, входя в их режим питания. Как видим их отмеченных выше данных, возникновение даже таких своеобразных явлений, как мимикрия и фитонциды, связанных с межвидовыми отношениями, в конечном счете зависит от процесса питания (и защиты от поедания) [1].

В современной экологии можно выделить два основных подхода в изучении: экосистемный и популяционный. В первом случае основной упор делается на изучение естественных совокупностей организмов ( как правило, относящихся к разным трофическим уровням) и неживых компонентов среды, находящихся в тесной вхаимосвязи. Эти совокупности ( экосистемы) имеют довольно условные границы, опреджеляемые пренжэде всего круговоротом основных биогенных элементов, рассматриваемым в определенном пространственно – временном масштабе. В пределах экосистемного подхода можно различать структурное направление, уделяющее основное внимание изучению строения экосистем, и функциональное, делающее упор на изучении происходящих в экосистемах процессов. Популяционный подход концентрирует основное внимание на изучении популяций – совокупностей особей одного вида, обитающих на определенной территории. Наиболее часто возникающие в рамках популяционного подхода вопросы связаны с выявлением факторов, ограничивающих распространение тех или иных популяций и рост их численности [ 2].

Литература

1. Иоганзен Б.Г. Экология, биогеоценология и охрана природы.Томский университет. Томск. -1979. 256с.

2. Гиляров А.М. Популяционная экология. М. МГУ. 1990. 191 с.