Ekologiya va ekosistemalar

Ekologiya — organizmlarning bir-biri va yashash muhiti bilan o‘zaro munosabatlarini o‘rganadigan fan (atamani E. Gekkel, 1866 yilda kiritgan). Imtihonda muhit omillari va ularning qonuniyatlari, organizmlar o‘rtasidagi munosabat turlari, oziq zanjirlari va ekologik piramida bo‘yicha hisob masalalari, suksessiya va agrotsenozlar so‘raladi.

§1. Muhit omillari

Organizmga ta’sir qiluvchi muhit elementlari ekologik omillar deyiladi:

• Abiotik — jonsiz tabiat omillari: yorug‘lik, harorat, namlik, havo va suv tarkibi, tuproq, relyef, bosim.
• Biotik — boshqa organizmlarning ta’siri: oziq bo‘lish, raqobat, parazitlik, changlatish va boshqalar.
• Antropogen — inson faoliyati: o‘rmon kesish, haydash, ifloslantirish, qurilish, ov.

Chidamlilik chegarasi keng organizmlar — evribiont, tor organizmlar — stenobiont.

Yorug‘lik: o‘simliklar yorug‘sevar, soyaga chidamli va soyasevar bo‘ladi. Kun uzunligiga javob — fotoperiodizm: qisqa kun o‘simliklari (janubdan kelgan: g‘o‘za, sholi kabi) va uzun kun o‘simliklari (shimoliy: bug‘doy, javdar kabi). Hayvonlarda kun uzunligi tullash, migratsiya, ko‘payish vaqtini belgilaydi.
Harorat: sovuqqonli (poykiloterm) hayvonlar tana harorati muhitga bog‘liq (baliqlar, amfibiyalar, sudralib yuruvchilar, umurtqasizlar); issiqqonli (gomoyoterm) — qushlar va sutemizuvchilar.
Namlik: o‘simliklar gidrofitlar (suvda), gigrofitlar (nam joylarda), mezofitlar (o‘rtacha namlikda), kserofitlar (quruq joylarda: sukkulentlar — suv to‘playdi, masalan kaktus; sklerofitlar — qattiq, mayda bargli, chuqur ildizli, masalan saksovul, yantoq).

§2. Yashash muhitlari

• Suv muhiti: plankton — suv oqimida passiv suzib yuruvchilar (mayda suvo‘tlar, qisqichbaqasimonlar); nekton — faol suzuvchilar (baliqlar, kitlar); bentos — suv tubida yashovchilar (molluskalar, ba’zi suvo‘tlar).
• Quruqlik-havo muhiti — kislorod ko‘p, ammo harorat va namlik keskin o‘zgaradi.
• Tuproq muhiti — yorug‘lik yo‘q, harorat barqaror; yashovchilari — edafobiontlar (yomg‘ir chuvalchangi, ko‘rsichqon).
• Tirik organizm — parazitlar uchun muhit: ichki parazitlar (askarida), tashqi parazitlar (bit, kana).

§3. Organizmlar orasidagi munosabatlar

Belgilar: + — foyda, − — zarar, 0 — ta’sir yo‘q.

• Neytralizm (0 0) — bevosita ta’sir yo‘q: bir o‘rmondagi olmaxon va los.
• Mutualizm (+ +) — ikkala tomonga foydali va ko‘pincha majburiy: lishayniklarda zamburug‘ va suvo‘t, mikoriza (zamburug‘ va daraxt ildizi), dukkakli o‘simliklar va tuganak bakteriyalar, termit va uning ichagidagi bir hujayralilar.
• Kommensalizm (+ 0) — biriga foyda, ikkinchisiga befarq: yopishqoq baliq va akula, yirtqich qoldiqlari bilan oziqlanuvchi hayvonlar.
• Amensalizm (− 0) — biriga zarar, ikkinchisiga befarq: baland daraxtlar soyasida yorug‘sevar o‘tlarning siqilishi.
• Raqobat (− −) — bir xil resurs uchun kurash: begona o‘tlar va madaniy o‘simliklar.
• Yirtqichlik va parazitlik (+ −): bo‘ri va quyon; askarida va odam.

Misol

Munosabat turini aniqlang: 1) dukkakli o‘simlik va tuganak bakteriyalar; 2) bo‘ri va tulki bitta quyon populyatsiyasini ovlaydi; 3) qoramol ichagidagi exinokokk.

1. O‘simlik bakteriyani organik modda bilan ta’minlaydi, bakteriya havodagi azotni bog‘laydi — mutualizm (+ +).
2. Ikkala yirtqich bir xil o‘lja uchun — raqobat (− −).
3. Parazit xo‘jayin hisobiga yashaydi — parazitlik (+ −).

§4. Populyatsiya va uning ko‘rsatkichlari

Populyatsiya — bitta turning ma’lum hududda uzoq vaqt yashaydigan, o‘zaro erkin chatishadigan va boshqa shunday guruhlardan nisbatan ajralgan individlari yig‘indisi. Populyatsiya — turning mavjud bo‘lish shakli va evolyutsiyaning elementar birligi.

Populyatsiyaning asosiy ko‘rsatkichlari:

• soni — individlarning umumiy soni;
• zichligi — maydon yoki hajm birligiga to‘g‘ri keladigan individlar soni;
• tug‘ilish va o‘lim — vaqt birligida tug‘ilgan va nobud bo‘lgan individlar soni;
• yosh tarkibi — turli yoshdagi guruhlar nisbati: yoshlar ko‘p bo‘lsa, populyatsiya o‘sadi, qarilar ko‘p bo‘lsa — kamayadi;
• jins tarkibi — erkak va urg‘ochi individlar nisbati.

Resurslar cheksiz bo‘lsa, populyatsiya J-simon (eksponensial) egri bo‘yicha tez o‘sadi; haqiqiy sharoitda oziq, joy va boshqa resurslar cheklangani uchun o‘sish sekinlashadi va S-simon egri hosil bo‘ladi — son muhit ko‘tara oladigan darajaga (muhit sig‘imi) yaqinlashib, shu atrofda tebranadi.

Sonni boshqarish omillari: oziq yetishmasligi, yirtqichlar, parazitlar va kasalliklar, raqobat, ob-havo. Zichlik oshganda ko‘pchilik omillarning ta’siri kuchayadi (oziq kamayadi, kasallik tez tarqaladi) — bu sonni muvozanatga qaytaradi. Populyatsiyalar sonining davriy tebranishlari — populyatsiya to‘lqinlari (“hayot to‘lqinlari”, S. S. Chetverikov). Masalan, quyonlar ko‘paysa, ular bilan oziqlanuvchi yirtqichlar ham ko‘payadi, so‘ng quyonlar kamayadi va bir oz kechikib yirtqichlar ham kamayadi. Kichik populyatsiyada tasodifiy hodisalar tufayli genetik xilma-xillik yo‘qolishi mumkin — shuning uchun noyob turlarni saqlashda populyatsiya sonini oshirish muhim.

Misol

Qo‘riqxonada yil boshida 200 ta quyon bor edi. Yil davomida 60 ta quyoncha tug‘ildi, 20 ta quyon nobud bo‘ldi (migratsiya yo‘q). Yil oxiridagi son va o‘sish sur’ati qancha?

1. O‘sish: 60 − 20 = 40.
2. Yil oxiridagi son: 200 + 40 = 240.
3. O‘sish sur’ati: 40 / 200 × 100% = 20%.
4. Javob: 240 ta quyon, yillik o‘sish 20%.

Misol

4 gektarli maydonda 120 ta dala sichqoni hisobga olindi. Zichlikni toping. Agar zichlik gektariga 60 taga yetsa, sichqonlar soni qancha bo‘ladi?

1. Zichlik: 120 / 4 = 30 ta/ga.
2. Yangi son: 60 × 4 = 240 ta.
3. Javob: 30 ta/ga; zichlik 60 ta/ga bo‘lsa — 240 ta sichqon (son ikki baravar ortgan).

§5. Ekosistema, oziq zanjirlari va ekologik piramida

Biogeotsenoz (V. N. Sukachev) yoki ekosistema (A. Tensli) — ma’lum hududdagi tirik organizmlar va jonsiz muhitning modda va energiya almashinuvi bilan bog‘langan yagona tizimi.

Ekosistemadagi funksional guruhlar:

• Produtsentlar — anorganik moddadan organik modda hosil qiluvchi avtotroflar (yashil o‘simliklar, sianobakteriyalar, xemosintezlovchilar).
• Konsumentlar — tayyor organik modda iste’molchilari: I tartibli (o‘txo‘rlar), II tartibli (o‘txo‘rlarni yeydigan yirtqichlar), III tartibli va hokazo.
• Redutsentlar — organik qoldiqlarni mineral moddalargacha parchalovchilar (bakteriyalar, zamburug‘lar).

Oziq zanjiri — modda va energiyaning bir oziqlanish darajasidan ikkinchisiga o‘tishi. Yaylov zanjirlari produtsentdan boshlanadi; detrit zanjirlari — o‘lik organik qoldiqlardan.

Misol

Zanjir: o‘t → chigirtka → baqa → ilon → burgut. Burgut massasi 5 kg ga ortishi uchun qancha o‘t kerak? Burgut nechanchi tartibli konsument?

1. Har bosqichda 10% o‘tadi, ya’ni har bosqichda massa 10 marta ko‘paytiriladi (pastga qarab).
2. Ilon: 5 × 10 = 50 kg; baqa: 500 kg; chigirtka: 5 000 kg; o‘t: 50 000 kg.
3. Konsument tartibini sanash: chigirtka — I, baqa — II, ilon — III, burgut — IV tartibli.
4. Javob: 50 t o‘t; burgut — IV tartibli konsument.

§6. Ekosistemalar o‘zgarishi va agrotsenozlar

Suksessiya — bir jamoaning boshqasi bilan qonuniy almashinuvi.

• Birlamchi — avval hayot bo‘lmagan joyda (yalang‘och qoya, qum): birinchi bo‘lib lishayniklar, keyin yo‘sinlar, o‘tlar, butalar, daraxtlar o‘rnashadi; tuproq asta-sekin hosil bo‘ladi.
• Ikkilamchi — buzilgan jamoa o‘rnida (yong‘indan, o‘rmon kesilgandan, tashlandiq daladan keyin); tuproq saqlangani uchun tezroq boradi.

Suksessiya barqaror, muvozanatli klimaks jamoa bilan yakunlanadi.

Agrotsenoz (sun’iy ekosistema: dala, bog‘) tabiiy ekosistemadan farq qiladi:

• turlar xilma-xilligi kam, ko‘pincha bitta asosiy tur (monokultura);
• oziq zanjirlari qisqa, ekosistema barqaror emas;
• tabiiy tanlanishdan tashqari sun’iy tanlanish ishlaydi;
• quyosh energiyasidan tashqari inson energiyasi (ishlov, o‘g‘it, sug‘orish) sarflanadi;
• hosil bilan moddalar olib chiqiladi, moddalar aylanishi yopiq emas — o‘g‘it solish kerak.

O‘zingizni tekshiring

1. Cho‘l o‘simliklari uchun asosiy cheklovchi omil qaysi?

2. Akula va yopishqoq baliq munosabati qanday ataladi?

3. Zanjirda o‘simlikdan keyingi birinchi hayvon nechanchi tartibli konsument?

4. Boyo‘g‘li 1 kg ga semirishi uchun "o‘simlik → sichqon → boyo‘g‘li" zanjirida qancha o‘simlik kerak?

5. Yalang‘och qoyada birinchi bo‘lib qaysi organizmlar o‘rnashadi?

6. Nima uchun agrotsenoz tabiiy ekosistemadan beqarorroq?

7. Populyatsiyada 500 individ, yil davomida 50 tasi tug‘ildi, 75 tasi nobud bo‘ldi. Yil oxiridagi son?

8. Resurslar cheklangan sharoitda populyatsiya o‘sishi qanday egri bilan ifodalanadi?

Ko‘p uchraydigan xatolar

• Konsument tartibini zanjirdagi o‘rindan noto‘g‘ri sanash — o‘simlikdan keyingisi I tartibli.
• Kommensalizm va amensalizmni adashtirish: kommensalizm + 0, amensalizm − 0.
• 10% qoidasida yuqori bo‘g‘indan pastga qarab hisoblaganda 10 ga ko‘paytirish o‘rniga bo‘lish (pastki daraja massasi 10 marta ko‘p).
• Plankton va nektonni almashtirish: plankton — passiv, nekton — faol suzuvchilar.
• Redutsentlarni konsumentlarga qo‘shish — ular alohida funksional guruh.
• Agrotsenozda moddalar aylanishi yopiq deb hisoblash — hosil bilan moddalar olib ketiladi.