Биологиялық жүйелердің экологиялық негіздері

БИОЛОГИЯЛЫҚ ЖҮЙЕЛЕРДІҢ ЭКОЛОГИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

     

       Биологиялық жүйелердің классикалык экология зерттейді. Экологияда биологиялық (тірі) жүйелердіц төмендегідей негізгі үйымдасу деңгейлерін бөліп көрсетуге болады: молекулалық (гендік), жасушалық, ұлпалық, мүшелін, ағзалық, популяциалық-түрлік, биоценоздық, биогеоценоздық, (экожүйелік),   биосфералық.

        Әрбір деңгейде қоршаган ортамен өзара әсерлесу (зат, энергия және ақпараттармен алмасу есебінен) нөтижесінде өзіне тән ерекшеліктермен сипатталатын функционалдық   жүйелер   түзіледі.

Уэбстер бойынша жүйе дегеніміз «біртүтас бүтінді түзетін, реттелген түрде өзара әрекеттесетін және өзара байланысты компоненттер». Олай болса, жүйенің негізгі элементтеріне компоненттер. Байланыстар, шекаралар жатады   (2-сурет).

Жүйелердің   үш   түрін   бөліп   көрсетеді:

1) оқшауланған, яғни көршілес жүйелермен зат пен   энергия   алмасуы     

    болмайды;

2) жабық, яғни көршілес жүйелермен энергия алмасады, бірақ зат

    алмасуы болмайды (мысалы,   космос  кемесі);

3) ашық, яғни көршілес жүйелермен зат және энергия   алмасуы                           

    болады.   Барлық   биологиялық жүйелер-ашық жүйелер. Себебі, олар

    сыртқы ортамен затиен, энергинмен жоне ақпарат пен алмасып    

    отырады.

     Молекулалық (гендік) деңгейде биологиялық жүйе биологиялық белсенді ірі молекулалар — ақуыз, нуклеин қышқылдары, көмірсулардың қызметі түрінде көрінеді. Осы деңгейден тірі материяға тән қасиеттер: сәулелі энергияның органикалық заттардың химиялық энергиясына айналуы арқылы жүретін зат алмасу, тұқым қуалаушылықтың кодтаушы құрылымдардың (ДНҚ, РНҚ) көмегімен тасымалдануы байқалады. Бұл деңгейге құрылымдардың ұрпақтарда тұрақтылығы   тән.

     Жасушалық деңгейде биологиялық бесенді малекулалар біртұтас     жүйеге қосылады. Жасушалык ұйымдасуына    байланысты    барлық    ағзалар    бір    жасушалы   және   көп   жасушалы   болып   бөлінеді.

    Ұлпалық деңгейде құрылысы мен атқаратын қызметі ұқсас     жасушалардың жиынтығынан ұлпа түзіледі. Ол шыгу тегі мен – атқаратын қызметінің  ортақтығы бойынша біріккен жасушалардың    жиынтығын құрайды.

    Мүшелік дсңгейде ұлпалардың бірнеше типтері функционалдық жағынан өзара байланыса отырып, белгілі   бір   мүшені   құрайды.

     Ағзалық деңгейде бірқатар мүішелердің өзара әсері жеке  ағзаның   біртұтас   жүйесінің   түзілуіне   әкеледі.

     Популяциялық-түрлік  деңгейде   шығу   тегі,   тіршілік жағдайлары   және   мекен   ету   орталарының   ортақтығы арқылы   байланысқан    біртекті   ағзалардың   жиынтығы түзіледі.     Бұл     деңгейде     жалпы     алғандағы     элементарлық   эволюциялық   өзгерістер   жүреді.

     Биоценоздық   деңгейде   бірге   тіршілік ететін және бір-бірімен      байланысқан      түрлердің      комплексі биоценоз   деп   аталатын   біртұтас   жүйені   түзеді.

      Биогеоценоздық (экожүйелік) - түрлік құрамы бойынша әр түрлі агзаларды мекен ету ортасымен өзара байланыста біріктіретін (биотопта) тірі материяның  ұйымдасуының   жоғары   деңгейі.

     Биосфералық — ғаламшар шекарасындағы барлық тіршілік белгілерін қамтитын анағұрлым жоғары сатыдағы   табиғи   жүйелердің   қалыптасқан   деңгейі.

     Биологиялық жүйелердің иерархиялық ұйымдасуының маңызды нәтижесі-компоненттердің күрделірек функционалдық жүйелерге бірігуі барысында бұл жаңа жүйелерде саналық жағынан жаңа алдыңғы деңгейде болмайтын қасиеттер пайда болады. Мұндай сапалық жаңа қасиеттерді — эмердженттік деп атайды (ағылшын тілінен аударғанда emergent — кенеттен пайда болған). Экологиялық деңгейдің эмердженттік қасиеттерін, оның құрамына кіретін компоненттерінің қасиеттеріне сүйеніп болжауға болмайды, яғни анағұрлым жоғары ұйымдасу деңгейінің барлық қасиеттерін төменгі деңгейлердің қасиеттерін қарап алдын ала болжауға болмайды. Мысалы, эко-жүйенің қасиеттерін жеке популяциялар туралы мәліметтерге ғана сүйеніп айтуға болмайды. Орманды тұтас алып зерттеп қана қоймай, осы ормандағы жеке ағаштарды  да  зерттеу  қажет.

       Жоғарыда аталған құбылыс Берталанфи (1969 ж.) принципінде көрінеді. Бүл принцип бойынша біртұтас бүтін тек қана оны құрайтын элементтерінің жиынтығы ғана емес, одан жоғары. Себебі оның ең негізгі сипаттамасы — оның әр түрлі элементтері арасында жүретін  өзара әрекеттесу.

      Биологиялық жүйені зерттеу қандай деңгейде жүргізілуіне байланысты классикалық экологияның төмендегі  бөлімдерін (бағыттарын)  бөліп   көрсетеді.

     

       Экологияньщ бөлімдері. Агзалар экологиясы (аутэкология) ағзаның қоршаған ортада тіршілік етуінің шекараларын анықтап, ағзалардың орта факторларының әсеріне жауап беруін және олардың орта жағдайларына  бейімделушілігін   зерттейді.

      Абиотикалык  факторлар бұл тірі ағзаға әсер ететін   қоршаған   орта   жағдайларының  комплексі   (температура,   қысым,   радиациялық   фон,   ылғалдылық,   атмосфераның   теңіз   және   тұщы   судың   топырақтың    құрамы   және   т.б.)

     Биотикалық факторлар — бұл бір ағзалардың тіршілік әрекетінің басқаларына тигізетін әсері (бәсекелестік,   жыртқыштық,   паразитизм   және   т.б.)

     Антропогенді факторлар — адам қызметінің қоршаған ортаға тигізетін әсерінің жиынтығы (зиянды заттардың атмосфераға шығарылуы, топырақ қабатының бұзылуы, табиғи ландшафттардьің бұзылуы және т.б.).

Берілген  жіктелу шартты болып табылады. Себебі, температураны абиотикалық фактор ретінде қарастырсақ, ол тірі ағзалардың әрекетіне байланысты жиі өзгеріп отырады.

       Мысалы, ауаның температурасы +13С дан төмендеген кезде бал   араларының   қозғалыстық   белсенділігі артады, ал бұл ұядағы    температураны    25—30С-қа дейін   көтереді.

Жоғарыда келтірілген  жіктеулерден басқа ағзалардың қоршаған орта факторларының әсеріне бейімдеушілік дәрежесін бағалауға негізделген (А.С.Мончадский) жіктелу бар. Бұл жіктелу бойынша барлық экологиялық факторлар үш топқа бөлінеді.

     Ең   алдымен   тірі   ағзаларда  нериодты   факторларға бейімделу   пайда    болады.    Мысалы,    Жер шарының тікелей өз   өсінен    және   Күнді    айналуы    немесе    Ай фазаларының ауысуы.

Аталган факторлардың тұрақты  түрде, қайталану циклдері Жердегі  тіршілікке дейін де болған, сондықтан да ағзалардың бұл бірінші ретті периодты факторларға бейімделуі олардың тұқым қуалау негізінде  ертеден  қалыптасқан.

      Температура, жарық, толысуы мен қайту факторлары көптеген мекен ету орталарында ерекше орын алады. Тек ең терең мұхит түбінде — абиссаль зо-насында бұл бірінші ретті факторлардың өзгерісі болмашы ғана. Тәжірибелік зерттеулер жүргізгенде тұрақты температура немесе жарықта зертханадағы жануарлардың мінез-құлқы табиғи жағдайлардан өзгеше  болатынын   есепке  алу   қажет.

Екінші    ретті  периодтық    факторлардың    өзгеруі бірінші    ретті  

 

факторлардың   өзгеруінің    нәтижесі    болып    табылады.    Мысалы,    ауаның    ылғалдылығы температураға  тәуелді  екінші  ретті  фактор.

       Су ортасы үшін еріген оттегінің, еріген тұздардың мөлшері, лайлану дәрежесі, ағыстың ағу жылдамдығы және т.б.   екінші   ретті   периодты   факторлар болып   табылғанымен, олардың   бірінші   ретті   периодтық факторларға тәуелділігі әлсіз. Ағзалардың  екінші ретті периодтық     факторларға бейімделгеніне     көп уақыт   болған жоқ, сондықтан    олардың   бейімделуі анық   көрінбейді.  Әдетте,   екінші   ретті   периодты   факторлар  түрлердің  белгілі бір   ареалдар   ішіндегі   санына әсер   еткенімен,  ареалдардың   ауданына,   шекарасына  әсер  етпейді.

         Периодты емес факторлар ағза мекен ететін ортада қалыпты жағдайда болмайды.Олар кездейсоқ әсер ететіндіктен, ағзаларда бейімделу белгілері   пайда болып үлгере алмайды. Периодты емес    факторларға климаттық   факторларды – дауылды желдер, найзағай,    өрттер,    сонымен     қатар     адамның шаруашылық   кызметін   айтуға   болады.

      Иесінің паразитке тигізетін әсерін екінші ретті периодтық факторларға жатқызу керек. Себебі, паразит мекен ететін орта ретінде иесінің денесі оның қалыпты мекен ету ортасы болып табылады. Ал иесі үшін паразиттің болуы міндетті емес, бұл периодты емес фактор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Ағзалардың  қоршаған орта факторларының  әсеріне бейімдеушілік дәрежесіне  байланысты экологиялық факторлардың  жіктелінуі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тірі жүйенің моделі