Сукцессия грибов в древесине реферат
Обновлено: 15.05.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Выполнил учитель биологии
Низова Валентина Александровна
При гетеротрофной сукцессии виды последовательно сменяя друг друга, используют какой-либо один ограниченный ресурс. Это может быть листовой спад, труп животного, навоз, упавшее дерево. Сукцессия здесь проходит довольно быстро — в течение нескольких месяцев или лет. Любая мертвая органика (детрит) используется микроорганизмами или животными детритофагами. Обычно различные виды их появляются и исчезают поочередно, по мере истощения в ходе разложения одних органических веществ и появления других. Одновременно изменения в физическом состоянии детрита делают его благоприятным сначала для одних видов, а затем — для других. Так на этой мертвой органике одно сообщество животных сменяет другое до тех пор, пока ресурс не используется весь и органика не минерализуется.
Гетеротрофная сукцессия в опавшей хвое сосны продолжается около 10 лет (Бигон и др., 1989.
Примером такой сукцессии может служить разложение растительного опада в хвойном лесу. Под кронами сосен он непрерывно накапливается. На поверхности хвоинки самые молодые, и чем глубже они расположены, тем старее. Утилизируются хвоинки различными видами грибов, причем группы их видов сменяют друг друга в определенной последовательности. В конце концов к потреблению этой хвои присоединяются и животные. Сукцессия начинается еще тогда, когда хвоинки не опали, а просто достаточно состарились на ветках Тогда на них поселяется один из видов грибов, а к моменту их старения и отмирания (они и мертвые некоторое время висят на ветках) этот потребитель сменяется тремя другими видами. Они поедают мертвые хвоинки, начиная от их падения с веток и все то время, пока они находятся в первом слое опавшей хвои. За полгода лежания первые слои размягчаются. Их захватывают и переваривают еще несколько видов грибов, пришедших на смену двум первым ( в течении 6 мес). .
Следующая стадия разложения протекает во втором слое. Хвоинки здесь хорошо утрамбованы, ткани их размягчены и непрочны, цвет их становится серо-черный. Микофлора (сообщество грибов, поедающих эти хвоинки) на них становится более влаголюбивой, потому что в этом слое почвы нарастает влажность. Здесь появляются еще три новых вида грибов, потребителей хвои. Кроме того, разрушение внутренней ткани хвоинок начинают осуществлять почвенные клещи. Через два года структура хвоинок меняется в очередной раз. Они плотно спрессовываются, и участки, ранее пораженные грибами, теперь захватывают ногохвостки, клещи и олигохеты. Деятельность этой группы животных завершает физическое разрушение хвои. Перечисленных животных сменяет затем сообщество грибов базидиомицетов (несколько видов), которые разрушают самые прочные части хвоинок — целлюлозу и лигнин. Примерно через семь лет хвоинки делаются структурно неразличимыми, потребление их окончено и ткани полностью минерализованы.
Гетеротрофную сукцессию можно продемонстрировать в эксперименте на
сенном растворе ( для приготовления сенного настоя взяла порцию прелого сена из водоема) ,где вначале расцветает пышная культура разнообразных бактерий, которые при добавлении прудовой воды сменяются простейшими родов Hypotricha , Amoeba , Vorticella . После того, как ресурсы исчерпываются, сукцессия останавливается, а участвовавшие в ней организмы переходят в покоящееся состояние. В ходе исследования был выявлен характерный для развития биоценозов целый ряд общих закономерностей. На первом этапе среда заселилась случайно попавшими организмами. На втором этапе прижившие виды начали осваивать и изменять среду обитания, еще не мешая друг другу. На третьем этапе обострились конкурентные отношения. Происходило постепенное увеличение видового разнообразия. Происходило развитие экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому. Смены видов шли до тех пор, пока не закончились запасы питательных веществ в сенном настое.
Примером сукцессии другого типа является река, загрязнённая большим количеством органических отбросов. Избыточное органическое вещество в этом случае начинает активно использоваться гетеротрофами. При этом оно потребляется быстрее, чем создаётся, то есть происходит постоянное убывание органического вещества.
Н.М.Чернова описывает следующие изменения во времени фауны коровьей лепешки. Навоз, пролежавший не более суток, содержит много мелких нематод, яйца мух–дрозофил, некоторых форезирующих клещей. На 3–й день в навозе помимо той же фауны, начинают попадаться личинки жуков–стафилинид. На десятый день могут быть обнаружены личинки водолюбов ( Cercyon ) и взрослые жуки тех же видов, а также жуки–карапузики. В двенадцатидневном навозе обильны ногохвостки ( Hypogastrura ) а также мелкие жуки семейства Ptiliidae. На богатых органических субстратах возникает жесткая конкуренция между его потребителями. Так, навоз может очень быстро утилизироваться жуками.
Очень сложная и напряженная конкуренция между насекомыми, грибами и нематодами требует от первых заселителей большой скорости развития, что облегчается разогревом субстрата до 30–40° С. Так, комнатная муха в свином навозе способна развиться от свежее отложенного яйца до куколки за 5–6 суток. Большое значение имеет групповое внекишечное пищеварение, выделение ряда веществ, убивающих конкурентов или тормозящих их рост, и также изменения рН субстрата. Естественно, что большая концентрация насекомых в быстро разлагающихся субстратах привлекает многих хищников и паразитов. Даже среди Muscidae (настоящие мухи) есть виды, личинки которых поедают личинок мух других видов. Первая стадия разложения субстрата, богатого белками, длится не более нескольких дней. Далее следуют другие менее напряженные в отношении конкуренции стадии, где практически полностью сменяются все группировки насекомых.
Пример в презентации: дерево размягчается - задерживаются споры мхов, папоротников и семена цветковых растений – накапливается влага,прорастают мхи - Под плотным ковром мхов, влага увеличивается, идет активное разложение за счет организмов-деструкторов - Мхи сменяются папоротниками, древесина превращается в труху- Ствол оседает, углубляется в почву, превращаясь в рассыпающуюся в древесную гниль
Первыми на мертвом или ослабленном дереве поселяются насекомые-короеды, которые повреждают кору, давая возможность проникнуть в места повреждений спорам грибов. Грибы-пионеры размягчают древесину, окрашивая ее в разные цвета. Это облегчает появление следующей волны насекомых, которые питаются уже древесиной (ксилофаги). В поврежденной ими древесине развиваются грибы-деструкторы, способствующие появлению мягкой гнили. Затем их сменяют грибы-гумификаторы, превращающие гнилую древесину в гумус. На всех стадиях гетеротрофной сукцессии также идет соответствующая смена видов микроорганизмов. В конечном итоге все органическое вещество разлагается до конечных продуктов: минеральных веществ и углекислого газа. Разложение дерева может длиться несколько лет, но в результате органика исчерпывается и сообщество прекращает своё существование .
Другой пример– сукцессия состава насекомых-ксилофагов,участвующих в разложении древесины. Различаются пять стадий этой сукцессии: живой древесины, ослабленной древесины, мертвого целого дерева, частично разложившейся древесины, полностью разложившейся древесины. На каждой стадии – своя фауна ксилофагов. Таким образом, в гетеротрофной сукцессии отсутствует климаксовая стадия.
По мере развития биоценоза, происходящего в результате смены различных сукцессионных стадий, изменения его структуры и видового состава протекают до определенного предела, после которого сообщество приходит в относительное стабильное состояние, главным образом за счет стабилизации структуры растительности. Такое относительно устойчивое и равновесное по отношению к внешней среде растительное сообщество носит название климаксового. Таким образом, климакс (от греч. klimax - лестница) представляет собой заключительную стадию развития биоценоза, на которой он находится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно продолжительное время.
В таких климаксовых сообществах долгое время сохраняются относительно постоянные потоки вещества и энергии. Видовой состав этих сообществ обычно богат и однороден по структуре. В течение сукцессии биомасса и продукция живых организмов возрастает, а круговорот веществ становится все более замкнутым.
Стабильность экосистемы возможна только при сбалансированном поступлении и отчуждении органического вещества. В этом случае общая живая масса экосистемы остается в устойчивом состоянии. Под экологической стабильностью экосистемы понимается способность ее противостоять внутренним и внешним абиотическим и биотическим факторам среды.
Концепция первичной автогенной сукцессии, в результате которой экосистема переходит в экологически равновесное состояние, наиболее соответствующее климату, связана с именем выдающегося американского эколога Ф. Клементса. Это равновесное состояние было названо климаксом. Экосистемы стадий сукцессии на пути к климаксу Клементс назвал серийными.
Дисклимакс проявляется в уплотнение почвы, изменению ее физических свойств, прежде всего степени аэрированности, скважности, иногда механического состава; механическое повреждениям растений, обрыванию, вытаптыванию; захламление мусором, загрязнение экскрементами выжигание, разведению костров.
Материковые луга могут заболачиваться в результате уплотнения почвы под влиянием весеннего выпаса скота и следовательно происходит обеднение почв (питательные вещества выносятся животными с поедаемыми растениями или вывозятся со скошенным сеном. Более требовательные к питательным веществам ценные травы постепенно исчезают, появляются растения, мирящиеся с бедностью почвы, среди которых большую роль играют мхи).
Ю. Одум (1986) подчеркнул, что в ходе сукцессии по мере ее приближения к климаксу происходит выравнивание соотношения продукции (P) и дыхания (R), т.е. в климаксовой экосистеме Р=R. Вся продукция, которая образована за год, растрачивается на дыхание, и потому дальнейшего увеличения биомассы не происходит. Отношение величины биомассы к продукции (В/Р) возрастает до тех пор, пока на единицу потока энергии не будет приходится максимум биомассы для данного климата (этот максимум будет различаться в зонах тайги, широколиственных лесов, степи, пустыни и т.д.).
По мере приближения к климаксу круговороты биогенных элементов становятся все более замкнутыми и медленными, причем возрастает доля биогенов, которые фиксированы в живых организмах и детрите (включая и гумус почвы).
Климатические сукцессии обычно имеют место, когда в силу периодических возмущений внешней среды или вследствие характера развития самого сообщества изменения в нем происходят через более или менее регулярные промежутки времени.
Удобно, хотя и несколько произвольно, различать для данной области:
1) единственный региональный , или климатический климакс , находящийся в равновесии с общими климатическими условиями;
2) различное число локальных , или эдафических климаксов , которые представляют собой модификации стационарных состояний, соответствующие особым местным условиям субстрата.
В тех местах, где рельеф местности, почва, водный режим и регулярные возмущения, например пожары, препятствуют развитию экосистемы до теоретического конечного состояния (климатического климакса), сукцессия заканчивается эдафическим климаксом.
2.Матишов Г.Г., Кренева С.В., Муравейко В.М., Шпарковский И.А., Ильин Г.В. Биотестирование и прогноз изменчивости водных экосистем при антропогенном загрязнении. – Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2003. – 468 с.
3.Смирнова О.В., Торопова Н.А. Сукцессия и климакс как экосистемный процесс // Успехи соврем. биологии. Т. 128. - 2008, № 2.- С. 129-144.
4.Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А.Акимова, В.В.Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2009.- 556 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.
Читайте также: