Когда мы прогуливаемся по лесу или купаемся в пруду, мы имеем дело с одним из природных объектов, изучаемых экологией, — с биологическим сообществом.
Сообщество представляет собой совокупность существующих популяций разных видов. Вместе с неживыми компонентами среды сообщество составляет экосистему.
В природе существуют сообщества разного масштаба. Популяции разных видов сосуществуют в
желудке коровы и в гниющем пне;
на болоте и в лесу;
на пространстве тайги или тундры.
Микроорганизмы, которые обитают в желудке коровы, организмы, населяющие лес, — все это сообщества разного уровня, более или менее резко отграниченные друг от друга. Наиболее крупные сообщества, которые характеризуются определенным типом растительности и климатом, называются биомами. Тайга, тундра, тропический лес — пример типов биомов.
Крупные сообщества — устойчивые системы, некоторые из них существуют без заметных изменений сотни и тысячи лет. В то же время устойчивость сообществ относительна: часто по мере изменений условий среды происходит постоянная смена одного сообщества другим. Смены сообществ происходят и в процессе эволюции по мере вымирания одних видов и возникновения других.
Сообщества характеризуются следующими свойствами:
пространственная структура (особенности размещения организмов),
видовая структура (состав видов и их количественные соотношения).
Но сообщество — это не просто сумма составляющих его видов. Само существование сообществ и их свойства определяются сложными взаимодействиями между разными видами. Сообщество и неживые компоненты экосистемы оказывают взаимное влияние друг на друга и составляют единое целое. Сообщество невозможно отделить от условий среды — почвы, воды, состава газов, климатических условий.
Между живыми и неживыми компонентами экосистем постоянно происходит обмен веществом и энергией. Большинство сообществ получают энергию в виде солнечного света. За счет этой энергии растения образуют из неорганических веществ органические (по их роли в сообществе такие организмы называются продуцентами, т.е. образователями). Растения идут в пищу животным, которые являются консументами, т.е. потребителями. Мертвое органическое вещество, образующееся при гибели животных и растений, перерабатывается в основном бактериями и грибами и разлагается до простых неорганических веществ (вода, углекислый газ и др.), которые вновь могут усваиваться растениями. Бактерии и грибы — это редуценты (разрушители). Соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами называется экологической структурой сообщества.
Состав и структура сообществ, их устойчивость и смены зависят от сложных взаимодействий между разными видами. Популяции двух разных видов, населяющих одно и то же сообщество, практически всегда прямо или косвенно воздействуют друг на друга. Более подробно об этих воздействия.
Многие организмы создают среду для организмов других видов, и связи между организмами называются топическими. Например, деревья в лесу служат местом кормежки и постройки гнезд для многих птиц; на их листьях живут тли и гусеницы, под корой — личинки жуков; на поверхности корней обитает особое сообщество грибов и бактерий. Задерживая часть солнечных лучей, влияя на температуру и влажность, деревья меняют условия обитания травянистых растений. Все это — топические связи между деревьями и другими организмами.
Другой тип связей — трофические, или пищевые. Они возникают, когда одни организмы служат источником пищи для других. Трофические связи существуют между деревом и многоножками-кивсяками, поедающими его опавшую листву; между лисой и полевками; между лошадьми и жуками-навозниками.
Трофическая связь между деревом и многоножкой
Особые отношения возникают между видами, которые используют одни и те же ресурсы (пищу, территорию, свет и т.п.). Эти отношения называются межвидовой конкуренцией. Виды-конкуренты, создавая нехватку ресурсов, оказывают друг на друга угнетающее воздействие (вызывают снижение численности, замедление роста особей и др.). В некоторых случаях разные виды непосредственно «мешают» друг другу. Например, некоторые растения выделяют в почву вещества, угнетающие рост растений других видов. Муравьи на своей, охотничьей территории убивают муравьев других видов. Такие взаимоотношения называются интерференцией.
Между многими видами в сообществе существуют тесные взаимовыгодные связи. Например, многие насекомые опыляют определенные виды цветковых растений, а сами питаются нектаром их цветков; муравьи поедают сахаристые экскременты тлей и при этом защищают тлей от хищников. Такие взаимовыгодные отношения называют мутуализмом. Мутуалистические отношения играют очень важную роль в функционировании экосистем. Воздействие видов в сообществе друг на друга трудно однозначно разделить на «полезные» и «вредные». Например, хищники приносят вред жертвам, убивая и поедая их. Но для популяции жертв воздействие хищников может быть полезным. Многие хищники (волки, хищные птицы) часто потребляют ослабленных, больных жертв. Они препятствуют резкому росту численности жертв и распространению эпидемий.