Ekologiya lotinda p65

NAZORAT SAVOLLARI

1. 
   Biologik xilma-xillik nima?
   
2. 
   Nima uchun turlar xilma-xilligi tirik tabiatdagi biologik xilma-xillikning asosi hisoblanadi?
   
3. 
   Biotsenozda turlar sonining bir-biri bilan miqdoriy munosabati nimani ifodalaydi?
   
4. 
   Konsorsiya nima?
   
5. 
   O‘rmonlarning tikkasiga pog‘onali tuzilishi nimadan darak beradi?
   
6. 
   Quramalik nimani aks ettiradi?
   
7. 
   Ekologik maskan (taxmon) nima?
   
8. 
   Ikki turga mansub populatsiyalar o‘rtasidagi o‘zaro munosabatlar tur- lariga tavsif bering.
   

54

5. 
   bob. EKOLOGIK TIZIMLAR
   

Ekologik tizim (ekotizim) — tirik orga-
nizmlarning biotik uyushmalari (organizm-
lar, populatsiyalar, biotsenozlar) va ular

yashayotgan muhit o‘rtasida energiya (modda) almashinuvi bilan

kechadigan har qanday birlik — biologik tizim.

Bu atama fanga ingliz olimi A. Tensli tomonidan kiritilgan. Y. Odum ekologik tizimni oziqlanish darajasi bo‘yicha energetik jihatdan o‘rganish lozimligini ta’kidlagan. Muayyan hududda joylashgan organizmlar nafaqat oziqlanish darajasi bo‘yicha, balki moddalar va energiya almashinuvi tufayli bir-biri hamda abiotik muhitning barcha tarkibiy qismlari bilan uzviy bog‘langan bo‘ladi. Xorijiy adabiyotlarda «ekologik tizim» tushunchasi ko‘- pincha «biogeotsenoz» deb ataladi.

Ekologik tizimlar makon (hudud, joy) nuqtayi nazaridan quyi- dagi to‘rt turga ajratiladi: mikroekotizim (lishayniklar, chirigan daraxt tanasi va h.k.); mezoekotizim (hovuz, ko‘l, cho‘l va h.k.); makroeko- tizim (okean, materik va h.k.) va umumiy ekotizim (yer biosferasi).

Tabiiy ekotizimlar — ochiq tizim bo‘lib, ular moddalar va energiyani qabul qilib olishi va qaytarib berishi lozim.

Tabiatda organizmlar (eng avval, produtsentlar) o‘zlash- tiradigan moddalar zaxirasi cheksiz emas. Agar ulardan ko‘p marta foydalanilmasa, aniqrog‘i, moddalar doimiy aylanishga jalb etilmasa, Yerda hayot mumkin bo‘lmas edi. Biogen tarkibiy qismlarning bunday «cheksiz» doimiy aylanishi atrof-muhitdan olinadigan moddalar oqimini yuzaga chiqarish va qo‘llab-quv- vatlashga qodir bo‘lgan organizmlarning turli guruhlari mavjudligi tufayligina bo‘lishi mumkin, xolos (5.1-rasm).

Demak, 5.1-rasmdagi chizmada ko‘rsatilganidek, ekotizimda moddalar almashinuvini saqlash uchun produtsentlar o‘zlash- tiradigan shaklda anorganik molekulalar, produtsentlar bilan oziq- lanadigan I tartibli konsumentlar, ham produtsentlar, ham I tar- tibli konsumentlar bilan oziqlanadigan II tartibli konsumentlar, shuningdek, organik moddalarni yana anorganik molekulalarga qayta tiklovchi redutsentlar zarur bo‘ladi.


Ekologik tizimlar mohiyati


55





5.1-rasm. Tabiiy ekotizimlarda moddalar (to‘g‘ri chiziq) va energiya (nuqtali chiziq) ko‘chishi.


Organizmlarning o‘zaro oziqaviy munosabatlari nuqtayi na- zaridan ekotizimlarning trofik (oziqlanish) tuzilmasi ikki pog‘o- naga bo‘linadi:

1. 
   yuqori — avtotrof pog‘ona yoki fotosintez asosida oddiy anorganik birikmalardan murakkab organik molekulalar hosil qiluvchi organizmlarni qamrab olgan «yashil mintaqa»;
   
2. 
   quyi — geterotrof pog‘ona yoki nobud bo‘lgan organik moddalarning oddiy mineral birikmalargacha parchalanish jarayonlari kechadigan tuproq va cho‘kindilarning «jigarrang mintaqasi».
   

Ekotizimdagi murakkab biologik o‘zaro bog‘lanishlar mo- hiyatiga tushunish uchun quyidagi bir qator tarkibiy qismlar mohiyatini anglash lozim bo‘ladi:

1. 
   moddalar almashinishida ishtirok etadigan anorganik mod- dalar (C, N, CO₂, H₂O, P, O va h.k.);
   
2. 
   abiotik va biotik qismlarni o‘zaro bog‘lovchi organik birik- malar (oqsillar, uglevodlar, lipidlar, chirindi moddalari va h.k.);
   
3. 
   abiotik omillarni o‘z ichiga oluvchi havo, suv va oziqlan- tiruvchi muhit;
   
4. 
   produtsentlar — oddiy anorganik moddalardan oziq-ovqat ishlab chiqishga layoqatli avtotrof organizmlar (asosan, yashil o‘simliklar);
   

56

5. 
   konsumentlar yoki fagotroflar (yebto‘ymaslar) — getero-
   trof organizmlar (asosan, boshqa organizmlar yoki organik mod-
   dalar qoldiqlari bilan oziqlanadigan hayvonlar);
   
6. 
   redutsentlar yoki saprotroflar (o‘laksaxo‘rlar) — geterotrof
   organizmlar (asosan, nobud bo‘lgan organik moddalarning par-
   chalanish yo‘li bilan energiya oluvchi bakteriyalar va zamburug‘lar
   bo‘lib, ular produtsentlarga mineral moddalar ajratib beradi).
   

Yerda produtsent organizmlar — asosan,
yashil o‘simliklar tomonidan yiliga 100 mlrd tonna
miqdorda organik moddalar — mahsulotlar
ishlab chiqiladi va taxminan shuncha miqdor-
dagi modda o‘simliklarning nafas olishi natija-

sida karbonat angidrid va suvga aylanishi lozim. Biroq, bu nisban

noaniq, sababi shundaki, o‘tgan geologik davrlarda, xususan,
bundan 300 mln yil oldin organik moddalar ortiqcha paydo bo‘l-
gan va ko‘mir cho‘kindi jinsining to‘planishida o‘z ifodasini top-
gan. Insoniyat hozirda shu energetika xomashyosidan foydalanadi.

O‘sha davrda kislorod va karbonat angidrid nisbatidagi muvo- zanat karbonat angidrid tomoniga siljigan va hosil bo‘layotgan or- ganik moddalarning bir qismi nafas olishga sarflanmagan hamda taqsimlanmagan, natijada organik moddalar ortiqchaligi paydo bo‘lgan va cho‘kindi qatlamlarda saqlangan. Bundan taxminan 100 mln yil oldin muvozanat nisbatining kislorod miqdori ortishi tomonga siljishi evolutsiya va hayotning oliy shakllari paydo bo‘- lishini mumkin qilgan. Yerda fotosintezga o‘xshash nafas olish va parchalanish jarayonlarisiz hayotning imkoni bo‘lmas edi.

Nafas olish — oksidlanish jarayoni bo‘lib, bunda organizm o‘ziga kislorodni qabul qiladi va o‘zidan karbonat angidrid, suv va moddalar almashinuvining ba’zi mahsulotlarini chiqaradi. U o‘simlik, hayvon va odam organizmining hayot faoliyatini energiya bilan ta’minlovchi asosiy jarayon hisoblanadi. Demak, nafas olish — organik moddalarning avtotrof to‘planishini de- yarli baravarlashtiruvchi geterotrof jarayon. Aerob va anaerob nafas olish hamda bijg‘ish farqlanadi.

Aerob nafas olish — fotosintezga teskari jarayon bo‘lib, ok- sidlovchi, gazsimon kislorod vodorodni birlashtiradi. Anaerob na-


Tabiatda nafas olish va parchalanish


57



fas olish, odatda, kislorodsiz muhitda ro‘y beradi va oksidlovchi sifatida anorganik moddalar, masalan, oltingugurt ishtirok etadi. Bijg‘ish ham anaerob jarayon bo‘lib, organik moddaning o‘zi oksidlovchi hisoblanadi va kislorod ishtirokisiz fermentlar yor- damida parchalanish ro‘y beradi.

Organizmlar aerob nafas olish jarayoni vositasida o‘ziga zarur bo‘lgan energiyani oladi. Kislorodsiz nafas olish saprofaglar (bakteriyalar, achitqi, mog‘or zamburug‘i, bir hujayrali hay- vonlar) hayot faoliyatining asosidir. Aerob nafas olish tezligi anaerob nafas olishga nisbatan sezilarli darajada ustun.

Shunday qilib, vaqt bo‘yicha geterotrof parchalanish jarayoni- ning organik mahsulot hosil bo‘lishidan birmuncha orqada qo- lishi ro‘y berayotganligini ta’kidlash mumkin.

Nobud bo‘lgan organizmlar qoldiqlarining parchalanishidan chirindi hosil bo‘lish jarayoni nisbatan tez, biroq oxirgi bosqich — chirindining minerallarga aylanish jarayoni juda sekin kechadi.

Parchalanish jarayonida biotik omillardan tashqari abiotik omillar, jumladan, yong‘inlar ham ishtirok etadi. Agar o‘lik organizmlar geterotrof mikroorganizmlar va saprofaglar tomoni- dan parchalanmasa, barcha oziq moddalar o‘liklar tanasida saq- lanar va hech qanday yangi hayot paydo bo‘lmas edi.

Gomeostaz — biologik tuzilmalar — organizm, populatsiya va ekotizimning o‘zgarishlarga qarshilik ko‘rsatish va muvozanatni saqlash qobiliyati. Ekotizim nuqtayi nazaridan gomeostaz hodisasi qaytar aloqadir. Gomeostazni pechkaning termostat (haroratni bir xilda saqlab turadigan asbob) tomonidan boshqarilishiga qiyoslash mumkin.

Ekotizimlarni tashqaridan boshqarish talab etilmaydi — u o‘z- o‘zidan tartibga solinadigan tizim. Ekotizim darajasida gomeostaz- ning o‘z-o‘zidan tartibga solinishi bir qancha boshqarish mexa- nizmlari bilan ta’minlangan. Ulardan biri «yirtqich — qurbon» tizimchasi hisoblanadi (5.2-rasm).

Boshqarish mazkur tizimda ijobiy va salbiy aloqalar vositasida amalga oshiriladi. Ijobiy qaytar aloqa «og‘ishni kuchaytiradi», masalan, «qurbon» populatsiyasini haddan tashqari ko‘paytiradi.


58

«Yirtqich»popu- latsiyasining o‘sishi		«Qurbon»popu-
		latsiyasining
+	a	o‘sishi

Ijobiy qaytar aloqaning yuqori chegarasi


Halokat


Gomeostaz maydoni

Г~


Salbiy qaytar aloqa doirasi


Halokat


Ijobiy qaytar aloqaning
quyi chegarasi


< (-) 0 (+)

Stress (hayajon, asabiylashish) b

2. 
   rasm. O‘z-o‘zidan tartibga solinuvchi gomeostaz tizimi:
   

a — «yirtqich—qurbon» tizimida ijobiy (+) va salbiy (—) qaytar aloqalarning o‘zaro bog‘lanishi; b — gomeostaz maydoni haqidagi tasavvur.

Salbiy qaytar aloqa «og‘ishni kamaytiradi», masalan, «yirtqich» populatsiyasi sonining ko‘payishi hisobiga «qurbon» populatsiyasining o‘sishini cheklaydi. Mana shu bog‘liqlikda o‘zaro moslashish jarayonlari rivojlanadi. Agar bu tizimga boshqa omillar aralashmasa (masalan, odam «yirtqich»ni yo‘q qilmasa), o‘z-o‘zidan tartibga solinish natijasi gomeostaz maydoni — salbiy aloqalar doirasini tavsiflaydi. Agar tizimda buzilishlar bo‘lsa, qaytar ijobiy aloqalar ustunligi boshlanib, tizimni halokatga olib kelishi mumkin.

Yirik ekotizimlar hammadan ko‘ra barqaror bo‘lib, ular ichida eng turg‘uni — biosfera hisoblanadi, kichik ekotizimlar esa eng beqaror, noturg‘un bo‘ladi. Buning sababi shundaki, yirik ekotizimlarda moddalar aylanishi va energiya oqimlarining o‘zaro aloqadorligi hisobiga o‘z-o‘zidan tartibga solinuvchi gomeostaz vujudga keladi.


59

Yerda hayot faqat quyosh energiyasi hisobiga mavjuddir. Fotosintez jarayoni faqat yorug‘lik tufayli paydo bo‘lgan va quyosh energiyasi o‘simliklar orqali go‘yoki barcha organizmlarga yetkaziladi. Energiya oziqlanish (yoki trofik) zanjiri orqali organizmdan organizmga: avtotrof, produtsentlardan geterotrof, konsumentlarga, shu tariqa 6 marta bitta trofik bosqichdan ikkinchisiga uzatiladi. Trofik bosqich — oziqlanish zanjirida har bir bo‘g‘inning tutgan o‘rni. Birinchi trofik bosqich — bu produtsentlar, qolgan barchasi — konsumentlar; ikkinchi trofik bosqich — bu o‘sim- likxo‘r konsumentlar; uchinchisi — o‘simlikxo‘r konsumentlar bilan oziqlanadigan etxo‘r konsumentlar; to‘rtinchisi — boshqa etxo‘rlarni iste’mol qiladigan konsumentlar va h.k. Binobarin, konsumentlarni ham bir necha: birinchi, ikkinchi, uchinchi va h.k. tartibli darajalarga bo‘lish mumkin (5.3-rasm). Produtsentlar	Birinchi tartibli konsumentlar	Ikkinchi tartibli konsumentlar	Uchinchi tartibli konsumentlar
1 -bosqich	2-bosqich	3-bosqich	4-bosqich
....	У У У У	У .... У . .	У У У У
^ ^ 5-bosqich: ^ ^ Organik moddalarning parchalanishini amalga oshiruvchi redutsentlar

5.3-rasm. Biogeotsenozda organizmlarning oziqaviy munosabatlari.


Konsumentlar tomonidan yutilgan oziqlar 12—20 %, et- xo‘rlarda 75 % gacha o‘zlashtiriladi. Energiya sarfi asosan orga- nizmdagi metabolizm jarayonlarini qo‘llab-quvvatlashga, ya’ni nafas olishga sarflangan chiqimlar bilan bog‘liq bo‘ladi. Qolganlari organizmdagi turli jarayonlar (to‘qimalar, zahiralar) uchun sarflanadi. Metabolizmda foydalanilgan barcha energiya oxir-oqibat issiqlik energiyasiga aylanadi va atrof-muhitga tarqaladi.


Ekotizimlar

energiyasi


60





Shunday qilib, energiyaning katta qismi bir trofik darajadan
ikkinchi — yuqori darajaga o‘tishda yo‘qotiladi. Bu yo‘qotish
taxminan 90 % ni tashkil etadi: har bir keyingi darajaga oldingi
darajaning taxminan 10 % atrofidagi energiyasi uzatiladi. Aslida
ekologik tizimning trofik zanjiri bir-biri bilan ko‘p omilli bog‘-
langan nihoyatda murakkab tizimdir. Xulosa shundaki, hayot mavjud
bo‘lishi uchun yo‘qolgan va tarqalgan energiya qayta tiklanishi lozim.

Shuni ta’kidlash joizki, ekotizimdagi moddalar almashinuviga
ko‘pincha tashqaridan kirib kelgan moddalar qo‘shilib qoladi va
ular oziqlanish zanjirlarida to‘planadi. Bu jarayonga biologik to‘p-
lanish deyiladi. Bunga trofik zanjirlarda radionukleidlar va pesti-
tsidlar to‘planishini misol qilib keltirish mumkin. Biologik to‘p-
lanish tufayli ayrim jonzotlar qirilib yoki kamayib ketishi mumkin.
Bu jarayon atrof-muhit himoyasida qat’iy hisobga olinishi lozim.

Ekologik tizimlar mahsuldorligi — pro-
dutsentlarning organik moddalar hosil qiluvchi
fotosintez jarayonida nur energiyasini o‘zlash-
tirish tezligi; bakteriyalarning karbonat angidrid
gazidan organik moddalarni hosil qilish tezligi.

Tabiatda organik moddalar ishlab chiqilishining turli darajalari mavjud bo‘lib, birlamchi va ikkilamchi mahsulotlar farqlanadi. Vaqt birligi ichida produtsentlar tomonidan hosil qilinadigan organik miqdor — birlamchi mahsulot deb, vaqt birligi ichida konsumentlar miqdorining o‘sishi — ikkilamchi mahsulot deb ataladi.

Birlamchi mahsulotning ikki darajasi: yalpi va sof mahsulot farqlanadi. Yalpi birlamchi mahsulot — yalpi organik moddalarning umumiy miqdori bo‘lib, vaqt birligi ichida fotosintez ja- rayonining ma’lum tezligida (nafas olishga sarflar hisobga olingan holda) o‘simliklar tomonidan yaratiladi.

O‘simliklar yaratgan yalpi mahsulotining 40 % dan (plankton, suvo‘tlar) 70 % gacha (daraxtlar) bo‘lgan qismini nafas olishiga sarflaydi. Yalpi mahsulotning «nafas olishga» sarflanmay qolgan qismi sof birlamchi mahsulot deyiladi. U o‘simlikning o‘sish kat- taligida (o‘lchamida) o‘z aksini topadi va aynan shu mahsulot konsumentlar hamda produtsentlar tomonidan o‘zlashtiriladi.


Ekotizimlarning

biologik

mahsuldorligi


61





Ikkilamchi mahsulot yalpi va sof mahsulotga bo‘linmaydi, ya’ni konsumentlar va redutsentlar (barcha geterotroflar) o‘z og‘irligini birlamchi mahsulotlar hisobiga oshiradi, ya’ni oldin yaratilgan mahsulotdan foydalanadi.

Ekotizimning barcha tirik tarkibiy qismlari — produtsentlar, konsumentlar va redutsentlar bir butun uyushma yoki uning ayrim qismlari, u yoki bu organizmlar guruhining umumiy bio- massasini tashkil qiladi. Biomassa, odatda, xom va quruq og‘irlikda ifodalanadi. Barqaror uyushmalarda barcha mahsulotlar amalda trofik tarmoqlarga ketkaziladi va biomassa o‘zgarmasdan qoladi.

Ekotizimlardagi trofik tuzilmani ekologik piramidalar ko‘ri- nishida ifodalash mumkin. Piramidaning asosini produtsentlar darajasi, keyingi oziqlanish darajalarini esa piramidaning qavatlari va cho‘qqisi tashkil qiladi.

Ekologik piramidalarning uch turi farqlanadi:

1. 
   miqdorlar piramidasi — har bir darajadagi organizmlar sonini aks ettiradi;
   
2. 
   biomassalar piramidasi — tirik moddalar massasini tavsif- laydi (umumiy quruq og‘irligi va h.k.);
   
3. 
   mahsulot yoki energiya piramidasi — har tomonlama tavsifga ega bo‘lib, birlamchi mahsulot yoki energiyaning keyingi trofik darajalarda o‘zgarishini ko‘rsatadi.
   

Miqdorlar piramidasi Elton qonunining mohiyatini aks ettiradi: produtsentlardan konsumentlargacha bo‘lgan darajalarning izchil qatorini tashkil etuvchi zotlar soni uzluksiz kamayib boradi.

Quruqlikdagi ekotizimlarda quyidagi biomassalar piramidasi qoidasi qo‘llaniladi: o‘simliklarning umumiy massasi barcha o‘t- xo‘r organizmlar massasidan, ularning massasi esa barcha yirtqich organizmlar massasidan ortiq bo‘ladi. Demak, sof birlamchi mahsulot o‘zgarishi bilan oziqlanish zanjirining barcha darajala- rida biomassa o‘zgaradi.

Mahsulot yoki energiya piramidasi qoidasi birlamchi mahsulot yoki energiyaning keyingi trofik darajalarda o‘zgarishini aks ettiradi: har bir oldingi trofik darajada vaqt yoki energiya birligida yaratilgan biomassa miqdori keyingi darajaga nisbatan katta bo‘ladi.

Ekotizimlar energetikasi va uning asosiy ko‘rsatkichlarini bilish tabiiy ekotizimlardan ularning mahsuldorligiga putur


62





yetkazmasdan u yoki bu miqdorda o‘simlik va hayvon biomas-
sasini olish mumkinligini aniq hisoblashga imkon beradi.

Odam tabiiy tizimlardan keragidan ortiq darajada mahsulotlar
oladi. Shuningdek, odamlar uchun asosiy oziq manbayi qishloq
xo‘jaligi hisoblanadi. Odam sun’iy agroekotizimlarni yaratib,
o‘simliklardan sof birlamchi mahsulotni ko‘proq olishga harakat
qiladi. Agroekotizimlarda yaratilgan sof birlamchi mahsulot-
ning 90 % turli maqsadlarga sarflanadi yoki boy beriladi va atigi

10. 
    % dan odam ehtiyojlari yo‘lida bevosita foydalaniladi.
    

Ekotizimlar uzluksiz o‘zgarish (o‘sish,
rivojlanish) jarayonida bo‘lib, ularga davriylik
hamda populatsiyalar va biotsenozlar almashi-

nuvi xosdir. Tashqi shart-sharoitlarning sutkalik, mavsumiy va
ko‘p yillik o‘zgarishlari va organizmlarda ichki maromlarning namo-
yon bo‘lishi biotsenozlar davriyligi — siklliligida o‘z aksini topadi.

Sutkalik davriylik kunduzgi va tungi haroratlar o‘rtasida sezi- larli farq bo‘ladigan yozi issiq, qishi sovuq iqlimli hududlarda ancha keskin namoyon bo‘ladi. Masalan, O‘zbekistonning deyarli barcha tekislik hududlarida ko‘pchilik hayvonlar jazirama tushda uyasiga yashirinadi yoki yozda tungi hayot tarziga o‘tadi.

Mavsumiy davriylik bir yillik o‘tlar, barglar to‘kilishi va shu kabilar yo‘qolgan paytda dong qotib qishki uyquga ketgan hayvonlar, hatto, butun boshli populatsiyalar muayyan davrlarda biotsenozdan «tushib keladi». Bunday hollar, hatto, nam tropik o‘rmonlarda ham kuzatiladi.

Ko‘p yillik davriylik iqlim o‘zgarishlariga bog‘liq. Muayyan hududlarda yog‘inlarning yillar bo‘yicha notekis taqsimlanishi, davriy ravishda qurg‘oqchiliklar ro‘y berishi kabilar natijasida organizmlar, populatsiyalar sonida ko‘p yillik o‘zgarishlar sodir bo‘ladi. Masalan, ayrim davrlarda hayvonlarning yalpi ko‘payishi (chigirtkalar uchishi) kuzatiladi.

Ekotizimlarda davriy ravishda populatsiyalar va biotsenozlar almashinuvi ro‘y beradi. Bu jarayonga ekologik suksessiya (izchil alma- shinish) deyiladi. N.F. Reymers ta’rifiga ko‘ra, suksessiya — u yoki bu hududda (biotopda) maqbul tarzda paydo bo‘lgan biotsenozlar- ning tabiiy omillar yoki inson faoliyati ta’sirida tadrijiy yangilanishidir.


63