Понятие ареал. Ареал (от лат. area — площадь, пространство), часть земной поверхности (или акватории), в пределах которой встречается тот или иной вид (род, семейство и т. д.) животных или растений.
Ареал вида и других таксонов. Ареал вида - область географического распространения (территория или акватория) особей рассматриваемого вида вне зависимости от степени постоянства их обитания в данной местности, но исключая места случайного попадания (заноса, залета, захода, заплыва и т. п.) в соседние регионы. Первичный ареал представляет собой цельное пространство. Изменяется ареал вследствие расселения вида или его гибели на части территории.
Характер границ ареалов и обуславливающие их причины: исторические, физические, экологические. Границы ареалов могут быть постоянными (стативными), а могут быть подвижными – расширяющимися (прогрессивными – если вид еще не достиг естественных преград, ограничивающих его распространение) и сужающимися (регрессивными – если под влиянием каких-либо факторов происходит сокращение площади ареала).
В зависимости от факторов, ограничивающих распространение группы, границы ареалов могут быть эдафическими (если за их пределами вид не находит необходимых ему мест обитания); конкурентными (когда вид в расселении дошел до пределов, на которых он встречается с конкурирующим видом, сдерживающим его дальнейшее расселение); климатическими (если за их пределами климат становится неблагоприятным для существования вида) и импедитными, связанными с наличием преград, которые особи вида не могут преодолеть механически.
Размеры ареалов могут быть различными. Так, вид (или иная таксономическая категория), встречающийся на больших площадях во многих районах земного шара, считается космополитом. Космополитические ареалы имеют скопа, сокол-сапсан, черный ворон и ряд других видов. Особенно большое количество космополитов наблюдается среди сорных, рудеральных и синантропных видов (серая и черная крысы, домовая мышь, постельный клоп, рыжий таракан, домашняя муха, одуванчик обыкновенный, ярутка полевая, целый ряд сорных и мусорных растений). Однако истинных космополитов, то есть видов, распространенных по всем пригодным для жизни областям от Арктики до Антарктики, практически нет ни среди сухопутных, ни среди водных видов. Если вид занимает достаточно узкий ареал, его относят к эндемичным видам, или эндемикам. Иногда ареалы эндемиков ничтожны по площади.
Величина ареалов и их границы находятся в тесной взаимосвязи. Если размеры ареалов очень часто зависят от экологической валентности населяющих их видов, то значение экологических факторов, определяющих границы ареалов, еще более велико. Эти границы нередко обусловлены определенной комбинацией факторов среды или даже их одним градиентом. Особое значение имеют температура, освещение, питание, характер субстрата. Для наземных животных существенную роль, кроме того, играет влажность воздуха, для водных — химизм воды, содержание кислорода и т. д. Существует разделение границ на климатические, ландшафтные, биоценотические. Их можно назвать экологическими границами, поскольку они определяются целой совокупностью факторов. С другой стороны, известно немало случаев, когда граница остается стабильной, и расселения не происходит, несмотря на то, что условия среды внутри ареала и за его пределами однородны и вполне благоприятны для вида. Подобные явления объясняются историческими причинами и указывают на то, что в прошлом условия среды по обе стороны границ были различными. Границы ареалов, происхождение которых обусловлено минувшими событиями и не оправдывается экологической обстановкой настоящего времени, называются историческими или реликтовыми.
Понятие реликт, нео- и палеоэндем.
Реликт - Организм, предмет или явление, сохранившиеся от древних эпох. Также это виды или сообщества, находящиеся в противоречии с современными условиями существования.
Неоэндемы - эндемичные виды(ограниченные в своём распространении относительно небольшой территорией) (или роды) растений или животных, ограниченность ареала которых обусловлена их "молодостью", т. е. тем, что они ещё не успели расселиться.
Палеоэндемы - эндемичные виды (или роды) растений или животных, свойственные только данной стране (области), нередко возникшие в этой стране и существовавшие в ней долгое время.
Реликты – таксон, который когда-то имел иную область распространения и сохранился на сегодняшний день в составе флоры благодаря рифугиумам.
Эндемики (от греч. éndemos — местный), виды, роды, семейства и другие таксоны (систематические категории) растений и животных, ограниченные в своем распространении относительно небольшой областью.
Неоэндемики - молодые виды, сравнительно недавно возникшие и ещё не успевшие расширить свой ареал (канарский финик, ряд видов флоры и фауны Крыма, фауны Британских о-вов).
Палеоэндемики - реликтовые исчезающие виды (гинкго и метасеквойя в Зап. и Центр. Китае, виды секвойи в Калифорнии, утконос в Австралии и Тасмании, латимерия в р-не Коморских о-вов).
Космополитичные ареалы - растения или животные, встречающиеся на большей части земного шара. Число космополитов невелико. Среди растений это гл. обр. сорняки и синантропные виды: подорожник большой, пастушья сумка, спорыш, или птичья гречиха, мятлик однолетний или водные и болотные растения: рдест, рогоз, ряска. Синантропными являются и многие космополиты-животные: комнатная муха, домовый воробей, серая крыса и др.
Космополитичные ареалы. Это область распространения вида или др. систематической группы, охватывающая обширные площади суши или акватории. Так, вид (или иная таксономическая категория), встречающийся на больших площадях во многих районах земного шара, считается космополитом. Космополитические ареалы имеют скопа, сокол-сапсан, черный ворон и ряд других видов. Особенно большое количество космополитов наблюдается среди сорных, рудеральных и синантропных видов (серая и черная крысы, домовая мышь, постельный клоп, рыжий таракан, домашняя муха, одуванчик обыкновенный, ярутка полевая, целый ряд сорных и мусорных растений). Однако истинных космополитов, то есть видов, распространенных по всем пригодным для жизни областям от Арктики до Антарктики, практически нет ни среди сухопутных, ни среди водных видов.
Типы ареалов: сплошные, пятнистые, разорванные (дизъюнктивные). Ареалы называются сплошными, если внутри них отсутствуют преграды, которые не могут быть преодолены особями данного вида естественным путем. Однако надо иметь в виду, что ни один вид не встречается на площади своего ареала повсеместно, а заселяет лишь свойственные ему местообитания. Например, клюква распространена по всей северной лесной зоне, но растет там только на болотах.
В тех случаях, когда перемещение особей вида с одного участка ареала на другой естественным путем невозможно, ареал считается разорванным, или дизъюнктивным. В этом случае такие изолированные участки могут быть заселены одной и той же формой – тогда говорят об однородной, или гомогенной, дизъюнкции; или разными – подвидами одного и того же вида (видовой ареал), видами одного рода (ареал рода) и так далее, такая дизъюнкция называется разнородной, или гетерогенной. Пятнистый ареал — ареал вида, разделённый на отдельные фрагменты в результате антропогенного воздействия (строительство дорог, распашка земель, огораживание территорий и др.)
Причины происхождения пятнистых и дизъюнктивных ареалов.
Первичный ареал, т. е. тот, в котором происходит становление вида, является сплошным. Впоследствии, при изменении условий существования (возникновение молодых горных систем и акваторий, изменение климата и т.д.), сплошной ареал превращается в разорванный (дизъюнктивный). В случае, когда не граничащие друг с другом участки заселены одной и той же формой вида, говорят о гомогенной (однородной) дизъюнкции.
Динамика границ ареалов: расширение, сокращение и пульсация. Расширение ареала имеет место только в том случае, если вид не достиг естественных границ. Сужающиеся ареалы существуют лишь в пределах территорий, на которых организмы определенной таксономической категории не обеспечены ресурсами для жизнедеятельности. Пульсация ареала связана с изменением климатических и других природных условий на его границах. Таким образом, ареалы могут быть простыми и сложными, сплошными и разорванными, а также различной площади, с постоянными и переменными границами. Ареалы являются важнейшей географической характеристикой вида, рода и других таксономических категорий организмов. Они — один из основных исследуемых биогеографией объектов.
Активное и пассивное расселение организмов. Расселение — перемещение организмов или их подвижных стадий (семян, спор, личинок и т. п.) на территорию, уже занятую популяцией, или с этой территории. Расселение зависит от различных преград и врожденной способности к перемещениям, или подвижности, взрослых особей или стадий их расселения. Расселение — это средство колонизации новых или освободившихся пространств. Расселение мелких организмов и пассивных стадий подчиняется такой зависимости, что в местах, удаленных от места расселения на кратные расстояния, плотность снижается на постоянную величину. Расселение крупных активных животных носит иной характер; оно может закончиться на некотором заданном расстоянии, может иметь форму нормального распределения или принимать другие формы. Пассивно могут перемещаться семена растений, споры бактерий, т. е. те организмы, которые расселяются не по своей воле. Активное перемещение свойственно животным, которые расселяются вследствии воздействия каких-либо факторов. Н-р, осене-весенние миграции птиц, рыб.
Понятие об автохтонах и иммигрантах. Автохтоны - организмы, возникшие в процессе эволюции в данной местности и, в отличие от аллохтонов, живущие в ней в настоящее время. Аллохтоны - организмы, населяющие какую-либо местность, возникшие в процессе эволюции где-либо в др. месте. Иммигранты (биологические), вселенцы, виды, роды, семейства и др. группы животных, которые возникли и развивались на другой территории и вселились на данную территорию значительно позднее.
Естественные изменения природной среды и динамика границ ареалов.
Ареал в динамике проходит несколько стадий: зарождение, развитие и угасание. Обособившись систематически, зародившийся вид в форме популяции уже обладает ареалом, пусть даже точечным. Такую же точечную форму может иметь и угасающий ареал. Выявить происхождение точечного ареала не просто. Для этого иногда изучают так называемые центры ареалов. Различают центры возникновения, современного распространения, обилия (место максимального обилия) вида. В ареале более крупных таксонов различают массовый центр возникновения – место сосредоточения наибольшего разнообразия видов в ареале рода. Иногда обособляют центр развития или вторичный центр, если вид попал в более благоприятные условия и стал быстро прогрессировать, расширять ареал (картофель в Европе). Поэтому, различают ареалы моноцентрические и полицентрические.
Ведущая роль антропогенных факторов в современных изменениях ареалов. В последнее время ареалы многих видов живых организмов серьезно меняются в результате антропогенной деятельности. Вырубка лесов, распашка степей, осушение болот часто влекут за собой исчезновение на этих территориях большого числа видов, а следовательно, и сокращения их ареалов в целом. Одновременно эти же действия приводят, вследствие уменьшения конкуренции, к расширению ареалов других видов.
Не менее важное значение в изменении границ ареалов имеет расселение человеком различных видов живых организмов в тех местах, где они ранее никогда не обитали (рис. 9). Ярким примером подобного расселения может служить и расширение в последнее время ареала колорадского жука.
Основные биомы суши.
1) влажные вечнозеленые тропические леса
2) саванны Африки, Австралии, Юж.Америки
3) пустыни и полупустыни
4) степи и прерии
5) мангровые леса
6) суббореальные леса Восточной Азии
7) широколиственные леса умеренного пояса
8) тундры
9) арктические пустыни и антарктические области
Понятие биом. Биом - это совокупность экосистем одной природно-климатической зоны. Экосистема - это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними.
Краткая характеристика биомов.
Тундра. Это характерный для арктических широт тип биома. На юге тундра сменяется лесотундрой, на севере переходит в арктические, холодные пустыни. Возникший здесь в послеледниковое время зональный тип растительности является самым молодым. Биому свойственны холодный, крайне суровый климат и холодные почвы, большей частью подстилаемые многолетней мерзлотой. Безморозный период не превышает 3 мес, вегетационный еще короче. Летом солнце лишь на короткое время опускается за линию горизонта либо вообще не опускается. Среднее годовое количество осадков составляет около 200—300 мм. Испаряемость невелика (50—250 мм в год) и всегда меньше количества осадков. Снежный покров, как правило, неглубокий и сильными ветрами сдувается в понижения. Ветер несет ледянистый снег, который, как наждаком, сдирает с поверхности дернину, кочки и кусты, если они оказываются выше снежного покрова. Это явление получило Название снежной коррозии. На месте содранной дернины образуются округлые по форме пятна, не покрытые растительностью. Летом их заполняет оттаявшая и увеличивающаяся в объеме почва, что ведет к возрастанию площади пятна. Этот процесс изливания почвы называется солифлюкцией, а тундры с пятнистой структурой получили название пятнистых. В условиях низких температур и сильных ветров растения тундры выживают благодаря своей приземистости: для них характерны карликовость (у древесных и кустарниковых растений), подушечные, стелющиеся и розеточные формы роста. Поэтому растение зимой избегает снежной коррозии, а летом лучше сохраняет тепло. Нередко тундровые растения отличаются крупными цветками, обилием цветков в соцветиях и яркостью окраски. Отражению излишков света в длинный полярный день способствует восковое глянцевитое покрытие листьев. Причин безлесья тундр несколько, главной из них является недостаток азотного питания на мерзлотных почвах, приводящий к нарушению у растений водорегулирующих механизмов. Ранее основной причиной безлесья тундры считали своеобразную физиологическую сухость, которая наступала в результате усиления транспирации при сильных ветрах и одновременно слабом поглощении холодной воды корнями. В арктической тундре кустарниковая растительность встречается только в понижениях, где сохраняется под защитой снежного покрова. В целом она представлена мохово-лишайниковыми сообществами, причем лишайники (кладония, цетрария, корникулярия, алектория и др.) предпочитают песчаные почвы, а мхи (дикранум, аулакомниум, хилокомиум, плейрозиум, политрихум и др.) образуют сплошной покров на почвах тяжелого механического состава. Тундровая фауна чрезвычайно бедная, что определяется ее молодостью, суровыми экологическими условиями, а также циркумполярным распространением большинства видов. Многим из них свойственна связь с морем (птицы, ластоногие и белый медведь). На зиму большинство птиц улетают, а млекопитающие откочевывают за пределы тундры.
Вечная мерзлота и заболоченность не способствуют расселению зимоспящих животных и землероев. Под снежным покровом бодрствуют только лемминги. В восточноазиатских тундрах, включая Чукотку, роет глубокие норы длиннохвостый суслик. Из других грызунов следует отметить зайца-беляка и полевок (экономку, красную, серую и др.). Насекомоядные представлены лишь землеройками-бурозубками. Из хищных почти эндемичен песец, широко распространены горностай и ласка, встречаются волк и лисица, заходят белый и бурый медведи. Из копытных обычен северный олень (в Северной Америке — карибу), эндемичен овцебык.
Леса умеренного пояса. Это широколиственные леса умеренного пояса. Климат – умеренно прохладный, осадки распределены в течение года относительно равномерно, их количество колеблется в широких пределах. Характерен перерыв в вегетации, это обусловлено зимними холодами. Верхний древесный ярус леса сомкнут, нижние древесные ярусы или очень разреженные или отсутствуют. Многие широколиственные породы дают корневую или пневую поросль, порослевые древостои более низкорослые и сомкнутые. Кустарниковый ярус изменяется от хорошо развитого до крайне разреженного. Травяной покров образован многолетними видами. Характерны растения цветущие весной. Здесь встречаются такие леса – как дуб, клен, ильма, орех, камелия, бархатное дерево, большое разнообразие кустарников. Фауна довольно богата. Теплое влажное лето и холодная зима со снежным покровом обуславливают четкую сезонную динамику активности животных.
Степи. Распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Атмосферные осадки от 250 до 450 мм в год. Значительная часть степных территорий распахана. В зависимости от соотношении злаков и разнотравья выделяют следующие типы степей:
- Настоящие с преобладанием многолетних дерновинных злаков, главным образом ковыля;
- Луговые – лесостепь, так как степные сообщества закономерно сочетаются с небольшими лесными массивами.
- Пустынные степи с участием пустынных трав и кустарничков.
Характерная черта степи – безлесье огромных равнин, покрытых богатой травяной растительностью. Животный мир степей очень схож с животным миром пустынь. Степь характеризуется высокой засушливостью. Животные активны преимущественно ночью. Зимой впадают в спячку, многие мигрируют в более южные района, большинство птиц совершает сезонные перелеты. Растения также приспосабливаются к неблагоприятным условиям. Многие из них засухоустойчивые либо активны весной, когда еще остается влага после зимы.
Пустыни умеренного и тропического пояса. Это тип ландшафта, характеризующийся равнинной поверхностью, разреженностью или отсутствием флоры и специфической фауны. Климат характеризуется условиями увлажнения (годовая сумма осадков меньше 200 мм, коэффициент увлажнения 0-0,15). Видовой состав растительности пустынь весьма своеобразен. Нередко наблюдается частая смена растительных группировок, это обусловлено строением поверхности пустынь, разнообразием почвенных грунтов, часто меняющимися условиями увлажнения. В тропических пустынях преобладают ксерофильные кустарники и многолетние травы, здесь появляются и суккуленты. Условия существования в пустынях очень суровы.: отсутствие воды, сухость воздуха, сильная инсоляция, зимние морозы при очень малом снежном покрове или его отсутствие. Для пустынь характерны быстро передвигающиеся животные, это связанно с поиском воды и корма., а также с защитой от преследования хищниками. Фауне пустынь присуща «пустынная окраска» - желтые, светло-бурые и серые тона, это делает многих животных малозаметными. Большая часть пустынной фауны ведет ночной образ жизни. Фауна пустынь характеризуется относительно большим числом видов млекопитающих, пресмыкающихся, насекомых и паукообразных.
Вечнозеленые жестколистные леса и кустарники.
Распространение – в Евразии на побережье Средиземного моря, Пиреи, Апеннины, Балканский п-ов, Мал.Азия; в Африке- крайний сев и юг материка; в Австралии – крайний юг материка; в сев Америке – ю-з побережье; в Ю.Америке – субтропич. Побережье Чили.
Климат – среднемес. температуры июля от +16 до +24°С, зимние температуры - +6 до +16; среднегод. кол-во осадков 600-1000 мм; жаркое сухое лето и прохладная влажная зима.
Растительность – представлена своеобразной группой склерофитов, типичный признак – жесткость листьев. Дикая маслина, дуб каменный, земляничное дерево
Животные – муфлоны, лани, генетты, ихневмоны, грифы, голубые сороки, змеи, термиты.
Тропические листопадные леса. Это такой тип биома, который характеризуется чередованием продолжительного сухого периода и очень влажного дождливого. Эти леса распространены в странах Ю.Америки, Тропической Африки, Ю. и Ю-В Азии. Климат областей с такими лесами характеризуется количеством осадков менее 2500-3000мм, часто засушливым периодом до 3 месяцев и очень влажным дождливым. Температура варьирует между 22-35°С. для тропического листопадного леса характерно большое разнообразие пород, сбрасывающих листву в сухие периоды года. Господствующие виды деревьев – тик и сал, достигающие в высоту 40 м. Листопадный лес в любые сезоны года богат растительными кормами. Особый вид растительного корма – лиственный опад, скапливающийся в засушливое время годы в огромных количествах, потребовал возникновения большой группы «мусорщиков» - животных, чья жизнь зависит от этих растительных ресурсов. Среди них видное место занимают всевозможные черви, тысяченожки, клещи, ногохвостки, тараканы. Активно участвуют в утилизации опавшей листвы вездесущие термиты. В целом, велика роль копытных, грызунов, саранчовых, наземных моллюсков из птиц – ткачиков и овсянковых.
Постоянно влажные леса. Влажные вечнозеленые леса сконцентрированы в трех обширных регионах мира: в северной части Ю.Америки и прилежащей к ней Центральной Америки, в западной экваториальной Африке и Индо-Малайском регионе. Эти леса распространены во влажных областях с годовой суммой осадков от 1500 до 12000 мм и выше и отночительно равномерным их распределением в течение года. Леса этого типа относятся к самым сложным растительным формациям на земле. Одна из ярких особенностей – их поразительное богатство видами, огромное таксономическое разнообразие. Основание ствола у многих видов этих лесов имеет широкие, дровянистые выступы. Считается что эти по этим выступам вода с растворенными питательными веществами стекает к корням дерева. Отмечается очень широкие листья. Как правило листья верхнего яруса образуют навес, чтобы уменьшить давление ветра. Нижние листья часто сужены на концах так, что способствует быстрому стеканию воды и препятствует размножению на них микробов и мха, разрушающих листья. Фауна этих лесов отличается большим богатством и разнообразием.