Główna zawartość
Kurs: AP®︎ Biology (2018) > Rozdział 23
Lekcja 5: Struktura biocenozy i różnorodnośćSukcesja ekologiczna - film z polskimi napisami
Sukcesja jako postępująca zmiana w biocenozie. Sukcesja pierwotna a sukcesja wtórna. Pojęcie klimaksu.
Kluczowe informacje
- Sukcesja to seria postępujących zmian w składzie biocenozy na przestrzeni czasu.
- W sukcesji pierwotnej nowo odkryte lub nowo uformowane skały są zasiedlane przez organizmy żywe po raz pierwszy.
- W sukcesji wtórnej teren, który był wcześniej zajmowany przez organizmy żywe, zostaje zaburzony, a następnie ponownie zasiedlony.
Wprowadzenie
Czy przyglądałeś się kiedyś krajobrazowi ze złożoną, zróżnicowaną biocenozą roślin i drzew — na przykład lasowi — i zastanawiałeś się, jak powstał? Dawno, dawno temu, ten ląd musiał być pustą skałą, jednak dzisiaj ten obszar jest miejscem występowania bogatej biocenozy składającej się z populacji różnych gatunków, które razem żyją i oddziałują na siebie wzajemnie. Ta zmiana raczej nie nastąpiła z dnia na dzień!
Ekolodzy bardzo chcą zrozumieć, w jaki sposób biocenozy kształtują się i zmieniają na przestrzeni czasu. Spędzają dużo czasu obserwując, jak złożone biocenozy, takie jak lasy, wyrastają na pustym terenie lub nagich skałach. Badają na przykład miejsca, w których nastąpiły erupcje wulkanów, ustępowanie lodowców lub pożary, które oczyściły teren lub odsłoniły skały.
Badając te miejsca na przestrzeni czasu, ekolodzy zaobserwowali stopniowe procesy zmian w biocenozach. W wielu przypadkach biocenoza powstająca na zaburzonym terenie przechodzi przez serię zmian w składzie, często na przestrzeni wielu lat. Tę serię zmian nazywamy sukcesją ekologiczną.
Sukcesja
Sukcesja ekologiczna to seria postępujących zmian gatunków tworzących biocenozę na przestrzeni czasu. Ekolodzy zazwyczaj wyróżniają dwa typy sukcesji, które różnią się punktem wyjścia:
- W sukcesji pierwotnej nowo odsłonięte lub nowo uformowane skały są zasiedlane przez organizmy żywe po raz pierwszy.
- W sukcesji wtórnej teren, który był wcześniej zajmowany przez organizmy żywe, zostaje zaburzony, a następnie ponownie zasiedlony.
Sukcesja często obejmuje rozwój biocenoz z małą różnorodnością gatunkową — które mogą być mniej stabilne — w biocenozy z większą różnorodnością gatunkową — które mogą być bardziej stabilne
Sukcesja pierwotna i gatunki pionierskie
Sukcesja pierwotna ma miejsce, kiedy zostaje uformowany nowy teren lub zostaje odsłonięta naga skała, zapewniając siedlisko, które może być zasiedlone po raz pierwszy.
Na przykład, sukcesja pierwotna może mieć miejsce w następstwie erupcji wulkanów, takich jak na wyspie Hawaiʻi. Kiedy lawa spływa do oceanu, nowa skała zostaje uformowana. Na Hawaiʻi rocznie powstaje około 129 500 metrów kwadratowych lądu. Co się dzieje z tym terenem, kiedy następuje sukcesja pierwotna?
Na początku wietrzenie i inne siły natury rozkładają podłoże, skałę, w taki sposób, że mogą tam wyrosnąć pewne odporne rośliny i porosty o małych wymaganiach glebowych, nazywane gatunkami pionierskimi, przedstawione na poniższym zdjęciu. Te gatunki pomagają w dalszym rozkładzie bogatej w minerały lawy w glebę, na której mogą rosnąć mniej odporne gatunki, które ostatecznie zastąpią gatunki pionierskie. Co więcej, kiedy te pierwsze gatunki rosną i umierają, mają one swój wkład w ciągle rosnącą warstwę rozkładających się materiałów organicznych i biorą udział w formacji gleby.
Ten proces powtarza się wiele razy w przebiegu sukcesji. Na każdym etapie na danym terenie pojawia się nowy gatunek, często z powodu zmian w środowisku wywołanych przez poprzedzające go gatunki, i może on zastąpić swoich poprzedników. W pewnym momencie biocenoza może osiągnąć względnie stabilny stan i przestać zmieniać swój skład. Nie wiadomo jednak czy zawsze — albo chociaż zazwyczaj — występuje stabilny punkt końcowy sukcesji, na co zwrócimy uwagę w dalszej części artykułu.
Sukcesja wtórna
W sukcesji wtórnej wcześniej zamieszkany teren zostaje ponownie zasiedlony po zaburzeniu, które zabija większość lub całą biocenozę na tym terenie.
Klasyczny przykład sukcesji wtórnej natępuje w lasach mieszanych zdominowanych przez dęby i orzeszniki, które zostały zniszczone w wyniku pożaru. Niekontrolowany ogień spala większość roślinności i zabija zwierzęta, które nie są w stanie uciec z terenu objętego pożarem. Ich składniki odżywcze wracają jednak do gleby w formie popiołu. Ze względu na to, że zaburzony teren posiada już glebę bogatą w składniki odżywcze, może być ponownie zasiedlony znacznie szybciej niż nagie skały w sukcesji pierwotnej.
Przed pożarem roślinność lasu mieszanego byłaby zdominowana przez wysokie drzewa. Ich wysokość pomogłaby im w pozyskiwaniu energii słonecznej, jednocześnie ocieniając ziemię i gatunki rosnące w niższych warstwach lasu. Po pożarze drzewa jednak nie wyrastają od razu. Zazwyczaj pierwszymi roślinami wyrastającymi na zmienionym terenie są rośliny jednoroczne — takie, które żyją tylko przez rok — a w ciągu najbliższych kilku lat wyrastają tam też szybko rosnące i rozprzestrzeniając się trawy. Pierwsze gatunki zajmujące dany teren są nazywane gatunkami pionierskimi, tak jak w przypadku sukcesji pierwotnej.
Na przestrzeni wielu lat, z powodu przynajmniej częściowych zmian w środowisku spowodowanych wzrostem traw i innych gatunków, zaczną pojawiać się krzewy, a po nich małe sosny, dęby i orzeszniki. Ostatecznie, o ile nie wystąpią dalsze zaburzenia, dęby i orzeszniki zaczną dominować i utworzą gęste piętro koron, a biocenoza wróci do swojego stanu pierwotnego — swojego składu sprzed pożaru. Ten proces sukcesji trwa około 150 lat.
Przebieg i punkt końcowy sukcesji
Pierwsi ekolodzy badający sukcesję uważali ją za przewidywalny proces, w którym biocenoza zawsze przechodzi przez te same etapy. Myśleli również, że ostateczny efekt sukcesji to stabilny i niezmienny ostatni etap nazywany klimaksem, zależny głównie od klimatu występującego na danym terenie. Na przykład, w przytoczonym powyżej scenariuszu, klimaksem byłby dojrzały las mieszany zdominowany przez dęby i orzeszniki.
Dziś wizja niezmiennego przebiegu sukcesji i stałego klimaksu jest kwestionowana. Wygląda na to, że zamiast podążać określoną z góry ścieżką, sukcesja może przebiegać inaczej w zależności od sytuacji.
Chcesz dołączyć do dyskusji?
Na razie brak głosów w dyskusji