Задание № 21 · ЕГЭ

Экология

Уровни организации живого, среда обитания, экологические факторы и закономерности взаимодействия организмов
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Экология изучает связи живых организмов между собой и с окружающей средой. Для экзамена важно различать уровни организации живого, типы экологических факторов и закономерности существования популяций, сообществ и экосистем.

Уровни организации живого

Живое образует взаимосвязанную систему уровней. Каждый следующий уровень включает предыдущий, но обладает новыми свойствами, которые нельзя полностью объяснить свойствами отдельных частей.

УровеньЧто изучаютПример
ОрганизменныйОтдельную особьБерёза, волк, бактерия
Популяционно-видовойГруппу особей одного вида на общей территорииПопуляция берёз в лесу
ЭкосистемныйСообщество организмов и неживую средуОзеро, лес, биотоп с организмами
БиосферныйСовокупность всех экосистем ЗемлиБиосфера

Популяция — совокупность особей одного вида, длительно живущих на общей территории, свободно скрещивающихся и относительно изолированных от других популяций. Популяция является элементарной единицей эволюции: в ней изменяются частоты генов и возникают приспособления.

D
Экосистема

Экосистема — совокупность живых организмов и факторов неживой природы, связанных обменом веществ и превращением энергии. В состав экосистемы входят продуценты, консументы и редуценты, а также вода, воздух, почва, свет и температура.

Сообщество — совокупность популяций разных видов, совместно обитающих на одной территории. Территория с относительно однородными условиями неживой природы называется биотопом, а сообщество вместе с биотопом образует экосистему. Разнообразие экосистем рассматривают в теме типов экосистем.

Среда обитания и экологические факторы

Среда обитания — часть природы, окружающая организм и влияющая на его жизнедеятельность. Выделяют водную, наземно-воздушную, почвенную среды и среду, образованную другими организмами.

Экологические факторы — компоненты среды, воздействующие на организмы. Они делятся на три группы:

  • Абиотические — факторы неживой природы: свет, температура, влажность, давление, солёность, состав почвы.
  • Биотические — влияние живых организмов: хищничество, конкуренция, паразитизм, взаимовыгодное сотрудничество.
  • Антропогенные — прямое или косвенное влияние человека: вырубка лесов, загрязнение, охрана видов, создание водохранилищ.
D
Экологическая ниша

Экологическая ниша — совокупность условий, ресурсов и связей, определяющих место вида в экосистеме. Среда обитания отвечает на вопрос «где живёт организм», а ниша — «как он живёт и какую роль выполняет».

Для каждого фактора существуют зоны действия: минимум и максимум, за пределами которых организм погибает; зона пессимума, где жизнедеятельность затруднена; зона оптимума, где процессы идут наиболее благоприятно. Недостаток или избыток любого фактора может ограничивать распространение вида.

12345678910510152025интенсивность факторажизнедеятельность0зона оптимума
Обобщённая кривая толерантности: максимум жизнедеятельности соответствует оптимуму, края кривой — пределам выносливости.
T
Закон минимума Либиха

Жизнедеятельность организма ограничивает тот фактор, который находится ближе всего к пределу выносливости, даже если остальные условия благоприятны. Ограничивающий фактор может изменяться в зависимости от ситуации.

T
Закон толерантности Шелфорда

Существование вида определяется не только недостатком, но и избытком экологического фактора. Наиболее благоприятна зона оптимума, а за пределами диапазона толерантности организм существовать не может.

Связи организмов и потоки энергии

По способу получения органических веществ организмы делятся на продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты создают органические вещества из неорганических, обычно при фотосинтезе. Консументы питаются готовыми органическими веществами. Редуценты разлагают остатки до минеральных соединений и возвращают вещества в круговорот.

СвязьУчастникиРезультат
ХищничествоХищник и жертваОдин получает пользу, другой погибает
ПаразитизмПаразит и хозяинПаразит получает пользу, хозяин угнетается
КонкуренцияОрганизмы с общей потребностьюОба испытывают отрицательное влияние
МутуализмОба видаОба получают пользу; часто связь обязательна
КомменсализмДва видаОдин получает пользу, другому существенно не вредят

Пищевые цепи показывают передачу вещества и энергии. Цепь начинается с продуцента, затем идут консументы разных порядков и редуценты. В реальной экосистеме цепи пересекаются и образуют пищевую сеть.

\[E_{n+1} \approx 0{,}1E_n\]

В среднем на следующий трофический уровень передаётся около 10% энергии предыдущего уровня. Остальная энергия расходуется на жизнедеятельность и рассеивается в виде тепла. Поэтому пищевые цепи обычно короткие, а биомасса и численность организмов часто уменьшаются к вершине цепи.

Проверь понимание

Какой организм является редуцентом в экосистеме леса?

Популяция и её численность

Основные характеристики популяции — численность, плотность, рождаемость, смертность, возрастной и половой состав. Численность изменяется под действием рождаемости, смертности, иммиграции и эмиграции.

\[\Delta N = B - D + I - E\]

Здесь \(\Delta N\) — изменение численности, \(B\) — рождаемость, \(D\) — смертность, \(I\) — иммиграция, \(E\) — эмиграция. Если рождаемость и приток особей превышают смертность и отток, численность увеличивается.

T
Ёмкость среды

Ёмкость среды — максимальная численность популяции, которую условия территории способны длительно поддерживать. Она зависит от количества пищи, воды, убежищ, площади территории и действия врагов.

При малой плотности популяция может быстро расти. По мере увеличения численности усиливаются конкуренция, нехватка ресурсов и распространение заболеваний, поэтому рост замедляется.

\[\frac{dN}{dt}=rN\left(1-\frac{N}{K}\right)\]

В логистической модели \(N\) — численность, \(r\) — потенциальная скорость роста, \(K\) — ёмкость среды. При \(N\ll K\) рост почти экспоненциальный, а при \(N=K\) численность стабилизируется.

№
Разбор расчёта изменения численности

В популяции за год родилось 80 особей, погибло 35, прибыло 12 и выбыло 7. Найдём изменение численности и определим направление изменения.

1
Записываем баланс численности популяции.
\(\displaystyle \Delta N = B - D + I - E\)
2
Подставляем данные задачи.
\(\displaystyle \Delta N = 80 - 35 + 12 - 7\)
3
Выполняем вычисления.
\(\displaystyle \Delta N = 50\)
4
Формулируем вывод.
\(\displaystyle N_{\text{новая}}=N_{\text{старая}}+50\)

Следовательно, численность увеличилась на 50 особей. Важно не складывать все показатели без учёта знаков: рождаемость и иммиграция увеличивают численность, а смертность и эмиграция уменьшают её.

Круговорот веществ и устойчивость экосистем

Вещество в экосистеме движется по круговоротам: углерод, азот, вода и минеральные соли переходят из неживой природы в организмы и возвращаются обратно. Энергия, в отличие от вещества, поступает главным образом от Солнца, передаётся по трофическим уровням и рассеивается как тепло.

Устойчивость экосистемы повышают видовое разнообразие, разветвлённые пищевые сети и способность организмов восстанавливаться после нарушений. Уничтожение одного вида может изменить численность многих других, особенно если этот вид занимает важное место в пищевой сети.

!
Частые ошибки

Не путайте биотоп и биоценоз: биотоп — неживая территория с условиями, биоценоз — живые организмы этой территории. Не называйте пищевую цепь круговоротом: энергия движется однонаправленно, а вещества возвращаются в среду. Не считайте любой контакт конкуренцией: конкуренция возникает из-за общей ограниченной потребности.

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · экологические факторы
Что относится к абиотическому фактору?
Главное за минуту

Главное

  • Экология изучает связи организмов со средой; основные уровни — организм, популяция, сообщество, экосистема и биосфера.
  • Факторы среды бывают абиотическими, биотическими и антропогенными; существование вида ограничено диапазоном толерантности.
  • Продуценты создают органическое вещество, консументы его потребляют, редуценты разлагают остатки.
  • Изменение численности определяется рождаемостью, смертностью, иммиграцией и эмиграцией.
  • Вещество участвует в круговоротах, а энергия передаётся по трофическим уровням и постепенно рассеивается.