1. Quần xã sinh vật là gì?
Quần xã sinh vật là tập hợp các quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống trong một không gian và thời gian nhất định; các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau và với môi trường như một thể thống nhất, nhờ đó quần xã có cấu trúc tương đối ổn định.
- Quần thể là tập hợp cá thể cùng một loài, cùng sinh sống trong một khoảng không gian xác định, ở một thời điểm nhất định.
- Quần xã được tạo thành từ nhiều quần thể khác loài. Mối quan hệ giữa các loài làm cho quần xã có những đặc trưng mà quần thể không có.
Ví dụ: trong một ao có nhiều loài (cá, tôm, tảo, vi sinh vật,…) cùng sống tạo thành quần xã; các cá thể của mỗi loài trong ao hợp thành một quần thể.
2. Các đặc trưng của quần xã sinh vật
2.1 Thành phần loài
Thể hiện qua số lượng loài và số lượng cá thể của mỗi loài (độ đa dạng). Theo vai trò, có thể phân biệt:
- Loài ưu thế: có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoặc hoạt động mạnh, quyết định chiều hướng phát triển của quần xã. Ví dụ: cỏ ở đồng cỏ, cây gỗ ở rừng.
- Loài chủ chốt: thường là loài ăn thịt đầu bảng, số lượng có thể ít nhưng có vai trò kiểm soát, khống chế sự phát triển của các loài khác; nếu bị mất đi, quần xã biến đổi mạnh.
- Loài đặc trưng: chỉ có ở một quần xã nào đó hoặc có số lượng nhiều hơn hẳn các loài khác. Ví dụ: cây cọ ở vùng đồi Phú Thọ, cá cóc ở rừng Tam Đảo.
- Loài ngoại lai: loài xuất hiện ở khu vực vốn không phải nơi phân bố tự nhiên của nó; nếu phát triển mạnh có thể trở thành loài xâm lấn, đe doạ loài bản địa (ví dụ ốc bươu vàng).
2.2 Cấu trúc không gian
Các loài phân bố ở nơi có điều kiện phù hợp với khả năng thích nghi của chúng.
- Theo chiều thẳng đứng: các loài phân thành nhiều tầng (ví dụ rừng mưa nhiệt đới có tầng vượt tán, tầng tán rừng, tầng dưới tán, tầng cây bụi, tầng cỏ).
- Theo chiều ngang: các loài phân bố thành vùng, thường tập trung ở nơi có điều kiện thuận lợi (ví dụ từ đỉnh núi xuống chân núi, từ bờ biển ra khơi).
Sự phân tầng giúp giảm cạnh tranh và tận dụng tốt nguồn sống.
2.3 Cấu trúc chức năng dinh dưỡng
Quần xã gồm các nhóm: sinh vật sản xuất (thực vật, tảo, vi khuẩn quang hợp…), sinh vật tiêu thụ (động vật ăn thực vật, động vật ăn thịt) và sinh vật phân giải (vi khuẩn, nấm…). Các loài liên hệ với nhau qua các chuỗi thức ăn; các chuỗi có chung mắt xích tạo thành lưới thức ăn.
3. Các mối quan hệ giữa các loài trong quần xã
| Mối quan hệ | Đặc điểm | Ví dụ |
|---|---|---|
| Quan hệ hỗ trợ | ||
| Cộng sinh | Hai loài sống chung, cùng có lợi; quan hệ chặt chẽ, bắt buộc. | Vi khuẩn Rhizobium trong nốt sần cây họ Đậu; nấm và tảo (hoặc vi khuẩn lam) trong địa y. |
| Hợp tác | Hai loài cùng có lợi nhưng không bắt buộc. | Chim sáo bắt rận cho trâu; chim mỏ đỏ và linh dương. |
| Hội sinh | Một loài có lợi, loài kia không lợi cũng không hại. | Phong lan bám trên thân cây gỗ; cá ép bám vào cá mập. |
| Quan hệ đối kháng | ||
| Cạnh tranh | Các loài tranh giành nguồn sống (thức ăn, nơi ở, ánh sáng…); cả hai đều bị hại. | Lúa và cỏ dại tranh nước, chất khoáng. |
| Kí sinh | Loài kí sinh sống nhờ trên hoặc trong cơ thể vật chủ, lấy chất dinh dưỡng; vật chủ bị hại nhưng thường không chết ngay. | Sán lá gan trong gan người; dây tơ hồng trên cây khác. |
| Ức chế – cảm nhiễm | Một loài trong quá trình sống vô tình gây hại cho loài khác. | Tảo giáp nở hoa gây độc cho cá, tôm; tỏi tiết chất ức chế vi sinh vật xung quanh. |
| Sinh vật ăn sinh vật | Một loài sử dụng loài khác làm thức ăn. | Hổ ăn nai; trâu ăn cỏ; cây nắp ấm bắt côn trùng. |
4. Ổ sinh thái và sự phân li ổ sinh thái
Ổ sinh thái của một loài là không gian sinh thái mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái nằm trong giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển lâu dài.
Hai loài có ổ sinh thái trùng nhau hoàn toàn (cùng sử dụng một nguồn sống hạn chế theo cùng một cách) khó cùng tồn tại lâu dài: một loài sẽ bị loại trừ. Các loài cùng tồn tại được là nhờ phân li ổ sinh thái: khác nhau về loại thức ăn, nơi kiếm ăn, thời gian hoạt động,…
5. Ý nghĩa và ứng dụng
- Nông nghiệp: trồng xen, nuôi ghép nhiều loài có ổ sinh thái khác nhau (ví dụ nuôi ghép cá ở các tầng nước khác nhau) để tận dụng nguồn sống, tăng năng suất.
- Phòng trừ sinh học: dùng thiên địch (quan hệ sinh vật ăn sinh vật, kí sinh) để khống chế sâu hại.
- Bảo tồn: bảo vệ loài chủ chốt, loài ưu thế giúp quần xã ổn định; kiểm soát loài ngoại lai xâm lấn.
6. Ví dụ minh hoạ
Xác định mối quan hệ giữa các cặp sinh vật sau: (a) nấm và tảo trong địa y; (b) sán lá gan sống trong gan (đường mật) người; (c) lúa và cỏ dại cùng tranh nước, chất khoáng trên một thửa ruộng; (d) tảo giáp nở hoa làm chết cá, tôm.
Lời giải
(a) Cộng sinh: cả nấm và tảo đều có lợi, không tách rời nhau. (b) Kí sinh: sán sống nhờ cơ thể người. (c) Cạnh tranh: cùng tranh giành nguồn sống. (d) Ức chế – cảm nhiễm: tảo không lợi gì nhưng gây hại cho cá, tôm.
7. Câu hỏi vận dụng
Hai loài chim cùng sống trong một khu rừng nhưng loài này tìm thức ăn ở tầng tán cao, loài kia ở tầng cây bụi. Hiện tượng này giúp hai loài cùng tồn tại như thế nào?
Gợi ý trả lời
Đây là sự phân li ổ sinh thái (nơi kiếm ăn khác nhau), gắn với cấu trúc phân tầng theo chiều thẳng đứng của quần xã. Nhờ đó cạnh tranh giữa hai loài giảm, cả hai cùng tồn tại.
Vì sao khi thả ốc bươu vàng vào đồng ruộng, chúng có thể gây hại lớn?
Gợi ý trả lời
Ốc bươu vàng là loài ngoại lai: sinh sản nhanh, ít thiên địch, ăn mạnh lúa non và cây thuỷ sinh, cạnh tranh với loài bản địa nên phát triển thành loài xâm lấn, làm thay đổi cấu trúc quần xã và gây thiệt hại mùa màng.
Vì sao quần xã rừng mưa nhiệt đới có độ đa dạng loài cao?
Gợi ý trả lời
Do điều kiện khí hậu thuận lợi (nóng, ẩm quanh năm), cấu trúc phân tầng phức tạp tạo nhiều ổ sinh thái; các loài phân li ổ sinh thái nên nhiều loài cùng tồn tại, lưới thức ăn phức tạp.