Возникновение и развитие жизни на Земле. Возникновение жизни на Земле относится к ранним этапам формирования земной коры. Можно считать, что она появилась около 3 млрд. лет назад.
В то время в мощной, тяжелой атмосфере Земли, не содержавшей свободного кислорода, преобладали водяные пары, углекислый газ, метан, аммиак, водород и другие газы. Такая атмосфера должна была хорошо удерживать тепло геохимических реакций. Вероятно, в ней возникали сильнейшие бури и грозовые явления. Электрические разряды в атмосфере и действие ультрафиолетового излучения Солнца должны были иметь большое значение для образования при определенных температуре и давлении сложных углеродных соединений, в том числе белка — элементарного вещества, обусловившего жизнь.
Академик А.И. Опарин, создавший обстоятельную гипотезу возникновения жизни на Земле, считает, что белковое вещество, образовавшееся в прибрежной зоне водоемов и сначала рассеянное в воде, постепенно собиралось в белковые капли — коацерваты (коацервация — разделение раствора на коллоидный осадок и свободную от коллоида жидкость). Такие капли, проницаемые для воды и растворенных в ней солей и газов, могли поглощать частицы и вступать с ними в химические соединения. Этот процесс должен был привести к росту капель, к внутренней химической их перестройке. Te капли, которые оказывались устойчивыми, способными к накоплению белка и к самовоспроизведению (путем деления), постепенно превращались в живые клетки.
Средой массового возникновения жизни на Земле были, очевидно, природные растворы сложных соединений с соответствующими температурами и давлением, образовавшиеся в результате химического взаимодействия вещества земной коры, гидросферы и атмосферы. Это могли быть прибрежная зона морей и внутренних водоемов, зоны прибоя, приливов и отливов, а также, возможно, влажная кора выветривания. Весьма вероятно, что местом зарождения жизни была экваториальная зона.
Естественный отбор организмов, лучше приспособленных к среде и к условиям обитания в ней, обусловливал эволюцию жизни. Первичные носители жизни были проще самых простых современных микроорганизмов: бактерий, вирусов, ультрамикробов. Древнейшими формами жизни скорее всего были организмы, получавшие-энергию извне, не требовавшие готовых органических соединений, — автотрофные организмы. Они использовали углекислый газ и перерабатываемые ими же вещества земной коры. Независимо от того, были первичные организмы авто- или гетеротрофными, они, вероятно, были анаэробными, так как существовали в бескислородной среде.
Возникновение первичного живого вещества на Земле сопровождалось вовлечением в круговорот жизни вещества земной коры, атмосферы и гидросферы с использованием энергии его превращений. Источником энергии внутри живого организма, если он не получает ее извне в форме света или тепла, является обмен веществ, выделение энергии при окислительных процессах, с превращением ее в энергию химическую, механическую, электрическую. Возникнув в определенной среде обитания, организмы непрерывно и существенно изменяли ее и вместе с ней изменялись сами.
Появившись на Земле и получив способность размножаться, живые организмы быстро завоевали различные участки среды. Жизнь распространилась повсюду и стала неотъемлемой частью природы (рис. 118).
Пределы распространения жизни на Земле и ее воспроизводство. Область на Земле, в которой развивается живое вещество и проявляется его действенная энергия, называют биосферой.
Понятие «биосфера» введено в науку Э. Зюссом, развито и обосновано В. И. Вернадским. Говоря о биосфере, Вернадский имел в виду и живое вещество, и пространство, в котором это вещество развивается. Он выделял две главные категории вещества в биосфере — живое и косное. Живое вещество представляет собой совокупность всех организмов. «Захватывая» энергию Солнца, оно создает химические соединения, при распаде которых эта энергия освобождается в форме, могущей производить химическую работу. Благодаря этому живое вещество представляет, с химической точки зрения, активную форму материи, химическая энергия которой может быть превращена в другие формы энергии: механическую, тепловую и т. д. Косное вещество — минеральное, не входящее в живое вещество, действенная энергия его (радиоактивная и химическая) в подавляющей массе, если рассматривать его в ходе исторического времени, ничтожно мала. Живое и косное вещества биосферы взаимосвязаны и взаимодействуют в процессе жизнедеятельности организмов.
Биосфера охватывает тропосферу, гидросферу и верхний слой литосферы, главным образом кору выветривания.
Широкому распространению жизни на Земле способствуют широкие физические пределы ее существования, ее приспособляемость. Известно, что споры микробов выдерживают нагревание в сухой среде до 180°, в то время как споры некоторых бактерий не гибнут в течение 10 часов в жидком водороде при температуре — 253° или живут в течение 6 месяцев в жидком воздухе при температуре — 190°.
Некоторые плесневые грибки и бактерии переносят давление до 3000 ат, дрожжевые грибки — до 8000 ат, семена и споры ряда организмов могут существовать почти в пустоте (в состоянии анабиоза).
Отдельные микроорганизмы (бактерии и водоросли) живут в горячих источниках при температуре 85°, в холодных почвах при 0°, переносят концентрацию кислот, соответствующую 5—10%-ному раствору серной кислоты, и существуют в сильно щелочной среде (рН=11—12), требуют для дыхания кислород и могут обходиться без него.
Формы жизни удивительно разнообразны. Насчитывается около 500 тыс. видов растений и около 1500 тыс. видов животных, тогда как различных минералов всего немного более 4 тыс.
При всем многообразии жизненных форм, при всей широте их распространения масса живого вещества на Земле относительно невелика. В абсолютных величинах она составляет всего 10в5—10в6 куб. км. Если принять ее за единицу, то окажется, что масса атмосферы равна (округленно) 10, гидросферы — 10000, земной коры — 100000, а масса всей Земли — 100000000.
Основная масса живого вещества сосредоточена в тонком слое биосферы, прикрывающем почти сплошной пленкой поверхность Земли. При сравнительно малой массе геологический эффект деятельности живого вещества колоссален, так как эта деятельность проявляется непрерывно и практически в течение бесконечно большого промежутка времени. В. И. Вернадский называл живое вещество самой мощной геологической силой биосферы, растущей с ходом времени.
Масса живого вещества непрерывно увеличивается за счет размножения организмов, потенциальные возможности которого поразительны. Самка аскариды ежегодно выделяет более 60 млн. яиц, пчела-мат-ка откладывает за сезон 150—200 тыс. личинок, самка трески ежегодно дает несколько миллионов икринок. Потомство одного одуванчика может через 10—12 лет заселить всю сушу. Диатомея, делясь на части, за 3 дней способна создать массу, равную по объему массе Земли, причем через час эта масса уже удвоилась бы. Потомство одной бактерии (10в36 особей) в течение 108 часов в состоянии заполнить Океан.
Размножение организмов ограничено рядом условий, поэтому его потенциальные возможности неосуществимы. Ho тем не менее оно представляет собой процесс расширенного воспроизведения, и общая масса живого вещества на Земле непрерывно растет.
Масса растений и масса животных в биосфере неодинаковы. На Земле преобладают растения. Их масса, вероятно, более чем в 1000 pas превосходит массу животных. На суше это преобладание особенно велико. Первое место по массе живого вещества занимает лес, второе — травянистый покров (в 5—10 раз меньше), третье — живое вещество почвы и последнее — животные.
Преобладание массы растений по сравнению с массой животных не случайно. Растения создают органическое вещество из неорганического и накапливают его. Они являются продуцентами (производителями). Животный не могут существовать, не потребляя органического вещества, созданного растениями, и представляют собой консументов (потребителей).
Биологический круговорот и его значение. Процесс образования живого вещества растениями обусловлен в основном фотосинтезом — окислительно-восстановительной реакцией, протекающей в зеленом листе при участии хлорофилла за счет солнечной энергии. В результате взаимодействия углекислого газа и воды, получаемых растением из окружающей среды, возникает растворимый сахар (С6Н12О6) и выделяется в окружающую среду кислород. Прямые продукты фотосинтеза— углеводы и белки. Созданные растениями органические вещества обладают большим запасом внутренней энергии, способной освобождаться при последующих окислительных процессах.
Процесс фотосинтеза, совершающийся, вероятно, на протяжении более чем 2,5 млрд. лет, обусловил современный состав атмосферы. Из атмосферы, богатой углеродом и бескислородной, такой, какой она была в период зарождения жизни на Земле, фотосинтезирующие организмы извлекли огромные количества углерода (около половины его запасов вошло в земную кору в виде карбонатов) и освободили соответствующее количество кислорода. Весь кислород атмосферы биогенного происхождения. В современной атмосфере его содержится около 280000 млрд. т. Населяющие Землю растения ежегодно выделяют около 120 млрд. т кислорода. Поэтому, несмотря на очень энергичное расходование, общее количество кислорода в атмосфере остается почти неизменным.
Поглощение растениями углекислого газа объясняет незначительное его содержание в атмосфере (0,03%). В течение года растения потребляют 1/35 часть содержащегося в атмосфере углекислого газа, запасы которого непрерывно пополняются в процессе дыхания, гниения и минерализации органического вещества, а также в процессе вулканизма и в результате производственной деятельности людей.
Растения не могут существовать без азота, который они получают из почвы. При отмирании растений и животных азот частично снова поступает в почву, но большая часть его переходит при этом в атмосферу. Процесс перехода свободного азота атмосферы в связанный азот, потребляемый растениями из почвы, совершается благодаря специфическим бактериям и некоторым водорослям. За год свободно живущие бактерии способны дать 1 га почв 20—50 кг азота. Кроме того, азот доставляют почве клубеньковые бактерии, живущие в симбиозе с некоторыми высшими растениями.
Образование органического вещества может происходить за счет химических реакций, без использования прямой солнечной энергии в процессе так называемого хемосинтеза. Существуют микроорганизмы, способные окислять аммиак, серу, сероводород, двухвалентное железо, марганец и т. д. Энергия, выделяющаяся при окислении, используется микроорганизмами для синтеза органических веществ из углекислого газа, воды и минеральных веществ. Хемосинтез имеет большое значение для круговорота некоторых элементов в природе (азот, сера), но роль его в создании общей массы оранизмов по сравнению с ролью фотосинтеза очень мала.
Процесс накопления живого вещества протекает неодинаково в различных природных условиях, неодинакова и общая масса живого вещества. Если, например, во влажных тропиках она составляет десятки тысяч тонн на 1 га, то на такырах или на склонах, покрытых лишайниками, она не превышает десятков килограммов на 1 га.
Главную массу живого вещества (более 98%) составляют кислород (70%), углерод (18%), водород (10,5%), азот (0,3%), но при этом элементы, содержащиеся в малых количествах (микроэлементы), не являются случайными и во многих случаях выполняют важную физиологическую роль.
Химический состав отдельных организмов может значительно отличаться от среднего состава живого вещества. Многие организмы концентрируют определенные элементы (например, кальций, кремний, железо, марганец, серу и др.). Некоторые организмы сохраняют в основном химический состав в любых условиях. Химический состав многих организмов ярко отражает условия их существования. Одинаковые растения, выращенные в различных условиях, отличаются по химическому составу. Организмы, живущие во влажных субтропиках, бедны кальцием, натрием, хлором, серой, но могут содержать сравнительно много алюминия и кремнезема. Организмы степей, наоборот, богаты кальцием и бедны алюминием, железом, марганцем. Растения пустынных солончаков обогащены натрием, хлором, серой.
Одновременно с процессом образования органического вещества происходит процесс его разложения. В результате дыхания растений и особенно животных часть сложных органических соединений разлагается до простых минеральных веществ (углекислый газ и вода). Однако синтез органического вещества в растениях значительно преобладает над его разложением.
Главная роль в разложении органических соединений (остатков растений и животных) принадлежит микроорганизмам. Микробиологическому разложению подвержены все органические соединения. Используя химическую энергию этих соединений, микроорганизмы вызывают превращение белков, жиров, углеводов в углекислый газ, воду, метан и т. д. И хотя при этом образуется новое органическое вещество (тела микроорганизмов), значительная часть органического вещества полностью минерализуется. В результате минерализации выделяется энергия, поглощенная при фотосинтезе. Разложение органического вещества возможно везде, где есть условия для жизнедеятельности микроорганизмов, в том числе и на большой глубине в литосфере. Скорость разложения в анаэробных условиях мала, но за геологическое время достигается очень большой эффект. Микроорганизмы, отнимая кислород у различных соединений, восстанавливают железо, серу и другие элементы. При наличии сульфатов в анаэробной среде они способны создать концентрацию сероводорода до 2500 мг/л. Процесс заражения вод сероводородом очень распространен в природе. Образующиеся при разложении органического вещества в анаэробных условиях газы создают газовые месторождения. В результате окисления микроорганизмами за геологическое время были уничтожены многие месторождения нефти и других горючих ископаемых.
Процессы образования и разрушения органического вещества неразрывны. Вместе они образуют биологический круговорот. Нетрудно заметить, что отсутствие одного из двух составляющих биологический круговорот процессов привело бы к отсутствию возможности существования живого вещества вообще. В процессе биологического круговорота изменяется среда существования организмов. Благодаря ему сформировался современный состав атмосферы. Огромна его роль в формировании гидросферы. В результате непрерывного биологического круговорота, совершающегося в пределах толщи рыхлых пород, созданной выветриванием, возникает почва, образуются органогенные горные породы литосферы.
Роль организмов в образовании почв и горных пород. Процесс почвообразования нельзя рассматривать вне связи с выветриванием — с процессом раздробления и химического изменения горных пород на земной поверхности. Выветривание протекает при участии живого вещества, оказывающего на разрушаемую породу и физическое и химическое воздействие. Корни растений разрушают породу физически и, выделяя сильнодействующие органические кислоты, изменяют ее химически. Большую роль играют микроорганизмы, разлагающие как органические, так и неорганические вещества. Микроорганизмы — первые поселенцы на поверхности горных пород. Они подготавливают субстрат для развития растений, разрушающих горные породы.
Растения берут из почвы воду, минеральные вещества, а отмирая, дают почве больше того, что было ими из нее взято. Вместе с добавочным количеством органического вещества в почву поступает дополнительная энергия, накопленная растением при фотосинтезе.
В процессе разложения органического вещества принимают участие животные, населяющие почву. Они разрыхляют ее, перемешивают минеральное и органическое вещество, улучшают условия проникновения в почву воздуха и воды и тем ускоряют разложение. В основном разложение органического вещества осуществляют микроорганизмы (бактерии и грибки), поэтому, чем благоприятнее условия существования в почве микроорганизмов, тем интенсивнее разложение.
В результате разложения органического вещества в почве возникают неорганические соединения (10—15%) и новые, более устойчивые, отличающиеся своеобразием органические соединения (85—90%) — перегной (гумус). Гумус образуется только при неполном разложении остатков животных и растений. Он является главным элементом плодородия почв.
Вещества, находящиеся в почве, испытывают постоянное превращение и непрерывное перемещение, связанное с движением воды. Переводя часть веществ почвы в раствор, вода переносит их вниз и по капиллярам перемещает вверх. При благоприятных условиях приносимые вещества выделяются из раствора (путем кристаллизации и коагуляции), и одни горизонты почвы обогащаются веществом за счет других. При преобладающем переносе вещества вниз обособляются обычно три генетических горизонта почв: перегнойно-аккумулятивный, аллювиальный (горизонт вымывания) и иллювиальный (горизонт вмывания и накопления вынесенных из других горизонтов веществ). В зависимости от стадии почвообразования эти горизонты выражены неодинаково у разных типов почв.
Так как процесс формирования почв зависит прежде всего от растительности и климата (влияющего и непосредственно и через растительность), распределение различных почв в почвенном покрове Земли подчинено закону зональности. Широтная (горизонтальная) зональность почвы хорошо выражена на равнинах.
В экваториальном поясе резко преобладают оподзоленные латеритные почвы. В тропическом поясе в соответствии с уменьшением годового количества осадков по направлению к субтропикам следуют красные, красно-коричневые, красно-бурые почвы саванн и сухих лесов и слаборазвитые каменистые, песчаные и глинистые почвы пустынь. Во влажных и муссонных субтропиках основные почвы — красноземы и желтоземы, во влажных зимой субтропиках (на западе материков) — серо-коричневые почвы, в сухих субтропиках — сероземы. Для более сухих частей умеренного пояса характерны сероземы, пустынные буроземы, каштановые почвы и черноземы, для более влажных частей — бурые лесные, серые лесные, дерново-подзолистые и подзолистые лесные почвы. В холодном поясе развиты почвы тундры. В горах наблюдается смена типов почв в зависимости от высоты.
Верхние слои почв медленно, но непрерывно сносятся (смываются) и откладываются в другом месте. Таким образом, процессы, протекающие в почве, приобретают значение в формировании осадочных пород. Организмы разрушают и видоизменяют ранее созданные породы и минералы, а также создают из накопленного органического вещества новые. Органическое происхождение имеют известняки (гораздо меньше распространены известняки обломочного и химического происхождения) и большинство кремниевых пород (диатомиты, трепела, спонгиолиты, радиоляриты, опоки). Органогенными породами являются каустобиотиты (горючие ископаемые горные породы), гумусовые (торф, бурые и каменные угли), сапропелевые (сапропель, сапропелевые угли, горючие сланцы) и нефтяные битумы (нефть, нефтяные газы, азокерит, асфальт и пр.).
Запасы накопленного в земной коре органического вещества огромны. Они во много раз превосходят живое органическое вещество. По приблизительным подсчетам, запасы углерода в ископаемых каменных углях, горючих сланцах, торфе и других породах составляют около 10000 млрд. т, т. е. в среднем 200 т на1 га земной поверхности. К биогенным относятся скопления железа и марганца в осадочных толщах разного геологического возраста, образовавшиеся в результате окисления гидратов закиси железа и марганца. Жизнедеятельность железных бактерий, типичных аэробов, осуществлялась в недрах Земли, в зоне циркуляции кислородных вод. Созданные ими скопления железных руд очень велики. Изучение железных руд Кривого Рога, Кокчетавской области Казахстана, а также скоплений марганца в месторождениях Казахстана и Сибири позволило ученым сделать вывод о их бактериальном происхождении. Бактериальное происхождение имеют фосфориты многих месторождений.
Жизненные сообщества организмов. Растения, населяющие Землю, группируются в растительные сообщества — фитоценозы. Фитоценозы не возникают случайно — они формируются в процессе длительного развития в определенных условиях и представляют собой закономерные сочетания различных растений. Совокупность растительных сообществ, характерную для какой-то территории (для всей поверхности Земли или для какой-то ее части), называют растительностью.
Особенности распределения естественной растительности на суше определяются всем комплексом условий ее существования. Общие особенности распределения растительности по земной поверхности зависят прежде всего от климата (от количества и сочетания тепла и влаги) и выражаются в изменении растительности по направлению от экватора к полюсам и от побережий в глубь континентов.
В экваториальном поясе развиты влажные экваториальные леса («дождевые»), в субэкваториальных — в зависимости от. продолжительности влажного периода — муссонные леса и саванны. Для тропических поясов (пассатных) характерна скудная растительность полупустынь и пустынь. Исключение представляют восточные части поясов с муссонными лесами и редколесьем.
Субтропические пояса отличаются заметными изменениями растительности внутри них. В западной части континента — жестколистные субтропические леса и кустарники, в центре континента — полупустынная и пустынная растительность, на востоке — муссонные леса (леса лаврового типа, вечнозеленые жестколистные леса).
В умеренных поясах в глубине континента вследствие недостатка влаги распространены лесостепи, степи, полупыстыни и даже пустыни, сменяющие друг друга в направлении от более высоких широт к более низким. В западной и восточной частях пояса, там, где сказывается влияние Океана, а также к северу (в северном полушарии) от лесостепи растут листопадные лиственные леса. На севере в результате увеличения суровости климата леса листопадные сменяются смешанными и хвойными — тайгой.
В субполярном поясе леса отсутствуют, господствует ксерофитная растительность, кустарниковая, травянистая и мохово-лишайниковая.
Полярные пояса отличаются почти полным отсутствием высшей растительности, господством мхов и лишайников.
Растения не могут перемещаться, поэтому они или приспосабливаются к среде, с которой связаны, или гибнут. Животные, в отличие от растений, способны изменять место обитания. Образуемые ими сообщества (зооценозы) принципиально отличны от сообществ растений. Зооценозом называют совокупность животных, населяющих определенный участок, характеризующийся более или менее однородными условиями существования. Распространение типов животного населения на суше тесно связано с климатом и растительностью.
Влажные леса экваториального пояса отличаются особым богатством видов и особей и разнообразием форм. Здесь много травоядных. Животные, обитающие в кронах деревьев, обладают специальными приспособлениями для лазанья, для планирующего полета; под пологом труднопроходимого леса могут жить очень мелкие или, наоборот, очень крупные животные (слоны, носороги). Во влажном экваториальном лесу много древних примитивных форм, длительное время развивающихся в малоизменявшихся, благоприятных для существования условиях. Животный мир муссонных лесов субэкваториального пояса менее богат, чем животный мир экваториальных лесов.
В саваннах господствуют стадные травоядные животные, многие виды обладают способностью очень быстро передвигаться и совершать длительные переходы в сухой период и при пожарах.
В пустынях преобладают животные роющие и прячущиеся в норах, вырытых другими животными, много быстро бегающих, скачущих (например, тушканчики). Немало животных, ведущих ночной образ жизни, есть такие, которые в жаркий период впадают в спячку.
В степях, где количество растительных кормов значительно больше, чем в пустынях, большинство животных травоядные, появляются стада копытных.
В лесах умеренного пояса много кочующих и впадающих в спячку млекопитающих, много перелетных птиц.
Животный мир тундры беден видовым составом. В нем почти или полностью отсутствуют многие группы животных (например, пресмыкающиеся, земноводные и пр.). Почти нет не улетающих на зиму птиц. Ho некоторые виды (северные олени, лемминги, шмели, ряд двукрылых) представлены большим количеством особей.
В природе животные не могут существовать без растений, растения — без животных. Поэтому выделение фито- и зооценозов искусственно и допустимо только в целях удобства их изучения. В действительности растения и животные образуют единые сообщества — биоценозы.
Биоценоз — относительно устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, населяющих участок биосферы с более или менее однородными условиями существования (биотопы). Это закономерное образование, обусловленное общностью условий существования составляющих его организмов, формирующихся в процессе эволюции на основе естественного отбора. Внутри биоценоза существует связь всех входящих в него компонентов между собой и со средой. Сформировавшись постепенно, биоценоз непрерывно развивается, изменяется. Слагающие его организмы эволюционируют. Изменения организмов биоценоза вызывают изменения среды, и, если они оказываются неблагоприятными для организмов, биоценоз теряет устойчивость, происходит его замена более устойчивым биоценозом — сукцессия. Замена биоценоза может быть вызвана причинами, не связанными с влиянием самого биоценоза, например с изменениями климата. Всякое существенное изменение, вносимое в биоценоз, повлечет за собой изменения его в целом.
Биоценозы могут отличаться друг от друга богатством видов, сложностью строения (ярусность), обилием особей, характером группировки видов, суточным и сезонным ритмом, соотношением оседлых и мигрирующих форм животных, приспособляемостью организмов и другими признаками.
Растения получают питание из атмосферы и из почвы, поэтому условия их развития в биоценозе определяются климатом и характером почвы, а также длительностью их благоприятного или неблагоприятного сочетания. Животные питаются растениями и поедают друг друга, благоприятные условия их существования — богатство растительности. Чем богаче растительность биоценоза, тем богаче его животный мир.
Ярусность в биоценозе связана главным образом с его растительной частью (так как она создается в результате стремления растений использовать наилучшим образом солнечный свет). Ярусы — расположенные друг над другом участки биоценоза. Количество их может быть различно, и, кроме наземных, существуют подземные ярусы. В благоприятных условиях возникают сложные многоярусные биоценозы.
Количество особей различных организмов, входящих в биоценоз, весьма различно. Одни организмы господствуют, другие пребывают в угнетенном состоянии и представлены единичными экземплярами. Организмы, отличающиеся особым (по сравнению с другими членами биоценоза) обилием, определяют внешний вид биоценоза, его аспект. Это прежде всего относится к растениям. Аспект может быть постоянным и может зависеть от фаз цветения основных видов растений (смена аспектов).
Среди животной части биоценоза выделяются животные, хорошо приспособленные к своему биоценозу, постоянно связанные с ним (ядро животных биоценоза), и животные, появляющиеся в биоценозе только в известные периоды (сезоны). В связи с этим животный состав биоценоза, как и растительный, ритмически изменяется по сезонам. Сезонный ритм наблюдается во всех биоценозах, но в разной степени. Например, в экваториальном лесу смены аспектов в общем не происходит, миграция животных почти отсутствует. Там, где существуют сухой и влажный периоды, сезонная смена явлений связана со сменой их. B умеренных, широтах сезоны (весна, лето, осень, зима) проявляются отчетливо и вместе с ними хорошо выражены сезонные ритмы в биоценозах. Существуют сезонные ритмы в биоценозах полярных стран и тундры.
Кроме сезонного ритма, в биоценозах наблюдается суточный ритм, определяемый солнечным освещением. В полярных странах этот ритм отсутствует, в экваториальных он, наоборот, очень резко выражен. Несомненно, в биоценозах отражаются внутривековые и вековые ритмы.
Все живые организмы на Земле входят в тот или иной биоценоз. Каждый из них является одной из составляющих природного комплекса, находящейся в теснейшей взаимосвязи со всеми остальными его составляющими.