English · हिन्दी · తెలుగు · தமிழ் · മലയാളം · मराठी · ಕನ್ನಡ
Succession, interactions and biogeochemical cycles
Primary and secondary succession, pioneer species, xerosere and hydrosere, the climax community; mutualism, commensalism, parasitism, predation, competition and amensalism; keystone, flagship, umbrella, indicator and invasive species; ecotones and the edge effect; gaseous and sedimentary cycles; the carbon, nitrogen, phosphorus, sulphur and water cycles, eutrophication and acid rain.
முதல் பகுதி சூழல் மண்டலத்தை ஒரு புகைப்படம் போலப் பார்த்தது. இந்தப் பகுதி அதை ஒரு திரைப்படம் போலக் காட்டுகிறது: காலப்போக்கில் மாற்றம், உயிரினங்களுக்கிடையிலான உறவுகள், பொருட்கள் மீண்டும் மீண்டும் சுற்றுவது. ஒன்றை நினைவில் வையுங்கள்: ஆற்றல் ஒருமுறை கடந்து வெப்பமாகப் போய்விடும், ஆனால் பொருள் சுழன்றுகொண்டே இருக்கும். வீட்டில் மின்சாரம் செலவானால் திரும்பி வராது, ஆனால் நீர் ஆவியாகி மழையாகத் திரும்புகிறது, அதுபோல. (→ English: ecosystem · हिन्दी: पारिस्थितिकी तंत्र)
சூழல் வழிமுறை மாற்றம் என்றால் ஒரே இடத்தில் ஒரு உயிர்க் கூட்டத்தின் இடத்தை மெல்ல மெல்ல இன்னொன்று பிடிப்பது. ஒவ்வொரு கூட்டமும் மண், நிழல், ஈரம் சேர்த்து அடுத்தவர்களுக்கு வழி அமைக்கிறது. மண்ணே இல்லாத புதிய பாறையில் தொடங்கினால் அது முதல்நிலை மாற்றம், மிக மெதுவாக நடக்கும். கைவிட்ட வயலில் மண் இருப்பதால் புல், புதர் விரைவாக வரும், அது இரண்டாம்நிலை மாற்றம். (→ English: ecological succession · हिन्दी: पारिस्थितिक अनुक्रमण)
வெற்றிடத்துக்கு முதலில் வருபவை முன்னோடி இனங்கள். பாறையில் லைக்கன்கள் சிறு அமிலங்களால் பாறையைக் கரைத்து மண்ணைத் தொடங்குகின்றன; பிறகு பாசி, புல், புதர், கடைசியில் மரங்கள். குளத்தில் என்றால் நீர்ப் பாசியில் தொடங்கி, வண்டல் நிரம்பி, கடைசியில் காடாகிறது. இறுதியான நிலையான நிலை உச்சநிலை சமுதாயம். நம் ஊர்க் குளம் ஆண்டுக்கணக்கில் தூர்ந்து நிலமாக மாறுவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள், அதுதான் இது. (→ English: pioneer species; climax community · हिन्दी: अग्रगामी प्रजाति; चरम समुदाय)
ஒரே இடத்தில் வாழும் உயிரினங்கள் ஒன்றையொன்று பாதிக்கின்றன. ஒவ்வொன்றுக்கும் லாபமா, நஷ்டமா, ஒன்றுமில்லையா என்று பார்த்தால் ஆறு வகைகள் வரும். இரண்டுக்கும் நன்மை என்றால் இருசார் நன்மை வாழ்க்கை, அத்தி மரமும் அதன் குளவியும் போல. ஒன்றுக்கு நன்மை, மற்றதற்கு ஒன்றுமில்லை என்றால் மாமரக் கிளையில் ஆர்க்கிட். ஒன்று மற்றதன் உணவைப் பறித்தால் ஒட்டுண்ணி வாழ்க்கை, வேலியில் சுற்றும் அம்மையார் கூந்தல் (கஸ்குட்டா) போல. ஒரே வளத்துக்காகப் போட்டியிட்டால் இரண்டுக்கும் இழப்பு. (→ English: mutualism · हिन्दी: सहोपकारिता)
| Interaction | Species A | Species B | Example |
|---|---|---|---|
| Mutualism | + | + | Fig and fig wasp; the alga and fungus of a lichen |
| Commensalism | + | 0 | Orchid growing on a mango branch |
| Parasitism | + | − | Cuscuta on hedge plants; brood parasitism of the koel |
| Predation | + | − | Tiger and deer (prey killed) |
| Competition | − | − | Two species using the same limited food |
| Amensalism | 0 | − | Penicillium mould and nearby bacteria |
போட்டியும் வேட்டையும் முழுச் சமுதாயத்தையும் வடிவமைக்கின்றன. ஒரே உணவுக்காக இரண்டு இனங்கள் போட்டியிட்டால் கடைசியில் ஒன்றுதான் மிஞ்சும் என்று காஸின் சோதனையில் தெரிந்தது. அதனால் காட்டில் உயிரினங்கள் வெவ்வேறு நேரங்களில், வெவ்வேறு உயரங்களில் உண்கின்றன, ஒரே பேருந்து நிலையத்தில் இரண்டு ஆட்டோக்கள் வெவ்வேறு வழிகளில் போவது போல. வேட்டையாடிகள் தாவர உண்ணிகளின் எண்ணிக்கையைக் கட்டுக்குள் வைக்கின்றன. குயில் காக்கைக் கூட்டில் முட்டையிடுவதும் ஒருவகை ஒட்டுண்ணி வாழ்க்கைதான். (→ English: competitive exclusion; brood parasitism · हिन्दी: प्रतिस्पर्धी अपवर्जन; अंड-परजीविता)
சில இனங்கள் அவற்றின் பங்கால் தனியாகக் குறிப்பிடப்படுகின்றன. முக்கிய ஆதார இனம் என்பது வீட்டுக் கூரையின் நடு உத்திரம் போல, அதை எடுத்தால் எல்லாம் சரியும். புலி போல மக்கள் மனதைக் கவரும் விலங்கு கொடி இனம்; பெரிய பரப்பு தேவைப்படும் இனத்தைக் காத்தால் சிறு உயிர்களும் தப்பும், அது குடை இனம். லைக்கன்கள் காற்றின் தூய்மையைக் காட்டும் குறிகாட்டிகள். வெளியிலிருந்து வந்து நம் இனங்களைத் தள்ளுபவை ஆக்கிரமிப்பு இனங்கள், நம் குளங்களில் ஆகாயத்தாமரை போல. (→ English: keystone species; invasive species · हिन्दी: कीस्टोन प्रजाति; आक्रामक प्रजाति)
| Role | What it means | Example |
|---|---|---|
| Keystone | Effect far larger than its numbers | Sea otter and kelp forests |
| Flagship | Popular animal that draws support | Tiger (Project Tiger, 1973) |
| Umbrella | Wide-ranging; protecting it shields many others | Tiger, elephant |
| Indicator | Shows the condition of its environment | Lichens and sulphur dioxide in air |
| Invasive | Introduced from outside, spreads and harms natives | Water hyacinth, Lantana, Parthenium |
இரண்டு உயிர்ச் சமுதாயங்கள் சந்திக்கும் இடத்தில் ஒரு நடுப்பட்டை இருக்கும், அதுவே சூழல் இடைமண்டலம். காட்டுக்கும் புல்வெளிக்கும் இடையிலான பகுதி, ஆறு கடலில் சேரும் முகத்துவாரம், அலையாத்திக் காடுகள் இதற்கு எடுத்துக்காட்டு. இரண்டு ஊர்களுக்கு நடுவே நடக்கும் சந்தையில் இரண்டு ஊர் மக்களும், சந்தைக்கே உரிய வியாபாரிகளும் இருப்பது போல, அங்கே வகைகள் அதிகம். இதுவே விளிம்பு விளைவு. ஆனால் காட்டைத் துண்டுகளாக்கினால் விளிம்புகள் பெருகி உள்ளே வாழும் உயிர்களுக்குத் தீங்கு. (→ English: ecotone; edge effect · हिन्दी: इकोटोन; कोर प्रभाव)
நம் உடலின் பொருட்கள் சில தனிமங்களால் மட்டுமே ஆனவை, வானிலிருந்து புதியவை வருவதில்லை, அதனால் அவையே மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுகின்றன. இந்தச் சுற்றுப் பாதையே உயிர் புவி வேதியியல் சுழற்சி. கார்பன், நைட்ரஜன் போன்றவை பெரும்பாலும் காற்றில் சேமிக்கப்படுகின்றன, விரைவாகச் சுற்றுகின்றன. பாஸ்பரஸ், கந்தகம் பாறைகளில் மறைந்திருக்கின்றன, மெதுவாக வெளிவருகின்றன. வங்கியில் வைப்புத்தொகை பெரியது, மெதுவானது; சட்டைப் பையில் உள்ள பணம் சிறியது, வேகமாகச் சுற்றும், இதுபோல இரண்டு சேமிப்புகள். (→ English: biogeochemical cycle · हिन्दी: जैव भू-रासायनिक चक्र)
தாவரங்கள் காற்றிலுள்ள கார்பன் டைஆக்சைடை ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் உணவாக்குகின்றன; விலங்குகளும் நுண்ணுயிர்களும் சுவாசத்தின் மூலம் அதைத் திரும்பக் காற்றில் விடுகின்றன. கடல் காற்றைவிட மிக அதிகக் கார்பனைச் சேமிக்கிறது. நிலக்கரி, பெட்ரோல் பழங்காலக் காடுகளின் கார்பனே. நாம் அவற்றை எரித்து, காடுகளை வெட்டினால் காற்றில் வாயு கூடுகிறது, கடலும் அமிலமாகிறது. அதிகக் கார்பனை உறிஞ்சும் காடும் கடலும் கார்பன் தேக்கம். (→ English: carbon cycle; carbon sink · हिन्दी: कार्बन चक्र; कार्बन सिंक)
காற்றில் சுமார் 78 சதவீதம் நைட்ரஜன் இருந்தாலும் தாவரங்கள் அதை நேரடியாகப் பயன்படுத்த முடியாது, முதலில் அம்மோனியா அல்லது நைட்ரேட்டாக மாற வேண்டும், அதுவே நைட்ரஜன் நிலைநிறுத்தம். துவரை, பயறு போன்ற பருப்புப் பயிர்களின் வேர் முடிச்சுகளில் ரைசோபியம் இந்த வேலையைச் செய்கிறது, அதனால்தான் பருப்புப் பயிருக்குப் பிறகு நிலம் வளமாகிறது என்கிறார்கள் விவசாயிகள். நெல் வயல்களில் நீலப்பச்சைப் பாசிகள் உதவுகின்றன. பிறகு நுண்ணுயிர்கள் அம்மோனியாவை நைட்ரேட்டாக மாற்றுகின்றன, நீர் தேங்கிய மண்ணில் மீண்டும் வாயுவாகக் காற்றில் விடுகின்றன. (→ English: nitrogen fixation; nitrification; denitrification · हिन्दी: नाइट्रोजन स्थिरीकरण; नाइट्रीकरण; विनाइट्रीकरण)
பாஸ்பரஸுக்குக் காற்று நிலை இல்லை; அது பாறையிலிருந்து மண்ணுக்கு, தாவரங்களுக்கு, விலங்குகளுக்குச் சென்று மீண்டும் மண்ணுக்கு வருகிறது, கொஞ்சம் கடலடியில் படிகிறது. வயல் உரங்களும் கழிவுநீரும் குளத்தில் கலந்தால் மிகை ஊட்டமடைதல் நடக்கும்: பாசி திடீரென்று பெருகி, இறந்து, அழுகும்போது ஆக்சிஜன் தீர்ந்து, மீன்கள் சாகின்றன. நம் ஊர்க் குளம் பச்சையாகி நாற்றமடிப்பது இதனால்தான். கந்தகம் பாறைகளில் இருக்கிறது, ஆனால் நிலக்கரி எரித்தால் சல்பர் டைஆக்சைடாகக் காற்றில் சென்று அமில மழை பெய்விக்கிறது. (→ English: phosphorus cycle; eutrophication; acid rain · हिन्दी: फ़ॉस्फ़ोरस चक्र; सुपोषण; अम्ल वर्षा)
சூரிய வெப்பத்தால் இயங்கும் நீர்ச் சுழற்சி மற்ற எல்லாச் சுழற்சிகளையும் இணைக்கிறது. கடலிலிருந்து ஆவியாதல், இலைகளிலிருந்து நீராவிப்போக்கு, மேகம், மழை; கொஞ்சம் நீர் ஓடைகளுக்கு, கொஞ்சம் மண்ணில் இறங்கி நிலத்தடி நீர் ஆகிறது. முழுப் பகுதியையும் பார்த்தால்: உயிர்கள் இடத்தை மாற்றி வழிமுறை மாற்றம் கொண்டுவருகின்றன, ஒன்றோடொன்று உறவு கொள்கின்றன, பொருட்கள் சுற்றுகின்றன, ஆற்றல் ஒருமுறைதான் கடக்கிறது. (→ English: water cycle; evapotranspiration; groundwater · हिन्दी: जल चक्र; वाष्पन-वाष्पोत्सर्जन; भूजल)
Exam traps
- PRIMARY succession starts where there is NO soil (bare rock, new lava, sand dune) and is slow; SECONDARY succession starts where soil remains (abandoned field, burnt forest) and is faster.
- Lichens are the usual PIONEERS on bare rock; phytoplankton are the pioneers of a hydrosere. The final stable stage is the CLIMAX community.
- A lichen is MUTUALISM (alga + fungus), not parasitism; an orchid on a mango tree is COMMENSALISM, not parasitism; Cuscuta is a PARASITE.
- AMENSALISM is 0/− (Penicillium and bacteria); COMMENSALISM is +/0. Do not swap them.
- FLAGSHIP is about public appeal, UMBRELLA about habitat size, KEYSTONE about effect on the community; the tiger is flagship and umbrella at once.
- Phosphorus has NO significant gaseous phase; sulphur's main store is sedimentary but it DOES have gases (SO2, H2S). Carbon and nitrogen cycles are gaseous.
- NITRIFICATION is ammonia → nitrite (Nitrosomonas) → nitrate (Nitrobacter); DENITRIFICATION returns nitrate to N2 gas (e.g. Pseudomonas) in oxygen-poor soil.
- Eutrophication kills fish by REMOVING oxygen, not by poisoning; the cause is excess nutrients (nitrogen and phosphorus).
Recap
- Energy flows through an ecosystem once; matter (carbon, nitrogen, phosphorus, sulphur, water) cycles.
- Succession: primary (no soil, slow) vs secondary (soil left, faster); pioneers → seral stages → climax community.
- Xerosere on dry ground (lichens → mosses → herbs → shrubs → trees); hydrosere in water (phytoplankton → submerged → floating → reeds → sedges → woodland).
- Interactions: mutualism +/+, commensalism +/0, parasitism and predation +/−, competition −/−, amensalism 0/−.
- Gause: competitive exclusion; prickly pear in Australia controlled by a moth; the koel is a brood parasite of crows.
- Keystone (sea otter), flagship and umbrella (tiger), indicator (lichens for SO2), invasive (water hyacinth, Lantana, Parthenium).
- Ecotone = transition zone (mangroves, estuaries); edge effect = more species at the boundary.
- Gaseous cycles: carbon, nitrogen; sedimentary: phosphorus (no gas phase), sulphur (with SO2, H2S); reservoir vs exchange pool.
- Nitrogen: fixation (Rhizobium, Azotobacter, cyanobacteria, lightning, Haber–Bosch) → ammonification → nitrification → assimilation → denitrification.
- Excess N and P cause eutrophication and dead zones; SO2 causes acid rain; burning fossil fuels raises CO2 and acidifies the ocean.
Practice questions
Q1. Consider the following statements:
1. Primary succession begins in areas where no soil is present.
2. Secondary succession is usually slower than primary succession.
Which of the statements given above is/are correct?
- 1 only
- 2 only
- Both 1 and 2
- Neither 1 nor 2
Show answer
Answer: A. 1 only
Statement 1 is correct: primary succession starts on bare rock, new lava or dunes with no soil. Statement 2 is wrong: secondary succession is faster because soil already exists. So '2 only', 'both' and 'neither' are wrong.
Q2. In the succession that begins on bare rock, which group is usually the first to establish itself?
- Mosses
- Lichens
- Grasses
- Shrubs
Show answer
Answer: B. Lichens
Lichens are the pioneers on rock: their acids begin breaking it down into soil. Mosses come only after a little soil forms, and grasses and shrubs need still deeper soil, so they arrive later.
Q3. Match the interactions with the examples:
A. Mutualism 1. Orchid growing on a mango branch
B. Commensalism 2. Penicillium mould and nearby bacteria
C. Parasitism 3. Fig tree and fig wasp
D. Amensalism 4. Cuscuta on hedge plants
Select the correct answer using the code given below:
- A-3, B-1, C-4, D-2
- A-1, B-3, C-4, D-2
- A-3, B-1, C-2, D-4
- A-4, B-1, C-3, D-2
Show answer
Answer: A. A-3, B-1, C-4, D-2
Fig and wasp both gain (mutualism); the orchid gains and the mango is unaffected (commensalism); Cuscuta feeds on its host (parasitism); Penicillium harms bacteria without gaining from them (amensalism). The second code swaps mutualism and commensalism, the third swaps parasitism and amensalism, and the fourth puts Cuscuta under mutualism.
Q4. A species that is protected because its large habitat needs mean that many other species sharing that habitat are protected too is best described as
- an indicator species
- an umbrella species
- an invasive species
- a pioneer species
Show answer
Answer: B. an umbrella species
An umbrella species shelters others through its wide habitat. An indicator species shows environmental condition, an invasive species is an introduced spreader that harms natives, and a pioneer species is the first coloniser of a bare site; none of these is defined by habitat size.
Q5. Consider the following statements:
1. An ecotone usually contains species of both the communities that meet there.
2. Mangroves are an example of an ecotone between land and sea.
3. Breaking a forest into small patches reduces the total length of its edges.
Which of the statements given above is/are correct?
- 1 and 2 only
- 2 and 3 only
- 1 and 3 only
- 1, 2 and 3
Show answer
Answer: A. 1 and 2 only
Statements 1 and 2 are correct. Statement 3 is wrong: fragmenting a forest increases its edges, which is why it harms interior species. So any option that includes 3 is wrong, and '2 and 3 only' also leaves out the correct statement 1.
Q6. Which one of the following biogeochemical cycles has no significant gaseous phase?
- Carbon cycle
- Nitrogen cycle
- Sulphur cycle
- Phosphorus cycle
Show answer
Answer: D. Phosphorus cycle
Phosphorus moves between rocks, soil, water and organisms without a significant gas stage. Carbon (CO2) and nitrogen (N2) have their main stores in the air, and sulphur, though sedimentary, enters the air as sulphur dioxide and hydrogen sulphide.
Q7. Consider the following statements:
1. Nitrosomonas bacteria convert nitrite into nitrate.
2. Denitrification returns nitrogen to the atmosphere as a gas.
3. Cyanobacteria such as Anabaena can fix atmospheric nitrogen.
Which of the statements given above is/are correct?
- 1 and 2 only
- 2 and 3 only
- 1 and 3 only
- 1, 2 and 3
Show answer
Answer: B. 2 and 3 only
Statement 1 is wrong: Nitrosomonas turns ammonia into nitrite; it is Nitrobacter that turns nitrite into nitrate. Statements 2 and 3 are correct. So every option containing statement 1 is wrong.
Q8. Fish kills in a lake suffering from eutrophication are caused mainly by
- poisoning by the added phosphates
- a fall in dissolved oxygen as dead algae decompose
- a sharp rise in water temperature
- acid rain from sulphur dioxide
Show answer
Answer: B. a fall in dissolved oxygen as dead algae decompose
Extra nutrients cause an algal bloom; when the algae die, decomposing bacteria use up the dissolved oxygen and fish suffocate. The nutrients are not themselves the poison, temperature is not the driver, and acid rain is a separate problem linked to sulphur and nitrogen oxides.
Study this in the Upscore app to keep notes, save it for revision, track your practice scores and follow a plan to the exam date. It's free.
Study this in the app →Sources
- Ministry of Environment, Forest and Climate Change (ENVIS resource material): ecological succession, species interactions, keystone, flagship and invasive species, ecotones — https://moef.gov.in
- NOAA Ocean Service and NOAA Research: estuaries and mangroves, the ocean carbon cycle and ocean acidification, nutrient pollution, hypoxia and dead zones — https://oceanservice.noaa.gov
- NASA Earth Observatory: the carbon cycle, the nitrogen cycle and the global cycles of matter — https://earthobservatory.nasa.gov
- US Geological Survey Water Science School: the water cycle, evapotranspiration, infiltration and groundwater — https://www.usgs.gov
- Indian Council of Agricultural Research: biological nitrogen fixation, Rhizobium, Azotobacter and blue-green algae biofertilisers — https://icar.org.in
- US Environmental Protection Agency: nutrient pollution and harmful algal blooms; sulphur dioxide and acid rain — https://www.epa.gov