Екосистема – біологія

Питання 1. Що таке екосистема?

Екосистема, чи екологічна система – біологічна система, що складається зі спільноти живих організмів, середовища їх проживання, системи зв’язків, що здійснює обмін речовиною та енергією між ними.

Питання 2. Як в екосистемах здійснюється кругообіг речовин?

Всі живі організми в процесі життєдіяльності знаходяться в постійному і активній взаємодії з навколишнім середовищем. Суть цієї взаємодії полягає в обміні речовиною та енергією. Життєдіяльність екосистеми і круговорот речовин у ній можливі лише за умови постійного припливу енергії. Основне джерело енергії на Землі – сонячне випромінювання. Енергія Сонця перекладається фотосинтезирующими організмами в енергію хімічних зв’язків органічних сполук. Передача енергії по харчових ланцюгах підпорядковується другому закону термодинаміки: перетворення одного виду енергії в інший походите втратою частини енергії. При цьому її перерозподіл підпорядковується суворої закономірності: енергія, що отримується екосистемою і усваиваемая продуцентами, розсіюється або разом з їх біомасою необоротно передається консументам першого, другого і інших порядків, а потім редуцентам з падінням потоку енергії на кожному трофічному рівні. У зв’язку з цим кругообігу енергії не буває.

На відміну від енергії, котра використовується в екосистемі тільки один раз, речовини використовуються багаторазово через те, що їх споживання і перетворення відбувається по колу. Цей круговорот здійснюється живими організмами екосистеми (продуцентами, консументами, редуцентами) і називається біологічним кругообігом речовин. Під біологічним кругообігом розуміється надходження хімічних елементів з грунту і атмосфери в живі організми, в яких вступники елементи перетворюються на нові складні з’єднання, і повернення їх у грунт і атмосферу в процесі життєдіяльності.

Екологічні системи суші і Світового океану пов’язують і перерозподіляють сонячну енергію, вуглець атмосфери, вологу, кисень, водень, фосфор, азот, сірку, кальцій та інші елементи. Життєдіяльністю рослинних організмів (продуцентів) та їх взаємодіями з тваринами (консументами), мікроорганізмами (редуцентамі) і неживою природою забезпечується механізм накопичення і перерозподілу сонячної енергії, що надходить на Землю.

Найважливішим аспектом існування життя на Землі є кругообіги (біогеохімічні цикли), до яких залучені вода і основні біогенні хімічні елементи – С, Н, О, N, Р, S, Fe, Mg, Mo, Mn, Cu, Zn, Ca, Na , К та ін. Всі цикли складаються з двох фаз: органічної (під час якої речовина або елемент перебуває у складі живих організмів) та неорганічної. Послідовні переходи речовини з однієї фази в іншу відбуваються незліченну кількість разів. Так, наприклад, щорічно проходить через органічну фазу і повертається в неорганічну 1/7 частину всього вуглекислого газу і 1/4500 частина кисню атмосфери; підраховано, що вся вода обертається за 2 млн років.

Питання 3. Чи можна озеро вважати екосистемою?

Озеро можна вважати екосистемою, оскільки там відбувається кругообіг речовин і енергії, живі організми взаємодіють один з одним і саме озеро є для них єдиною середовищем проживання.

Питання 4. Які групи організмів є в кожній екосистемі?

У кожну екосистему входять групи організмів різних видів, помітні за способом живлення:

автотрофи (“самопітающіеся”)

гетеротрофи (“харчуються іншими”).

Консументи-споживачів органічної речовини живих організмів.

Дітрітофагі, або сапрофагі, – організми, що живляться мертвою органічною речовиною – залишками рослин і тварин.

Редуценти – бактерії і нижчі гриби – завершують деструктивну роботу консументів і сапрофагов, доводячи розкладання органіки до її повної мінералізації і повертаючи в середу екосистеми останні порції двоокису вуглецю, води і мінеральних елементів.

Всі названі групи організмів в будь-якій екосистемі тісно взаємодіють між собою, узгоджуючи потоки речовини та енергії.

Їх спільне функціонування не тільки підтримує структуру і цілісність біоценозу, але і має суттєвий вплив на абіотичні компоненти біотопу, обумовлюючи самоочищення екосистеми, її середовища.

Питання 5. Хто такі виробники? Яка роль споживачів? Які живі організми є руйнівниками?

Живі компоненти можуть бути поділені на виробників, споживачів і руйнівників в залежності від характеру їх участі у підтримці екосистеми як стабільного, взаємозалежного цілого. Організми-виробники (або продуценти) – зелені рослини, створюють органічні сполуки з простих неорганічних речовин. Типове маленьке озеро характеризується продуцентами двох типів – це великі рослини, що ростуть уздовж берега або плаваючі у мілкій воді, і мікроскопічні плавучі рослини, переважно водорості, поширені у всій товщі води до тієї глибини, на яку проникає світло. Ці найдрібніші рослини, які складають фітопланктон, стають помітні тільки при скупченні їх у великих кількостях – вони надають воді зеленуватий відтінок. Зазвичай в озерах фітопланктон – більш важливий виробник, ніж великі рослини.

Організми-споживачі є гетеротрофами; в екосистемі озера це комахи, їх личинки, ракоподібні, риби і, мабуть, деякі молюски. Первинні споживачі – травоїдні, що харчуються рослинами, а вторинні споживачі – м’ясоїдні, що харчуються первинними споживачами, і т. Д.

Нарешті, є організми-руйнівники – бактерії і гриби, які розкладають органічні сполуки клітин мертвих виробників і споживачів або до низькомолекулярних органічних речовин, які вони самі можуть використовувати, виступаючи як сапрофітів, або до неорганічних сполук, які можуть бути використані зеленими рослинами. Навіть самі великі і складні екосистеми складаються з тих же основних типів організмів, т. Е. З виробників, споживачів і руйнівників, в поєднанні з різними неживими компонентами.

Питання 6. Що таке ланцюг харчування?

Ланцюг живлення – ланцюг взаємопов’язаних видів, послідовно извлекающих органічна речовина та енергію з вихідного харчового речовини. Кожне попереднє ланка ланцюга харчування є їжею для наступної ланки.

Питання 7. Розгляньте два типи ланцюгів живлення, зображені на малюнку на сторінці 206. Запропонуйте аналогічні приклади.

Ланцюг живлення, що починається з живою органіки: трава – заєць – лисиця – падальник – бактерії.

Ланцюг живлення, що починається з мертвої органіки: детрит – дощові черв’яки – яструб – бактерії.

Питання 8. Що таке екологічна піраміда? Яке значення має правило десяти відсотків?

Екологічна піраміда – це структурний зображення у вигляді прямокутників з однаковим масштабом і розташування їх один над одним трофічних рівнів.

На кожному етапі передачі речовини і по харчовому ланцюгу втрачається приблизно 90%, і лише близько однієї десятої частки переходить до чергового споживачеві. Це правило передачі енергії в харчових зв’язках організмів називають «правилом десяти відсотків».

Представникам четвертого трофічного рівня (наприклад, хижаки, що поїдають іншого хижака) дістанеться тільки близько однієї тисячної частки тієї енергії, засвоєної рослиною, з якого починалася харчова ланцюг. Тому окремі ланцюга харчування в природі не можуть мати занадто багато ланок, енергія в них швидко вичерпується.

Питання 9. Що станеться, якщо порушити одне з ланок ланцюга харчування?

Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу. Скорочення чисельності організмів однієї ланки в ланцюзі харчування призводить до порушень цілісності біоценозу.

Посилання на основну публікацію