Milyen szerepet töltenek be a fogyasztók az otthonokban? Az ökoszisztéma-szervezetek törvényei – Tudáshipermarket

Az ökoszisztéma szerveződésének törvényei

A biocenózisokban az élő szervezetek nemcsak egymással, hanem az élettelen természettel is szorosan kapcsolódnak. Ez a kapcsolat anyagon és energián keresztül jut kifejezésre.

Az anyagcsere, mint tudják, az élet egyik fő megnyilvánulása. Modern szóhasználattal az élőlények nyitott biológiai rendszerek, mert a testükön áthaladó állandó anyag- és energiaáramlás révén kapcsolódnak környezetükhöz. Az élőlények környezettől való anyagi függőségét már az ókori Görögországban felismerték. A filozófus ezt a jelenséget képletesen a következő szavakkal fejezte ki: "Testünk patakként folyik, és az anyag folyamatosan megújul bennük, mint a víz a patakban." Mérhető egy szervezet anyag-energia kapcsolata környezetével.

Az élelem, a víz és az oxigén áramlása az élő szervezetekbe a környezetből származó anyagáramlás. A táplálék tartalmazza a sejtek és szervek működéséhez szükséges energiát. A növények közvetlenül elnyelik a napfény energiáját, elraktározzák a szerves vegyületek kémiai kötéseiben, majd a biocenózisokban táplálékkapcsolatokon keresztül újra elosztják.

Az anyag- és energiaáramlás az élő szervezeteken keresztül az anyagcsere-folyamatokban rendkívül nagy. Egy ember például több tíz tonna ételt és italt fogyaszt el élete során, és sok millió liter levegőt a tüdején keresztül. Sok élőlény még intenzívebben lép kölcsönhatásba környezetével. Tömegük minden grammjának létrehozásához a növények 200-800 gramm vagy több vizet költenek el, amelyet kivonnak a talajból, és elpárologtatják a légkörbe. A növények a fotoszintézishez szükséges anyagokat talajból, vízből és levegőből nyerik.

Ilyen intenzitású anyagáramlással a szervetlen természetből az élő testekbe, az élethez szükséges vegyületek - biogén elemek - tartalékai már rég kimerültek volna a Földön. Az élet azonban nem áll meg, mert a tápanyagok folyamatosan visszakerülnek az élőlényeket körülvevő környezetbe. Ez a biocenózisokban történik, ahol a fajok közötti táplálkozási kapcsolatok eredményeként a növények által szintetizált szerves anyagok idővel ismét olyan vegyületekké bomlanak, amelyeket a növények újra felhasználhatnak. Így jön létre az anyagok biológiai körforgása.

A biocenózis tehát egy még összetettebb rendszer része, amely az élő szervezeteken kívül az élethez szükséges anyagot és energiát tartalmazó élettelen környezetét is magában foglalja. A biocenózis nem létezhet a környezettel való anyagi és energiakapcsolatok nélkül. Ennek eredményeként a biocenózis bizonyos egységet képvisel vele.

Az élőlények és szervetlen komponensek minden olyan gyűjteményét nevezzük, amelyben az anyag körforgása fenntarthatóökológiai rendszer , vagy ökoszisztéma .

A természetes ökoszisztémák különböző méretűek és kiterjedésűek lehetnek: egy kis tócsa a lakóival, egy tavacska, egy óceán, egy rét, egy liget, egy tajga, egy sztyepp - ezek mind a különböző léptékű ökoszisztémák példái. Minden ökoszisztéma tartalmaz egy élő részt - egy biocenózist és annak fizikai környezetét. A kisebb ökoszisztémák az egyre nagyobb ökoszisztémák részét képezik, egészen a Föld teljes ökoszisztémájáig. Bolygónk anyagának általános biológiai körforgása is sokkal több privát ciklus kölcsönhatásából áll. Egy ökoszisztéma csak akkor tudja biztosítani az anyag keringését, ha tartalmazza az ehhez szükséges négy összetevőt: tápanyag-tartalékokat, termelők, fogyasztók És bontók .

Producerek- ezek olyan zöld növények, amelyek biogén elemekből, azaz biológiai termékekből hoznak létre szerves anyagot napenergia áramlások felhasználásával.

Fogyasztók- ennek a szerves anyagnak a fogyasztói, új formákká történő feldolgozása. Az állatok általában fogyasztóként viselkednek. Vannak elsőrendű fogyasztók - növényevő fajok (fitofágok) és másodrendű - húsevő állatok (zoofágok).

Lebontók- olyan szervezetek, amelyek a szerves vegyületeket teljesen ásványi anyagokká bontják. A lebontók szerepét a biocenózisokban főként gombák és baktériumok, valamint más kisméretű élőlények látják el, amelyek a növények és állatok elhalt maradványait dolgozzák fel.

Holtfa rombolók(bronzbogár és lárvája; szarvasbogár és lárvája; nagy tölgy hosszúszarvú bogár és lárvája; illatos erdeiféreglepke és hernyója; vörös laposbogár; göbös százlábú; fekete hangya; erdei tetű; giliszta)

Körülbelül 4 milliárd éve folyik az élet a Földön, megszakítás nélkül, éppen azért, mert az anyag biológiai körforgásainak rendszerében fordul elő. Ennek alapja a növényi fotoszintézis és az élőlények közötti táplálkozási kapcsolatok a biocenózisokban. Az anyag biológiai körforgása azonban állandó energiafelhasználást igényel. Ellentétben a kémiai elemekkel, amelyek ismétlődően részt vesznek az élő testekben, a zöld növények által visszatartott napfény energiáját az élőlények nem használhatják fel a végtelenségig.

A termodinamika első főtétele szerint az energia nem tűnik el nyomtalanul, a körülöttünk lévő világban megmarad, de egyik formából a másikba kerül. A termodinamika második főtétele szerint az energia bármely átalakulása együtt jár annak egy részének olyan állapotba való átmenetével, ahol már nem használható fel munkára. Az élőlények sejtjeiben a kémiai reakciókat biztosító energia az egyes reakciók során részben hővé alakul, és a hőt a szervezet a környező térben elvezeti. A sejtek és szervek összetett munkáját így a szervezet energiavesztesége kíséri. Az anyagok keringésének minden egyes ciklusa a biocenózis tagjainak aktivitásától függően egyre több új energia utánpótlást igényel.

Így bolygónkon az élet az anyagok állandó körforgásaként megy végbe, amelyet a napenergia áramlása támogat. Az élet nemcsak biocenózisokba, hanem ökoszisztémákba is szerveződik, amelyekben szoros kapcsolat van a természet élő és nem élő összetevői között.

Az erdőkben minden növényevő szervezet (elsőrendű fogyasztó) átlagosan az éves növénynövekedés 10-12%-át használja fel. A többit lebontók dolgozzák fel, miután a lombozat és a fa elhal. A sztyeppei ökoszisztémákban nagymértékben megnő a fogyasztók szerepe. A növényevők a teljes föld feletti növénytömeg akár 70%-át is megehetik anélkül, hogy jelentősen aláássák a megújulásuk ütemét. Az elfogyasztott anyag jelentős része ürülék formájában kerül vissza az ökoszisztémába, amelyet a mikroorganizmusok és a kisállatok aktívan lebontanak. Így a fogyasztók aktivitása nagymértékben felgyorsítja az anyagok keringését a sztyeppéken. Az elpusztult növényi alom felhalmozódása az ökoszisztémákban a biológiai forgalom lassulását jelzi.

A Föld ökoszisztémáinak sokfélesége összefügg az élő szervezetek sokféleségével és a fizikai és földrajzi környezet feltételeivel. A tundra, erdő, sztyepp, sivatag vagy trópusi közösségeknek megvannak a saját biológiai ciklusai és a környezettel való kapcsolatai. A vízi ökoszisztémák is rendkívül változatosak. Az ökoszisztémák különböznek a biológiai ciklusok sebességében és az ezekben a ciklusokban részt vevő anyagok teljes mennyiségében.

A tengerek is gigantikus, összetett ökoszisztémák. Óriási mélységük ellenére a mélységig élettel van benépesítve. A tengerekben folyamatos a víztömegek keringése, áramlatok keletkeznek, a part közelében apályok és áramlások következnek be.

A napfény csak a víz felszíni rétegeibe hatol, 200 m alatt az algák fotoszintézise lehetetlen. Ezért csak a heterotrófok élnek mélységben - állatok és baktériumok. Így a termelők tevékenysége, valamint a lebontók és fogyasztók nagy része térben erősen elkülönül. Az elhalt szerves anyagok végül lesüllyednek az aljára, de a felszabaduló ásványi elemek csak azokon a helyeken térnek vissza a felső rétegekbe, ahol erős feláramlás van. Az óceánok középső részén az algák szaporodását élesen korlátozza a tápanyaghiány, az óceán „termelékenysége” ezeken a területeken éppoly alacsony, mint a legszárazabb sivatagokban.

Az ökoszisztémák fenntarthatóságának alapelve - az energiaáramlás által támogatott anyagkörforgás - lényegében biztosítja az élet végtelen létét a Földön.

Ezen elv alapján lehet megszervezni fenntartható mesterséges ökoszisztémákat és termelési technológiákat, amelyek vizet vagy más erőforrásokat takarítanak meg. Az élőlények összehangolt tevékenységének megsértése a biocenózisokban általában az ökoszisztémák anyagciklusának súlyos változásait vonja maga után. Ez a fő oka az olyan környezeti katasztrófáknak, mint a talaj termékenységének csökkenése, a növényi hozamok, az állatok növekedésének és termelékenységének csökkenése, valamint a természeti környezet fokozatos pusztulása.

A szárazföldi ökoszisztémákban a talaj elsősorban a biocenózis életéhez szükséges erőforrások tárolásának és tartalékának szerepét tölti be. Azok az ökoszisztémák, amelyekben nincs talaj – vízi, sziklás, sekély és szemétdomb – nagyon instabilak. A bennük lévő anyagok keringése könnyen megszakad és nehezen újraindítható.

A talajban a legértékesebb rész a humusz - egy összetett anyag, amely elhalt szerves anyagokból képződik számos szervezet tevékenysége eredményeként. A humusz hosszú távú és megbízható táplálékot biztosít a növények számára, mivel nagyon lassan és fokozatosan bomlik le, tápanyagokat szabadít fel. A nagy humuszkészlettel rendelkező talajokat magas termőképesség jellemzi, az ökoszisztémák pedig ellenállóak.

Az instabil ökoszisztémák, amelyekben az anyag körforgása nem kiegyensúlyozott, könnyen megfigyelhető a túlburjánzó tavak vagy kis tavak példáján. Az ilyen tározókban, különösen, ha a műtrágyákat kimossák a környező területekről, gyorsan fejlődik a part menti növényzet és a különféle algák. A növényeknek nincs idejük arra, hogy a vízi lakosok feldolgozzák őket, és elhalva tőzegrétegeket képeznek az alján. A tó sekélyné válik és fokozatosan megszűnik, először mocsárrá, majd nyirkos rétté változik. Ha a tározó kicsi, az ilyen változások meglehetősen gyorsan, több éven keresztül következhetnek be.

1. oktatóvideó: Kölcsönhatás a szervezet és a környezet között. Ökoszisztémák. Biogeocenózisok

2. oktatóvideó: Abiotikus tényezők: hőmérséklet és fény

3. oktatóvideó: Biotikus tényezők

Előadás: Ökoszisztéma (biogeocenózis), összetevői: termelők, fogyasztók, lebontók, szerepük

Ökoszisztéma

Ökoszisztémaélő szervezetek közössége, azok térbeli élőhelye és az összes résztvevő közötti kapcsolatrendszer.

Az ökoszisztéma jellemzői az önszabályozási, fejlődési és önszerveződési képességei. Ökoszisztémának nevezhetünk olyan közösséget, amelyben az anyag és az energia körforgása stabilan és hosszú időn keresztül megy végbe. Így például egy otthoni akvárium nem nevezhető ökoszisztémának, mivel emberi beavatkozás nélkül nem képes önállóan ellátni saját létfontosságú funkcióit. Ugyanígy az erdőben lévő korhadt tuskó sem ökoszisztéma, mivel az abban zajló élettevékenység egy nagyobb ökoszisztéma része.

Ökoszisztéma lehet például egy tavacska, egy erdő, egy rét. Például egy tó különféle állatoknak, növényeknek és mikroorganizmusoknak ad otthont, amelyek az ökoszisztéma élő alkotóelemei. Összefüggések vannak közöttük az anyag- és energiaátadás tekintetében - trófikus kapcsolatok. Befolyásolják őket a víz fizikai és kémiai paraméterei, a tározó fenekének és falainak geológiai jellemzői, valamint az évszakos éghajlatváltozások.

Az ökoszisztéma határainak meghatározásának egyik fontos paramétere az összetevői közötti trofikus kapcsolatok jelenléte, az anyagok és az energia egymáshoz való átvitelének tényei.

A fizika szempontjából minden ökoszisztéma nyitott rendszer, amelyben energia- és anyagáramlások vannak bejövő és kimenő.

Az ökoszisztéma kifejezés szinonimája a biogeocenosis fogalma.

Biotikus és abiotikus komponensek

Bármely biogeocenózisban biotikus és abiotikus komponenseket különböztetnek meg. Ebben az esetben a biotikus komponens résztvevői az abban betöltött szerepük szerint lehetnek:

termelők. Ezek autotróf és kemotróf szervezetek, amelyek energiát és szervetlen anyagokat alakítanak át szerves anyagokká;

fogyasztók. Ezek heterotróf energiafogyasztók, amelyek kémiai kötések formájában megtalálhatók az anyagban. Több rendre oszthatók: az első fogyasztói növényeket és kemotrófokat, a másodikak az első fogyasztóit, azaz a növényevőket, a harmadikak a második fogyasztóit, azaz a kisragadozókat eszik;

bontók. Ezek heterotrófok, amelyek a szerves anyagokat egyszerű szerves és ásványi anyagokra bontják. Ide tartoznak a gombák, számos protozoa és egyes rovarok lárvái, amelyek lehullott levelekkel és elhullott állatokkal táplálkoznak.

Az ökoszisztéma biotikus komponensei között stabil trofikus kapcsolatok jönnek létre. Az abiotikus tényezők közé tartozik az élettelen természet hatása.

A biogeocenológia másik fontos fogalma az ökoszisztéma termelékenysége. Ez a fogalom meghatározza az ökoszisztéma által termelt mennyiségi biomasszát, vagyis a benne lévő összes élőlény összességét. A biomasszát általában az élőlények egységnyi területre jutó tömege alapján számítják ki.

Ökoszisztéma határai

Az ökoszisztémáknak a legtöbb esetben nincsenek egyértelmű határai, sőt a különböző ökoszisztémák határain kialakult közösségekre külön kifejezést is alkottak, ezeket általában ökotonoknak nevezik.

A tanulmányozás megkönnyítése érdekében kétféle ökoszisztéma-határt veszünk figyelembe:

Faj– az ilyen típusú határokat az adott ökoszisztémában élő egyedek elterjedési területe határozza meg;

Térbeli – leggyakrabban a táj határozza meg. A hegy egyik és másik oldalán lévő rét különböző ökoszisztémáknak minősül.

Trópusi láncok és hálózatok

Minden ökoszisztémát a trofikus láncok és hálózatok jelenléte jellemez:

Áramkör A táplálékkapcsolatokkal szekvenciálisan összefüggő fajcsoportot ún. A lánc minden korábbi láncszeme táplálék a következőnek.

Tehát egy tápáramkör példa lehet a következő sorrend:

növények – rovarok – ebihal – pisztráng – fenék szaprofita.

Egy anyagnak az egyik linkről a másikra való minden egyes átmenetével a potenciális energia akár 90%-a is elvész (az előző kapcsolat élettartamára pazarolódik, és hő formájában szabadul fel). Ezért a trófikus láncok láncszemeinek száma általában négyre vagy ötre korlátozódik.

A trofikus hálózat a táplálékkapcsolatok összetettebb struktúrája, figyelembe véve, hogy a tápláléklánc minden egyes láncszeme különböző fajok tápláléka lehet. Így a füvet nemcsak a növényevők, hanem a rovarok és mindenevők is megeszik. Amikor ezeket a kapcsolatokat nyomon követik, egy kiterjedt hálózatra emlékeztető grafikus diagram jelenik meg.

A trofikus láncoknak 2 fő típusa van:

1) legelő– benne az elsődleges láncszem a zöldtermő növények. A réti és óceáni ökoszisztémákra jellemző;

2) törmelékes– az első láncszem a szaprotrófok (bontók), amelyek a szerves anyagokat bontják le. Más élőlények szaprotrófokkal táplálkoznak.

Ugyanakkor az energia mindössze 10%-a vesz részt a legelő táplálékláncaiban, a fennmaradó 90% pedig törmelékből származik. Ez annak köszönhető, hogy az autotrófok által termelt energia hatalmas része szerves „hulladékba” kerül, ahol a szaprotrófok hasznosítják.

Ökológiai piramisszabály

Az élelmiszerláncok résztvevői közötti mennyiségi kapcsolatok grafikus ábrázolását ún ökológiai piramis.

Az étkezési kapcsolatok ezen ábrázolása Landeman szabályán alapul:

Ökológiai piramisszabály:"Amikor egy anyagot egyik trofikus szintről a másikra visznek át, az abszorpcióhoz rendelkezésre álló energia mennyisége 10-szer kevesebb lesz."

Hozzávetőleges számításokhoz használják az ökológiai problémák megoldása során, és azt sugallja, hogy a növényevő állatok etetéséhez a növények tömegére van szükség, amely 10-szer nagyobb, mint a sajátjuk. A ragadozó etetéséhez olyan növényevő hústömegre van szükség, amely 10-szer meghaladja a tömegét.

Fitofág és húsevő

Az élő anyag szerkezete egy ökoszisztémában. Biotikus szerkezet. Autotrófok és heterotrófok

Ökoszisztéma. Az ökoszisztéma jelei

Ökoszisztéma homeosztázis. Ökológiai szukcesszió. A természetes és antropogén szukcesszió típusai. Az ökoszisztémák csúcspontjának, stabilitásának és változékonyságának fogalmai.

Populációk egy ökoszisztémában.

Producerek. 1. és 2. rendű fogyasztók. Detritivores. Lebontók.

Fitofág és húsevő.

Az élő anyag szerkezete egy ökoszisztémában. Biotikus szerkezet. Autotrófok és heterotrófok.

Ökoszisztéma. Az ökoszisztéma jelei.

3. téma: Ökoszisztéma. Ökoszisztéma szerkezete

Biofogyasztás. A bioszféra populációja és stabilitása

A nooszféra és a technoszféra fogalmai

Az „ökoszisztéma” kifejezést A. Tansley angol ökológus javasolta 1935-ben.

Ökoszisztéma kölcsönhatásban lévő élő szervezetek és környezeti feltételek összessége.

„Bármilyen egység (bioszisztéma), amely egy adott területen az összes társműködő szervezetet (biotikus közösséget) magában foglalja, és a fizikai környezettel oly módon kölcsönhatásba lép, hogy az energiaáramlás jól körülhatárolható biotikus struktúrákat hoz létre, és az anyagok körforgása az élők között. és az élettelen részek az ökológiai rendszer, vagy ökoszisztéma"(Y. Odum, 1986).

Ökoszisztémák például a hangyabolyok, egy erdőfolt, egy mezőgazdasági terület, egy űrhajó kabinja, egy földrajzi táj vagy akár az egész földgömb.

Az ökológusok a „biogeocenózis” kifejezést is használják, amelyet az orosz tudós, V.N. Sukachev. Ez a kifejezés a növények, állatok, mikroorganizmusok, talaj és atmoszféra homogén földterületen történő összegyűjtésére utal. A biogeocenózis az ökoszisztéma egyik változata.

Az ökoszisztémák, valamint a biogeocenózisok között általában nincsenek egyértelmű határok, és az egyik ökoszisztéma fokozatosan átmegy a másikba. A nagy ökoszisztémák kisebb ökoszisztémákból állnak.

Rizs. Az ökoszisztémák "Matryoshka".

ábrán. az ökoszisztémák „matrjoskája” látható. Minél kisebb az ökoszisztéma mérete, annál szorosabban lépnek kölcsönhatásba az azt alkotó organizmusok. A hangyák szervezett csoportja egy hangyabolyban él, amelyben minden felelősség megoszlik. Vannak hangyavadászok, őrök, építők.

A hangyaboly ökoszisztéma az erdei biogeocenózis, az erdei biogeocenózis pedig a földrajzi táj része. Az erdei ökoszisztéma összetétele összetettebb, számos állat-, növény-, gomba- és baktériumfaj képviselői élnek együtt az erdőben. A köztük lévő kapcsolatok nem olyan szorosak, mint a hangyáké a hangyabolyban. Sok állat csak idejének egy részét tölti az erdei ökoszisztémában.

A tájon belül a különböző biogeocenózisokat a víz föld feletti és föld alatti mozgása köti össze, amelyben ásványok oldódnak. Az ásványi anyagokat tartalmazó víz a legintenzívebben egy lecsapoló medencében mozog - egy tározóban (tó, folyó) és a szomszédos lejtőkön, ahonnan a föld feletti és a felszín alatti vizek ebbe a tározóba áramlanak. A vízgyűjtő ökoszisztémája több különböző ökoszisztémát foglal magában - erdő, rét és szántó. Ezen ökoszisztémák élőlényei nem biztos, hogy közvetlen kapcsolatban állnak egymással, és a tározóba áramló földalatti és felszín alatti vízáramlásokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz.

A tájon belül a növényi magvak átkerülnek, az állatok mozognak. Egy rókalyuk vagy egy farkas barlangja egy biogeocenózisban található, és ezek a ragadozók egy nagy területen vadásznak, amely több biogeocenózisból áll.

A tájak fizikai-földrajzi régiókba egyesülnek (például Orosz-síkság, Nyugat-Szibériai-alföld), ahol a különböző biogeocenózisokat a közös éghajlat, a terület geológiai szerkezete, valamint az állatok és növények megtelepedésének lehetősége köti össze. A fizikai-földrajzi régió ökoszisztémái és a bioszféra élőlényei, köztük az emberek közötti kapcsolatok a légkör gázösszetételének és a víztestek kémiai összetételének változásán keresztül valósulnak meg.

Végül a földgömb összes ökoszisztémája a légkörön és a Világóceánon keresztül kapcsolódik, amelybe az élőlények salakanyagai bejutnak, és egyetlen egészet alkotnak - bioszféra.

Az ökoszisztéma a következőket tartalmazza:

1) élő szervezetek (az összességüket egy ökoszisztéma biocenózisának vagy biótájának nevezhetjük);

2) nem élő (abiotikus) tényezők - légkör, víz, tápanyagok, fény;

3) elhalt szerves anyag - törmelék.

Az ökoszisztémák azonosítása szempontjából különösen fontosak trofikus , azaz élelmezési kapcsolatok az élőlények között, amelyek szabályozzák a biotikus közösségek teljes energiáját és az egész ökoszisztémát.

Először is, minden szervezet két nagy csoportra oszlik - autotrófokra és heterotrófokra.

Autotróf Az élőlények szervetlen forrásokat használnak fel létezésükhöz, ezáltal szervetlen anyagokból szerves anyagot hoznak létre. Ilyen organizmusok közé tartoznak a szárazföldi és vízi környezet fotoszintetikus zöld növényei, kék-zöld algák, egyes kemoszintézis következtében fellépő baktériumok stb.

Mivel az élőlények táplálkozási típusaiban és formáiban meglehetősen változatosak, összetett trofikus kölcsönhatásokba lépnek egymással, és ezáltal a legfontosabb ökológiai funkciókat látják el a biotikus közösségekben. Egyesek termékeket állítanak elő, mások fogyasztják, mások pedig szervetlen formává alakítják át. Ennek megfelelően nevezik őket: termelők, fogyasztók és lebontók.

Producerek- olyan termékek előállítói, amelyekkel aztán minden más szervezet táplálkozik - ezek a szárazföldi zöld növények, mikroszkopikus tengeri és édesvízi algák, amelyek szervetlen vegyületekből állítanak elő szerves anyagokat.

Fogyasztók szerves anyagok fogyasztói. Vannak köztük olyan állatok, amelyek csak növényi táplálékot esznek - növényevők(tehén), vagy csak más állatok húsát eszik – húsevők(ragadozók), valamint azok, akik mindkettőt használják – " mindenevők"(ember, medve).

Reduktorok (destruktorok)– redukálószerek. Az elhalt szervezetekből származó anyagokat visszajuttatják az élettelen természetbe, a szerves anyagokat egyszerű szervetlen vegyületekre és elemekre bontják (például CO 2, NO 2 és H 2 O). Azáltal, hogy a biogén elemeket visszajuttatják a talajba vagy a vízi környezetbe, befejezik a biokémiai körforgást. Ezt főként baktériumok, a legtöbb más mikroorganizmus és gomba végzik. Funkcionálisan a lebontók ugyanazok a fogyasztók, ezért gyakran nevezik őket mikrofogyasztók.

A.G. Bannikov (1977) úgy véli, hogy a rovarok fontos szerepet játszanak az elhalt szerves anyagok lebontási folyamataiban és a talajképző folyamatokban is.

A mikroorganizmusokat, baktériumokat és más összetettebb formákat élőhelyüktől függően felosztják aerobic, azaz oxigén jelenlétében élő, és anaerob– oxigénmentes környezetben élni.

Minden élő szervezet két csoportra osztható táplálkozási módjuk szerint:

autotrófok(görögből autók– magát és tropho- táplálkozás);

heterotrófok(görögből heterók- egy másik).

Autotrófok használjon szervetlen szenet ( szervetlen energiaforrások) és szerves anyagokat szintetizálnak szervetlen anyagokból; ezek az ökoszisztéma termelői. A forrás (felhasznált) energia szerint szintén két csoportra oszthatók:

Fotoautotrófok– a napenergiát szerves anyagok szintézisére használják. Ezek zöld növények, amelyek klorofilt (és más pigmenteket) tartalmaznak, és elnyelik a napfényt. Az abszorpció folyamatát fotoszintézisnek nevezik.

(A klorofill egy zöld pigment, amely a növényi kloroplasztiszokat zöldre váltja. Részvételével a fotoszintézis folyamata zajlik le.

A choroplasztok zöld plasztidok, amelyek a növények és egyes baktériumok sejtjeiben találhatók. Segítségükkel fotoszintézis megy végbe.)

Kemoautotrófok– a kémiai energiát szerves anyagok szintézisére használják fel. Ezek kénbaktériumok és vasbaktériumok, amelyek a kén- és vasvegyületek oxidációjából (kemoszintézis) nyernek energiát. A kemoautotrófok csak a felszín alatti vizek ökoszisztémáiban játszanak jelentős szerepet. Szerepük a szárazföldi ökoszisztémákban viszonylag csekély.

Heterotrófok Szerves anyagokból származó szenet használnak fel, amelyeket a termelők szintetizálnak, és ezekkel az anyagokkal együtt energiát nyernek. A heterotrófok azok fogyasztók(a lat. consumo– fogyasztani), szerves anyagokat fogyasztani, ill bontók, egyszerű vegyületekre bontva.

Növényevő(növényevők). Ide tartoznak az élő növényekkel táplálkozó állatok. A fitofágok között vannak apró állatok, például levéltetvek vagy szöcskék, valamint óriások, például elefánt. Szinte minden haszonállat fitofág: tehén, ló, juh, nyúl. A vízi élőlények között vannak fitofágok, például az amur, amely az öntözőcsatornákon túlnőtt növényeket eszi. Fontos fitofág a hód. Faágakkal táplálkozik, a törzsekből a terület vízjárását szabályozó gátakat épít.

Zoophagi(ragadozók, húsevők). A zoofágok változatosak. Ezek olyan kis állatok, amelyek amőbákkal, férgekkel vagy rákfélékkel táplálkoznak. És nagyok, mint egy farkas. A kisebb ragadozókkal táplálkozó ragadozókat másodrendű ragadozóknak nevezzük. Vannak olyan ragadozó növények (napharmat, hólyagfű), amelyek rovarokat használnak táplálékul.

Szimbiotrófok. Ezek olyan baktériumok és gombák, amelyek növényi gyökérváladékkal táplálkoznak. A szimbiotrófok nagyon fontosak az ökoszisztéma életében. A növényi gyökereket összefonó gombaszálak segítik a víz és az ásványi anyagok felszívódását. A szimbiotróf baktériumok felszívják a nitrogéngázt a légkörből, és a növények számára elérhető vegyületekké (ammónia, nitrátok) kötik meg. Ezt a nitrogént biológiainak nevezik (ellentétben az ásványi műtrágyákból származó nitrogénnel).

A szimbiotrófok közé tartoznak azok a mikroorganizmusok is (baktériumok, egysejtűek), amelyek a fitofág állatok emésztőrendszerében élnek, és segítik a táplálék megemésztését. Az olyan állatok, mint a tehén, a szimbiotrófok segítsége nélkül nem képesek megemészteni az elfogyasztott füvet.

A detritivorok olyan szervezetek, amelyek elhalt szerves anyagokkal táplálkoznak. Ezek százlábúak, giliszták, trágyabogarak, rákok, rákok, sakálok és még sokan mások.

Egyes organizmusok mind növényeket, mind állatokat, sőt törmeléket is felhasználnak táplálékként, és az eurifágok (mindenevők) közé sorolják őket – medve, róka, sertés, patkány, csirke, varjú, csótány. Az ember is eurifág.

Lebontók- olyan élőlények, amelyek az ökoszisztémában elfoglalt helyükben közel állnak a detritivorokhoz, mivel elhalt szerves anyagokkal is táplálkoznak. A lebontók - baktériumok és gombák - azonban a szerves anyagokat ásványi vegyületekké bontják, amelyeket visszajuttatnak a talajoldatba, és újra felhasználják a növények.

A reduktoroknak időre van szükségük a holttestek feldolgozásához. Ezért az ökoszisztémában mindig van törmelék – elhalt szervesanyag-készlet. A törmelék az erdőtalaj felszínén lévő lombhulladék (2-3 évig megőrződik), a kidőlt fa törzse (5-10 évig megőrződik), a talaj humusza (több száz évig megőrződik), szerves anyag lerakódások a talajon. tófenék - szapropel - és tőzeg a mocsárban ( több ezer évig tart). A leghosszabb ideig fennmaradó törmelék a szén és az olaj.

ábrán. egy ökoszisztéma szerkezetét mutatja be, amelynek alapja a növények - fotoautotrófok, a táblázat pedig példákat mutat be egyes ökoszisztémák különböző trópusi csoportjainak képviselőire.

Rizs. Ökoszisztéma szerkezete

Az autotrófok által létrehozott szerves anyagok táplálékul és energiaforrásként szolgálnak a heterotrófok számára: a fitofág fogyasztók növényeket esznek, az elsőrendű ragadozók fitofágokat, a másodrendű ragadozók az elsőrendű ragadozókat stb. Ezt az organizmussorozatot ún tápláléklánc, kapcsolatai különböző trofikus szinteken helyezkednek el (különböző trofikus csoportokat képviselve).

A trofikus szint az egyes láncszemek elhelyezkedése a táplálékláncban. Az első trofikus szint a termelők, a többiek a fogyasztók. A második trofikus szint a növényevő fogyasztók; a harmadik a húsevő fogyasztók, akik növényevő formákkal táplálkoznak; a negyedikek a fogyasztók, akik más húsevőket fogyasztanak stb. ezért a fogyasztók szintekre oszthatók: az első, második, harmadik stb. fogyasztói. megrendelések (ábra).

Rizs. Az élőlények táplálkozási kapcsolatai a biogeocenózisban

Csak egy bizonyos típusú élelmiszerre szakosodott fogyasztók vannak egyértelműen felosztva szintekre. Vannak azonban olyan fajok, amelyek húst és növényi táplálékot fogyasztanak (ember, medve stb.), amelyek bármilyen szinten beépíthetők a táplálékláncba.

ábrán. Öt példát mutatunk be a táplálékláncra.

Rizs. Néhány tápláléklánc az ökoszisztémákban

Az első két tápláléklánc a természetes ökoszisztémákat képviseli – a szárazföldi és a vízi. A szárazföldi ökoszisztémában az egerekkel vagy gopherekkel táplálkozó ragadozók, például rókák, farkasok és sasok teszik teljessé a láncot. A vízi ökoszisztémában a főként algák által elnyelt napenergia a kisfogyasztókhoz - a daphnia rákokhoz, majd a kis halakhoz (csótány) és végül a nagy ragadozókhoz - csukához, harcsához, süllőhöz - jut. A mezőgazdasági ökoszisztémákban a tápláléklánc lehet teljes a haszonállatok tenyésztésekor (harmadik példa), vagy lerövidülhet, ha olyan növényeket termesztenek, amelyeket az emberek közvetlenül élelmiszerként használnak fel (negyedik példa).

A bemutatott példák leegyszerűsítik a tényleges képet, hiszen ugyanazt a növényt különböző növényevők is megehetik, ők pedig különböző ragadozók áldozataivá válnak. A növény levelét megeheti a hernyó vagy a csiga, a hernyó bogár vagy rovarevő madár áldozatává válhat, amely magát a bogarat is megcsípheti. A bogár a pók áldozatává is válhat. Ezért a valódi természetben nem táplálékláncok alakulnak ki, hanem táplálékhálók.

Az energia egyik trofikus szintről a másikra való átmenete során (növényekről fitofágokra, fitofágokról elsőrendű ragadozókra, elsőrendű ragadozókból másodrendű ragadozókba) az energia körülbelül 90%-a elvész az ürülékkel és a légzéssel. Ráadásul a fitofágok a növényi biomasszának csak körülbelül 10%-át eszik meg, a többi pótolja a törmelék utánpótlást, majd a lebontók elpusztítják. Ezért a másodlagos biológiai termékek 20-50-szer kevesebbek, mint az elsődlegesek.

Rizs. Az ökoszisztémák fő típusai

Hozzon létre egyezést a bioszférában lévő élő anyag jellemzői és funkciói között (V. I. Vernadsky szerint): az első oszlopban megadott minden pozícióhoz válassza ki a megfelelő pozíciót a második oszlopból.

Jegyezze fel a kiválasztott számokat a táblázatba a megfelelő betűk alá.

A	B	BAN BEN	G	D

Magyarázat.

1) redox: B) víz és szén-dioxid képződése az aerobok légzése során;

D) a szén-dioxid redukciója a fotoszintézis során

2) gáz: A) kibocsátás metán kerül a légkörbe denitrifikáló baktériumok tevékenységének eredményeként

3) koncentráció: B) szilíciumsók felhalmozódása a zsurlósejtekben; D) mészkőképződés

Válasz: 21313

Jegyzet.

Az élő anyag funkciói.

Vernadsky szerint - kilenc: gáz, oxigén, oxidáció, kalcium, redukció, koncentráció, a szerves vegyületek elpusztításának funkciója, a reduktív bomlás funkciója, az organizmusok anyagcseréjének és légzésének funkciója. Jelenleg az új kutatások figyelembevételével a következő funkciókat különböztetjük meg.

Biogeokémiai az emberiség funkciója a szubsztanciák emberiség általi létrehozása és átalakítása.

Energia funkció. Napenergia abszorpciója fotoszintézis és kémiai energia elnyelése energiával telített anyagok lebontása során, energiaátadás táplálékláncokon keresztül (a heterotrófok használják). Az elnyelt energia az ökoszisztémán belül élelmiszer formájában oszlik el az élő szervezetek között. Az energia egy része hő formájában disszipálódik, egy része pedig az elhalt szerves anyagokban halmozódik fel és fosszilis állapotba megy át. Így keletkeztek tőzeg, szén, olaj és egyéb éghető ásványi anyagok lelőhelyei.

Pusztító funkció. Ez a funkció a lebontásból, az elhalt szerves anyagok mineralizációjából, a kőzetek kémiai lebontásából, a keletkező ásványok biotikus körforgásba való bekapcsolódásából áll, i.e. az élő anyag inert anyaggá való átalakulását okozza. Ennek eredményeként a bioszféra biogén és bioinert anyaga is képződik. A sziklákon - baktériumok, kék-zöld algák, gombák és zuzmók - erős kémiai hatást fejtenek ki a kőzetekre egy egész komplex sav - szénsav, salétromsav, kénsav és különféle szerves - oldatokkal. Segítségükkel bizonyos ásványi anyagokat lebontva az élőlények szelektíven kivonják és beépítik a biotikus körforgásba a legfontosabb táplálkozási elemeket - kalciumot, káliumot, nátriumot, foszfort, szilíciumot és mikroelemeket.

Koncentrációs funkció. Ez a megnevezés a szervezet testének felépítésére szolgáló bizonyos típusú anyagok szelektív felhalmozódására az élet során, vagy az anyagcsere során onnan eltávolított anyagokra. A koncentráció funkció eredményeként az élő szervezetek kivonják és felhalmozzák a környezet biogén elemeit. Az élőanyag összetételében a könnyű elemek atomjai dominálnak: hidrogén, szén, nitrogén, oxigén, nátrium, magnézium, szilícium, kén, klór, kálium, kalcium, vas, alumínium. Szén: mészkő, kréta, szén, olaj, bitumen, tőzeg, olajpala (szapropel + humusz), szapropel (édesvízi testek évszázados fenéküledékei - iszap). Egyes fajok bizonyos elemek specifikus koncentrátorai: hínár (moszat) - jód, boglárka - lítium, békalencse - rádium, kovamoszat és gabonafélék - szilícium, puhatestűek és rákfélék - réz, gerincesek - vas, baktériumok - mangán stb.

Az élő szervezet koncentrációs funkciójával együtt az eredmények szerint vele ellentétes anyag szabadul fel - szétszóródás. Az élőlények trofikus és szállítási tevékenységein keresztül nyilvánul meg. Például az anyag szétszóródása, amikor az élőlények ürüléket választanak ki, az élőlények elpusztulása a térben történő különféle mozgások során, vagy az integumentum megváltozása. A vérben lévő hemoglobinban lévő vas például vérszívó rovarokon keresztül szétszóródik.

Környezetformáló funkció. A környezet fizikai és kémiai paramétereinek (litoszféra, hidroszféra, atmoszféra) átalakulása létfontosságú folyamatok eredményeként az élőlények létezésének kedvező körülmények között.

Ez a funkció az élő anyag fentebb tárgyalt funkcióinak együttes eredménye: az energiafüggvény a biológiai körfolyamat összes láncszemét energiával látja el; romboló és koncentráció hozzájárul a természetes környezetből való kivonáshoz és a szétszórt, de az élő szervezetek számára létfontosságú elemek, elemek felhalmozásához. Nagyon fontos megjegyezni, hogy a környezetformáló funkció hatására a földrajzi héjban a következő fontos események következtek be: átalakult az elsődleges légkör gázösszetétele, megváltozott az elsődleges óceán vizeinek kémiai összetétele, üledékes kőzetréteg alakult ki a litoszférában, és termékeny talajtakaró jelent meg a földfelszínen.

Az élő anyag négy vizsgált funkciója a fő, meghatározó funkció. Az élő anyag néhány más funkciója is megkülönböztethető, például:

Gáz funkció meghatározza a gázok vándorlását és átalakulását, biztosítja a bioszféra gázösszetételét.

A Földön uralkodó gáztömeg biogén eredetű. Az élő anyag működése során a fő gázok keletkeznek: nitrogén, oxigén, szén-dioxid, hidrogén-szulfid, metán stb. CO 2 -sértés => üvegházhatás.

Redox függvény főként azon anyagok kémiai átalakulásából áll, amelyek változó oxidációs állapotú atomokat tartalmaznak (vas-, mangán-, nitrogénvegyületek stb.). Ugyanakkor a biogén oxidációs és redukciós folyamatok dominálnak a Föld felszínén.

Szállítási funkció- anyagátvitel a gravitáció ellen és vízszintes irányban. Newton kora óta ismert, hogy bolygónkon az anyagáramlást a gravitációs erő határozza meg. Maga az élettelen anyag egy ferde sík mentén mozog, kizárólag fentről lefelé. Csak ebben az irányban mozognak a folyók, a gleccserek, a lavinák és a sziklák. Az élő anyag az egyetlen tényező, amely meghatározza az anyag fordított mozgását - alulról felfelé, az óceántól - a kontinensek felé.

Az aktív mozgásnak köszönhetően az élő szervezetek különféle anyagokat vagy atomokat tudnak vízszintes irányban mozgatni, például különféle típusú vándorlások révén. Vernadsky a kémiai anyagok élő anyag általi mozgását vagy migrációját az atomok vagy anyagok biogén vándorlásának nevezte.

Válasz: 21313

Producerek – olyan szervezetek, amelyek szervetlen vegyületekből szerves anyagokat hoznak létre (az autotrófok olyan növények, amelyek fotoszintézis révén hoznak létre szerves anyagokat, a kemotrófok olyan szervezetek, amelyek kémiai reakciókkal szerves anyagokat hoznak létre) .

Lebontók –élőlények, amelyek életük során a szerves anyagokat szervetlen anyagokká alakítják (a legtöbb mikroorganizmus, gomba).

A lebontók az elhalt szerves anyagokból élnek, és visszaalakulnak szervetlen vegyületekké. Ez a besorolás relatív, mivel mind a fogyasztók, mind a termelők részben lebontóként működnek, és életük során ásványi anyagcseretermékeket bocsátanak ki a környezetbe.
Az atomok körforgása elvileg két másik csoport tevékenysége miatt köztes kapcsolat – fogyasztók – nélkül is fenntartható a rendszerben. Az ilyen ökoszisztémák azonban inkább kivételként fordulnak elő, például azokon a területeken, ahol csak mikroorganizmusokból kialakult közösségek működnek. A természetben a fogyasztók szerepét elsősorban az állatok töltik be, tevékenységük az atomok ciklikus vándorlásának fenntartásában és felgyorsításában az ökoszisztémákban összetett és sokrétű.

Táplálékláncok és trofikus szintek

Szerves molekulák Az autotrófok által szintetizált, táplálékforrásként (anyag és energia) szolgálnak a heterotróf állatok számára. Ezeket az állatokat viszont megeszik más állatok, és ily módon az energia egy sor organizmuson keresztül jut el, ahol minden következő táplálkozik az előzővel. Ezt a szekvenciát táplálékláncnak nevezik, és a lánc minden egyes láncszeme egy adott trofikus szintnek felel meg (a görög trófea szóból - élelmiszer). Az első trófiai szint mindig az autotrófokból áll, amelyeket producereknek neveznek (a latin producere - produkálni). A második szint a növényevők (fitofágok), amelyeket elsőrendű fogyasztóknak neveznek (a latin consumo-ból - „ebeszek”); harmadik szint (például ragadozók) - másodrendű fogyasztók stb.

Általában egy ökoszisztémában néha 4-5 trofikus szintekés ritkán több, mint 6. Ez részben annak tudható be, hogy minden szinten az anyag és az energia egy része elvész (nem teljes táplálékfogyasztás, fogyasztók légzése, élőlények „természetes” halála stb.); az ilyen veszteségeket az ábra tükrözi, és részletesebben a megfelelő cikkben tárgyaljuk. A legújabb kutatások azonban azt sugallják, hogy a táplálékláncok hosszát más tényezők is korlátozzák. Talán jelentős szerepet játszik a preferált táplálék elérhetősége és a területi viselkedés, ami csökkenti az élőlények megtelepedésének sűrűségét, és ezáltal a magasabb rendű fogyasztók számát egy adott élőhelyen. A jelenlegi becslések szerint egyes ökoszisztémákban az elsődleges termelés akár 80%-át sem a fitofágok fogyasztják el. Az elhalt növényi anyagok a törmelékkel (detritivors) vagy redukálókkal (destruktorokkal) táplálkozó szervezetek prédájává válnak. Ebben az esetben törmelékes táplálékláncokról beszélünk. A törmelékes táplálékláncok dominálnak például a trópusi esőerdőkben.

Producerek

Szinte az összes gyártó- fotoautotrófok, azaz zöld növények, algák és néhány prokarióta, például cianobaktériumok (korábban kék-zöld algák). A kemoautotrófok szerepe a bioszféra skálán elhanyagolható. A fitoplanktont alkotó mikroszkopikus algák és cianobaktériumok a vízi ökoszisztémák fő termelői. Éppen ellenkezőleg, a szárazföldi ökoszisztémák első trofikus szintjét a nagyméretű növények uralják, például fák az erdőben, füvek a szavannákban, sztyeppékben, mezőkben stb.

Az energiaáramlás és az anyagok körforgása egy tipikus táplálékláncban. Felhívjuk figyelmét, hogy kétirányú csere lehetséges a ragadozók és a detritivoók, valamint a lebontók között: a detritivoók elhullott ragadozókkal táplálkoznak, és a ragadozók bizonyos esetekben élő detritivoókat és lebontókat esznek. A fitofágok elsőrendű fogyasztók; a húsevők a második, harmadik stb. rend fogyasztói.

Az elsőrendű fogyasztók

A szárazföldön a fő fitofágok- rovarok, hüllők, madarak és emlősök. Édes- és tengervízben ezek általában kis rákfélék (daphnia, tengeri makk, ráklárvák stb.) és kéthéjúak; legtöbbjük szűrőbetápláló, kiszűri a termelőket, amint azt a megfelelő cikkben leírtuk. A protozoonokkal együtt sok közülük a zooplankton része - a fitoplanktonból táplálkozó mikroszkopikus méretű sodródó heterotrófok gyűjteménye. Az óceánok és tavak élete szinte teljes mértékben a plankton élőlényektől függ, amelyek gyakorlatilag az összes tápláléklánc kezdetét jelentik ezekben az ökoszisztémákban.