Основные пути развития

ВОПРОС 2

По способу питания все организмы подразделяются на автотрофов и гетеротрофов.

Автотрофы (от греч. autos - сам) - осуществляют превращение неорганических веществ в органические (зеленые растения и некоторые микроорганизмы).

Гетеротрофы (от греч. heteros - разный) - используют для питания готовые органические вещества (паразитные высшие растения, грибы, некоторые микроорганизмы, все животные и человек).

Существуют организмы и со смешанным типом питания, которые П. Пфеффер назвал миксотрофами (от англ. mix - смешивать).

**По механизму превращения неорганических веществ в органические среди автотрофов можно выделить фототрофы и хемотрофы.

Фототрофы осуществляют образование органических веществ в процессе фотосинтеза (зеленые растения, сине-зеленые водоросли и др.).

Хемотрофы создают органические вещества за счет энергии химических реакций (серные бактерии и др).

***По отношению к трофическим (пищевым) связям организмы экосистемы подразделяются на продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты (производители первичной продукции) - организмы-автотрофы, производящие органическое вещество из неорганических соединений - они представляют комплекс зеленых растений, обеспечивающих органическим веществом все живое население нашей планеты.

Консументы (от лат. consumo - потребляю) - организмы-гетеротрофы, потребляющие органические вещества, созданные продуцентами. К ним относятся животные, большинство микроорганизмов, частично насекомоядные растения.

Редуценты (от лат. reductio - возвращение) - организмы, разлагающие органические вещества и превращающие их в неорганические вещества, усваиваемые другими организмами. К редуцентам относятся: бактерии, грибы, сапрофаги, копрофаги, некрофаги и др. Они являются завершающим звеном биологического круговорота веществ.

Схема переноса вещества и энергии в экосистеме

Итак, экосистема представляет собой любое непрерывно меняющееся единство, включающее все организмы на данном участке и взаимодействующее с окружающей средой таким образом, что поток вещества и энергии создает определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ внутри системы.

ВОПРОС 3

Благодаря тому, что организмы - открытые системы, они находятся в единстве со средой, а физические, химические и биологические свойства окружающей среды обусловливают осуществление всех процессов жизнедеятельности.

Каждый вид организмов приспособлен к обитанию лишь в определенных условиях. Это те условия, в которых происходило развитие данного вида и к которым он приспособился. Одни виды обитают только в воде, другие - на суше, одни - лишь в полярных широтах, другие - в экваториальном поясе. Различные организмы приспособлены к обитанию в степях, пустынях, лесах, глубинах океанов или на вершинах гор. Немало таких, для которых средой обитания служат другие организмы (их кишечник, мышцы, кровь и т. д.).

адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Адаптация может обеспечивать выживаемость в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию факторов абиотического и биологического характера, а также успех в конкуренции с другими видами, популяциями, особями.

ВОПРОС 4
Преимущества строения – это оптимальные пропорции тела, расположение и густота волосяного или перьевого покрова и т.п. Хорошо известен облик водного млекопитающего – дельфина. Его движения легки и точны. Самостоятельная скорость движения в воде достигает 40 километров в час. Плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха. Как дельфину удается преодолеть её? Помимо других особенностей строения идеальной приспособленности дельфина к среде обитания и образу жизни способствует форма тела. Торпедовидная форма тела позволяет избежать образования завихрений потоков воды, обтекающих дельфина.

Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму. Птицы лишены выступающих ушных раковин, в полёте они обычно втягивают ноги. В результате птицы по скорости передвижения намного превосходят всех других животных. Например, сокол сапсан пикирует на свою жертву со скоростью до 290 километров в час. Птицы быстро двигаются даже в воде. Наблюдали антарктического пингвина, плывущего под водой со скоростью около 35 километров в час.

Если фон среды не остается постоянным в зависимости от сезона года, многие животные меняют окраску. Например, обитатели средних и высоких широт (песец, заяц, горностай, белая куропатка) зимой имеют белую окраску, что делает их незаметными на снегу.

основные пути развития

Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на отклонения фактора от оптимума. По отношению к температуре, например, этот путь в зачаточной форме проявляется у некоторых высших растений, несколько сильнее развит у пойкилотермных животных, но особенно ярко выражен при гомойотермии. Активное противостояние иссушению особенно характерно для склерофитов среди растений, ксерофильных насекомых (например, пустынных чернотелок), крупных гомойотермных животных аридных районов.

Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. При недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов. Компенсаторно повышается устойчивость клеток и тканей организма. Пассивный путь адаптации к влиянию неблагоприятных температур свойствен всем растениям и пойкилотермным животным. Среди млекопитающих и птиц преимущества пассивного приспособления в неблагоприятные периоды года используют гетеротермные виды, впадающие в оцепенение или спячку. Элементы пассивной адаптации присущи и типичным гомойотермным животным, обитающим в условиях крайне низких температур. Это выражается в некотором снижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяет экономнее тратить ресурсы по сравнению с быстро развивающимися видами.

ВОПРОС 5

Любое условие среды способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм называется экологическим фактором.

Экологические факторы — это комплекс окружающих условий, воздействующих на живые организмы

Классификация

Абиотические- это все свойства неживой природы ), которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические – прямое или косвенное воздействие живых существ друг на друга

Антропогенные- прямое или косвенное воздействие человека на окружающую среду.

ВОПРОС 6

Абиотические факторы - это все свойства неживой природы (температура, свет, давление, влажность, радиоактивное излучение, ветер, течения, рельеф местности), которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Выделяют следующие группы абиотических факторов: климатические (свет, температура, влага, воздух, ветер), эдафогенные (почва и рельеф) и химические (газовый состав, солевой состав воды).

Температура оказывает регулирующее влияние на многие процессы жизни растений и животных, изменяя интенсивность обмена веществ.

Световой режим оказывает влияние и на географическое распространение животных

Как влияют другие, я не нашла, спросим.

ВОПРОС 7

Биотические факторы - это различные формы воздействия живых организмов друг на друга. Окружающий органический мир - обязательная составляющая часть среды каждого живого организма. Среди биотических факторов выделяют фитогенные (растительные), зоогенные (животные) , микогенные ( грибы), микробогенные ( микроорганизмы).

И тут тоже.

ВОПРОС 8

Закон оптимума — любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

Результаты действия переменного фактора зависят прежде всего от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

ВОПРОС 9

Закон минимума Ю.Либиха гласит: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Например Согласно этому закону величина урожая определяется содержанием в почве того из необходимых элементов питания, который находится в минимуме по отношению к потребностям растения.

ШЕЛФОРД : Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия , диапазон между которыми определяет величину выносливости организма к данному фактору.

(пример :взрослый кипарис может расти и постоянно погруженным в воду, и на сухом нагорье, но размножается он только там, где есть влажная, но не заливаемая почва для развития проростков. )

ВОПРОС 10

Популяция - это элементарная группировка определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями, для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях окр.среды .

Основные свойства популяции : движение, динамика, изменение.

ВОПРОС 11

Половая структура популяции представляет собой соотношение в ней особей разного пола.

Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений.

Этологическая (поведенческая) структура популяции — это система форм взаимоотношений между членами одной популяции, которая сформировалась в результате адаптации к условиям среды и к образу жизни.

Пространственная структура популяции - характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале. Пространственная структура популяций заметно различается у оседлых и кочующих или мигрирующих животных.

ВОПРОС 12

численность популяции регулируется равновесием между двумя противоположными тенденциями – потенциалом ее роста и ограничениями, которые на это рост накладывает среда. Способность среды поддерживать вид варьируют в зависимости от климата и наличия ресурсов. Таким же образом изменяется плотность популяции. Плотность популяции ограничивают ресурсы двух типов – возобновляющиеся и невозобновимые. Не возобновляющиеся это такие ресурсы как пространство или количество мест для гнездования. Они могут быть использованы полностью. К возобновляющимся обычно относят такие ресурсы как пища, вода, свет, которыми популяция снабжается непрерывно. Потребности обширной популяции могут оказаться столь велики, что количество возобновляющихся ресурсов снизится. Их станет трудно находить, и они перестанут обеспечивать дальнейший рост популяции. Когда популяция в своей численности достигнет емкости среды, потребности ее в ресурсах становятся равны скорости их возобновления. Если численность популяции превышает емкость среды, то ресурсы истощаются, потому что эксплуатация превышает продукцию.

Рост популяции морских желудей на прибрежных скалах ограничен невозобновимым ресурсом – пространством, то есть площадью этих скал. Рост численности популяции всегда связан с количеством пищи. Только избыток пищи может обусловить рост популяции. Поэтому любые популяции животных свое размножение приурочивают к обилию пищи. Наши клесты в тайге откладывают яйца в конце февраля именно потому, что в это время у них наиболее богата кормовая база. Именно в это время созревают и растрескиваются шишки хвойных – единственная пища этих птиц.

Если при незначительной эмиграции и иммиграции рождаемость превышает смертность, то популяция будет расти. Рост популяции является непрерывным процессом, если в ней существуют все возрастные группы.

ВОПРОС 13

Гомеостаз- саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Примеры гомеостаза у млекопитающих:

Регуляция количества микронутриентов и воды в теле — осморегуляция. Осуществляется в почках.

Удаление отходов процесса обмена веществ — выделение. Осуществляется экзокринными органами — почками, лёгкими, потовыми железами и желудочно-кишечным трактом.

Регуляция температуры тела. Понижение температуры через потоотделение, разнообразные терморегулирующие реакции.

Регуляция уровня глюкозы в крови. В основном осуществляется печенью, инсулином и глюкагоном, выделяемыми поджелудочной железой.

Регуляция уровня основного обмена в зависимости от пищевого режима.

Саморегуляция, свойство биологических систем автоматически устанавливать и поддерживать на определённом, относительно постоянном уровне те или иные физиологические или другие биологические

показатели. При Саморегуляция управляющие факторы не воздействуют на регулируемую систему извне, а возникают в ней самой. Процесс Саморегуляция может носить циклический характер. Отклонение какого-либо жизненного фактора от константного уровня служит толчком к мобилизации аппаратов, восстанавливающих его. На разных уровнях организации живой материи — от молекулярного до надорганизменного — конкретные механизмы Саморегуляция весьма разнообразны.

Примером Саморегуляция на молекулярном уровне могут служить те ферментативные реакции, в которых конечный продукт влияет на активность фермента; в такой биохимической системе автоматически поддерживается определённая концентрация продукта реакции.

ВОПРОС 14

Биоценоз-это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), и связанных между собой и окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии. Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).

Биото́п — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок геопространства (суши или водоёма), занятый определённым биоценозом. Характерный для данного биотопа комплекс условий определяет видовой состав обитающих здесь организмов. Таким образом, в наиболее общем смысле биотоп является небиотической частью биогеоценоза (экосистемы). В более узком смысле, по отношению к зооценозу, в термин включают и характерный для него тип растительности (фитоценоз), т. е. рассматривается как среда существования зооценоза.

Биотопы объединяют в биохоры, которые в свою очередь объединяются в биоциклы (жизненные области) — основные части биосферы: суша, море и внутренние водоёмы.

Совокупность геологических условий образует литотоп, почвенных — педотоп, климатических — климатоп и т. д. Согласно моноклимаксной концепции, в пределах каждого биотопа с нарушенным в результате антропогенной деятельности или стихийных природных процессов биоценозом со временем формируется стабильное во времени климаксовое сообщество (биоценоз). Этот процесс (сукцессия) проходит через несколько стадий (например, стадий вторичного луга, кустарника, леса).

Биоценоз и биотоп оказывают друг на друга взаимное влияние, выражающееся главным образом в непрерывном обмене энергией как между двумя составляющими, так и внутри каждой из них. Масштаб биоценотических группировок организмов весьма различен, от сообществ, например, подушек лишайников на стволах деревьев или разлагающегося пня до населения ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т. д. По отношению к мелким сообществам (стволы или листва деревьев, моховые кочки на болотах, муравейники и др. ) применяют такие термины, как "микросообщества", "биоценотические группировки", "биоценотические комплексы"

ВОПРОС 15

Биогеоценоз — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1942 году. В зарубежной литературе — малоупотребимо. Ранее также широко употреблялось в немецкой научной литературе. Биогеоценоз состоит из ряда компонентов, взаимообуславливающих существование друг друга:

Биогеоценоз состоит из ряда компонентов, взаимообуславливающих существование друг друга:

Сообщества растительных организмов, обеспечивающего органическим веществом и энергией все живущее здесь население – продуцентов, т. е. фитоценоза.

Биокомплекса животных организмов (беспозвоночных и позвоночных) , обитающих в почве и надпочвенной среде и живущих за счет питательных веществ, созданных продуцентами – консументов, т. е. зооценоза.

Микроорганизмов (бактерий, грибов, актиномицетов и т. д.) , живущих в почве, в воздушной и водной среде и разлагающих органические соединения до минимального состояния – редуцентов, т. е. микробиоценоза.

Эти три тесносвязанных между собой биологических компонента биогеоценоза образуют единство более высокого ранга – биоценоз. Таким образом, биоценозом называется вся совокупность живых существ, свойственных определенному участку земной поверхности и приспособленных к совместному обитанию на данной территории с однородными условиями существования.

Почвенного покрова с подпочвенными слоями материковой породы и почвенно-грунтовыми водами – эдафотопа.

Атмосферы, содержащей биогенные газы – кислород и углекислый газ, - атмосферную влагу и такие факторы внешней среды, как освещенность, температура, осадки и т. д. - климатопа.

Последние два компонента биогеоценоза – эдафотоп и климатоп – также взаимодействуют друг с другом и образуют систему, называемую экотоп.

Все перечисленные компоненты любого биогеоценоза тесно связаны между собой единством и однородностью территории, общим потоком энергии, обменом и круговоротом биогенных химических элементов, сезонными изменениями климатических условий, трофическими отношениями, численностью и взаимной приспособленностью многообразных видовых популяций фототрофных и гетеротрофных организмов.

ВОПРОС 16.
Трофические связи – это связи ,возникающие в том случае, когда один вид питается его остатками, либо продуктами его жизнедеятельности. Например, гусеницы бабочек-монашенок, объедая хвою сосен, облегчают короедам доступ к ослабленным деревьям.

Топические связи – они отражают любое изменение условий обитания одного вида в следствии жизнедеятельности другого. Морские желуди, поселяющиеся на коже китов, личинки мух, обитающие в лепешках коровьего навоза, лишайники на стволах деревьев связаны прямой топической связью с теми организмами, которые предоставляют им субстрат или среду .
Фабрические связи – относятся к такому типу биоценотических отношений,в которые вступает вид, использующий для своих сооружений продукты выделения , мертвые остатки, либо даже живых особей другого вида.Так, птицы употребляют для постройки гнезд ветви деревьев, шерсть млекопитающих, траву, листья, пух и перья других видов птиц и т. п.

Форические – проявляются в том, что один вид участвует в распространении другого. Перенос животными семян, спор и т.д. называют зоохоре

ВОПРОС 17

Видовая структура — видовое разнообразие и соотношение видов по численности иплотности популяций. Видовая структура характеризуется с помощью двух количественных показателей: видового богатства и видовой насыщенности.

Видовое богатство — общее число видов в биоценозе. Чем выше видовое богатство, тем устойчивее биоценоз.

Видовая насыщенность — количество видов, приходящихся на единицу площади или единицу объема. Чем выше видовая насыщенность, тем более устойчив биоценоз.

Пространственная структура — распределение организмов в пространстве в соответствии с их потребностями и условиями местообитания

Трофическая структура — организация сообщества, основанная на пищевых взаимоотношениях популяций.

ВОПРОС 18

Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Экологическая ниша представляет собой сумму факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принцип вытеснения

Суть принципа вытеснения, также известного как принцип Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс планктона. Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

Принцип заполнения

Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

ВОПРОС 19
Экосистема— сложная (по определению сложных систем Л. Берталанфи) самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система.

Основные компоненты экосистемы

С точки зрения структуры в экосистеме выделяют [2]:
климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды;
неорганические вещества, включающиеся в круговорот;
органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии;
продуценты — организмы, создающие первичную продукцию;
макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества;
микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот;

Последние три компонента формируют биомассу экосистемы.

С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов) :
биофаги — организмы, поедающие других живых организмов,
сапрофаги — организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

Данное разделение показывает временно-функциональную связь в экосистеме, фокусируясь на разделении во времени образования органического вещества и перераспределении его внутри экосистемы (биофаги) и переработки сапрофагами [2]. Между отмиранием органического вещества и повторным включением его составляющих в круговорот вещества в экосистеме может пройти существенный промежуток времени, например, в случае соснового бревна, 100 и более лет.

Все эти компоненты взаимосвязаны в пространстве и времени и образуют единую структурно-функциональную систему.

В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический.

Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живой компонент системы, биоценоз. Для пруда как экосистемы характерны донные отложения определенного состава, химический состав (ионный состав, концентрация растворенных газов) и физические параметры (прозрачность воды, тренд годичных изменений температуры), а также определённые показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и специфические условия данного водоёма. Другой пример экологической системы — лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Немаловажным аспектом, позволяющим определять типы и границы экосистем, является трофическая структура сообщества и соотношение производителей биомассы, её потребителей и разрушающих биомассу организмов, а также показатели продуктивности и обмена вещества и энергии.

ВОПРОС 20
Основные принципы функционирования экосистем

Жизнь в биосфере поддерживается постоянным притоком солнечной энергии, который воспринимается молекулами живых клеток и через фотосинтез преобразуется в энергию химических связей. Химические вещества переходят от одних организмов к другим по трофическим цепям. При этом живой организм извлекает энергию из пищи, используя упорядоченность ее химических связей. Часть энергии расходуется на поддержание жизненных процессов, часть теряется, а 5—20 % передается организмам последующих пищевых уровней. Не израсходованная на дыхание часть биомассы разлагается редуцентами. В итоге вся биомасса при распаде высвобождает всю содержавшуюся в ней энергию. Таким образом, экосистемы, хотя энергия в них на какое-то время задерживается, представляют собой энергетически открытые системы. Поэтому постоянный приток солнечной энергии — необходимое условие существования экосистемы. Высвобождающаяся энергия безвозвратно теряется для системы (принцип энтропии), а химические элементы могут использоваться снова в круговороте веществ. Практически все вещества земной коры с разной скоростью и в разных количествах проходят через организмы. Однако для жизни необходимы около 20 биогенных элементов. Эти элементы, постоянно входящие в состав организмов, необходимы им для жизнедеятельности. Важнейшими биогенными элементами являются — кислород (составляет около 70 % массы организмов), углерод (18 %), водород (10 %), азот, кальций, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий. Это так называемые универсальные биогенные элементы, присутствующие в клетках всех организмов. Некоторые биогенные элементы имеют важное значение только для определенных групп живых существ (например, бор для растений, ванадий для асци-дий и т.п.). В. И. Вернадский считал, что все химические элементы, постоянно присутствующие в живых организмах и играющие определенную физиологическую роль, включены в постоянный круговорот веществ или биогеохимические циклы. Движущими силами круговорота веществ служат потоки энергии Солнца и деятельность живого вещества, приводящие к перемещению огромных масс химических элементов, концентрированию и перераспределению аккумулированной в процессе фотосинтеза энергии. Благодаря фотосинтезу и непрерывно действующим циклическим круговоротам биогенных элементов создается устойчивая организованность всех экосистем и биосферы в целом, осуществляется их нормальное функционирование. Нормальные биогеохимические циклы не являются замкнутыми, хотя степень обратимости годичных циклов важнейших биогенных элементов достигает 95—98 %. Неполная обратимость (незамкну-тость) — одно из важнейших свойств биогеохимических циклов, имеющая планетарное значение. Именно это обусловило биогенное накопление кислорода и азота в атмосфере, различных химических элементов и соединений в земной коре. Например, за счет неполной обратимости цикла углерода в течение последних 600 млн. лет накопились огромные запасы углеродистых отложений (известняков, битумов, углей, нефти и т.д.), оцениваемые в 1016—1017 т. Основание в пирамидах чисел и биомассы может быть меньше, чем последующие уровни (так называемые обращенные пирамиды). Это встречается в экосистемах, где продуценты крупные и малочисленные по сравнению с консументами. Например, лес, где главные продуценты — древесные растения. Нормальные пирамиды чисел встречаются в биоценозах, где продуценты мелкие и многочисленные, например на лугах и в степи. Пирамида энергии всегда стоит “правильно”, суживается кверху, так как в отличие от двух предыдущих учитывает время преобразований. Таким образом, можно сделать заключение, что в наземных экосистемах уменьшение количества доступной энергии обычно сопровождается уменьшением биомассы и численности особей на каждом трофическом уровне. Все существующие естественные экологические системы можно разделить на два основных типа — наземные и водные. Несмотря на то что в обоих типах сообществ присутствуют и действуют основные экологические компоненты, существуют и значительные функциональные и структурные отличия. В сухопутных (наземных) экосистемах продуценты (автотроф-ный компонент) — крупные организмы, у которых от года к году происходит накопление биомассы. Например, прирост деревьев в лесу, рост трав за сезон вегетации, созревание семян и плодов (накопление надземной биомассы) или разрастание корневой системы травянистых растений на лугах и в степях (накопление подземной биомассы). Накопленную биомассу можно изъять в виде урожая.

ВОПРОС 21

ПОТОК ЭНЕРГИИ И ВЕЩЕСТВ В ЭКОСИСТЕМЕ - перемещение веществ и транспорт энергии в системе от продуцентов к редуцентам через консументы.

Поток энергии в экосистеме однонаправленный и необратимый; подчиняется двум первым началам термодинамики; графически представляется в виде экологической пирамиды, по закону Линдемана. Поток энергии через каждый трофический уровень равен общей ассимиляции на этом уровне. Поток веществ в экосистеме, как правило, циклический, обратимый.

ВОПРОС 22.

Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ. Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Продукцию выражают количественно в сырой или сухой массе растений либо в энергетических единицах — эквивалентном числе джоулей.

Валовая первичная продукция — количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание).

Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция — энергетический резерв для консументов и редуцентов. Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массы гетеротрофных организмов. Прирост за единицу времени массы консументов - вторичная продукция сообщества. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего.

Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, живут за счет чистой первичной продукции сообщества. В разных экосистемах они расходуют ее с разной полнотой. Если скорость изъятия первичной продукции в цепях питания отстает от темпов прироста растений, то это ведет к постепенному увеличению обшей биомассы продуцентов. Под биомассойпонимают суммарную массу организмов данной группы или всего сообщества в целом. Недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения имеет следствием накопление в системе мертвого органического вещества, что происходит, например, при заторфовывании болот, зарастании мелководных водоемов, создании больших запасов подстилки в таежных лесах и т.д. Биомасса сообщества с уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной, так как практически вся первичная продукция тратится в цепях питания и разложения.

Одно из важнейших свойств организмов, их популяций и экосистем в целом - способность создавать органическое вещество, которое называют продукцией. Образование продукции в единицу времени (час, сутки, год) на единице площади (метры квадратные, гектар) или объема (в водных экосистемах) характеризует продуктивность экосистем. Продукция и продуктивность могут определяться для экосистем в целом или для отдельных групп организмов (растений, животных, микроорганизмов) или видов.

Продукцию растений называют первичной, а животных - вторичной. Наряду с продукцией различают биомассу организма, групп организмов или экосистем в целом. Под ней понимают всю живую органическую массу, которая содержится в экосистеме или ее элементах вне зависимости от того, за какой период она образовалась и накопилась. Биомасса и продукция (продуктивность) обычно выражаются через абсолютно сухой вес.

ВОПРОС 23.

экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.

12 3 4 5 Следующая ⇒