"Биология (изд. «Просвещение»)", Сухорукова Л.Н., Кучменко B.C.
Круговорот веществ — это перемещение веществ между организмами и неживой природой с их последующим возвращением в среду. Растения и другие продуценты создают органические вещества, консументы получают их через питание, а редуценты разлагают остатки. Благодаря этим связям вещества могут использоваться снова, а живая и неживая части биосферы остаются взаимосвязанными. В отличие от веществ, энергия проходит через экосистему в одном направлении и рассеивается.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Круговорот веществ — повторяющееся перемещение веществ между живыми организмами и компонентами неживой природы. Это не просто перенос из одного места в другое: вещества проходят через организмы, возвращаются в окружающую среду и могут снова использоваться. Такое представление помогает увидеть связь организмов с почвой, водой и атмосферой.
Продуценты — организмы, создающие органические вещества из неорганических. К ним относятся растения, водоросли и некоторые другие фотосинтезирующие организмы: используя энергию света, они образуют органические вещества из воды и углекислого газа. Продуценты включают вещества неживой среды в пищевые связи экосистемы.
Консументы — организмы, получающие органические вещества, питаясь другими организмами. Например, гусеница ест растение, птица может питаться гусеницей, а хищник — этой птицей. Так вещества передаются от одного звена пищевой цепи к другому.
Редуценты — организмы, разлагающие мёртвые остатки и отходы до простых неорганических веществ. К ним относятся многие бактерии и грибы. Их работа возвращает вещества в почву, воду и атмосферу, откуда они снова могут попасть к продуцентам.
Круговорот объединяет живую и неживую части биосферы, потому что вещества не остаются навсегда внутри организмов или только в окружающей среде. Например, растение поглощает воду и минеральные вещества из почвы, а углекислый газ — из воздуха. Часть полученных веществ становится частью его тела; после смерти растения или выделения отходов вещества снова оказываются в среде. Поэтому переходы идут между организмами и компонентами неживой природы.
Продуценты превращают доступные неорганические вещества в органические, которые могут использовать другие организмы. Когда растительноядное животное съедает растение, часть его органических веществ переходит в тело животного. Хищник, поедая растительноядное животное, получает вещества следующего звена. Так пищевые цепи передают вещества между консументами, хотя на каждом этапе часть веществ остаётся в отходах или попадает в окружающую среду.
После гибели организмов и образования отходов их вещества не исчезают. Редуценты используют органические остатки и разлагают их до более простых соединений. В результате минеральные вещества оказываются в почве или воде, а некоторые продукты разложения поступают в атмосферу. Возвращённые вещества могут вновь поглощаться продуцентами, поэтому разложение — необходимое звено между живыми организмами и неживой средой.
Круговорот поддерживается совместной работой организмов и процессов неживой природы: поглощением веществ, питанием, разложением, испарением и другими перемещениями. Если какого-либо звена становится меньше, некоторые переходы могут замедлиться или измениться. Например, при сокращении редуцентов остатки разлагаются медленнее, и минеральные вещества возвращаются в среду не так быстро. Это не означает, что все остальные процессы прекращаются, но связи между звеньями ослабевают.
Вещества способны возвращаться и снова включаться в процессы экосистемы, а энергия ведёт себя иначе. Она поступает, например, от Солнца, передаётся между организмами при питании и постепенно рассеивается в виде тепла. Поэтому энергия не возвращается к началу пищевой цепи так же, как минеральные вещества. Круговорот веществ и поток энергии связаны, но это не одно и то же.
| Группа организмов | Откуда получает вещества | Что делает | Что возвращает или передаёт |
|---|---|---|---|
| Продуценты | Из неживой среды: воды, углекислого газа и минеральных веществ | Создают органические вещества | Передают органические вещества консументам |
| Консументы | Из других организмов с пищей | Потребляют органические вещества и передают их по цепям питания | Передают вещества следующим консументам, оставляют отходы и остатки |
| Редуценты | Из мёртвых остатков и отходов организмов | Разлагают органические вещества | Возвращают простые неорганические вещества в среду |
Чтобы проследить путь вещества, двигайтесь по строкам от источника к результату: сначала выясните, откуда группа его получает, а затем — что делает. Продуценты и консументы передают органические вещества, а редуценты помогают вернуть вещества в неживую среду. Таблица показывает общие роли групп, но в природе обмен не всегда складывается в одну простую цепочку.
Расположите растения, растительноядное животное и бактерии-разрушители остатков в последовательности их участия в круговороте веществ. Нужно показать не просто пищевую цепь, а также возврат минеральных веществ в среду. Для этого определим роль каждого участника.
Ответ: растения → растительноядное животное → бактерии-разрушители остатков → минеральные вещества в среде → растения. Последний переход показывает возвращение веществ и отличает круговорот от простой пищевой цепи.
В лесной экосистеме стало меньше редуцентов. Объясните, что произойдёт с возвращением минеральных веществ в почву. Важно не делать вывод, будто разложение обязательно полностью прекратится: нужно оценить, какое звено ослабло.
Ответ: возвращение минеральных веществ в почву, вероятно, замедлится, но не обязательно остановится полностью. Чтобы оценить последствия, проследите путь от остатков через редуцентов к почве.
В водоёме уменьшилось количество продуцентов. Объясните, как это может повлиять на консументов и дальнейшее движение веществ. Для решения сначала определим, какое вещество создают продуценты и кто получает его дальше. Затем проследим последствия для остальных звеньев круговорота.
Ответ: уменьшение продуцентов может ослабить поступление органических веществ к консументам и изменить движение веществ в экосистеме. Это возможные последствия, а не утверждение, что все консументы сразу исчезнут.
Считать, что вещества движутся только по пищевой цепи, — значит забывать об обмене организмов с неживой средой. Так думают, если прослеживают лишь питание. Проверьте себя: укажите, откуда растение получает вещества и куда они попадают после разложения остатков.
Путать круговорот веществ с потоком энергии легко, потому что оба связаны с пищевыми цепями. Но вещество может вернуться в среду и использоваться снова, а энергия проходит через экосистему и рассеивается. Для проверки спросите себя: возвращается ли рассматриваемая величина к продуцентам?
Считать редуцентов просто потребителями готовой пищи — неполно: их особая роль состоит в разложении остатков и возвращении простых веществ в среду. Ошибка возникает, если смотреть только на то, чем организм питается. Проверьте ответ по результату их работы: образуются ли доступные среде неорганические вещества?
Представлять каждый круговорот полностью замкнутым и происходящим без потерь тоже неверно. Реальные циклы включают разные пути и обмен между частями биосферы, а вещества могут задерживаться в разных компонентах. Чтобы проверить себя, не изображайте путь как единственное кольцо: учитывайте разветвления и связи с окружающей средой.
Для понимания круговорота нужны знания о биосфере и различии живой и неживой природы: без них нельзя проследить переход вещества между организмами и средой. Роли продуцентов, консументов и редуцентов, а также понятие пищевой цепи помогают увидеть, как вещества передаются и возвращаются. Эта тема подготавливает к изучению циклов углерода, кислорода, азота и воды. На их примере можно проследить конкретные пути вещества в биосфере.
Почему круговорот веществ считают основой целостности биосферы?
Вещество переходит из неживой среды в организмы и затем возвращается обратно. Поэтому живые организмы связаны не только друг с другом, но и с почвой, водой и атмосферой. Нарушение отдельных звеньев может затруднить такое возвращение.
Чем круговорот веществ отличается от потока энергии?
Вещества возвращаются в окружающую среду и могут снова использоваться организмами. Энергия проходит через экосистему однонаправленно: например, поступает от Солнца, передаётся при питании и рассеивается в виде тепла.
Какую роль в круговороте выполняют редуценты?
Редуценты разлагают мёртвые остатки организмов и отходы. При разложении сложные органические вещества превращаются в более простые неорганические, которые возвращаются в почву, воду или атмосферу.
Почему без продуцентов нарушаются пищевые связи?
Продуценты создают органические вещества из неорганических, используя, например, энергию света. Эти вещества служат пищей консументам и передаются дальше по цепям питания. При уменьшении количества продуцентов у многих консументов становится меньше пищи.
Может ли круговорот веществ происходить без участия живых организмов?
Полноценный круговорот в биосфере зависит от организмов: продуценты связывают неорганические вещества, а редуценты возвращают их в среду. Между тем в неживой природе тоже идут перемещения веществ, например испарение воды. Но без живых звеньев нарушаются важные переходы между органическими и неорганическими веществами.
Круговорот веществ — основа целостности биосферы
