"Биология. Общие биологические закономерности", Т. М. Ефимова, А. О. Шубин, Л. Н. Сухорукова
Экосистема — это живые организмы вместе с неживой средой, связанные обменом веществ и энергии. Свет, вода и почва влияют на жизнь организмов, а сами организмы меняют условия вокруг себя. Производители создают органические вещества, потребители питаются другими организмами, разрушители разлагают остатки. Пищевые цепи показывают передачу пищи и энергии, а вместе они образуют пищевые сети. Чем выше трофический уровень, тем меньше энергии обычно доступно организмам.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экосистема — это сообщество живых организмов вместе со средой, в которой они обитают. Организмы получают из среды воду, минеральные вещества и энергию, а сами влияют на её состав и свойства. Поэтому экосистемой нельзя считать только набор видов: понятие помогает увидеть связи между живой и неживой природой.
Биогеоценоз — устойчивый природный комплекс живых организмов и неживых компонентов на определённой территории. К неживым компонентам относятся, например, почва, вода и воздух. Это понятие используют, чтобы описать природную систему как целое, в котором организмы и условия существования связаны друг с другом.
Пищевая цепь — последовательность организмов, через которую передаются пища и содержащаяся в ней энергия. Каждый следующий организм получает вещества, поедая предыдущий, или его часть. Цепь помогает проследить один путь передачи энергии; стрелка направлена от того, кого едят, к тому, кто ест.
Трофический уровень — место организма в цепи питания, определяемое тем, как он получает пищу. Например, растение относится к производителям, а животное, которое ест растение, — к потребителям первого порядка. Уровни нужны, чтобы сравнивать роли организмов и отслеживать передачу энергии.
Экосистема складывается из сообщества и неживой среды. Свет нужен растениям для фотосинтеза, вода — для жизненных процессов, а состав почвы влияет на то, какие растения могут расти. В то же время организмы меняют среду: корни удерживают почву, а разложение остатков пополняет её веществами. Связь двусторонняя, поэтому изменение условий способно менять состав сообщества, а деятельность организмов — условия их жизни.
Производители, прежде всего зелёные растения и водоросли, создают органические вещества из неорганических, используя энергию света. Эта энергия запасается в веществах и становится доступной организмам, которые сами не могут создавать себе такую пищу. Поэтому производители служат началом большинства пищевых цепей. Если они исчезают, потребителям становится неоткуда получать пищу и энергию.
Потребители получают вещества и энергию, питаясь производителями или другими потребителями. Так, травоядные поедают растения, а хищники — животных; каждый такой переход соединяет организмы в цепь. Разрушители, например многие бактерии и грибы, разлагают остатки организмов и отходы. В результате вещества возвращаются в почву и воду и снова могут быть использованы производителями, поэтому разложение связывает разные части круговорота веществ.
В природе один вид нередко питается несколькими видами, а сам служит пищей разным животным. Поэтому отдельные цепи пересекаются и образуют пищевую сеть. Например, мыши и некоторые птицы могут питаться семенами, но мышей поедают и совы, и лисы. Сеть точнее показывает пищевые связи, чем одна цепь: исчезновение одного вида может затронуть сразу несколько связей.
При переходе от одного трофического уровня к следующему передаётся не вся энергия. Организмы тратят её на движение, рост и другие процессы, а часть рассеивается в виде тепла. Поэтому на каждом следующем уровне обычно доступно меньше энергии, чем на предыдущем. Чем больше звеньев в цепи, тем меньше энергии остаётся у её конца, и это ограничивает длину пищевых цепей.
| Группа организмов | Чем питаются или что используют | Роль в экосистеме | Пример |
|---|---|---|---|
| Производители | Используют свет, воду и неорганические вещества | Создают органические вещества | Растения, водоросли |
| Потребители первого порядка | Питаются производителями | Передают вещества и энергию от производителей дальше | Заяц, гусеница |
| Потребители второго и последующих порядков | Питаются другими потребителями | Получают энергию через пищевые связи | Лягушка, щука |
| Разрушители | Используют остатки организмов и отходы | Разлагают органические остатки и возвращают вещества в среду | Бактерии, грибы |
Чтобы определить группу организма, выясните, откуда он получает пищу или какие вещества использует. Потребитель первого порядка ест производителя, а потребитель более высокого порядка — другого потребителя. Разрушители действуют на остатки организмов и участвуют в возвращении веществ в среду.
В экосистеме пруда перечислены водоросли, дафнии, карась и щука. Нужно распределить их по трофическим уровням и составить пищевую цепь. Учитываем, что цепь строится от источника пищи к тому, кто её получает.
Ответ: водоросли — производители, дафнии — потребители первого порядка, карась и щука — потребители последующих порядков. Возможная цепь: водоросли → дафнии → карась → щука. Стрелки показывают, что пища и энергия переходят от водорослей к дафниям, а затем к рыбам.
Семенами питаются мыши и птицы, мышами — совы и лисы, а птицами — ястребы. Нужно показать связи так, чтобы один организм мог входить сразу в несколько пищевых цепей. Для этого сначала выписываем каждую связь отдельно, а затем объединяем их.
Ответ: сеть включает цепи «семена → мыши → совы», «семена → мыши → лисы» и «семена → птицы → ястребы». Их общая часть — семена, которыми питаются разные животные. Такая схема показывает не один прямой путь, а несколько связанных пищевых отношений.
Дана цепь: трава → кузнечик → лягушка → уж. Нужно оценить последствия изменения численности кузнечиков для остальных организмов. Рассуждаем по соседним звеньям: кузнечик ест траву и сам служит пищей лягушке.
Ответ: сокращение кузнечиков способно привести к увеличению количества травы и уменьшению численности лягушек, а затем и ужей. Это возможный прогноз, а не точный итог: на численность каждого вида влияют также другие пищевые связи и условия среды. Если кузнечиков станет больше, вероятное направление изменений будет обратным.
Ошибка — считать экосистемой только сообщество организмов. Её допускают, когда внимание сосредоточено на животных и растениях, но забывают о воде, почве, свете и других условиях. Проверка: перечислите живые и неживые части и покажите, как они связаны обменом веществ или влиянием друг на друга.
Пищевая цепь и пищевая сеть — не одно и то же: цепь показывает один путь передачи пищи, сеть объединяет многие связанные пути. Путаница возникает, если считать, что каждому организму соответствует только один источник пищи и один хищник. Проверьте схему: если от вида идут несколько пищевых связей или к нему ведут несколько стрелок, перед вами часть сети.
Неверно ставить стрелку от того, кто ест, к тому, кого едят. Так происходит, если понимать стрелку как направление движения хищника, а не передачи пищи и энергии. Для самопроверки прочитайте цепь словами: «трава служит пищей кузнечику», значит, нужно записать «трава → кузнечик».
Разрушителей ошибочно считают конечным звеном, после которого в экосистеме ничего не происходит. При этом забывают, что разложенные вещества возвращаются в почву и воду и могут быть использованы производителями. Проверьте себя вопросом: куда попадают вещества после разложения остатков? Если ответ — обратно в среду, связь разрушителей с другими компонентами учтена.
Чтобы разбираться в экосистемах, нужно различать живую и неживую природу и знать способы питания организмов. Это помогает отделять сообщество от среды и определять, кто кого может есть. Без этих представлений трудно составить пищевую цепь и понять роль её звеньев.
Тема связана с клеточным обменом веществ и фотосинтезом. Фотосинтез объясняет, как производители создают органические вещества, а обмен веществ — как организмы используют полученные вещества и энергию. Эти процессы лежат в основе пищевых связей.
Понимание пищевых отношений и круговорота веществ пригодится при изучении биосферы, биоразнообразия и влияния человека на природные сообщества. Оно помогает проследить, как изменение численности одного вида может отразиться на других. Знание связей в экосистеме также позволяет оценивать последствия вмешательства человека в природу.
Чем экосистема отличается от сообщества организмов?
Сообщество — это совокупность организмов разных видов, живущих на одной территории. Экосистема включает и сообщество, и неживую среду: воду, воздух, почву, свет и другие условия. Все эти части связаны обменом веществ и энергии.
Почему растения называют производителями?
Растения с помощью фотосинтеза создают органические вещества из неорганических, используя энергию света. Эти вещества становятся пищей для других организмов. Поэтому растения часто служат началом пищевых цепей.
В какую сторону ставить стрелку в пищевой цепи?
Стрелку ставят от организма, который служит пищей, к тому, кто его ест. Она показывает направление передачи вещества и энергии. Например: трава → кузнечик.
Чем пищевая сеть отличается от пищевой цепи?
Пищевая цепь показывает один путь передачи пищи и энергии. Пищевая сеть объединяет множество цепей, потому что один организм может питаться разными видами и сам становиться пищей для нескольких видов.
Почему пищевые цепи обычно не бывают очень длинными?
На каждом трофическом уровне организмы расходуют часть полученной энергии на жизнедеятельность, а часть рассеивается в виде тепла. Поэтому следующему звену достаётся меньше энергии, чем предыдущему. Длинная цепь не смогла бы обеспечить достаточно энергии для всех её звеньев.
Экосистемы
