"Биология", Сивоглазов В.И., Каменский А.А., Сарычева Н.Ю. и др.
Экосистема — это живая система, в которой организмы связаны друг с другом и с неживой средой обменом веществ и энергии. Она включает биоценоз — сообщество видов — и биотоп, то есть территорию с условиями их жизни. В экосистеме одни организмы создают органические вещества, другие ими питаются, а разрушители возвращают вещества в круговорот. Пищевые связи, распределение видов в пространстве и движение энергии помогают понять, как устроено сообщество и почему изменение одного компонента может повлиять на остальные.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экосистема — единство живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. Проще говоря, это не только живое сообщество или участок природы, а система их взаимодействий. Понятие помогает учитывать, как изменения среды отражаются на организмах и как сами организмы меняют условия вокруг себя.
Биоценоз — сообщество организмов разных видов, совместно населяющих определённую территорию. В него входят, например, растения, животные, грибы и микроорганизмы, которые взаимодействуют друг с другом. Это понятие нужно, чтобы обозначить живую часть экосистемы и изучать связи между её обитателями.
Биотоп — участок среды с относительно однородными условиями, в котором существует биоценоз. К таким условиям относятся освещённость, влажность, температура, состав почвы или воды. Понятие помогает описать неживую часть экосистемы и объяснить, какие организмы могут жить на данной территории.
Трофическая структура — распределение организмов экосистемы по пищевым связям и способу получения веществ и энергии. Иначе говоря, она показывает, кто создаёт органическое вещество, кто им питается и кто разлагает остатки. Это понятие помогает проследить передачу вещества и энергии между организмами.
Экосистема включает биоценоз и биотоп, потому что живые организмы не могут существовать отдельно от условий среды. Растениям нужны свет, вода, минеральные вещества и подходящая температура, а животным — пища, вода и места обитания. При этом организмы тоже воздействуют на среду: например, растения затеняют почву, а животные изменяют её и распространяют семена. Благодаря обмену между живой и неживой частями система поддерживает своё существование.
Виды занимают разные роли: производители создают органические вещества, потребители используют готовую пищу, а разрушители разлагают остатки. Эти роли связаны, потому что вещества из организмов после их гибели и выделения продуктов жизнедеятельности становятся доступными для дальнейшего использования. Разрушители переводят органические остатки в более простые вещества, которые могут снова усваивать производители. Поэтому вещества не исчезают после одного цикла питания, а возвращаются в круговорот.
Пищевая цепь показывает, как пища переходит от одного организма к другому, а вместе с ней передаются вещества и энергия. Например, растение может быть съедено травоядным животным, которое затем станет добычей хищника. В природе один организм часто питается разными видами и сам служит пищей нескольким потребителям. Поэтому отдельные цепи пересекаются и образуют пищевую сеть, которая точнее показывает пищевые связи сообщества.
Положение организма в пищевой цепи называют трофическим уровнем. Производители находятся у её основания, а питающиеся ими организмы относятся к следующему уровню; дальше могут располагаться хищники. На каждом переходе часть энергии расходуется на движение, рост и другие процессы, а часть рассеивается в виде тепла. Поэтому до следующего уровня доходит лишь часть энергии и длинные цепи питания встречаются реже.
Организмы распределяются в экосистеме не случайно: они занимают разные пространства и выполняют разные роли. В лесу можно различить ярусы — например, кроны деревьев, кустарники и травянистый покров; в водоёме организмы тоже обитают на разных глубинах. Кроме места, виды различаются пищей, временем активности и отношениями с другими организмами. Такое разделение экологических ниш снижает прямую конкуренцию и позволяет большему числу видов сосуществовать.
| Компонент или группа | Роль в экосистеме | Примеры |
|---|---|---|
| Биотоп | Неживая среда и территория, где существует биоценоз | Почва, вода, свет, температура |
| Производители | Создают органические вещества из неорганических | Растения, водоросли |
| Потребители | Получают вещества и энергию, питаясь другими организмами | Зайцы, кузнечики, лисы |
| Разрушители | Разлагают органические остатки и возвращают вещества в круговорот | Бактерии, грибы |
| Биоценоз | Сообщество живых организмов разных видов | Растения, животные, грибы и микроорганизмы леса |
Чтобы определить строку, сначала выясни, говорится ли о неживой среде, о сообществе в целом или о роли организмов в питании. Затем сопоставь роль с примерами: один и тот же организм может быть важным звеном пищевых связей, но его группа определяется способом получения пищи. Таблица помогает не смешивать компоненты экосистемы и трофические группы.
Задача 1. В лесу растут берёзы и травы, живут зайцы и лисы. Нужно разделить перечисленные организмы на производителей и потребителей. Для этого выясним, кто создаёт органические вещества, а кто получает их с пищей.
Ответ: производители — берёзы и травы; потребители — зайцы и лисы. Разделение основано на способе получения органических веществ. То, что лиса ест зайца, а заяц — растения, не меняет принадлежности обоих животных к потребителям.
Задача 2. Составьте цепь из организмов: трава, кузнечик, лягушка, уж. Укажите направление передачи вещества и энергии. Начинать цепь нужно с организма, который производит органические вещества, а затем поставить тех, кто питается предыдущим звеном.
Ответ: трава → кузнечик → лягушка → уж. Стрелки направлены от пищи к тому, кто её ест. По ним можно проследить передачу вещества и энергии от производителя к потребителям.
Задача 3. В водоёме уменьшилось число водорослей. Нужно предположить, как это повлияет на мелких ракообразных и рыб, которые ими питаются. Водоросли — производители, поэтому изменение их численности может сказаться на организмах следующих звеньев.
Ответ: вероятно, число мелких ракообразных уменьшится, а вслед за ними может сократиться численность рыб, которые ими питаются. Изменение не обязательно произойдёт сразу или одинаково сильно: на него влияют другие источники пищи и связи пищевой сети. Однако уменьшение производителя способно ограничить поступление энергии к следующим трофическим уровням.
Считать экосистемой только сообщество живых организмов — значит не учитывать условия, без которых эти организмы не могут существовать. Так путают систему и её живую часть, потому что биоценоз часто заметнее, чем биотоп. Проверь себя: назвал ли ты и обитателей, и неживую среду, с которой они взаимодействуют? Если указано только сообщество видов, описание экосистемы неполное.
Путать биоценоз и биотоп — значит менять местами живую часть и место её обитания. Ошибка возникает из-за похожего звучания терминов, хотя один обозначает сообщество, а другой — территорию и условия. Для проверки спроси себя, можно ли перечислить в ответе организмы: если да, это биоценоз. Если речь о воде, почве, температуре и других условиях, имеется в виду биотоп.
Направлять стрелку пищевой цепи от потребителя к пище неправильно: она показывает направление передачи вещества и энергии, а не то, куда животное ищет добычу. Путаница возникает, если понимать стрелку как указатель на объект охоты. Проверь запись словами: «трава передаёт вещества кузнечику». Тогда стрелка должна идти от травы к кузнечику, то есть от пищи к потребителю.
Считать, что энергия полностью переходит на следующий трофический уровень, — значит забывать о её расходовании организмами. Такое представление появляется, если сосредоточиться только на том, что хищник получает пищу от жертвы. Проверь себя: учитываешь ли ты энергию, затраченную на жизненные процессы и рассеянную в виде тепла? На следующий уровень переходит лишь часть энергии, поэтому её количество уменьшается.
Для понимания экосистемы пригодятся знания о различиях между живыми и неживыми компонентами природы, а также о способах питания организмов. Эти сведения позволяют отличать биотоп от биоценоза и определять, к какой трофической группе относится организм. Пищевые цепи и трофические уровни понадобятся при изучении круговорота веществ, потока энергии и экологических пирамид. Связи видов с условиями среды также помогают объяснять приспособленность организмов и последствия изменений в природе.
Чем экосистема отличается от биоценоза?
Биоценоз — это только сообщество живых организмов разных видов. Экосистема включает биоценоз и неживую среду, а также связи между ними.
Может ли экосистема существовать без разрушителей?
Без разрушителей органические остатки накапливались бы, а содержащиеся в них вещества не возвращались бы в доступную для производителей форму. Поэтому устойчивое длительное существование экосистемы без них невозможно.
Почему пищевые цепи обычно состоят из небольшого числа звеньев?
При переходе от одного трофического уровня к следующему доступной энергии становится меньше. Поэтому её обычно хватает лишь на несколько последовательных звеньев.
Что показывает стрелка в пищевой цепи?
Стрелка показывает, куда передаются вещество и энергия: от пищи к тому, кто её ест. Например, в цепи «трава → заяц» стрелка направлена от травы к зайцу.
Чем трофический уровень отличается от экологической ниши?
Трофический уровень показывает место организма в пищевой цепи по способу получения пищи. Экологическая ниша шире: она описывает роль вида в сообществе и его связи с условиями среды и другими организмами.
§ 40. Структура экосистемы
