§15. Подведём итоги. Взаимосвязь живой и неживой природы Земли

Определения и обозначения

Биосфера — оболочка Земли, населённая живыми организмами. Она включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние слои литосферы, где возможна жизнь. Понятие нужно, чтобы рассматривать живую природу как единую систему, связанную с другими оболочками планеты.

Биогеоценоз — природная система, в которой организмы и неживая среда связаны обменом веществ и энергии. Примером может быть лес, озеро или луг с характерными для них условиями. Это понятие помогает понять, что растения, животные, микроорганизмы, почва, вода и воздух существуют не отдельно.

Круговорот веществ — повторяющееся перемещение веществ между организмами и компонентами неживой природы. Минеральные вещества переходят в растения, затем в животных, а после разложения снова оказываются в почве, воде или воздухе. Благодаря этому природные системы могут долго сохранять свою целостность.

Средообразующая деятельность организмов — изменение живыми организмами условий среды, в которой они обитают. Растения создают тень и выделяют кислород, корни изменяют почву, а разрушители влияют на её состав. Поэтому организмы являются не только потребителями ресурсов, но и участниками формирования среды.

Как это устроено

Солнечная энергия и условия неживой природы определяют, где организмы могут жить и насколько активно они растут, питаются и размножаются. Свет необходим растениям для фотосинтеза, вода участвует в обмене веществ, а воздух обеспечивает газообмен. Температура влияет на скорость химических реакций в клетках, поэтому слишком сильный холод или перегрев ограничивают жизнедеятельность. Почва даёт растениям опору и минеральные вещества.

Производители создают органические вещества из неорганических, используя энергию света. Так растения превращают воду и углекислый газ в органические соединения, запасая энергию в их химических связях. Без производителей большинство пищевых цепей не могло бы существовать, потому что животные не умеют самостоятельно создавать такое количество органического вещества. Поэтому состояние растительности влияет на всех последующих участников сообщества.

Потребители получают вещества и энергию, питаясь растениями или другими животными. При переваривании пищи органические соединения расщепляются, а высвободившаяся энергия используется для движения, роста и поддержания жизненных процессов. Потребители передают вещества по пищевым цепям, например от травы к зайцу, а затем к хищнику. При этом часть вещества расходуется организмом, а часть после отмирания становится пищей разрушителей.

Разрушители — главным образом бактерии и грибы — разлагают остатки организмов и продукты их жизнедеятельности. Они превращают сложные органические вещества в более простые минеральные соединения, доступные растениям. Поэтому разложение — не исчезновение остатков, а возвращение элементов в почву, воду и воздух. Так замыкается круговорот веществ и сохраняется возможность нового роста растений.

Организмы сами изменяют неживую среду, потому что их жизнедеятельность связана с выделением веществ, образованием почвы и преобразованием воды. Растения обогащают воздух кислородом, корни разрушают горные породы и удерживают частицы почвы. Деятельность микроорганизмов влияет на состав почвы и воды, а дыхание организмов — на содержание газов в воздухе. Если один компонент резко меняется, последствия распространяются на другие: загрязнение воды может привести к гибели растений и животных, а сокращение растительности — к эрозии почвы и изменению влажности.

Взаимосвязь компонентов живой и неживой природы

При чтении таблицы сначала определите роль компонента, а затем проследите его связи с другими частями системы. Пример помогает перевести общее правило на конкретную природную ситуацию. Особенно полезно проверять, где в описании находятся производители, потребители, разрушители и неживые условия.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, почему рост растения зависит от освещённости, наличия воды и минеральных веществ. Нужно связать условия неживой природы с фотосинтезом, питанием и увеличением размеров организма.

1. Определите роль света: он даёт энергию для фотосинтеза, при котором образуются органические вещества.
2. Свяжите воду с процессом питания: вода участвует в фотосинтезе и переносит растворённые вещества по растению.
3. Объясните значение минеральных веществ: они входят в состав клеток и необходимых соединений, поэтому без них ткани не могут нормально формироваться.

Ответ. При недостатке света фотосинтез замедляется, а растение получает меньше органических веществ. Без воды нарушаются фотосинтез и перенос веществ, а без минеральных элементов замедляется образование клеток и тканей.

Задача 2. Проследите путь минеральных веществ от почвы через растения и травоядных животных обратно в почву. Нужно показать последовательную работу трёх групп организмов.

1. Корни поглощают из почвы растворённые минеральные вещества, и они включаются в состав тканей растения.
2. Травоядное животное поедает растение, поэтому часть минеральных веществ переходит в его тело и используется для роста и жизнедеятельности.
3. После отмирания растения или животного остатки разлагаются разрушителями, а минеральные соединения возвращаются в почву.

Ответ. Путь можно записать так: почва → растение → травоядное животное → остатки организмов → разрушители → почва. Это круговорот, потому что вещества возвращаются к исходному компоненту и могут снова попасть в растение.

Задача 3. Объясните последствия осушения болота для растений, животных, почвы и водного режима местности. Изменение начинается с уменьшения количества воды, но затем затрагивает весь биогеоценоз.

1. Понижение уровня воды изменяет условия прорастания и жизни болотных растений, поэтому часть видов исчезает, а состав растительности меняется.
2. Животные теряют пищу, убежища и места размножения, вследствие чего их численность сокращается или они уходят.
3. Осушенная почва уплотняется и пересыхает, а территория начинает хуже удерживать воду, что усиливает колебания влажности и риск пожаров.

Ответ. Осушение нарушает водный режим и вызывает цепь изменений в почве, растительности и животном мире. Значит, нельзя оценивать его только как удаление лишней воды: меняется вся природная система.

Типичные ошибки

Живая и неживая природа независимы. Ошибка возникает, если видеть только влияние среды на организмы и не учитывать обратное воздействие. Проверьте себя: назовите одновременно условие среды и изменение, которое в ней вызывают организмы.

Круговорот веществ и поток энергии — одно и то же. Их путают, потому что оба связаны с пищевыми цепями. Помните: вещества возвращаются и используются повторно, а энергия проходит через систему и рассеивается как тепло.

Производители создают вещества из ничего. Так говорят, забывая о воде, углекислом газе, минеральных веществах и свете. Проверка проста: перечислите исходные вещества и источник энергии для фотосинтеза.

Разложение означает исчезновение остатков. Ошибка появляется, если не замечать невидимую работу бактерий и грибов. Спросите себя, куда попадают минеральные вещества после разложения: в почву, воду или воздух.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно вспомнить фотосинтез, питание организмов и различия между производителями, потребителями и разрушителями. Эти знания объясняют, откуда в природной системе берутся органические вещества и как они передаются между организмами. Без них трудно проследить круговорот веществ.

Тема связана с экосистемами и пищевыми цепями, потому что биогеоценоз объединяет организмы в сеть взаимных связей. Она также нужна при изучении влияния человека на природу и охраны окружающей среды. Любое природоохранное решение должно учитывать связи между живыми и неживыми компонентами.

Что запомнить

• Живые организмы зависят от условий неживой природы.
• Организмы изменяют среду обитания.
• Производители создают органические вещества из неорганических.
• Потребители передают вещества и энергию по пищевым цепям.
• Разрушители возвращают минеральные вещества в окружающую среду.
• Вещества участвуют в круговороте между живой и неживой природой.