§ 23. Пресноводная экосистема — озеро

Определения и обозначения

Озеро — природный водоём, заполненный водой и не имеющий прямой связи с морем или океаном. В нём обитают разные организмы, а условия жизни меняются от берега к глубине. Поэтому озеро можно изучать не только как водоём, но и как место, где живые существа связаны между собой и со средой.

Экосистема озера — единство водоёма, его условий среды и взаимосвязанных живых организмов. К условиям относятся, например, освещённость и температура воды, а к живым компонентам — растения, животные и микроорганизмы. Это понятие помогает увидеть, почему изменение одного условия или исчезновение одного вида может повлиять на других обитателей.

Планктон — организмы, которые пассивно переносятся течением воды и не могут самостоятельно плыть против него. Растительный планктон, в частности микроскопические водоросли, образует органические вещества на свету; животный планктон питается растениями или другими мелкими организмами. Различие нужно, чтобы понимать, откуда в пищевых цепях озера появляются пища и энергия.

Бентос — организмы, обитающие на дне озера или в донном грунте. К нему могут относиться разные группы живых существ, а не только животные или растения. Название указывает на место жизни организма и помогает отличить обитателей дна от тех, кто держится в толще воды.

Как это устроено

Озёрная экосистема складывается из неживых условий и живых компонентов. Вода служит средой обитания и переносит растворённые вещества, которые организмы используют в своей жизнедеятельности. Свет нужен растениям и водорослям для образования органических веществ, а температура влияет на активность организмов. Изменения этих условий могут сделать одни участки озера подходящими для жизни, а другие — менее благоприятными.

В озере различают прибрежную область, открытую воду и дно. У берега обычно достаточно света для роста многих растений, а в открытой воде живут организмы, приспособленные к жизни вдали от суши. С глубиной света становится меньше, потому что часть его поглощается водой. Поэтому в глубоких и затенённых местах условия отличаются от прибрежных, и набор обитателей там тоже может быть иным.

Растительный планктон использует энергию света и растворённые вещества, чтобы образовывать органические вещества. Он выступает производителем — организмом, который создаёт пищу для себя и может стать пищей для других. Животный планктон поедает растительный планктон или других мелких обитателей, а сам может быть съеден рыбой. Так растительный планктон становится началом многих пищевых цепей.

Животный планктон, рыбы и донные животные получают готовую пищу, поэтому их называют потребителями. Например, рыба может поедать мелких животных, а донные обитатели — останки организмов или живую добычу. Бактерии и грибы-разрушители питаются отмершими остатками и разлагают их. Эти три роли — производители, потребители и разрушители — помогают описать, как пища переходит от одних обитателей озера к другим.

Когда растения и животные умирают, их остатки не исчезают бесследно. Разрушители превращают их в более простые вещества, которые возвращаются в воду и донный грунт. Растения и водоросли снова могут использовать часть этих веществ, а животные зависят от растений и других животных как источников пищи. Получается круговорот веществ и сеть взаимных зависимостей: изменение одного звена способно отразиться на нескольких других.

Обитатели озера и их роль в экосистеме

Сначала определяй, где организм живёт и как передвигается: это помогает отличить планктон, нектон и бентос. Затем смотри на способ получения пищи, чтобы понять его роль в экосистеме. Один организм может участвовать сразу в нескольких пищевых связях, поэтому таблица показывает основные, а не все возможные связи.

Разбор задач

Распределите перечисленные организмы озера — водоросли, дафнии, карася и личинок насекомых на дне — по группам планктона, нектона и бентоса.

Чтобы выполнить распределение, не нужно угадывать группу по названию или размеру организма. Сравним место обитания и способ передвижения каждого из перечисленных организмов. Планктон переносится водой, нектон плавает активно, а бентос живёт на дне или в грунте. Проверка этих признаков позволит избежать путаницы.

1. Водоросли в толще воды относим к растительному планктону: они перемещаются вместе с водой, а не плавают направленно.
2. Дафнии — животный планктон, потому что обычно их переносит вода, хотя они могут совершать небольшие движения.
3. Карась активно плавает и относится к нектонам. Личинки насекомых, указанные как обитатели дна, относятся к бентосу.

Ответ: водоросли — растительный планктон, дафнии — животный планктон, карась — нектон, личинки насекомых на дне — бентос. Важно, что личинок определили по месту обитания, а не по тому, что это насекомые. Если бы речь шла о другом виде личинок, следовало бы уточнить, где именно они живут.

Составьте пищевую цепь озера из водорослей, дафний и рыбы; укажите, кто в ней производитель и кто потребители.

Пищевая цепь показывает, кто кому служит пищей и в каком направлении передаются вещества и энергия. Начинать нужно с организма, который сам образует органические вещества, а затем поставить тех, кто питается другими организмами. В данном случае дафнии могут поедать водоросли, а рыба — дафний. Стрелка в цепи направлена от пищи к тому, кто её ест.

1. В начале запишем водоросли: используя свет, они образуют органические вещества, поэтому являются производителями.
2. Следом поставим дафний, которые питаются водорослями. Это потребители, получающие пищу от производителя.
3. Последней укажем рыбу, если она питается дафниями. Она тоже потребитель, а цепь запишем так: водоросли → дафнии → рыба.

Ответ: водоросли → дафнии → рыба; производитель — водоросли, потребители — дафнии и рыба. Если изменить порядок стрелок, получится неверное направление передачи пищи. В природе у каждого организма могут быть и другие пищевые связи, но предложенная последовательность показывает один возможный путь.

Объясните, как сокращение численности растительного планктона может повлиять на дафний и рыб.

Здесь нужно проследить влияние изменения на связанные звенья, а не рассматривать каждый организм отдельно. Дафнии могут питаться растительным планктоном, поэтому уменьшение его количества сокращает доступную им пищу. Рыбы, которые питаются дафниями, зависят от численности этих животных. Следовательно, последствия могут передаваться дальше по пищевой цепи.

1. Сначала выясним, что изменилось: растительного планктона стало меньше, значит, его органических веществ может поступать в пищевые связи меньше.
2. Затем посмотрим на ближайшее звено: дафниям становится труднее находить пищу, поэтому их численность может сократиться.
3. После этого проверим следующее звено: рыбам, питающимся дафниями, может не хватать добычи. Сила последствий зависит от того, чем ещё питаются эти организмы и каковы условия озера.

Ответ: сокращение растительного планктона может привести к уменьшению числа дафний, а затем повлиять на рыб, которые ими питаются. Это вероятное последствие, а не неизбежный результат одинаковой силы в каждом озере. Для точного вывода нужно учитывать другие источники пищи и связи между организмами.

Типичные ошибки

Считать озеро только водоёмом. Так забывают о живых организмах и связях между ними, потому что обращают внимание лишь на воду. Чтобы проверить себя, перечисли хотя бы несколько обитателей озера и назови, от каких условий или организмов они зависят. Если перечислить можно только свойства воды, описание экосистемы неполное.

Путать планктон с нектонами. Это происходит, когда группы различают только по тому, что все они находятся в воде. Проверь способ передвижения: планктон переносится водой, а нектон активно плавает. Например, дафния — планктон, а рыба — нектон.

Считать всех обитателей дна одной группой по типу организма. Бентос объединяет обитателей по месту жизни, а не по тому, являются ли они растениями или животными. Ошибку легко допустить, если запомнить только примеры и не понять признак группы. Проверь себя вопросом: живёт ли организм на дне или в донном грунте?

Думать, что вещества исчезают после отмирания организмов. Остатки разлагаются бактериями и грибами, а вещества возвращаются в воду и грунт. Ошибка возникает, если представить отмирание как конец всех процессов. Проверь себя: назови разрушителей и укажи, куда возвращаются вещества после разложения.

Связь с другими темами

Чтобы понять экосистему озера, нужно различать живые организмы и неживые компоненты среды, а также знать, что такое среда обитания. Эти представления помогают объяснить, почему вода, свет и температура влияют на жизнь обитателей. Понятия пищевой цепи и круговорота веществ встречаются не только при изучении озёр, но и при разборе других экосистем. Они также помогают рассуждать о том, как деятельность человека может менять природные связи.

Что запомнить

• Озеро — экосистема, в которой связаны живые организмы и условия среды.
• Условия жизни в озере меняются с глубиной и освещённостью.
• Планктон переносится водой, нектон активно плавает, бентос обитает на дне.
• Растительный планктон образует органические вещества, используя свет.
• Организмы озера связаны пищевыми цепями.
• Разрушители возвращают вещества из отмерших остатков в среду.