"Биология. Углублённый уровень (для медицинских классов)", Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. и др. / под ред. Пасечника В.В.
Экосистемный уровень помогает понять, как организмы связаны друг с другом и с неживой природой. Экосистема включает сообщество живых существ, среду их обитания, обмен веществ и поток энергии. Организмы живут в водной, наземно-воздушной, почвенной или организменной среде, каждая из которых задаёт свои условия. Эти условия воздействуют на жизнь видов и ограничивают их распространение, а приспособления помогают существовать лишь в определённых пределах.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экосистемный уровень — уровень организации живой природы, на котором рассматривают сообщества организмов и их связи с окружающей средой. Иными словами, внимание направлено не на отдельный вид, а на систему взаимодействий. Такой взгляд нужен, чтобы объяснять совместную жизнь организмов и зависимость их существования от условий природы.
Экосистема — совокупность сообщества организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и потоком энергии. Сообщество составляет живую часть системы, а вода, воздух, почва и другие неживые компоненты — её физическую основу. Понятие помогает описывать их как единое целое, а не как случайный набор объектов.
Среда обитания — часть природы, окружающая организм и влияющая на его жизнь. Она включает не только место, где вид можно обнаружить, но и условия, с которыми он постоянно сталкивается. Это понятие помогает выяснить, какие ресурсы доступны организму и какие воздействия ему приходится переносить.
Экологический фактор — элемент или условие среды, которое воздействует на организм. К факторам относятся, например, температура и освещённость, а также присутствие пищи, конкурентов или паразитов. Выделение факторов нужно, чтобы разбирать влияние среды по составляющим и объяснять реакции организмов.
На экосистемном уровне изучают взаимодействия, потому что жизнь организма зависит не только от его собственных свойств. Он получает ресурсы из среды, может служить пищей другим видам и конкурировать с ними за ограниченные ресурсы. Если рассматривать только один организм, останутся незаметными причины его численности и изменений в его жизни. Поэтому анализ связей позволяет объяснить, как отдельные виды влияют друг на друга и на общее состояние системы.
Сообщество организмов и неживая среда образуют единую систему, поскольку живые существа используют вещества и условия окружающего мира. Растения поглощают воду и минеральные вещества, животные получают пищу, а продукты жизнедеятельности и остатки организмов возвращаются в среду. Изменение одного компонента может повлиять на другие: например, недостаток воды сказывается на растениях, а вслед за ними — на животных. Изолированное описание живой или неживой части не показывает этих причинно-следственных связей.
Связи в экосистеме поддерживаются потоком энергии и круговоротом веществ. Энергия поступает главным образом от Солнца, усваивается организмами и передаётся между ними при питании, постепенно рассеиваясь в виде тепла. Вещества, напротив, переходят из среды в организмы, а затем возвращаются в окружающую среду и вновь используются. Благодаря этим процессам организмы получают ресурсы для жизнедеятельности, а компоненты системы оказываются связанными.
Водная среда плотная и поддерживает тело, но в ней меньше доступного кислорода, чем в воздухе, а свет проникает на ограниченную глубину. В наземно-воздушной среде много кислорода и света, зато температура и влажность могут резко меняться, а организм рискует потерять воду. Почва плотная, почти лишена света и содержит поры с воздухом и водой; условия в ней зависят от глубины и состава грунта. Организменная среда — тело другого существа: она может давать пищу и защиту, но доступные ресурсы и пространство здесь ограничены, а организм-хозяин способен сопротивляться жильцу.
Свойства среды воздействуют на организм через экологические факторы, поэтому виды вырабатывают особенности, подходящие к условиям их жизни. Например, форма тела и органы движения помогают водным животным перемещаться в плотной воде, а покровы наземных организмов уменьшают потерю влаги. Однако приспособление действует не при любых значениях температуры, влажности или других условий. Если фактор выходит за пределы, которые организм способен переносить, его выживание и размножение затрудняются, а распространение вида ограничивается.
| Среда обитания | Характерные условия | Ограничивающие факторы | Примеры приспособлений организмов |
|---|---|---|---|
| Водная | Высокая плотность, плавучесть, растворённые газы, ослабление света с глубиной. | Недостаток кислорода, давление и слабая освещённость на глубине, изменение солёности и температуры. | Обтекаемая форма тела, плавники, жабры, способность регулировать содержание солей. |
| Наземно-воздушная | Много света и кислорода; температура и влажность заметно меняются. | Высыхание, мороз или жара, недостаток воды, резкие колебания условий. | Защитные покровы, конечности для опоры и передвижения, регулирование потери воды. |
| Почвенная | Плотная непрозрачная среда с порами, содержащими воду и воздух; условия меняются с глубиной. | Недостаток света и пространства, неодинаковая влажность, плотность грунта и доступность кислорода. | Вытянутое или компактное тело, рытьё ходов, развитые органы осязания. |
| Организменная | Жизнь на поверхности или внутри организма-хозяина; часто доступны пища и защита. | Ограниченность пространства и ресурсов, защитные реакции хозяина, зависимость от его состояния. | Органы прикрепления, устойчивость к условиям тела хозяина, высокая плодовитость у некоторых паразитов. |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, где именно живёт организм, а затем сопоставьте это место с характерными условиями. Ограничивающие факторы показывают, что может затруднить его жизнь, а примеры приспособлений — какие особенности помогают справиться с такими условиями. У одного организма одновременно могут проявляться приспособления к нескольким факторам.
Задача 1. Назовите среду обитания дождевого червя и приведите два её характерных условия. Чтобы ответить, нужно исходить из обычного места жизни червя, а не из того, где его случайно нашли. Затем следует выбрать свойства, которые действительно влияют на его существование.
Ответ: среда обитания дождевого червя — почвенная. Два характерных условия — отсутствие света и плотный грунт; также важны влажность и наличие воздуха в порах. Именно свойства этой среды связаны с образом жизни червя и его приспособлениями к перемещению в грунте.
Задача 2. В пруду уменьшилось содержание кислорода в воде. Укажите, какой фактор изменился и какие организмы могут испытать его влияние. Здесь надо отделить изменение условия среды от его последствий. Затем нужно учесть, что кислородом в водоёме пользуются разные живые организмы.
Ответ: изменился фактор неживой природы — концентрация растворённого кислорода. Его снижение может повлиять на рыб, водных беспозвоночных и микроорганизмы. Нельзя заранее считать, что все виды отреагируют одинаково: их устойчивость к нехватке кислорода различается.
Задача 3. Сравните жизнь рыбы в воде и крота в почве: назовите особенности каждой среды и объясните, какие приспособления помогают организмам в них существовать. Сначала определите условия, отличающие воду от грунта. После этого свяжите с каждым условием подходящие особенности организма, не приписывая им универсального действия.
Ответ: рыба живёт в водной среде, где важны плавучесть и получение растворённого кислорода; ей помогают жабры, плавники и обтекаемое тело. Крот обитает в почве, где мало света и трудно передвигаться сквозь грунт; для рытья и перемещения ему нужны сильные передние конечности и подходящее строение тела. Эти особенности полезны в своих условиях, но сами по себе не позволяют существовать в любой среде.
Ошибка: считать экосистемой только совокупность организмов. Так путают экосистему с сообществом, потому что в повседневном описании часто замечают прежде всего живые виды. Но система включает ещё среду и связи между компонентами. Проверьте себя: указали ли вы и живую, и неживую части, а также их взаимодействие?
Ошибка: путать среду обитания с местом, где организм был обнаружен. Такое упрощение возникает, если назвать только территорию, не учитывая действующие условия. Между тем два организма в одном месте могут испытывать разные воздействия. Для проверки перечислите факторы, которые влияют на жизнь рассматриваемого организма.
Ошибка: считать, что в одной среде действуют факторы только одного типа. Так думают, когда сосредоточиваются, например, лишь на температуре или только на отношениях между видами. В действительности одновременно могут влиять условия неживой природы и другие организмы. Проверьте ответ, спросив себя, учли ли вы и абиотические условия, и биотические взаимодействия.
Ошибка: полагать, что приспособление позволяет жить при любых условиях. Её допускают, принимая полезный признак за универсальную защиту. На деле приспособление эффективно лишь в определённом диапазоне, а сильное изменение факторов может стать опасным. Чтобы проверить вывод, уточните, к каким условиям приспособлен организм и где могут проходить пределы его устойчивости.
Для понимания экосистемного уровня нужны знания об уровнях организации живой природы, свойствах организмов и различиях между живой и неживой природой. Понятия экосистемы и среды обитания помогают изучать пищевые цепи, круговорот веществ и биосферу, а также оценивать влияние человека на природу. Представления об экологических факторах позволяют объяснять, почему виды распространены не повсеместно и какие особенности помогают им выживать в конкретных условиях.
Чем экосистема отличается от сообщества организмов?
Сообщество — это совокупность организмов разных видов, живущих на одной территории и взаимодействующих друг с другом. Экосистема включает не только сообщество, но и неживую среду, а также связи между всеми этими компонентами.
Почему среду обитания нельзя свести только к месту, где живёт организм?
Одного указания места недостаточно: организму важны температура, влажность, свет, наличие кислорода, пищи и другие условия. Среда обитания — это место вместе с действующими в нём факторами, которые влияют на жизнь организма.
Какие основные среды обитания организмов выделяют?
Обычно выделяют водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную среды. Последняя образована телами других организмов, внутри или на поверхности которых живут некоторые виды.
Может ли один и тот же фактор быть благоприятным для одного организма и неблагоприятным для другого?
Да, реакция зависит от особенностей вида и его потребностей. Например, повышение температуры может ускорить жизненные процессы у одного организма, но оказаться губительным для другого.
Почему организмы разных сред имеют разные приспособления?
В каждой среде складываются свои условия: в воде важны плавучесть и содержание кислорода, а в почве — плотность грунта и недостаток света. Естественный отбор сохраняет особенности, которые помогают организмам выживать и размножаться именно в таких условиях.
§ 11. Экосистемный уровень: общая характеристика. Среда обитания организмов
