"Биология. Введение в общую биологию и экологию", Каменский А.А., Крискунов Е.А., Пасечник В.В.
Экосистема — это организмы вместе со средой, в которой они живут, и связями между ними. Растения, животные, грибы, микроорганизмы, вода, воздух, почва и свет образуют целое, потому что обмениваются веществами и энергией. В экосистеме одни организмы создают органическое вещество, другие его потребляют, а третьи разлагают остатки. Пищевая цепь показывает, как передаются вещества и энергия, а круговорот возвращает вещества в среду.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Экосистема — совокупность живых организмов и неживых компонентов среды, связанных обменом веществ и энергии. К ней относятся, например, растения, животные, грибы, бактерии, вода, воздух, почва и свет. Эти части взаимодействуют: организмы используют ресурсы среды, а их жизнедеятельность меняет её. Понятие помогает рассматривать природу как целое, а не как набор отдельных видов.
Биогеоценоз — исторически сложившаяся система организмов и среды на однородном участке территории. В неё входят сообщество живых организмов и условия места, например почва и климат. Биогеоценоз можно считать разновидностью экосистемы, для которой особенно важны определённые границы участка. Понятие нужно, чтобы описывать природные системы, связанные с конкретной территорией.
Продуценты создают органическое вещество из неорганического, обычно используя энергию света; примеры — зелёные растения и водоросли. Консументы питаются готовым органическим веществом: к ним относятся животные, включая травоядных и хищников. Редуценты, например грибы и бактерии, разлагают остатки организмов. Такое разделение показывает, откуда берётся пища и как она передаётся между участниками экосистемы.
Пищевая цепь — последовательность организмов, в которой каждый предыдущий служит пищей следующему. Например, трава → заяц → лиса. Стрелки показывают направление передачи вещества и энергии, поэтому направлены к тому, кто ест. Понятие помогает проследить пищевые связи и определить место организма среди других участников экосистемы.
Экосистема объединяет организмы и неживую среду, потому что жизнь зависит от условий места. Растениям нужны вода, минеральные вещества, углекислый газ и свет, а животные получают пищу от других организмов. При этом живые существа сами влияют на среду: например, растения меняют состав воздуха, а микроорганизмы — состав почвы. Если убрать одну часть связей, оставшиеся компоненты будут испытывать последствия, поэтому отдельно они не образуют целостной системы.
Организмы занимают разные трофические уровни — ступени, связанные с получением пищи. Продуценты создают органическое вещество и становятся источником пищи для консументов. Консументы передают его дальше, когда сами становятся добычей; одни питаются растениями, другие — животными. Редуценты разлагают остатки и отходы, потому что получают из них органические вещества, а в результате высвобождают минеральные вещества для среды.
Пищевые связи соединяют виды в цепи, а несколько пересекающихся цепей образуют пищевую сеть. Например, насекомыми могут питаться разные птицы, а одна птица — поедать насекомых разных видов. Поэтому отдельный организм нередко входит сразу в несколько цепей: он может использовать разные источники пищи и сам служить добычей для разных хищников. Сеть показывает, что изменение численности одного вида способно отразиться на нескольких других.
Вещества переходят из среды к организмам и возвращаются обратно, поэтому в экосистеме происходит круговорот. Растения поглощают воду и минеральные вещества и включают их в органические соединения. Животные получают эти соединения с пищей, а после смерти организмов и образования отходов органика поступает к редуцентам. При разложении минеральные вещества снова оказываются в почве или воде и могут быть использованы продуцентами.
Энергия движется через экосистему в одном направлении: обычно её источником служит Солнце, а затем она передаётся от продуцентов к консументам. На каждом уровне организмам нужна энергия для жизнедеятельности, и значительная её часть рассеивается в виде тепла. Поэтому до следующего уровня доходит лишь часть энергии, заключённой в пище. На верхних уровнях её запас меньше, чем у продуцентов, и это ограничивает длину пищевых цепей.
Сравнивайте группы по тому, откуда они получают вещество и энергию и что делают с ними. При составлении цепи сначала находите продуцента, затем консументов, а редуцентов учитывайте как участников разложения остатков. Одна и та же группа может включать множество видов, но их роль определяется способом питания.
| Группа организмов | Источник вещества и энергии | Роль в экосистеме | Примеры |
|---|---|---|---|
| Продуценты | Неорганические вещества; энергия света или химических реакций | Создают органическое вещество | Растения, водоросли |
| Консументы | Готовое органическое вещество | Потребляют другие организмы или их части | Гусеницы, зайцы, хищные животные |
| Редуценты | Органические остатки и отходы | Разлагают органику и возвращают минеральные вещества в среду | Грибы, бактерии |
Условие. В лесу растёт берёза, её листьями питается гусеница, а гусеницу поедает синица. Нужно определить продуцента и консументов и составить пищевую цепь. Чтобы распределить организмы, выясним, кто создаёт пищу, а кто получает её, поедая другого. Направление стрелок выберем по передаче вещества и энергии.
Берёза — растение, которое создаёт органическое вещество, поэтому это продуцент.
Гусеница питается листьями берёзы, значит, она консумент первого порядка.
Синица ест гусеницу, поэтому тоже является консументом, но следующего порядка.
Записываем цепь от пищи к потребителю: берёза → гусеница → синица.
Ответ. Продуцент — берёза, консументы — гусеница и синица. Стрелки показывают переход вещества и энергии от берёзы к гусенице, а затем к синице.
Условие. Даны водоросли, дафния, мелкая рыба и щука. Нужно составить пищевую цепь и указать трофический уровень каждого организма. Устанавливаем, кто служит пищей для следующего: дафнии питаются водорослями, мелкая рыба может поедать дафний, а щука — мелкую рыбу. После этого нумеруем уровни от продуцента.
Водоросли создают органическое вещество, поэтому занимают первый трофический уровень.
Дафния потребляет водоросли и является консументом первого порядка, то есть занимает второй уровень.
Мелкая рыба питается дафниями и занимает третий уровень как консумент второго порядка.
Щука поедает мелкую рыбу и занимает четвёртый уровень как консумент третьего порядка.
Ответ. Цепь: водоросли → дафния → мелкая рыба → щука. Трофические уровни по порядку: первый, второй, третий и четвёртый.
Условие. После применения вещества, уничтожающего редуцентов, в экосистеме стали накапливаться остатки организмов, а растения стали расти хуже. Нужно объяснить связь этих изменений. Для этого проследим, что обычно происходит с органикой и минеральными веществами после гибели организмов. Затем выясним, как нарушение этого процесса отражается на растениях.
Без редуцентов органические остатки разлагаются гораздо медленнее, поэтому накапливаются.
При разложении органики высвобождаются минеральные вещества, которые попадают в почву или воду.
Если редуцентов мало, минеральные вещества медленнее возвращаются в среду и становятся менее доступными растениям.
Недостаток доступных веществ ухудшает условия для роста растений, поэтому связь с исчезновением редуцентов прямая.
Ответ. Редуценты обеспечивают разложение остатков и возвращение минеральных веществ в среду. При их уничтожении органика накапливается, а растения получают меньше необходимых веществ и растут хуже.
Считать экосистему только совокупностью организмов. Так можно забыть о неживой среде и связях организмов с ней, потому что внимание сосредоточено на видах. Но без воды, воздуха, почвы и других условий описание системы неполно. Проверьте себя: указаны ли в вашем примере и живые, и неживые компоненты, а также связь между ними?
Путать продуцентов и консументов. Ошибка возникает, если всех участников питания считать одинаковыми. Продуценты создают органическое вещество, а консументы получают готовое, поедая организмы или их части. Проверка простая: спросите, создаёт ли организм органику из неорганических веществ или питается уже готовой.
Считать, что редуценты лишь убирают остатки. Такое представление упускает главное: грибы и бактерии разлагают органические вещества и возвращают минеральные вещества в среду. Их роль важна для круговорота, а не только для исчезновения остатков. Проверьте себя, проследив, куда попадают вещества после разложения.
Направлять стрелку от того, кого едят, к тому, кто ест. Это направление как раз верное, но его часто путают, ориентируясь на того, кто нападает или движется. В цепи стрелка показывает передачу вещества и энергии к потребителю. Чтобы проверить запись, прочитайте её так: организм слева служит пищей тому, на кого указывает стрелка.
Для изучения темы нужно различать живые организмы и факторы неживой природы, а также знать основные группы организмов. Понимание способов питания помогает определить роли участников экосистемы и построить пищевые цепи. Знания о круговороте веществ объясняют, как компоненты системы связаны между собой. Эти представления пригодятся при изучении устойчивости экосистем и влияния человека на природу.
Экосистема включает организмы и среду их обитания, связанные обменом веществ и энергии.
Продуценты образуют органическое вещество из неорганического.
Консументы питаются готовым органическим веществом.
Редуценты разлагают органические остатки.
Пищевая цепь показывает последовательность передачи вещества и энергии.
Вещества участвуют в круговороте, а поток энергии через экосистему направлен в одну сторону.
Чем экосистема отличается от сообщества организмов?
Сообщество — это только совокупность организмов разных видов, живущих вместе. Экосистема включает также неживую среду и связи между всеми её компонентами, например обмен веществами и энергией.
Всякая ли экосистема является биогеоценозом?
Нет. Биогеоценоз — экосистема на однородном участке территории, исторически сложившаяся вместе с его организмами и средой. Экосистема — более широкое понятие: так можно назвать систему и без строгой привязки к такому участку.
Почему растения называют продуцентами?
Растения создают органическое вещество из неорганических веществ, используя энергию света. Это вещество становится пищей для других организмов, поэтому растения служат началом многих пищевых цепей.
Куда направляют стрелки в пищевой цепи?
Стрелку направляют от организма, которым питаются, к тому, кто его ест. Она показывает направление передачи вещества и энергии, например: трава → заяц.
Почему энергии на верхних трофических уровнях меньше?
Организм использует часть полученной энергии на движение, рост и другие процессы, а часть рассеивается в виде тепла. Поэтому к следующему трофическому уровню переходит лишь часть энергии, и её запас постепенно уменьшается.
Экосистемный уровень
