Великий круговорот жизни

Определения и обозначения

Великий круговорот жизни — непрерывное взаимодействие организмов, при котором вещества переходят от одних организмов к другим и возвращаются в окружающую среду. Это не движение по кругу одного вещества, а множество связанных переходов. Понятие помогает увидеть, почему жизнь зависит от связей между организмами и природной средой.

Производители — организмы, прежде всего зелёные растения, которые создают органические вещества из воды, углекислого газа и минеральных веществ. Для этого растения используют энергию солнечного света. Их роль нужна, потому что с созданных ими веществ начинаются многие пищевые связи.

Потребители — организмы, которые получают органические вещества, питаясь растениями или другими животными. К ним относятся животные, в том числе травоядные и хищники. Это понятие показывает, как вещества, созданные растениями, переходят к другим живым организмам.

Разрушители — бактерии и грибы, разлагающие остатки организмов и возвращающие минеральные вещества в окружающую среду. Благодаря их работе вещества не остаются надолго запертыми в мёртвых остатках. Растения могут снова использовать минеральные вещества для роста.

Как это устроено

Зелёные растения используют энергию солнечного света, воду, углекислый газ и минеральные вещества, чтобы создавать органические вещества. Для образования этих веществ растению нужны исходные материалы и источник энергии: свет помогает протекать процессам, благодаря которым из простых веществ получаются сложные. Поэтому растения могут служить пищей другим организмам и становятся начальным звеном многих пищевых цепей.

Животные получают вещества и энергию, поедая растения или других животных. Они не создают органические вещества из неорганических, как это делают зелёные растения, а получают готовые вещества с пищей. Поэтому в природе одни организмы становятся пищей для других, и вещества переходят по пищевой цепи от одного звена к следующему.

После смерти организмов и образования отходов их остатки попадают в почву и другие части окружающей среды. В них всё ещё содержатся вещества, которые раньше входили в состав живых организмов. Если эти остатки не перерабатывать, вещества не смогут быстро вернуться в доступную для растений форму, поэтому в круговороте необходимы разрушители.

Бактерии и грибы разлагают остатки организмов на более простые вещества, в том числе минеральные. При разложении сложные вещества распадаются, а минеральные вещества оказываются в почве и других частях среды. Растения поглощают их корнями и используют при создании новых органических веществ, так что путь веществ замыкается.

Круговорот поддерживает жизнь в природе, потому что производители, потребители и разрушители связаны между собой. Без производителей потребителям было бы нечем питаться, а без разрушителей минеральные вещества медленнее возвращались бы в среду. При этом круговорот веществ не означает, что так же движется энергия: она приходит от Солнца и постепенно рассеивается.

Роли организмов в великом круговороте жизни

Чтобы определить роль организма, сначала спроси, как он получает вещества: создаёт их, ест другие организмы или разлагает остатки. Затем проследи, куда вещества переходят после его участия. Так таблица помогает сравнить группы и понять, как они дополняют друг друга в круговороте.

Разбор задач

1. Назови группу организмов, к которой относятся берёза, заяц и гриб, и укажи роль каждой группы в круговороте.

Определим роль каждого организма по способу получения веществ. Берёза — зелёное растение, заяц питается растительной пищей, а гриб может разлагать остатки организмов. Значит, они показывают три разных звена круговорота.

1. Берёза самостоятельно создаёт органические вещества, используя свет, воду, углекислый газ и минеральные вещества. Следовательно, это производитель.
2. Заяц получает готовые органические вещества, поедая растения. Значит, он потребитель.
3. Гриб разлагает остатки организмов и возвращает минеральные вещества в среду. Если речь идёт о грибе-разрушителе, его относят к разрушителям.

Ответ: берёза — производитель, заяц — потребитель, гриб-разрушитель — разрушитель. Роли определяют не по размеру или месту обитания, а по тому, как организм получает вещества. При этом не каждый гриб обязательно питается разлагающимися остатками.

2. Составь цепь передачи веществ и энергии из организмов: трава, кузнечик, лягушка, бактерии. Укажи, что происходит с остатками организмов.

Сначала поставим организмы в порядке питания: травой питается кузнечик, а кузнечиком — лягушка. Бактерии не охотятся на лягушку, а разлагают её остатки и остатки других организмов. Поэтому бактерии показывают, как вещества возвращаются в окружающую среду.

1. Трава создаёт органические вещества и получает энергию света.
2. Кузнечик ест траву, а лягушка — кузнечика; вместе с пищей вещества и часть энергии переходят к потребителям.
3. После смерти организмов и появления отходов их остатки разлагают бактерии. Минеральные вещества возвращаются в среду и могут снова использоваться растениями.

Ответ: трава → кузнечик → лягушка; остатки организмов разлагают бактерии. Энергия передаётся по цепи питания, а вещества после разложения возвращаются в окружающую среду. Поэтому бактерии завершают показанную последовательность питания и связывают её с новым ростом растений.

3. Объясни, почему без грибов и бактерий растениям со временем стало бы труднее получать минеральные вещества.

Чтобы решить задачу, нужно проследить путь веществ после смерти организмов. Остатки содержат вещества, которые ранее участвовали в жизни растений и животных. Если не разлагать их, возврат минеральных веществ в почву замедлится.

1. Организмы умирают, а отходы и остатки попадают в окружающую среду.
2. Грибы и бактерии разлагают эти остатки, превращая часть сложных веществ в более простые, в том числе минеральные.
3. Растения поглощают доступные минеральные вещества и используют их для создания органических веществ. Без работы разрушителей этот источник постепенно становился бы менее доступным.

Ответ: грибы и бактерии помогают возвращать минеральные вещества в почву, откуда их получают растения. Без разрушителей остатки накапливались бы, а вещества медленнее включались бы в новый цикл. Это не означает, что растения совсем перестали бы получать минералы, но круговорот нарушился бы.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растения питаются готовой пищей из почвы. Такое представление возникает потому, что корни поглощают воду и минеральные вещества; однако органические вещества растения создают сами, используя также углекислый газ и свет. Проверь себя вопросом: что растение получает готовым, а что производит?

Ошибка — называть животных производителями. Животные действительно растут и образуют вещества своего тела, но получают необходимые органические вещества из пищи, а не создают их из неорганических. Чтобы проверить ответ, выясни, ест ли организм другие организмы или самостоятельно образует органические вещества из простых веществ.

Ошибка — думать, что разрушители только вредят природе. Их часто связывают с порчей продуктов или болезнями, но многие бактерии и грибы выполняют необходимую роль: разлагают остатки и возвращают минеральные вещества в среду. Проверь себя: что стало бы с веществами в остатках, если бы их никто не разлагал?

Ошибка — смешивать передачу веществ и передачу энергии. Вещества участвуют в круговороте, а энергия поступает от Солнца и при переходах постепенно рассеивается. Для проверки проследи отдельно судьбу вещества и источник энергии: вещество может вернуться в почву, а энергия не возвращается к Солнцу по той же цепи.

Связь с другими темами

Для понимания круговорота нужно знать, что живым организмам необходимы пища и подходящие условия среды. Также важно различать способы питания растений и животных: растения создают органические вещества, а животные получают их с пищей. Эти знания помогают проследить переход веществ от одного организма к другому.

Тема связана с пищевыми цепями, экосистемами и охраной природы. В экосистеме разные организмы зависят друг от друга, поэтому исчезновение одного вида может повлиять на пищевые связи и работу других групп. Понимание круговорота помогает объяснять такие последствия и оценивать значение организмов для природы.

Что запомнить

• Зелёные растения — главные производители органических веществ.
• Потребители получают вещества с пищей.
• Грибы и бактерии разлагают остатки организмов.
• Минеральные вещества после разложения снова доступны растениям.
• Вещества в природе переходят от организмов к окружающей среде и обратно.
• Производители, потребители и разрушители связаны в великом круговороте жизни.