Что такое экосистема

Определения и обозначения

Экосистема — совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и энергии. Например, пруд включает не только рыб, растения и бактерии, но также воду, свет, грунт и растворённые вещества. Это понятие нужно, чтобы рассматривать природу как единую систему, а не как набор отдельных объектов.

Сообщество — все живые организмы, совместно обитающие на одной территории и взаимодействующие между собой. В лесном сообществе это деревья, травы, птицы, насекомые, звери, грибы и микроорганизмы. Понятие помогает выделить живую часть экосистемы и понять, какие отношения связывают её обитателей.

Среда обитания — неживые условия экосистемы: вода, воздух, почва, свет, температура и минеральные вещества. Они влияют на то, какие организмы смогут жить в определённом месте и как будет происходить их жизнедеятельность. Без описания среды нельзя объяснить, почему один вид встречается в пруду, а другой — в пустыне.

Пищевые связи — отношения организмов, при которых одни организмы служат пищей другим. По таким связям вещества и энергия переходят от одного звена к следующему. Они позволяют составлять пищевые цепи и прослеживать последствия изменения численности любого вида.

Как это устроено

Экосистема включает живую и неживую части, потому что жизнь постоянно зависит от условий среды. Растениям нужны свет, вода, углекислый газ и минеральные вещества из почвы, а животным — подходящая температура, вода и пища. В то же время организмы меняют среду: растения выделяют кислород, корни удерживают почву, а разрушители обогащают её доступными веществами. Если убрать любую часть, нарушатся связи и система не сможет работать по-прежнему.

Растения и некоторые другие организмы являются производителями: они создают органические вещества из неорганических, используя энергию света. Животные и другие потребители сами не производят такую пищу и получают вещества, поедая растения или других животных. Грибы и бактерии-разрушители используют остатки организмов и превращают сложные органические вещества в более простые. Такое разделение ролей позволяет всем компонентам участвовать в общем обмене веществ.

Пищевые цепи показывают, как пища, вещества и энергия переходят между организмами. Например, трава поглощает вещества из почвы и запасает энергию света, кузнечик получает их, поедая траву, а лягушка — поедая кузнечика. Затем лягушкой может питаться уж, поэтому изменение одного звена отражается на последующих звеньях. При каждом переходе часть энергии расходуется организмом на движение, рост и другие процессы.

Разрушители необходимы потому, что отмершие листья, тела животных и другие остатки иначе накапливались бы в природе. Грибы и бактерии расщепляют их и возвращают минеральные вещества в почву и воду. Растения снова поглощают эти вещества корнями и используют для роста. Так замыкается круговорот веществ, без которого производители быстро столкнулись бы с нехваткой питания.

Относительное равновесие возникает благодаря взаимному влиянию организмов и условий среды. Если травы становится больше, у растительноядных животных появляется больше пищи, но затем их численность может возрасти и уменьшить запас растений. Хищники, болезни, конкуренция, температура и доступность воды также ограничивают чрезмерный рост популяций. Равновесие не означает полного постоянства: экосистема меняется, но её связи обычно помогают ей сохранять устойчивость.

Состав и роли организмов в экосистеме

Таблицу удобно читать от условий среды и производителей к потребителям и разрушителям. Последняя строка напоминает, что экосистема — это не только перечень компонентов, но и их взаимосвязи. Чтобы объяснить явление в природе, нужно назвать участника, его роль и связи с другими компонентами.

Разбор задач

Живая и неживая части пруда

Условие. Нужно назвать живую и неживую части экосистемы пруда и привести по два примера каждой. Объекты следует разделить по признаку наличия жизни, а не по их размеру или месту расположения. Поэтому рыба относится к живой природе, а вода — к неживой.

1. Найдём организмы, которые растут, питаются, дышат или размножаются: это, например, водоросли и рыбы.
2. Выделим условия среды, которые сами не являются организмами: вода и свет.
3. Проверим, что в каждой группе получилось по два примера и что животные не смешаны с факторами среды.

Ответ. Живая часть пруда — водоросли и рыбы. Неживая часть — вода и свет. Полный состав пруда шире, но для условия достаточно названных примеров.

Пищевая цепь луга

Условие. Из организмов трава, кузнечик, лягушка, уж и бактерии нужно составить пищевую цепь. Начинать следует с производителя, потому что именно он создаёт органические вещества. Бактерии нельзя ставить как обычное животное звено: они разрушают остатки всей цепи.

1. Ставим первой траву: это производитель и пища для кузнечика.
2. После травы размещаем кузнечика, затем лягушку, которая может им питаться.
3. Ставим ужа после лягушки, а бактерии учитываем как разрушителей остатков организмов.

Ответ. Пищевая цепь: трава → кузнечик → лягушка → уж. Бактерии участвуют в разложении остатков и возвращают вещества в среду, поэтому их роль лучше показывать отдельно от основной цепи.

Исчезновение разрушителей в лесу

Условие. Нужно объяснить, что произойдёт, если из леса исчезнут грибы и бактерии-разрушители. Для решения проследим не только первый результат, но и дальнейшие изменения в круговороте веществ. Это помогает увидеть последствия для всей экосистемы.

1. Отмершие листья, ветви и тела организмов начнут накапливаться, потому что их будет некому эффективно разлагать.
2. Минеральные вещества станут медленнее возвращаться в почву, поэтому растения получат меньше питания.
3. Ослабление растений уменьшит количество пищи и убежищ для животных, а затем нарушит многие пищевые связи.

Ответ. В лесу накопятся органические остатки, обеднеет почва и ослабнет рост растений. Из-за этого сократятся ресурсы для потребителей, а равновесие экосистемы будет нарушено. Значит, разрушители не вредители, а обязательные участники круговорота веществ.

Типичные ошибки

Считать экосистемой только животных или растения. Так происходит, когда живые объекты заметнее неживых условий. Проверить себя можно вопросом: назвал ли я воду, почву, воздух, свет или температуру и связи между частями?

Путать пищевую цепь с перечислением организмов. Ошибка возникает, если не выяснить, кто кого ест. Проверка простая: стрелка должна идти от пищи к тому, кто её получает, например трава → кузнечик.

Называть разрушителей вредными организмами. Их иногда связывают только с порчей продуктов или болезнями и забывают о природе. Проверьте, указали ли вы разложение остатков и возвращение минеральных веществ в почву.

Считать экосистему полностью неизменной. Равновесие путают с неподвижностью, хотя численность организмов и условия постоянно меняются. Чтобы избежать ошибки, проследите, как изменение одного компонента повлияет на другие.

Связь с другими темами

Для изучения экосистем нужно различать живую и неживую природу, знать основные группы организмов и условия их существования. Эти знания помогают правильно определять роль каждого компонента.

Понятие экосистемы понадобится при изучении цепей питания, круговорота веществ, охраны природы и влияния человека на окружающую среду. Оно показывает, почему действия с одним видом или условием могут иметь широкие последствия.

Тема связана с природными зонами, лесом, лугом, водоёмом и другими природными сообществами. Каждый такой объект можно рассматривать как экосистему с характерными организмами, условиями и связями.

Что запомнить

• Экосистема состоит из живых организмов и неживой среды.
• Организмы экосистемы связаны между собой и с условиями среды.
• Производители создают органические вещества из неорганических.
• Потребители получают вещества и энергию, питаясь другими организмами.
• Разрушители перерабатывают остатки организмов и возвращают вещества в среду.
• Пищевые цепи показывают передачу вещества и энергии между организмами.
• Изменение одного компонента может нарушить равновесие всей экосистемы.