Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1. Общие принципы функционирования экосистем и...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
30.12.2019
Размер:
102.91 Кб
Скачать

Общие принципы функционирования экосистем и биосферы 13

Общие принципы функционирования экосистем и биосферы

Биосферой называют область распространения жизни на Земле. Живые организмы, среди которых и мы с вами, наиболее плотно заселяют тонкий слой, где встречаются и взаимодействуют воздух, вода и земля. Все живые существа зависят от целостности биосферы. Как клетки представляют собой функциональные единицы организмов, так и экосистемы - это функциональные единицы биосферы. Поэтому наша задача в данной главе - разобраться в том, что они собой представляют и как различные условия определяют их существование, работу и изменения.

Экосистемы - что это такое?

На протяжении данной главы нам часто будет встречаться слово вид. Им обозначают определенные категории растений, животных и микробов. Наиболее четким (но не единственным) критерием вида служит способность к взаимному скрещиванию составляющих его особей. При этом они дают потомство того же вида.

Экосистему можно определить как совокупность различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой таким образом, что вся эта совокупность может сохраняться неопределенно долгое время.

Каждая экосистема характеризуется особым растительным сообществом (тайга, лиственные леса, степи, тропические леса и т.д.). Для каждого такого сообщества характерен особый набор животных. Наконец, с любой экосистемой связан характерный для нее набор микробов (в основном бактерий и грибов).

Очень крупные наземные экосистемы, типа перечисленных выше, называются биомами. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам, связанных друг с другом экосистем. Выделение в ландшафте различных экосистем производится достаточно произвольно. Четкие границы между ними встречаются редко. Экосистемы не изолированы друг от друга. Множество видов растений и животных можно встретить в различных экосистемах, а некоторые, например перелетные птицы, в зависимости от времени года мигрируют между экосистемами.

Люди вместе со своими культурными растениями и домашними животными образуют экосистему человека.

В каждой экосистеме два основных компонента: организмы с одной и факторы неживой природы с другой стороны. Вся совокупность организмов - биота (от лат. bio - жизнь), неживые факторы - абиотические.

Биотическая структура

Несмотря на громадное разнообразие экосистем, всем им, по мнению экологов, свойственна примерно одинаковая биотическая структура. Другими словами, все они включают одни и те же основные категории организмов, взаимодействующих друг с другом стереотипным образом. Эти категории следующие:

  • продуценты,

  • консументы,

  • детритофаги,

  • редуценты.

Продуценты - это в основном зеленые растения, осуществляющие фотосинтез, т.е. процесс превращения воды и двуокиси углерода в сахара с выделением в качестве побочного продукта кислорода, для чего необходима световая энергия. Глюкоза образуется по следующему механизму:

6СО2 + 6Н2О + свет  С6Н12О6 + 6О2

Свет - это кинетическая энергия. Процесс фотосинтеза включает ее поглощение, превращение и запасание в виде потенциальной энергии молекул глюкозы. При этом к.п.д. превращения световой энергии в химическую составляет у растений лишь 1 - 5%.

Из сахаров и минеральных элементов питания (биогенов), получаемых из почвы или воды, растения синтезируют все сложные вещества, входящие в состав их организма.

Однако не все растения - продуценты; грибы и даже некоторые цветковые виды (подъельник) не содержат хлорофилла и не способны к фотосинтезу. Как и животные, они питаются органикой.

Все животные и другие организмы непродуценты питаются органическим веществом, используя его как источник энергии и материал для формирования своего тела. Эта группа организмов носит название консументов.

Источник вещества и энергии, необходимых консументам, - вещество и потенциальная энергия органических молекул, потребляемых с пищей. Процесс расщепления органических молекул с выделением энергии называется клеточным дыханием. В целом он противоположен фотосинтезу:

С6Н12О6 + 6О2  6СО2 +6Н2О + энергия.

Энергия, высвобождаемая при клеточном дыхании, позволяет каждой клетке мышц, нервов, печени и т.д. осуществлять свои специфические функции.

С точки зрения структуры экосистем консументов можно подразделить на первичных, или фитофагов, питающихся растительной пищей, вторичных, использующих в пищу первичных консументов и т.д.

Мертвые растительные или животные остатки, например трупы животных или опавшие листья, называются детритом. Существует множество специализированных на питании им организмов; такие консументы называются детритофагами.

Наконец, значительная часть детрита в экосистеме, в частности валежная древесина, в своем исходном виде не поедается животными, а гниет и разлагается в процессе питания грибов и бактерий. Эта специфическая часть детритофагов называется редуцентами. Их экологическая роль заключается в окончательном разложении органических остатков на минеральные составляющие, которые, таким образом, вновь становятся доступными продуцентам.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]