1.3. Структура экосистемы.

В природном сообществе каждый вид включен в одну или несколько пищевых цепей, в которых происходит перенос энергии пищи от ее источника — растений (автотрофов) через ряд организмов путем поедания одних другими. Организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней, образуют один трофический уровень (от греч.trophe - питание).

С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса:

1) верхний автотрофный ярус (самостоятельно питающийся), или «зеленый пояс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладает фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений

2) нижний гетеротрофный ярус (питаемый другими), или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т.д., в котором преобладает использование, трансформация и разложение сложных соединений.

С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты:

1) неорганические вещества (С, N, COz, HgO и др.), включающиеся в

круговороты;

2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые

вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части;

3) воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический

режим и другие физические факторы;

4) продуцентов, автотрофных организмов, в основном зеленые

растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ;

5)макроконсументов, или фаготрофов(от rpeч.phagos - пожиратель), - гетеротрофных организмов, в основном животных, питающихся

другими организмами или частицами органического вещества;

6)микроконсументов, сапрофитов (от греч. sapros - гнилой, деструкторов или осмотрофов (от rpeч.osmos - толчок, давление), - гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов. В результате деятельности сапрофитов высвобождаются неорганические элементы питания, пригодные для продуцентов; кроме того, сапрофиты поставляют пищу макроконсументам и часто выделяют гормоноподобные вещества, ингибирующие или стимулирующие функционирование других биотических компонентов экосистемы.

Одна из общих черт всех экосистем, будь то наземные, пресноводные,

морские или искусственные экосистемы - это взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонентов. Организмы, участвующие в различных процессах круговорота, частично разделены в пространстве; автотрофные процессы наиболее активно протекают в верхнем ярусе («зеленом поясе»), где доступен солнечный свет. Гетеротрофные процессы наиболее интенсивно протекают в нижнем ярусе («коричневом поясе»), где в почвах и осадках накапливаются органические вещества. Кроме того, эти основные функции компонентов экосистемы частично разделены и во времени, поскольку возможен значительный временной разрыв между продуцированием органического вещества автотрофными организмами и его потреблением гетеротрофами. Например, основной процесс в пологе лесной экосистемы - фотосинтез. Лишь часть продуктов фотосинтеза немедленно и непосредственно используется самим растением, растительноядными животными и паразитами, питающимися листвой и другими, активно растущими тканями растения. Большая часть синтезированного материала (листьев, древесины, запасов пищи, отложенных в семенах и корневищах) не подвергается немедленному потреблению и постепенно переходит в подстилку и почву (или соответственно в слои осадков в водных экосистемах), в сумме составляющих обособленную гетеротрофную систему. Прежде чем будет использовано все это накопленное органическое вещество, могут пройти многие недели, месяцы, годы и даже тысячелетия (в случае ископаемых видов топлива, которые сейчас быстро расходуются человеком).

Живые и неживые части экосистем так переплетены между собой в единый комплекс, что разделить их трудно; поэтому в функциональных классификациях не проводится четкого различия между биотическими и абиотическими компонентами.

Большая часть биогенных элементов (углерод, азот, фосфор и т.д.) и

органических соединений (углеводы, белки, липиды и т.д.) встречаются не только внутри и вне живых организмов, но и образуют постоянный поток между живым и неживым. Однако некоторые соединения могут принадлежать, по-видимому, только какому-либо одному из этих состояний. Например, аденозинтрифосфат (вещество, обладающее большим запасом энергии)- встречается только в живых клетках (вне их оно существует в природе очень недолго). А гумусовые вещества, устойчивые конечные продукты разложения - никогда не встречаются в клетках, хотя и являются обильным и характерным компонентом всех экосистем. Другие важнейшие биологические соединения, например, ДНК, которая представляет собой генетический материал клеток, и хлорофиллы встречаются и внутри, и вне клеток, но вне клеток они не функционируют.

Три живых компонента экосистем (продуценты, фаготрофы, сапротрофиты) можно рассматривать как три функциональных царства природы, так как их разделение основано на типе питания и используемом источнике энергии. Эти экологические категории не следует путать с таксономическими царствами природы, хотя некоторые параллели здесь имеются. Экологическая классификация относится не к видам, как к таковым, а к их функциям. Некоторые виды занимают промежуточное положение, другие могут менять способ питания в зависимости от условий среды.