
- •Понятие биологической системы. Объект, предмет, методы, задачи биологии.
- •Роль воды в жизненных процессах.
- •Строение и основные свойства белков.
- •Строение и основные свойства липидов.
- •6. Строение и основные свойства углеводов.
- •7. Строение и основные свойства нуклеиновых кислот.
- •8. Строение и основные свойства ферментов.
- •10. Понятие диссипативной структуры. Понятие открытой системы. Теорема Пригожина. Энергетика живого: ’’порядок из хаоса”.
- •12. Фотосистемы. Светозависимые стадии фотосинтеза.
- •13. Светонезависимые стадии фотосинтеза. Цикл Кальвина.
- •15. Концепция хемоосмотического сопряжения.
- •16. Гликолиз: сущность процесса, молекулярные механизмы, локализация в клетке, энергетическая эффективность и эволюционный аспект.
- •18. Окислительное фосфорилирование: сущность процесса, энергетическая эффективность (Электронно-транспортная цепь).
- •19. 2. Пентозофосфатныи путь дыхательного обмена
- •1. Влияние внешних условий на процесс дыхания
- •2. Влияние внутренних факторов на процесс дыхания
- •1. Локализация в клетке реакций дыхательного обмена
- •35. Функции крови.
- •Поток энергии через экологическое сообщество
- •37 Трофические цепи, экологические пирамиды. Закон Линдемана
- •38 Закономерность формирования потока вещества: замкнутость, степень замкнутости.
- •39Молекулярные механизмы самосохранения биосистем. Генный код. Биосинтез белков.
- •40. Митоз
- •41.Мейоз.
- •Понятие адаптации. Принцип Ле-Шателье. Понятие гомеостаза.
- •44Эволюционное учение. Происхождение видов. Работы Дарвина, Ламарка, Северцова
- •45 В.И.Вернадский о единстве живой и неживой природы. Понятие биокосной системы
- •46 Вернадский о планетарной геохимической роли живого вещества. Биоэкологические константы. Масштабы и эффективность средообразующей функции жизни. Гипотеза Геи.
- •Масштабы и эффективность средообразующей функции жизни
- •Теория Геи
- •Однако по результатам тех же наблюдений стало видно, что океан на протяжении последних десяти лет стал "дышать" чаще, как если бы это было у простывшего человека.
- •47 Биогеохимический цикл
- •48 Вернадский о распределении живого вещества в биосфере. «Сгущения» и «пленки» жизни в океане. Распределение живого вещества
- •49 Понятие ресурса. Принципы ресурсопотребления в биосфере и в обществе
- •50 Основные причины и пути преодоления экологического кризиса
- •Абиотические факторы
- •Перенаселение
37 Трофические цепи, экологические пирамиды. Закон Линдемана
ТРОФИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ, пищевая цепь, цепь питания, взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии; группы особей (бактерии, грибы, растения и животные), связанные друг с другом отношением пища - потребитель.
В трофической цепи при переносе потенциальной энергии от звена к звену большая её часть (до 80-90%) теряется в виде теплоты. Поэтому число звеньев (видов) в трофической цепи обычно не превышает 4-5 и, очевидно, чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько или много видов, каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам. Поэтому трофические взаимоотношения видов в природе точнее передаются термином трофическая сеть (или паутина). Однако представление о трофической цепи сохраняет своё значение, когда оказывается возможным разнести всех членов сообщества по отдельным звеньям цепи - трофическим уровням.
Существует 2 основных типа трофических цепей - пастбищные и детритные.
В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, судак, питающийся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.
В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям - хищникам.
В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) значит, часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.
ЗАКОН ЛИНДЕМАНА , правило 10%, принцип Линдемана, термодинамическая интерпретация циркуляции потока энергии через трофические уровни в экосистеме. Закон, открытый Линдеманом (1942), согласно которому только часть (10%) энергии, поступившей на определенный трофический. уровень биоценоза, передается организмам, находящимся на более высоких трофических. уровнях. Напр., количество энергии, которая доходит до третичных плотоядных (трофический уровень V), составляет около 10-4 энергии, поглощенной продуцентами. Это объясняет ограниченное количество (5 — 6) звеньев (уровней) в пищевой цепи независимо от рассматриваемого биоценоза.
Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Основание экологической пирамиды составляет уровень продуцентов.
Экологические пирамиды могут быть 3 видов:
Пирамида чисел - отражает количественное распределение отдельных организмов на трофических уровнях. Особенностью такой пирамиды является уменьшение численности организмов при движении от продуцентов к консументам. Эта закономерность объясняется тем, что в любой экосистеме мелкие животные численно превосходят крупных и размножаются быстрее. Для любого хищника существует нижний и верхний предел размеров их жертв, каждому хищнику служат пищей жертвы определенного размера.
Вторая пирамида - обращенная, так как в лесных пастбищных пищевых цепях продуценты - это деревья, а первичные консументы - это насекомые. Уровень первичных консументов по численности превышает уровень продуцентов.
Пирамида биомассы - показывает соотношение общего количества живого вещества на трофических уровнях пищевой цепи. Может иметь две графические разновидности - правильная и обращенная. Наблюдаются следующие закономерности: пирамиды с широким основанием и узкой вершиной характерны для наземных и мелководных экосистем, в которых продуценты имеют крупные размеры и живут сравнительно долго. В молодых экосистемах вершина пирамиды более узкая, чем в зрелых; пирамида может быть обращенной в открытых и глубоких водах, где продуценты невелики по размеру и малодолговечны. Пирамида биомассы отличается промежуточным характером в озерах и прудах, так как здесь равноценны роли продуцентов, то есть крупных прикрепленных растений и микроскопических водорослей.
Пирамида энергии - величина потока энергии, проходящего через различные трофические уровни. В отличие от пирамиды чисел или биомассы, характеризующих статику экосистемы, пирамида энергии характеризует динамику прохождения массы пищи через пищевую цепь. На ее форму не влияют ни размеры особей, ни интенсивность их метаболизма. Кроме того, пирамида чисел преувеличивает роль мелких организмов, пирамида биомассы преувеличивает роль крупных. Поэтому пирамида энергии является наиболее универсальной характеристикой для сравнения потока энергии, проходящего через разные уровни, а также для сравнения одной экосистемы с другой.
Изучение экологических пирамид позволяет оценивать состав и особенности функционирования целых экосистем или их отдельных частей, а также определять степень антропогенного воздействия на отдельные организмы или экосистему в целом.
Движение потока энергии в экосистеме можно представить в виде схемы:
Солнечная энергия, получаемая растениями, только частично используется для фотосинтеза. Энергия, запасенная в углеводах, расходуется на рост и дыхание растений.