Підручники з Біології / Біологія 9 клас / Соболь В.І. Біологія 9 клас 2021

ми готовою органічною речовиною, синтезованою автотрофами. Розріз-

няють консументи І порядку (гетеротрофні рослиноїдні організми, паразити рослин) та консументи ІІ і наступних порядків (хижаки, паразити тварин, а

також сапрофаги).

Редуценти – популяції гетеротрофних організмів, які в процесі жит­ тєдіяльності розкладають мертві органічні речовини до мінеральних, ко­ трі потім використовуються продуцентами. Це гетеротрофні сапрофітні організми – бактерії і гриби, які виділяють ферменти на органічні рештки і поглинають продукти їх розщеплення.

Отже, загальна структура екосистеми визначається просторовим, видовим та екологічним розмаїттям груп, що є обов’язковою умовою її існування.

Як досліджується екосистемне різноманіття?

Екосистемне різноманіття – це розмаїття екосистем, що визнача­ ється різноманітністю природних умов та діяльністю людини.

За масштабами екосистеми поділяються на мікроекосистеми (трухляві пні, мертві стовбури дерев, мурашники­ тощо) і макроекосистеми (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, лісів, а також морські екосистеми­ ). За походженням екосистеми поділяють на природні (наприклад, ліси, річки, озера) й штучні (наприклад, сади, парки, городи, поля, штучні водойми). Різноманітність природних систем визначають умови природних зон і передусім освітлення й температура. Існування штучних екосистем залежить від людини, яка з урахуванням природних умов організовує їхнє формування. За походженням розрізняють наземні (широколисті ліси, степи, луки), пріс­ новодні (озера, ставки, водосховища, річки, струмки, джерела, болота), мор­ ські (прибережні води, бухти, протоки, гирла річок).

Дослідження екосистем починається зі спостережень, що їх здійснюють за допомогою приладів. Часто на обладнаних ділянках екосистем проводять комплексні й довгострокові спостереження, що є основою

екологічного моніторингу. Широко застосовує екологія і експеримен-

тальні методи, за допомогою яких зіставляються результати спостережень за змінами на контрольній та дослідній ділянках екосистем. У зв’язку зі складністю екосистем науковці використовують екологічне моделювання із вивченням спрощених копій екологічних об’єктів. Наприклад, акваріум можна розглядати як модель озера. Методи екологічної індикації застосовують для визначення стану та властивостей екосистем за видовим складом і співвідношенням між собою певних (еталонних) груп видів. Так, індикаторами для визначення сірчистого газу в повітрі є лишайники і хвойні породи, важких металів – слива й квасоля, забруднення водойм – одноденки, личинки комарів, двостулкові молюски, п’явки, малощетинкові черви, вищі ракоподібні.

Отже, екосистеми класифікують за різними критеріями, і для їхнього дослідження застосовують найрізноманітніші методи.

232

ДІЯЛЬНІСТЬ

Робота зі схемою

Заповніть у робочому зошиті схему «Склад екосистеми», використавши поняття: 1) продуценти; 2) консументи; 3) редуценти; 4) біо­ тична частина (біоценоз); 5) колообіг речовин, енергії та інформації; 6) абіотична частина (біотоп); 7) органічні сполуки; 8) неорганічні сполуки; 9) світло; 10) температура; 11) ґрунт; 12) повітря.

Біологія + Наука. Дафнії як тест-об’єкти

Біотестування – це визначення дослідним шляхом впливу шкідливих чинників на живі організми шляхом реєстрації змін певного біологічного показника. Тест-об’єктами можуть бути крес-салат, медична п’явка, хлорела, інфузорії, цвілеві гриби, але найчастіше в біотестуванні використовують дафній. Які особливості будови й життєдіяльності дафній зумовлюють їхнє використання як тест-об’єктів?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Екологія. Екосистеми і вторгнення бджіл

«Африканізована» медоносна бджола була виведена генетиком У. Керром у Бразилії шляхом схрещування африканських бджіл з різними європейськими підвидами цієї комахи. Нову породу відрізняли не тільки рідкісна витривалість

імедоносність, а й надзвичайна агресивність. Під час одного з експериментів 26 бджолиних сімей випадково опинилися на волі й пошири-

лися у лісах по всій Південній Америці. Нині вони «наступають» на Мексику

іСША. Для яких екосистем (природних чи штучних) вторгнення цієї бджоли буде небезпечнішим і чому? Зробіть висновок про цілісність й саморегуляцію екосистем.

РЕЗУЛЬТАТ

1 – 6 балів  1. Що таке екосистема? 2. Наведіть приклади екосистем. 3. Що таке структура екосистеми? 4. Назвіть основні види структури екосистеми. 5. Що таке екосистемне різноманіття? 6. Назвіть методи дослідження процесів у екосистемах. 7 – 9 балів  7. Який склад та основні властивості екосистем? 8. Чи залежить стійкість екосистеми від її структури? 9. Як досліджують екосистеми? 10 – 12 балів  10. Поясніть структуру

екосистем.

233

4) заєць-русак; 5) жук-гробарик; 6) яблуня лісова; 7) равлик виноградний; 8) суниці; 9) жук-сонечко; 10) личинки мух; 11) ліщина; 12) бактерії гнит­ тя. За допомогою таблиці порівняйте роль продуцентів, консументів та редуцентів у екосистемах. Складіть декілька пасовищних ланцюгів живлення.

Порівняльна характеристика продуцентів, консументів і редуцентів

Організми

Тип живлення

Роль в екосистемах

Практичні вправи «Побудова екологічних пірамід»

Схематично зображуючи екологічну піраміду, кожен рівень показують у вигляді прямокутника, довжина або площа якого відповідає чисельним значенням ланки харчового ланцюга, їх біомасі чи енергії. Розташовані в певній послідовності й обраному масштабі, прямокутники створюють різні за формою піраміди.

Вправа 1. На підставі правила екологічної піраміди визначте, скільки фітопланктону необхідно, щоб в Арктиці зміг вирости та існувати один білий ведмідь масою 400 кг (ланцюг живлення: фітопланктон – зоопланктон – риби – тюлені – білий ведмідь)? Побудуйте пряму екологічну піраміду біомаси.

Вправа 2. Джгутикові одноклітинні тварини є паразитами бліх, середовищем життя для яких є рослиноїдні ссавці. Побудуйте піраміду чисельності для ланцюга живлення: трав’янисті рослини (10 000) – рослиноїдні ссавці

(1) – блохи (100) – одноклітинні тварини-паразити (1 000). Побудуйте обернену екологічну піраміду чисельності.

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Геометрія

Як визначається площа піраміди? Висловіть судження про те, чому екологічна закономірність, що пов’язана з передачею енергії в ланцюгах живлення, отримала назву правила екологічної піраміди, а не правила екологічного трикутника.

РЕЗУЛЬТАТ

1 – 6 балів  1. Що таке ланцюги живлення? 2. Наведіть приклади ланцюгів живлення. 3. Що таке функціонування екосистеми? 4. На­ звіть закономірності функціонування екосистем. 5. Що таке колообіг речовин

і потік енергії? 6. Яке значення колообігу речовин і потоку енергії в екосистемах? 7 – 9 балів  7. Які зв’язки є визначальними у функціонуванні екосистем? 8. Які закономірності функціонування екосистем? 9. Що є основною умовою функціонування екосистем? 10 – 12 балів  10. Застосуйте знання функціонування екосистем для обґрунтування заходів їх збереження.

237

Усі екологічні чинники, якщо вони діють із постійною інтенсивністю, є водночас чинниками еволюції.

З підручника «Загальна біологія»

§ 56. ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ

Основні поняття й ключові терміни: ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ. Обмежувальний чинник. Екологічна валентність.

Пригадайте! Що таке екологія?

Знайомтеся!

Тихохідки, або водяні ведмедики, поширені повсюдно і витримують температури від –273 до +150 °С, дози радіації – у 570 тисяч рентгенів. Науковці пояснюють таку витривалість тим, що тихохідки «напозичали» близько 18 % ДНК у організмів-екстремофілів – архей, бактерій, мохів й грибів. На вашу думку, чи є якісь екологічні чинники, впливи яких вони

не витримують?

ЗМІСТ

Чим визначається різноманітність екологічних чинників?

ЕКОЛОГІЧНІ ЧИННИКИ – це усі компоненти навколишнього се­ редовища, які впливають на живі організми та їх угруповання. Прикладом екологічних чинників є світло, температура, взаємний вплив організмів тощо. Чинники середовища називають екологічними лише в тому випадку, якщо вони для живих систем мають певне значення. Яке ж біологічне значення екологічних впливів? Під дією чинників середовища відбуваються формування пристосувань на різних рівнях організації життя (адаптаційне значен­ ня), зміни пристосувань у відповідь на зміни середовища (модифікаційне значення). Дія світла чи звука є джерелом інформації про стан середовища (сигнальне значення), магнітні впливи забезпечують визначення місцеперебування чи напрямків переміщення у просторі (біонавігаційне значення), температурний вплив сприяє або навпаки обмежує поширення тощо. Уся сукупність впливів екологічних чинників є основною причиною генетичного, видового й екосистемного біорізноманіття.

В екології виокремлюють кілька груп екологічних чинників, що класифікують: за походженням (космічні, техногенні), за середовищем виникнення (атмосферні, гідрологічні, едафічні, або ґрунтові), за характером впливу (фізичні, хімічні, біологічні) та ін. Залежно від особливостей змін екологічні чинники поділяють на: періодичні (наприклад, добові зміни температури), непе­ ріодичні (наприклад, виверження вулканів).

Але найпоширенішою є класифікація екологічних чинників за природою впливу: абіотичні (вплив чинників неживої природи), біотичні (вплив чинників живої природи) та антропічні (прямий та опосередкований вплив діяльності людини).

238

новку, що як мінімум, так і максимум екологічного впливу може бути обмежувальним чинником. В екології ця закономірність має назву закону

толерантності Шелфорда.

Ті значення чинника, що є найсприятливішими для життєдіяльності організмів і за яких спостерігаються ріст й розмноження організмів, називають оптимальними, а відповідні значення чинника – оптимумом. Ці значення утворюють зону нормальної життєдіяльності. Між зоною оптимуму і межами витривалості розташовані зони пригнічення (зони песимуму, або стресові зони). Організми за цих значень чинника живуть, але не ростуть і не розмножуються.

Екологічна валентність (екологічна толерантність) – здатність ор­ ганізмів успішно протистояти дії зовнішніх чинників у певному інтервалі даного біотопу, або, іншими словами, адаптованість видів до певних умов існування. Кількісно вона охоплює діапазон між нижньою і верхньою межами витривалості. Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від –55 до +30 °С, а тропічні корали гинуть у разі зміни температури на 5 – 6 °С.

За екологічною валентністю організми поділяють на стенобіонтів та еврибіонтів. Стенобіонти (від грец. стенос – вузький та біос – життя) – організми, які можуть жити лише за дуже незначної зміни чинників середовища. Це симбіонти, мешканці морських глибин, печер, лісів високогір’я (наприклад, колібрі, осоїди, коала, форель, риби-вудильники). Еврибіонти (від грец. еврі – широкий та біос – життя) – організми, що можуть жити за значних змін чинників середовища. Це здебільшого мешканці помірних широт (наприклад, пацюки, таргани, свині, бурий ведмідь, ворони).

Отже, для кожного чинника, що діє на організм, існує зона екологічної валентності, зона нормальної життєдіяльності, зони пригнічення і межі витривалості.

240