Ekolyacha

18. Взаимодействие живых организмов.

Жизнедеятельность любого организма изменяет среду его обитания, так дерево испаряет влагу, что ведет к охлаждению окруж среды, окруж воздуха. Дождевые черви рыхлют почву, тем самым обеспечивают доступ воздуха. Животные или растения могут вносить или изымать из среды ресурсы для использования другими организмами.

Выделяют следующие основные типы взаимодействия:

-Конкуренция - любые антагонистические отношения, связанные с борьбой за существование, за доминирование, за пищу, пространство и другие ресурсы между организмами или видами, нуждающимися в одних и тех же ресурсах.

-Хищничество - трофические отношения между организмами, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается частями его тела, то есть обычно присутствует акт умерщвления жертвы

-Паразитизм - паразит использует хозяина как источник питания, среду обитания.

-Мутуализм - широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным

-Некрофагия - поедание плоти умерших животных. Некрофагия является важной стадией в круговороте органики в биосфере. Некоторые живые существа едят падаль эпизодически, другие (падальщики) живут некрофагией.

-Детритофагия - этим словом обозначается потребление живыми существами мертвого органического материала (детрита), который образуется из отмерших живых существ.

-Нейтрализм - межвидовое взаимодействие биотических факторов. Оба вида не оказывают никакого воздействия друг на друга. В природе истинный нейтрализм крайне редок или даже невозможен, поскольку между всеми видами возможны косвенные взаимоотношения.

-Симбиоз - взаимовыгодное отношение двух или нескольких организмов разных видов, особенно ярко проявляется у грибов и им подобных.

- Аменсализм - тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен.

19. Экосистема. Биогеоценоз. Их место в биосфере.

Экосистема (от др.-греч. жилище, местопребывание и система) — биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. В экосистеме можно выделить два компонента — биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный (организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза или продуценты) и гетеротрофный (организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества — консументы и редуценты) компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы. Основные компоненты экосистемы. С точки зрения структуры в экосистеме выделяют: климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды; неорганические вещества, включающиеся в круговорот; органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии; продуценты — организмы, создающие первичную продукцию; макроконсументы, или фаготрофы, — гетеротрофы, поедающие другие организмы или крупные частицы органического вещества; микроконсументы (сапротрофы) — гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот. Последние три компонента формируют биомассу экосистемы. С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов): биофаги — организмы, поедающие других живых организмов, сапрофаги — организмы, поедающие мёртвое органическое вещество. пример экологической системы

— лиственный лес в средней полосе России с определённым составом лесной подстилки, характерной для этого типа лесов почвой и устойчивым растительным сообществом, и, как следствие, со строго определёнными показателями микроклимата (температуры, влажности, освещённости) и соответствующим таким условиям среды комплексом животных организмов. Биогеоценоз (жизнь, земля, общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый

лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1940 году. Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры — биогеогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых

икосных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера. Переход одного биогеоценоза в другой в пространстве или во времени сопровождается сменой состояний и свойств всех его компонентов и, следовательно, сменой характера биогеоценотического метаболизма. Границы биогеоценоза могут быть прослежены на многих из его компонентов, но чаще они совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов). Толща биогеоценоза не бывает однородной ни по составу и состоянию его компонентов, ни по условиям и результатам их биогеоценотической деятельности. Она дифференцируется на надземную, подземную, подводную части, которые в свою очередь делятся на элементарные вертикальные структуры — био-геогоризонты, очень специфичные по составу, структуре и состоянию живых и косных компонентов. Для обозначения горизонтальной неоднородности, или мозаичности биогеоценоза введено понятие биогеоценотических парцелл. Как и биогеоценоз в целом, это понятие комплексное, так как в состав парцеллы на правах участников обмена веществ и энергии входят растительность, животные, микроорганизмы, почва, атмосфера. Биосфера — экосистема высшего порядка, объединяющая все остальные экосистемы и обеспечивающая существование жизни на Земле. В состав биосферы входят следующие «сферы» . В. И. Вернадский впервые чётко сформулировал понимание того, что всё живое на планете неразрывно связанно с биосферой

иобязано ей своим существованием:

«В действительности, ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны — прежде всего питанием и дыханием — с окружающей их материальноэнергетической средой. Вне ее в природных условиях они существовать не могут».

20. Гомеостаз и сукцессия экологической системы.

Естественные экосистемы(биогеоценозы)существуют в течение длительного

сбалансированностью потоков вещества и энергии, процессов обмена веществ между организмами и окружающей средой. Ни одна система не бывает абсолютно стабильной и неподвижной. Периодически увеличивается численность одних популяций растений и животных, уменьшая численность других. Гомеостаз-состояние подвижно стабильного равновесия системы. Гомеостатичность-важнейшее условие существования любой экосистемы. В естественных условиях гомеостаз поддерживается тем, что природные системы открыты. Они непрерывно получают информацию из окружающей среды. Рассмотрим работу сооружения для очистки сточных вод – аэротенка. Содержание вредных примесей в сточных водах часто превышает допустимые пределы. Вредные вещества сорбируются поверхностью ила. Это хлопьевидные скопления бактерий, простейших, коловраток и др. орг. Частично вредные вещества усваиваются организмами активного ила, а частично сорбируются и ил оседает на дно аэротенка. Концентрация активного ила понижается, нарушается равновесие такой экологической системы. Качество очистки понижается. Возникают процессы вспухания ила, связанные с массовым размножением грибков и нитчатых водорослей. Они подавляют бактерии. В результате аэротенк перестают работать. Для сохранения нормального процесса очистки, человек вынужден поддерживать гомеостаз аэротенка (управл. им). Управление заключается в постоянном нагнетании воздуха (аэрации), периодическом обновлении ила. Осевший на дно ил частично изымается, частично направляется на регенерацию (интенсивную аэрацию). Сукцессия – последовательная замена одного биогеоценоза другим. Простейший пример сукцессии это последовательное освоение упавшего в лесу дерева грибами, бактериями, беспозвоночными. На вырубке или заброшенной пашне сначала появляются травянистые растения, затем, в результате налета семян, всходят деревья и кустарники. Сначала развиваются светолюбивые и быстро растущие лиственные породы и лишь после определенного времени под лиственными начинают расти хвойные. По причине замены биогеоценозов, сукцессии делят на зоогенные (вызв. необыч. сильным воздействием жив.), фитогенные, антропогенные и катастрофические. Под сукцессией также понимают переход органического

микроорганизмы, трансформирующие мертвую органику в биологически доступную для растений форму. Трава – насекомые – лягушки – змеи – хищная птица. В любой экосистеме происходит образование биомассы и ее разрушение. В зеленых тканях растений протекают два процесса – фотосинтез и дыхание (при фотосинтезе вещества накапливаются, а при дыхании часть накопленной энергии расходуется) Если в экосистеме процессы накопления вещества преобладают над процессами дыхания, то биомасса и энергия возрастают, в противоположном случае запасы биомассы убывают. На более высокий уровень трофической пирамиды переходит лишь часть энергии, накопленной исходным уровнем. Система с автотрофной сукцессией-экологическая система, в которой отношение продуцируемой биомассы к расходам на дыхание больше 1.

21. Круговорот веществ в биосфере.

Процессы фотосинтеза органических веществ из костных компонентов продолжаются сотни миллионов лет. Запасы исходных компонентов для этих процессов конечны. Казалось, все верхние слои литосферы давно должны были превратится в мертвую органику. Единственный способ придать чемунибудь конечному свойства бесконечности, это заставить конечное вращаться по замкнутой кривой, т.е. вовлечь в круговорот. Если бы не было круговорота веществ, за 200 миллионов лет слой мертвой органики составил бы 200 км. Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют 2 основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот связан с разрушением горных пород и выносом их потоками в Мировой океан. Здесь образуются морские пласты, которые частично возвращаются на сушу с осадками, та же с водными организмами, используемые человеком. Крупные геотектонические изменения протекают медленно. Это поднятие морского дна, опускание материков. Перемещение морей и океанов. Из-за этих изменений морские пласты вновь возвращаются на сушу и процесс начинается снова. Малый, является частью большого, протекает на уровне биогеоценоза. Фундаментальная роль живого вещества – поддержание непрерывного круговорота. Питательные вещества почвы( вода, углерод) собираются в веществе растений. Продукт распада органического вещества вновь разлагается до минимальных компонентов и вовлекает растение в новые круговороты. Биотический круговорот углерода – составная часть большого круговорота, связанная с жизнедеятельностью организмов. Углерод атмосфере служит сырьем для фотосинтеза. Вещество растение потребляет консументами разных трофических уровней. При дыхании растения и животные деструкции мертвой органики в почве выделяется углекислый газ, в форме которого углерод возвращается в атмосферу. Определенная часть углерода накапливается в виде мертвой органики, переходя в ископаемое состояние. Залежи угля, нефти, торфа – продукт процессов фотосинтеза прошлых геологических эпох. При сжигании топлива освобождается солнечная энергия аккумулируемая растениями. Возникает биолого-технический круговорот углерода. Основная масса углерода сосредоточена в карбонатных отложениях дна океана, в кристаллических породах, в каменном угле и нефти. Именно этот углерод принимает участие в медленном геологическом круговороте. Жизнь на Земле и годовой баланс атмосферы поддерживается относительно небольшим количеством углерода, участвует в процессе малого круговорота и содержится в растениях и живых

тканях. Продуценты вовлекают углерод в круговорот веществ в форме углекислого газа. Углерод, выходя из круговорота веществ, образует осадочные породы в форме карбоната кальция. Главная роль биологического круговорота азота – азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Азот вовлекается в биологический круговорот растениями при поглощении его корнями растения в форме нитратов. Фосфор входит в состав клеточных мембран, систем переноса энергии, костной ткани. Значение биологического круговорота фосфора-он входит в состав нуклеиновых кислот и АТФ(аденозинтрифосфорная кислота), она выделяет энергию для жизненных процессов.

22. Круговороты углерода, азота, фосфора и воды.

Питательные вещества почвы, вода, углерод С собираются в веществах растений. Продукты распада органических веществ вновь разлагаются до минеральных компонентов и вовлекаются растениями в новые круговороты.

Биотический круговорот углерода – составная часть большого круговорота, связанная с жизнедеятельностью организмов.

Углерод атмосферы служит сырьем для фотосинтеза. Вещество растений потребляется консументами разных трофических уровней. При дыхании растений и животных, а также при деструкции мертвой органики в почве выделяется СО2 , в форме которого углерод возвращается в атмосферу.

Определенная часть углерода накапливается в виде мертвой органики, переходя в ископаемое состояние. Залежи угля, нефти, торфа – продукт процессов фотосинтеза прошлых геологических эпох.

При сжигании топлива освобождается солнечная энергия, аккумулируемая растениями. Возникает биологотехнический круговорот углерода.

Вывод: основная масса углерода сосредоточена в карбонатных отложениях дна океана, кристаллических породах, каменном угле, нефти. Именно этот углерод принимает участие в медленном геологическом круговороте. Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддерживается относительно небольшим количеством углерода, участвующего в процессах малого круговорота и содержащегося в растительных и животных тканях.

Продуценты вовлекают углерод в круговорот веществ в форме СО2 . Углерод выходит из круговорота веществ, образуя породы в форме карбоната кальция СаСО2 .

Круговорот Азота.

Азот находится в почве и воде в форме неорганических соединений (аммонийные, нитридные и нитратные ионы). Часть азота в виде органических соединений входит в состав растительных и животных белков, аминокислот.