2. Функциональная структура экосистем. Трофическая структура. Представление о консорции.

Функциональная структура:

1. потоки энергии, в том числе и количественным учетом

2. пищевые цепи

3. биогеохимическое круговороты

4. пространственно-временное разобщение

5. развитие и эволюция экосистем.

1) Потоки энергии

In- поступление энергии на уровень n

Rn- потери на дыхание на уровне n

Pn- продукция уровня In, которая доступна для последующих уровней

Fn- потеря энергии с фикалиями

2) пищевые цепи – перенос энергии пищи от ее источника через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими.

С точки зрения трофических отношений в экосистеме выделяют автотрофный компонент – все живые организмы, которые способны к самостоятельному питанию. Они способны к фиксации энергии света, могут использовать простые неорганические соединения и создавать сложные органические вещества. Гетеротрофный компонент – организмы, которые могут утилизировать, перестраивать и разлагать сложные вещества до простых.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Пример: животное поедает растение. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляя ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено – трофическим уровнем. Т.о. трофический уровень – совокупность организмов, которые получают пищу от продуцентов через одинаковое количество этапов. При этом первый трофический уровень занимают продуценты. Организмы второго трофического уровня – первичные консументы, третьего – вторичные консументы и т.д. Обычно бывает 4-5 трофических уровней.

Продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетиуки превращают солнечную энергию в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений. В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли.

Первичные консументы питаются продуцентами, т.е. это травоядные животные. На суше это многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. В водных экосистемах это моллюски и мелкие ракообразные. К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

Консуметны II и III порядка. Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядые животные, так же как и третичные консументы, поедающие косументов II порядка. Консуметы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне. В пищевых цепях, включающих паразитов, последние становятся меньше по размерам на каждом следующем уровне.

Редуценты – группа организмов, способная перерабатывать МОВ. Разложение МОВ может осуществляться единовременно за счет или одной группы организмов или поочередным действием различных групп. По Одуму в рамках редуцентов выделяют:

1. грибы, в т.ч. плесневые – осуществляют деструкцию клеточных стенок и лигнина.

2. Гетеротрофные бактерии – осуществляют окончательное разложение органики.

3. Актиномицеты - обеспечивают гумификацию – биологическое разложение и окисление в почве МОВ.

4. Почвенные простейшие – жгутиковые, амебы, инфузории.

5. Выделяют детритные пищевые цепи. Они начинаются с органических остатков.

В экосистемах цепи питания не изолированы, поэтому образуются трофические сети.

В экосистеме все элементы связаны. Выделяются группировки – консорции – сочетание разнородных организмов, связанных в своей жизнедеятельности с определенным растительным организмом. Таким образом, растение – центр всей консорции. Растение – детерминант, живые организмы – консорты.

Внутри консорции есть связи:

1. трофические – между растениями и фитофанами (тля – черемуха.)

2. топические – живые организмы используют растения как укрытие (сосна - перепелятник).

3. Фабрические – один вид использует для создания специфических сооружений продукты выделения других видов или остатки других видов (гнезда у птиц).

4. Форические – участие одного вида в распространении другого.

Большинство консорций автотрофные и только в последнее время стали выделять гетеротрофные консорции. Существование такой консорции осуществляется за счет энергии центральной живой особи. Пример, организм и паразит на нем.