Проблемы современной экологи

      Экосистема  - это надорганизменные объединения, включающие организмы и неживое (косное) окружение, находящиеся во взаимодействии, без чего невозможно поддержание жизни на нашей планете. Это сообщество растительных и животных организмов и неорганической среды.

      Исходя  из взаимодействия живых оpганизмов, обpазующих экосистему, между собой  и сpедой их обитания, в любой экосистеме выделяют взаимообусловленные совокупности биотических (живые организмы) и абиотических (косная или неживая природа) компонентов, а также факторы среды (такие как солнечная pадиация, влажность и темпеpатуpа, атмосферное давление), антропогенные факторы и другие.

      К абиотическим компонентам  экосистем относятся неорганические вещества - углерод, азот, вода, атмосферная углекислота, минералы, органические вещества, находящиеся преимущественно в почве: белки, углеводы, жиры, гуминовые вещества и др., попавшие в почву после отмирания организмов.

      К биотическим компонентам  экосистемы относятся продуценты, автотрофы (растения, хемосинтетики), консументы (животные) и детритофаги, редуценты (животные, бактерии, грибы).

      Экосистема – это совокупность всех популяций разных видов, проживающих на общей территории вместе с окружающей их неживой средой, называют экологической системой или экосистемой.  

12. Группы  природных экосистем. Деление экосистем  по размерам.

 

В природе  существуют следующие группы экосистем:

 

     Термин  “экосистема” можно применить к  сообществам организмов и их средам различных размеров. Экосистемы - это капли воды с ее обитателями, лужа, пруд, озеро, океан, луг, тайга, степь, лес, пустыня, тундра, суша, биосфера.

Микросистема - гниющий древесный  пень.

Мезоэкосистема - средняя по размерам: лесная ассоциация, пруд.

Макроэкосистема - океан, континент.

Гигантская  экосистема - земной шар, где все экосистемы связаны в целом условиями существования на Земле, последняя экосистема приводит к представлению о “биосфере”. 

13. Компоненты  экосистемы. Продуценты, консументы, детритофаги, редуценты и их роль в экосистеме.

 

      Движущей  силой в любой материальной системе служит энергия. В экосистемы она поступает главным образом от Солнца. Растения за счет содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения Солнца и используют ее для синтеза основы любого органического вещества - глюкозы C₆H₁₂O₆. Это есть процесс фотосинтеза.

      Кроме растений продуцировать органическое вещество могут некоторые бактерии. Они создают свои ткани, запасая в них, как и растения, потенциальную энергию из углекислого газа без участия солнечной энергии. Вместо нее они используют энергию, которая образуется при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы (в глубоких океанических впадинах, куда не проникает солнечный свет, но где в изобилии скапливается сероводород, обнаружены уникальные экосистемы). Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы называются хемосинтетиками. Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды. Их называют продуцентами или автотрофами. Высвобождение запасенной продуцентами потенциальной энергии обеспечивает существование всех остальных видов живого на планете.

      Пpодуценты, использующие солнечную энеpгию для пpодуциpования оpганического вещества из неорганических, называются автотpофами (автос - сам, троф - питаться), а использующие химическую энеpгию - хемотpофами. К автотрофам относятся зеленые pастения, мхи, лишайники, зеленые и синезеленые водpосли.

      Все живые организмы по способу питания можно разделить на два класса: автотрофные и гетеротрофные организмы.

      Организмы, которые не могут строить собственное  вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать то, что создано автотрофами, поедая их, называются гетеротрофами (heteros – другой), что означает «питаемый другими», или консументами (от лат. консумо – потреблять). Они используют в качестве пищи готовые органические вещества, т.е. они питаются другими животными организмами, растениями или их плодами.

      Консументы  делятся на три  группы:

      Консументы первого порядка - животные, питающиеся непосредственно продуцентами. К ним относятся, прежде всего, растительноядные животные.

      Консументы второго порядка, питающиеся консументами первого порядка, т.е. плотоядные хищники, питающиеся растительноядными животными.

      Консументы  третьего порядка - также плотоядные хищники, питающиеся плотоядными животными.

      Например, кролик, питающийся морковкой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Некоторые виды живых организмов соответствуют нескольким таким уровням. Например, когда человек ест овощи - он консумент первого порядка, говядину - консумент второго порядка, а, употребляя в пищу хищную рыбу, выступает в роли консумента третьего порядка. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным, например, человек.

      Особый  вид вторичных консументов – паразиты.

      Паразит (от греч. паразитос – нахлебник) – это организм, живущий за счет особей других видов (хозяев), обычно с причинением им некоторого вреда, использующий своих хозяев, многократно или постоянно в течение всей жизни.

      Продуценты  и консументы являются биотическим компонентом экосистем и составляют биомассу (живой вес) биосферы, или экосистем.

      Редуценты или деструкторы (reducens – возвращать), или детритофаги – гетеротрофные организмы, разлагающие органические остатки всех трофических уровней – остатки пищи, мертвые организмы. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают биогеохимический круговорот веществ.

      Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья, трупы животных, продукты систем выделения, называются детритом. Детрит – это органика, богатая биогенами и энергией.

      Существует  множество организмов, специализирующихся на питании детритом. Они называются детритофагами.

      Сухопутные  детритофаги – это воpоны, галки, гиены, оpлы-стеpвятники, грифы, шакалы, жуки-навозники, мухи, дождевые черви, термиты, муравьи, двупарноногие многоножки, личинки некоторых насекомых и т.п. Они питаются органическим веществом из почвы и живыми организмами, населяющими ее. К водным детритофагам относятся грунтоеды. Множество оpганизмов - детpитофагов живет в почве, коpолем почвы может быть назван дождевой чеpвь, поедающий отмеpшие ткани pастений.

      Редуценты – это грибы и микроорганизмы, питающиеся детритом.

      В любой экосистеме все детритофаги и редуценты играют одну и ту же роль. Они питаются мертвым органическим веществом, разлагая его и завершая биологический круговорот веществ. 

14. Понятие экосистемы и биогеоценоза, их сходство и различие.

 

      Экосистема  (от греч. ойкос – жилище и система) – это любое сообщество живых существ вместе со средой их обитания, связанное внутри сложной системой взаимоотношений.

      Биогеоценоз (от греч. биос – жизнь, гео – Земля, ценоз – сообщество) - это совокупность организмов и природных явлений, характерных для данной географической местности.

      Структура биогеоценоза включает две компоненты биотическую – сообщество живых растительных и животных организмов (биоценоз) – и абиотическую - совокупность неживых факторов среды (экотоп, или биотоп).

      Биогеоценоз = биоценоз (фитоценоз+зооценоз+микробоценоз)+биотоп (климатоп+ эдафотоп).

      Примерами биогеоценозов могут быть пруд, луг, смешанный или однопородный лес. На уровне биогеоценоза происходят все процессы трансформации энергии и вещества в биосфере.

      Термины «экологическая система» и «биогеоценоз»  не являются синонимами. Экологическая система есть любая совокупность организмов и окружающей их среды. Так, в качестве экосистемы можно рассматривать, например, горшок с цветком, террариум, фитотрон, пилотируемый космический корабль. У всех названных совокупностей организмов и среды отсутствует ряд признаков, приведенных в определении В. Н. Сукачева, и в первую очередь, элемент «гео» – Земля. Примерами биогеоценозов могут быть пруд, луг, смешанный или однопородный лес и т.д.. Биогеоценозы – это природные образования. В то же время биогеоценоз может рассматриваться и как экологическая система. Таким образом, понятие «экосистема» шире, чем «биогеоценоз».

      Любой биогеоценоз является экологической  системой, но не всякая экологическая  система есть биогеоценоз. 

15. Пищевые связи: пищевые цепи, трофические уровни. Типы пищевых цепей.

 

      Экосистема  любого уровня состоит из двух основных компонентов: автотрофного и гетеротрофного. Основная функция биоценозов (экосистем) – поддержание круговорота веществ в биосфере – базируется на пищевых взаимоотношениях видов. Существует два типа питания: автотрофное и гетеротрофное. Именно на этой основе органические вещества, синтезированные автотрофными организмами, претерпевают многократные химические трансформации и в конечном итоге возвращаются в среду в виде неорганических продуктов жизнедеятельности, вновь вовлекаемых в круговорот. Поэтому каждый биоценоз или экосистема включает представителей трех экологических групп организмов – продуцентов, консументов и редуцентов (деструкторов).

      Виды в экосистеме должны быть связаны между собой процессами обмена веществом и энергией, т.е. пищевыми взаимоотношениями. В результате возникают пищевые или трофические цепи.

      Пищевая (от греч. trophe – пища) цепь – это последовательный перенос вещества и энергии от их источника- зеленого растения через ряд других организмов на более высоких трофических уровнях, т.е. путем поедания одних организмов другими.

      Трофический уровень – это место каждого звена в цепи питания.

      Первый  трофический уровень – это  всегда продуценты,

      второй  трофический уровень – это растительноядные консументы,

      третий  трофический – это плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, четвертый уровень – это животные, потребляющие других плотоядных и т.д.

      Человек в этой классификации оказывается  хищником, потребляющим и растительную и животную пищу, т.е. занимает промежуточное положение между первичными и вторичными консументами. Человек стоит в конце большинства пищевых цепей. Животные и другие консументы – это не просто пассивные «едоки», входящие в пищевую цепь. Удовлетворяя свои потребности в энергии, они часто действуют через систему положительной обратной связи на находящиеся выше трофические уровни. Благодаря естественному отбору хищники и паразиты приспособились к тому, чтобы не только не уничтожать источники своей пищи, но и во многих случаях обеспечивать или даже увеличивать благосостояние своих жертв.