В: Редуценты: представители, особенности питания.

Редуценты – разрушители органических веществ. Они разрушают сложные органические вещества до конечных продуктов: воды и углекислого газа (бактерии гниения (плесневые грибы).

Редуценты - организмы, которые по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как тоже питаются мертвым органическим веществом. Однако редуценты - бактерии и грибы - разрушают органические вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Почва. В экосистеме почва рассматривается как биокосная составляющая, т.е. представляющая переход от живого к мертвому. Это верхний слой суши, преобразованный деятельностью живых организмов. Толщина почвы в разных районах Зе-мли составляет от нескольких сантиметров до 2 м.

Главное вещество почвы — гумус, который по своей природе является детритом, т.е. временно исключенным из «производственного процесса» экосистемы органическим веществом. Химический состав гумуса очень сложен, он состоит из фенолов и органических кислот темной окраски и образуется в результате процесса гумификации - разложения органических веществ из остатков растений и почвенных животных. На долю гумуса приходится до 98 % всего органического вещества почвы (остальное - это живые корни, почвенные животные и неразложившиеся мертвые остатки организмов).

Одновременно с процессом гумификации органического вещества происходит процесс дегумификации - минерализация гумуса. Под действием микроорганизмов - редуцентов входящие в его состав сложные органические соединения разрушаются до форм, доступных растениям.

Почва наполнена жизнью: опутанные грибницей корни растений поглощают воду и растворенные в ней питательные вещества, бактерии-азотфиксаторы усваивают атмосферный азот, огромнейшая армия почвенных животных кормится живыми и особенно мертвыми корнями и ест друг друга, микроорганизмы разлагают органическую массу до простых органических и минеральных соединений и возвращают их в почвенный раствор.

 

 

В: Пищевые цепи и пищевые сети.

В любой экосистеме происходит круговорот веществ, если какая-либо трофическая группа выпадет из экосистемы, то вся экосистема разрушится, т.е. всю экосистему составляют эти 3 группы.

Пищевая цепь – это ряд взаимосвязанных видов (последовательность организмов), в котором каждый предыдущий ряд (организм) служит пищей последующему.

Существует 2 основных типа пищевых цепей:

1.пастбищные (автотрофные) (цепи выедания, или цепи потребления) – эти цепи начинаются с зеленого растения – продуцентов к травоядному животному и дальше – к хищникам, которые поедают травоядных животных:

Клевер ← кролик ← волк или фитопланктон ← зоопланктон ← плотва ← щука ← скопа;

2.детритные (цепи разложения) – эти цепи начинаются от растительных и животных остатков, экскрементов животных – детрита (детритофаг), идут к микроорганизмам, которые ими питаются, а затем к мелким животным (детритофагам) и к их потребителям – хищникам.

Детритные цепи наиболее распространенны в лесах, где большая часть (около 90%) ежегодного прироста биомассы растений не потребляется травоядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению (сапрофитными организмами) и минерализации:

Листовая подстилка ← дождевой червь ← черный дрозд ← ястреб-перепелятник

Своеобразно положение редуцентов и детритофагов: они могут представлять разные трофические уровни: при потреблении отмерших растений - второй трофический уровень, трупов фитофагов - третий, трупов зоофагов первого порядка - четвертый и т.д. Всеядные животные - эврифаги - связаны с несколькими трофическими уровнями.

Любая цепь питания представляет собой упрощенное выражение трофических связей.

Пример цепочки круговорота пищевой цепи:

Мятник луговой ← кузнечик зеленый ← синица ← гадюка обыкновенная ← орел степной

Трофический уровень – это совокупность организмов, которые получают энергию, фиксированную в органическом веществе, через одинаковое число посредников.

В любой экосистеме выделяют следующие трофические уровни:

I троф. ур. – продуценты: число посредников = 0, т.к. сами синтезируют (продуцируют) органические вещества получают энергию непосредственно от солнца или окисляя неорганические вещества, соответственно,

В: Экологические пирамиды.

Автотрофные экосистемы можно сравнить с промышленным предприятием, которое производит различные органические вещества.

Используя солнечную энергию, диоксид углерода и элементы минерального питания, экосистемы производят биологическую продукцию - древесину, листовую массу растений, плоды, животную биомассу. Производительность экосистемы измеряется количеством органического вещества, которое создано за единицу времени на единицу площади: г/м² в день, кг/лг в год, т/км" в год.

Продуктивность экологической системы — это скорость, с которой продуценты усваивают лучистую энергию впроцессе фотосинтеза и хемосинтеза, образуя органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи.

Различают первичную биологическую продукцию, которую создают растения (продуценты) в единицу времени в процессе фотосинтеза из диоксида углерода, воды и минеральных элементов, и вторичную биологическую продукцию – прирост за единицу времени массы, которую создают гетеротрофы (консументы и редуценты) в результате переработки растительной и животной биомассы. Первичную продукцию подразделяют на валовую – общая масса валового органического вещества создаваемая растением вединицу времени при данной скорости фото­синтеза, включая и траты растения на дыхание — от 40 до 70% от валовой продукции и чистую - то, что осталось после расходов на дыхание и потери органических веществ корнями при мутуализме с микоризными грибами и бактериями-азотфиксаторами представляет собой величину прироста растений именно эта продукция потребляется консументами и редуцентами. У большинства растений чистая продукция составляет примерно половину от валовой, а у патиентов. которые живут в экстремальных условиях, - не более 10 %. Вторичная биологическая продукция в 20-50 раз меньше, чем первичная. Вторичная продукция не делится уже на валовую и чис­тую, так как консументы и редуценты, т.е. все гетеротрофы, увеличивают свою массу за счет первичной ранее созданной продукции.

Все живые компоненты экосистемы составляют общую биомассу сообщества в целом или тех или иных групп организмов. Ее выражают в г/см³ в сыром или сухом виде, или в энергетических единицах — в калориях, джоулях и т.п. Если скорость изъятия биомассы консументами отстает от скорости прироста растений, то это ведет к постепенному приросту биомассы продуцентов и к избытку мертвого органического вещества. Последнееприводит к заторфовыванию болот и зарастанию мелких водоемов. В стабильных сообществах практически вся продукция

10/3 В: Общая закономерность заключается в том, что в основе экологической пирамиды находятся продуценты, а на ее вершине крупные хищники.

Особи нижних трофических уровней имеют изобилие пищи, но интенсивно истребляются.

Крупные хищники практически не имеют врагов, и ограничивающим фактором для них является территория для кормления и количество пищи.

Если в наземных экосистемах с повышением трофического уровня количество биомассы уменьшается, то в водных - от первого трофического уровня ко второму (фитопланктон - зоопланктон) увеличивается, а потом при переходе на уровень рыбного населения вновь снижается. И потому в наземных экосистемах пирамида имеет типичную форму («мавзолей»), а в водных - форму «юлы». Основной продуцент в этих экосистемах - фитопланктон. Одноклеточные планктонные водоросли, преобладающие в водоеме, живут от нескольких дней до нескольких недель. Организмы второго уровня (потребители планктона) живут дольше и накапливают большую биомассу. На более высоких уровнях биомасса снижается.

В водных экосистемах экологическая пирамида опрокинута вершиной в низ.

 

 

План-

Ктон

 

Планктон – это совокупность организмов находящихся в толще воды.

Бентос – это совокупность организмов, которые ведут придонный образ жизни (речной рак, гидра пресноводная, амеба и т.д.), они являются детритофагами.

Нектон – это совокупность крупных хищников, способных быстро перемещаться и менять глубину погружения (акулы, дельфины, осьминоги).

 

 

10/2 В: тратится в трофических сетях, и биомасса остается практически постоянной.

Трофическую структуру экосистемы можно изобразить гра­фически, в виде так называемых экологических пирамид.

Экологическая пирамида – это графическая фигура, отражающая изменение биомассы, численности или энергии ее составляющих организмов.

Пирамида чисел отображает закономерность, обнаруженную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно умень-шается. Пирамида биомасс четко указывает на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне.

Вназемных экосистемах действует следующее правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю биомассу хищников.

Для наземной экосистемы характерна пирамида типа «мавзолей».

Правило пирамиды продукции (или энергии): на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на после-дующем. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в трофических цепях и имеет универсаль ный характер и для всех экосистем.

IV троф. ур. – консументы;

зоофаги II порядка - 1 тонна

 

III троф. ур. – консументы;

зоофаги I порядка - 10 тонн

 

II троф. ур. – консументы;

фитофаги - 100 тонн

 

I троф. ур. – продуценты - ≈ 1000 тонн

(особей, штук и т.д.)

 

 

9/2В: фотоавтотрофы и хемоавтотрофы;

II троф. ур. – фитофаги (к, х, ф/ф): число посредников = 1 (растения: напр. мятник луговой)

III троф. ур. – зоофаги I порядка (к, з/ф I тр. ур.):число посредников = 2 (растения и фитофаги)

IV троф. ур. – зоофаги II порядка (к, з/ф II тр. ур.): число посредников = 3 (растения, фитофаги, зоофаги I порядка)

V троф. Ур. – зоофаги III порядка (к, з/ф III тр. ур.): число посредников = 4 (растения, фитофаги, зоофаги I порядка, зоофаги II порядка)

Количество звеньев в пищевой цепи может быть от двух до пяти-шести. Пищевые цепи в водных экосистемах, как правило, длиннее (4-6 звеньев), чем в наземных (не более 4 звеньев).

К –консументы,, Х -хищники, Ф/Ф – фитофаги, З/Ф – зоофаги.

Продуценты	Консументы I порядка консумент хищник	Консументы II порядка консумент хищник	Консументы III порядка консумент хищник	Консументы IV порядка консумент хищник
Мятник луг	← кузнечик зел.	← синица обыкн.	← гадюка обыкн.	← орел степн.
	Фитофаг	Зоофаг I поря-дка	Зоофаг II по-рядка	ЗоофагIIIпо-рядка
I троф. уров.	II троф. уров.	III троф. уров.	IV троф. уров.	V троф. уров.

В любой экосистеме, как правило, может быть не более 4 трофических уровней, т.к. в процессе любого очередного переноса энергии пищи при переходе с одного трофического уровня на другой (высший) большая часть от 80 до 90% потенциальной энергии рассеивается, переходя в теплоту. (когда мы едим, то 90% энергии идет на обогрев тела и только 10% на увеличение веса).

Поскольку у большинства организмов - широкая диета (т.е. они могут использовать в пищу организмы разных видов), то пищевые цепи - это упрощенное выражение трофических отношений в экосистеме. В естественной природе благодаря взаимозаменяемости видов существуют не цепи питания, а сети питания.

В результате функционирования пищевых цепей и работы редуцентов осуществляются круговороты элементов питания, воды и кислорода. При этом в естественных фотоавтотрофных экосистемах, в которых продуцентами являются растения, поддерживается равновесие между количеством потребленных ресурсов и их возвратом в окружающую среду, хотя часть ресурсов может временно задерживаться в запаснике - детрите.