Тема 3 Пищевые цепи и сети

Размеры экосистемы

1. Микроэкосистема (ствол погибшего дерева)

2. Мезоэкосистема (лес, пруд, озеро)

3. Макроэкосистема (океан)

Основные сообщества:

1. Наземные

2. Пресноводные

3. Морские

С целью получения продуктов питания человек искусственно создает агроэкосистемы.- искусственные экосистемы. Они отличаются от естественных малой устойчивостью и стабильностью, однако более высокой продуктивностью.

Биоценоз имеет как качественный ( видовое богатство), так и количественный состав (характеризуется численностью или плотностью популяций).

Гнотобиотические культуры – это стерильно выращенные культуры с точно известным составом организмов, включая микроорганизмы; чистые культуры.

Хвойный лес – биогеоценоз, который занимает длительное время определенную территорию с однородными условиями.

Видовой состав беден по сравнению с дубравой (30 видов растений).Доминантные виды: ель, кислица.

Пространственная структура. Меньшее число ярусов по сравнению с дубравой. Причина – недостаток света.

Пищевые связи организмов, круговорот веществ и энергии. Менее сложная пищевая цепь по сравнению с дубравой из-за меньшего числа видов.

Основной продуцент – ель, сосна.

Консументы (белка) – членистоногие, птицы, млекопитающие.

Редуценты – бактерии, грибы, черви.

Недостаток света, малоплодородная почва обусловили короткие цепи питания: Растения - растительноядные животные (белки) - хищные (куницы)

Основа устойчивости – саморегуляция: виды не уничтожают друг друга полностью, а лишь ограничивают численность друг друга.

Тема 2 Биосфера

Понятие «биосфера» сформулировал Ламарк без употребления термина. Затем в 1875 г. Зюсс ввел термин «биосфера», как самостоятельная оболочка Земли. Большой вклад в развитие учения о биосфере внес Вернадский. В центре его интересов – разработка целостного учения о биосфере, живом веществе и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, становятся определяющим фактором развития.

Биосфера – это глобальная экосистема, особая оболочка Земли, сфера распространения жизни.

В биосферу входят:

1. Атмосфера Земли - газовая оболочка, обладающая электрическим полем.

На ней располагается озоновый слой(на 10-20 км), который препятствует прохождению коротковолнового ультрафиолетового излучения.

Нижняя часть атмосферы до высоты – тропосфера.

2. Гидросфера – совокупность всех объектов, содержащих воду.

3. Литосфера - верхняя часть оболочки Земли. Наиболее населен живыми организмами - верхний почвенный слой.

В биосфере во времени постоянно протекают два взаимосвязанных процесса преобразования веществ в природе:

- геологический круговорот, или большой, возник с момента появления суши на Земле;обмен химическими элементами между океаном и сушей.

- биологический круговорот, или малый, возник с момента появления живых организмов на Земле. Идет циркуляция веществ между растениями, животным миром, микроорганизмами и почвой

Появление кислорода. Основой биологического круговорота является фотосинтез: превращение зелеными растениями энергию Солнца в энергию химических связей органических веществ. Растения благодаря фотосинтезу выделяют кислород.

В структуре биосферы Владимир Вернадский выделял семь видов вещества:

1) живое;

2) биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке живыми организмами);

3) косное (абиотическое, образованное вне жизни);

4) биокосное (возникшее на стыке живого и неживого, к биокосному, по Вернадскому, относится почва);

5) вещество в стадии радиоактивного распада;

6) рассеянные атомы;

7) вещество космического происхождения

Все количество живых организмов Земли образует единое целое – живое вещество планеты.

Основные свойства живого вещества:

1) способность быстро занимать все свободное пространство – «всюдность жизни»;

2) движение не только пассивное (под действием силы тяжести), но и активное;

3) устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти;

4) адаптация к изменяющимся условиям среды;

5)высокая скорость протекания химических реакций (в 1000 раз быстрее, чем в неживом веществе)

6) высокая скорость обновления

Вернадский описал 5 основных биохимических функций живого вещества: 1.Энергетическая функция. Растения поглощают солнечный свет и насыщают энергией биосферу.

2. Средообразующая функция. Живые существа формируют почву, поддерживают состав атмосферы и гидросферы.

3. Концентрационная функция. Живые существа концентрируют в своих организмах различные химические элементы, рассеянные в биосфере.

4. Деструктивная функция. При активном участии живых существ идет минерализация органических остатков, выветривание горных пород.

5. Транспортная функция организмов связана с переносом масс вещества. Растения втягивают корнями воду и испаряют ее в атмосферу и т.д.

Новый этап развития биосферы -Ноосфера (от греч. noos — разум) — это биосфера, разумно управляемая человеком. Ноосфера является высшей стадией развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества

По мнению Вернадского, ноосфера — материальная оболочка Земли, меняющаяся под воздействием людей, которые своей деятельностью так преобразуют планету, что могут быть признаны «мощной геологической силой».

Под загрязнением окружающей среды понимают нежелательное изменение ее свойств в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений. Это загрязнение приводит к вредному воздействию на литосферу, гидросферу, атмосферу, на биосферу. Главным источником такого загрязнения является возвращение в природу огромной массы отходов, которые образуются в процессе производства и потребления человеческого общества. Главными загрязнителями являются тяжелые металлы и их соединения, удобрения, ядохимикаты, радиоактивные вещества. Загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря сточных вод. Загрязнение атмосферы происходит прежде всего результате сгорания минерального топлива.

В настоящее время загрязнение окружающей среды достигло такого размера, что необходимо принимать срочные меры. Существует три основных пути решения проблем. Первый заключается в создании очистных сооружений, в применении малосернистого топлива, уничтожении и переработке мусора, строительстве дымовых труб высотой 200-300 м и более, рекультивации земель и т.д. Второе направление состоит в разработке и применении природоохранительной («чистой») технологии производства. Этот путь не просто уменьшает, а предупреждает загрязнение окружающей среды. Третий путь — это рациональное размещение «грязных» производств, которые оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Тема 3 Пищевые цепи и сети

Пищевые цепи

Между автотрофами и гетеротрофами в экосистемах существуют сложные пищевые взаимодействия. Одни организмы поедают другие, и таким образом осуществляют перенос веществ и энергии - основа функционирования экосистемы.

Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется пищевой цепью а каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем.

Пищевая цепь - система передачи вещества и энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим. Цепь питания обычно состоит из нескольких звеньев: продуценты – консументы – редуценты.

Пастбищные пищевые цепи (цепи выедания) - пищевые цепи, которые начинаются с автотрофных фотосинтезирующих организмов Пастбищные пищевые цепи распространены преимущественно в сухопутных и морских экосистемах.

Примером может служить пастбищная пищевая цепь луга. Начинается такая цепь с улавливания солнечной энергии растением. Бабочка, питающаяся нектаром цветка, представляет собой второе звено в этой цепи. Стрекоза - хищное летающее насекомое - нападает на бабочку. Спрятавшаяся среди зеленой травы лягушка ловит стрекозу, но сама служит добычей для такого хищника, как уж. Целый день уж мог бы переваривать лягушку, но еще не успело зайти солнце, как сам стал добычей другого хищника.

Пищевая цепь, идущая от растения через бабочку, стрекозу, лягушку, ужа к ястребу, указывает путь направления движения органических веществ, а также содержащейся в них энергии.

Детритные пищевые цепи (цепи разложения) - пищевые цепи, которые начинаются с детрита - отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных.

Детритные цепи наиболее характерны для сообществ континентальных водоемов, дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются детритом, образованным отмершими организмами верхних освещенных слоев.

Распространены детритные цепи также и в лесах, где большая часть ежегодного прироста живой массы растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, образуя опад, и разлагается затем сапротрофными организмами с последующей минерализацией редуцентами.

Гетеротрофные организмы, питающиеся непосредственно детритом, называются детритофагами. В наземных экосистемах ими являются многие виды насекомых, червей и др. Крупные детритофаги, к которым относятся некоторые виды птиц (грифы, вороны и т.д.) и млекопитающих (гиены и пр.) называют падальщиками.

В водных экосистемах наиболее распространенными детритофагами являются членистоногие - водные насекомые и их личинки, и ракообразные.

Пищевые цепи хищников идут от продуцентов к растительноядным, поедаемым мелкими плотоядными, а они служат пищей более крупным хищникам и т.д. По мере продвижения по цепи хищников животные увеличиваются в размерах и уменьшаются в числе. Удлинение цепи происходит благодаря участию в ней хищников. Относительно простая и короткая пищевая цепь хищников включает консументов II порядка: Трава -> Кролики -> Лисица (продуцент) (консумент (консумент I порядка) II порядка)

Более длинная и сложная цепь включает консументов V порядка:

Сосна -» Тли -> Божьи коровки —> Пауки —> Насекомоядные птицы -> Хищные птицы.

Пищевые цепи паразитов, наоборот, ведут к организмам, которые все более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. Примером может служить такая цепь:Трава -> Травоядные млекопитающие -» Блохи —> Жгутиконосцы.

Паразитические пищевые цепи - пищевые цепи, которые начинаются свободноживущим организмом, на котором паразитируют паразиты первого порядка, на них, в свою очередь, паразиты второго порядка и т.д.

Аскариды, паразитирующие на пойкилотермных организмах, являются паразитами первого порядка, паразитирующие в клетках аскарид одноклеточные эукариоты - паразитами второго порядка, обитающие в них бактерии - паразитами третьего порядка, паразитирующие в бактериях вирусы (бактериофаги) - паразиты четвертого порядка и т.д.

Поиск по сайту: