Екосистеми. Зв'язки між популяціями в екосистемах

Колообіг речовин в екосистемі

Екосистема - це сукупність живих організмів, які мешкають у певному середовищі існування й утворюють з ним одне ціле. Будь-яка екосистема містить у своєму складі два головні компоненти - біотичний і абіотичний. Біотичний компонент екосистеми - це всі живі організми, які входять до її складу (тварини, рослини, бактерії ). А абіотичний - це компоненти неживої природи (каміння, вода, повітря тощо). Екосистеми бувають природними (екосистеми лісу, озера, пустелі) і штучними (саду, городу, акваріуму).

Структура екосистеми: 1 - біоценоз; 2 - екотоп; 3 - тварини; 4 - мікроорганізми; 5 - рослинність; 6 - атмосфера; 7 - ґрунт, вода (завдання: проаналізуйте наведену схему і поясніть, які зв’язки пов’язують між собою її складники)

У біосфері відбувається постійний колообіг елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами, наприклад, під час гниття, надходять у ґрунт і атмосферу, знову беруть участь у колообігу речовин біосфери, поглинаючись живими організмами.

Для функціонування екосистем найважливішими є колообіги елементів, які є основними компонентами живих організмів, - Карбону, Нітрогену, Оксигену, Сульфуру, Фосфору.

Властивості екосистем

Основними властивостями екосистем є цілісність, стійкість, самовідтворення та саморегуляція.

Цілісність екосистеми - здатність підтримувати взаємозв'язки між компонентами екосистеми та з природним середовищем, перш за все, завдяки потокам речовини і енергії. Якщо якісь речовини вилучаються із колообігу (разом із ними і потік енергії переривається), цілісність екосистеми порушується і вона може загинути.

Стійкість екосистеми - здатність зберігати свою структуру і функціональні особливості під впливом зовнішніх факторів (дощ чи вітер не порушують структуру і функціонування екосистеми лісу). Найбільш стійкими екосистемами є ті, які мають багатий видовий склад (наприклад, екосистема тропічного лісу). Найменш стійкі - ті, що створені штучно (екосистеми саду чи акваріуму), без підтримки людини вони зовсім не можуть існувати.

Самовідтворення екосистеми - це її здатність тривалий час існувати, підтримуючи свій склад і функціонування. Для тривалого існування будь-якої екосистеми необхідно, щоб у ній постійно відтворювалися всі її ресурси: організми, склад ґрунту і води, кисень у повітрі. Аби постійно відтворювалися організми, необхідні умови для їхнього існування (джерела їжі, вода, сонячна енергія тощо). Усередині будь-якої екосистеми постійно відбувається, наприклад, заміна старих особин на молодих, хворих - на здорових. Це все можливо лише за умови своєчасного самовідтворення.

Саморегуляція екосистеми означає її здатність самостійно "управляти" життям усередині екосистеми, щоб забезпечити її тривале існування. Наприклад, хижаки можуть поїдати травоїдних тварин певного виду до того часу, поки їх чисельність не скоротиться. Далі, якщо є різноманітність видів, вони переключаються на інше джерело їжі (наприклад, на інший вид травоїдних). Таким чином, вони повністю не знищують вид, а лише залишають його у спокої, поки його чисельність не відновиться.

Зв'язки між популяціями в екосистемах

Відповідно до способу отримання органічних речовин живі організми в екосистемах поділяють на екологічні групи: продуценти, консументи і редуценти.

Продуценти - це автотрофні організми, які продукують органічні речовини. До них належать, наприклад, дерева, водорості та інші рослини.

Консументи є гетеротрофними організмами екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись іншими живими організмами. Вони можуть споживати як продуцентів (наприклад, травоїдних тварин), так і інших консументів (як хижаки, які поїдають травоїдних).

Редуценти - це гетеротрофні організми екосистем, які отримують органічні речовини, живлячись рештками живих організмів або продуктів їхньої життєдіяльності. Редуценти перетворюють мертву органіку на прості органічні та неорганічні речовини.

Популяції видів із різних екологічних груп можуть взаємодіяти між собою різними способами. Основним видом зв'язків між ними є трофічні (харчові). Так, консументи поїдають продуцентів та інколи й редуцентів. А редуценти використовують залишки загиблих продуцентів та консументів для свого живлення. Перероблені редуцентами в неорганічні речовини залишки організмів продуценти можуть використовувати для побудови свого тіла. Між організмами з однієї або різних груп також можливі конкурентні відносини, якщо вони споживають однакові ресурси.

Передача та розподіл енергії в екосистемах

Поїдаючи один одного, живі організми стають ланками трофічних ланцюгів. Трофічний ланцюг - це взаємини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (автотрофного організму) через низку організмів, що відбувається шляхом поїдання одних організмів іншими.

У трофічному ланцюзі кожний вид займає певну ланку. Зв'язки між видами в цьому ланцюзі називаються трофічними, а ланки - трофічними рівнями. На початку ланцюгів живлення, як правило, перебувають продуценти, тобто автотрофні організми, які продукують органічні речовини.

Наступні ланки ланцюга становлять консументи. Залежно від місця ланки розрізняють консументів різних порядків. Так, травоїдні, які споживають продуцентів, є консументами І порядку. Хижаки, які їдять травоїдних, - консументами ІІ порядку. А паразити, які живуть в організмі хижаків, - консументами ІІІ порядку.

Редуценти руйнують мертві залишки й продукти життєдіяльності організмів усіх трофічних рівнів. В органічних речовинах автотрофні організми запасають енергію, яку й використовують гетеротрофи. Під час перенесення цієї енергії від ланки до ланки трофічного ланцюга переважна її частина (80-90 %) губиться у вигляді теплоти.

Трофічна сітка наземного біогеоценозу

У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а перетинаються між собою, створюючи трофічну сітку. Це відбувається тому, що організми певного виду можуть бути ланками різних трофічних ланцюгів.

Дайте відповіді на запитання:

1. Що таке екосистема?

2. Як взаємодіють між собою популяції в екосистемах?

3. На які екологічні групи поділяють організми в екосистемі?

Складіть трофічну сітку конкретної екосистеми вашої місцевості та прикріпіть файл у це поле.