Биоценоз (сообщество) – это всё живое на определенной территории.
Биотоп (экотоп) – однородный по абиотическим факторам участок территории
Экосистема = биоценоз + биотоп = совокупность живых организмов и среды их обитания, характеризующаяся круговоротом веществ и потоком энергии.
Биогеоценоз – это экосистема, неразрывно связанная с определённым участком суши.
Функциональные группы экосистемы
1. Продуценты создают органические вещества из неорганических
• растения и водоросли
• фотосинтетические (цианобактерии) и хемосинтетические бактерии
2. Консументы потребляют готовую органику
• животные
• болезнетворные бактерии
• грибы-паразиты
• растения-паразиты
• бактерии-симбионты
Консументы 1-го порядка питаются продуцентами
Консументы 2-го порядка питаются консументами 1-го порядка
Консументы 3-го порядка питаются консументами 2-го порядка и т.д.
3. Редуценты разрушают (минерализуют) органические вещества до неорганических, замыкая круговорот веществ
• грибы-сапротрофы
• гнилостные бактерии
Редуценты никогда НЕ оставляют после себя ЭКСКРЕМЕНТОВ (непереваренные остатки пищи): бактерии гниения и плесневые грибы быстренько разложили кусочек хлеба и либо погибли, либо в состоянии споры ждут нового хлеба.
Дождевой червь ОСТАВЛЯЕТ после себя экскременты, на основании чего мы смело можем делать вывод о его принадлежности к КОНСУМЕНТАМ. Дождевой червь КОНСУМЕНТ-ДЕТРИТОФАГ.
Пищевые цепи
Пищевые цепи бывают:
1. Пастбищные (цепи выедания): начинаются с живых продуцентов (растений)
луговая трава → гусеницы → синицы → ястреб
2. Детритные (цепи разложения): начинаются с мёртвого органического вещества (не с редуцента!!!)
прошлогодние листья → дождевой червь (детритофаг) → крот → лисица
Оба типа цепей заканчиваются консументом высшего порядка.
В реальности не бывает чистых пищевых цепей. Пищевые цепи собираются в разветвлённые пищевые сети, поэтому при выпадении какого-либо звена цепи экосистема не вымирает (устойчивость).
Организмы в пищевой цепи занимают разные трофические уровни:
I уровень – продуценты
II уровень – консументы 1-го порядка (растительноядные)
III уровень – консументы 2-го порядка (плотоядные) и т.п.
Редуценты разлагают мёртвую органику и экскременты любых организмов.
Правило 10%: на каждый следующий трофический уровень переходит только 10% биомассы и энергии.
Это значит, что при съедании 100 кг пищи только 10 кг перейдёт в биомассу (станет мышцами, костями и т.п.). Остальные 90 кг потеряются, т.к.:
- часть пищи не переваривается и удаляется с экскрементами,
- часть пищи переваривается и окисляется с получением энергии для жизнедеятельности,
- часть энергии рассеивается в виде тепла.
Экологические пирамиды
Пирамида чисел отражает число особей на каждом трофическом уровне.
Пирамида энергии отражает количество энергии, содержащейся в пище на каждом трофическом уровне.
Пирамида биомассы показывает соотношения биомасс организмов каждого трофического уровня (суммарная масса растений > суммарной массы всех растительноядных животных > суммарной массы всех хищников).
Устойчивость экосистемы (саморегуляция): чем больше видов, тем больше пищевых цепей, тем сложнее пищевая сеть, тем более устойчивым и сбалансированным является круговорот веществ и сама экосистема.
Чем более устойчива экосистема, тем лучше она справляется с неблагоприятными воздействиями (засуха, наводнение, нашествие вредителей, эпидемия вируса, влияние человека).
Естественная и искусственная экосистема
Естественная экосистема (биоценоз)
• большое биоразнообразие видов, много трофических уровней, разветвлённые цепи питания ⇒ всё сбалансировано,
• солнце – единственный источник энергии,
• замкнутый (сбалансированный) круговорот веществ: ничего не пропадает, всё возвращается,
• саморегуляция развита: численность одних зависит от других,
• устойчивая: может существовать очень долго.
Примеры: сосновый лес, степь, луг, болото, озеро.
Искусственная экосистема (агроценоз) – создана человеком для его нужд.
• мало видов, преобладает монокультура, короткие цепи питания ⇒ баланс нарушен, и возникают преобладающие вредители,
• есть дополнительный источники энергии (человеческий труд, удобрения),
• незамкнутый (несбалансированный) круговорот веществ: человек изымает часть продукции для себя => то, что поглотили растения из почвы не возвращается в неё,
• саморегуляция нарушена: человек может уничтожать некоторых организмов (вредителей) по своему усмотрению,
• неустойчивая: разрушится, как только человек про неё забудет,
Примеры: пшеничное поле, апельсиновый сад, пруд рыбного хозяйства, рисовая плантация.
Биотические взаимодействия в экосистеме
Все живые организмы находятся в сложной системе взаимоотношений, от которых зависят возможности питания, размножения и распространения видов – это биотические отношения.
Отношения видов могут быть взаимновыгодными (+/+), взаимноневыгодными (-/-), выгодными лишь для одной стороны (+/-), нейтральными (0/0) и др. (полезность обозначается знаком «+», вредность «-», нейтральность «0»)
СИМБИОЗ - взаимовыгодные отношения (+/+)
• Протокооперация – взаимовыгодное, но не обязательное совместное существование
- рыбы-чистильщики,
- рак-отшельник и актиния.
• Мутуализм – взаимовыгодное и обязательное совместное существование (не могут существовать отдельно),
- микориза – симбиоз гриба и растения (растение даёт грибу глюкозу, полученную при фотосинтезе, а гриб дают растению воду и минеральные соли, увеличивая площадь всасывания),
- лишайник – симбиоз гриба и водорослей (аналогично),
- травоядные копытные и целлюлозолитические бактерии (переваривают целлюлозу в обмен на стабильную и питательную среду обитания),
- клубеньковые бактерии и бобовые растения (растения дают бактериям глюкозу, а бактерии дают растениям соли азоСета, которые получают при азотфиксации атмосферного азота),
- насекомые-опылители и луговые растения.
КОММЕНСАЛИЗМ – одному хорошо, а другому безразлично (+/0)
• Квартиранство – один организм использует другого организма или его жилище (нору, гнездо, раковину) в качестве своего жилища
- птицы-дуплогнёздники и дятлы, оставившие им дупла,
- ящерицы и сурки, в старой норе которых они обитают,
- лишайники и сосны, на которых они растут.
• Нахлебничество – один вид использует остатки пищи после другого
- бобовые растения и злаки, обитающие на обогащённой азотом почве
- рыба-прилипала и акула
АМЕНСАЛИЗМ – одному плохо, а другому безразлично (-/0)
- хвойные деревья (сосны, ели) и растения травяного яруса, которых они затеняют
ХИЩНИЧЕСТВО и ПАРАЗИТИЗМ – одному хорошо, а другому плохо (+/-)
• Хищничество – хищник убивает и съедает жертву.
• Паразитизм – паразит живёт за счёт ресурсов организма хозяина, но не стремится его убить (а стремится использовать его как можно дольше, выжать из него всё)
КОНКУРЕНЦИЯ – борьба за один и тот же ресурс (-/-)
• Внутривидовая борьба – между особями одного вида
- за места гнездования, за самок.
• Межвидовая борьба – между особями разных видов
- за пищу, за свет (у растений), за территорию.
НЕЙТРАЛИЗМ – два вида живут рядом, но не зависят друг от друга (0/0)
- белки и лоси, жирафы и газели, зайцы и бабочки