Dom » Zdravlje » Vodeća uloga proizvođača u ekosistemu je... Razlagači: primjeri, uloga u prirodi. Proizvođači, potrošači, razlagači. Niz promjena u biocenozama južne tajge Verkhnelenye

Vodeća uloga proizvođača u ekosistemu je... Razlagači: primjeri, uloga u prirodi. Proizvođači, potrošači, razlagači. Niz promjena u biocenozama južne tajge Verkhnelenye

1) Koja je uloga proizvođača, potrošača i razlagača u ciklusu ugljika 2) Zašto se čovječanstvo suočava s problemom ovladavanja novim izvorima energije? 3) Kako su organizmi povezani sa okolinom u procesima ciklusa azota? 4) Šta se događa ako razlagači prestanu funkcionisati u ciklusima ugljika, dušika, sumpora i fosfora

Proizvođači – organizmi koji stvaraju organsku tvar iz anorganskih spojeva (autotrofi su biljke koje stvaraju organsku tvar fotosintezom, kemotrofi su neki organizmi koji stvaraju organsku tvar putem kemijskih reakcija) .

razlagači - organizmi koji u toku svog života pretvaraju organsku materiju u neorgansku (većina mikroorganizama, gljivica).

Razlagači žive od mrtve organske materije, pretvarajući je nazad u neorganska jedinjenja. Ova klasifikacija je relativna, budući da i potrošači i sami proizvođači djelomično djeluju kao razlagači, ispuštajući mineralne metaboličke produkte u okoliš tijekom cijelog svog života.
U principu, ciklus atoma se može održavati u sistemu bez međukarike – potrošača, zbog aktivnosti dve druge grupe. Međutim, takvi se ekosistemi javljaju prije kao izuzeci, na primjer, u onim područjima gdje funkcionišu zajednice nastale samo od mikroorganizama. Ulogu potrošača u prirodi uglavnom imaju životinje, a njihove aktivnosti na održavanju i ubrzavanju cikličke migracije atoma u ekosustavima su složene i raznolike.

Lanci ishrane i trofički nivoi

Organski molekuli, koje sintetiziraju autotrofi, služe kao izvor ishrane (materije i energije) za heterotrofne životinje. Ove životinje, pak, jedu druge životinje i na taj način se energija prenosi kroz niz organizama, gdje se svaki sljedeći hrani prethodnim. Ovaj niz se naziva lanac ishrane, a svaka karika u lancu odgovara određenom trofičkom nivou (od grčkog troph - hrana). Prvi trofički nivo uvijek čine autotrofi, zvani proizvođači (od latinskog producere - proizvoditi). Drugi nivo su biljojedi (fitofagi), koji se nazivaju konzumenti (od latinskog consumo - „proždiram“) prvog reda; treći nivo (na primjer, grabežljivci) - potrošači drugog reda, itd.

Obično u ekosistemu ponekad 4-5 trofičkim nivoima a rijetko više od 6. To je dijelom zbog činjenice da se na svakom nivou gubi dio materije i energije (nepotpuna potrošnja hrane, disanje potrošača, „prirodna” smrt organizama itd.).

Uloga proizvođača, potrošača i razlagača u očuvanju života na Zemlji

P.); takvi gubici su prikazani na slici i detaljnije su razmotreni u odgovarajućem članku. Međutim, nedavna istraživanja pokazuju da je dužina lanaca ishrane ograničena i drugim faktorima. Možda značajnu ulogu igra dostupnost preferirane hrane i teritorijalno ponašanje, što smanjuje gustoću naseljavanja organizama, a samim tim i broj konzumenata višeg reda u određenom staništu. Prema postojećim procjenama, u nekim ekosistemima do 80% primarne proizvodnje ne konzumiraju fitofagi. Mrtvi biljni materijal postaje plijen za organizme koji se hrane detritusom (detritivori) ili reduktorima (destruktori). U ovom slučaju govorimo o detritalnim lancima ishrane. Detritni lanci ishrane prevladavaju, na primjer, u tropskim prašumama.

Proizvođači

Gotovo svi proizvođači- fotoautotrofi, tj. zelene biljke, alge i neki prokarioti, kao što su cijanobakterije (ranije nazvane modrozelene alge). Uloga hemoautotrofa na skali biosfere je zanemarljiva. Mikroskopske alge i cijanobakterije koje čine fitoplankton glavni su proizvođači vodenih ekosistema. Naprotiv, na prvom trofičkom nivou kopnenih ekosustava dominiraju velike biljke, na primjer, drveće u šumama, trave u savanama, stepama, poljima itd.

Protok energije i kruženje supstanci u tipičnom lancu ishrane. Imajte na umu da je moguća dvosmjerna razmjena između grabežljivaca i detritivora, kao i razlagača: detritivori se hrane mrtvim grabežljivcima, a grabežljivci u nekim slučajevima jedu žive detritivore i razlagače. Fitofagi su potrošači prvog reda; mesožderi su potrošači drugog, trećeg itd. reda.

Potrošači prvog reda

Na kopnu, glavni fitofagi- insekti, gmizavci, ptice i sisari. U slatkoj i morskoj vodi to su obično mali rakovi (dafnije, morski žir, larve rakova itd.) i školjke; većina njih su filter hranilice, filtrirajući proizvođače, kao što je opisano u odgovarajućem članku. Zajedno s protozoama, mnogi od njih su dio zooplanktona - zbirke mikroskopskih lebdećih heterotrofa koji se hrane fitoplanktonom. Život okeana i jezera gotovo u potpunosti ovisi o planktonskim organizmima, koji praktično čine početak svih lanaca ishrane u ovim ekosistemima.

Proizvođači su organizmi sposobni da proizvode (proizvode) organsku materiju iz neorganskih materija.

U prirodnim zajednicama ulogu proizvođača najčešće imaju biljke, a vrlo rijetko neki prokariotski organizmi sposobni za fotosintezu ili kemosintezu. Dakle, karakteristika A pripada grupi 2.

Lanci ishrane obično počinju od proizvođača, odnosno od biljaka. Budući da je naznačeno da je lanac ishrane pašnjački, on jasno uključuje biljne organizme kao prvu kariku. To znači da karakteristika B pripada proizvođačima. Postoje zajednice u kojima nema biljaka (na primjer, u dubinama okeana, u tlu). Ovdje organska materija dolazi izvana, a lanac ishrane uključuje samo potrošače i razlagače.

Potrošači su organizmi koji se hrane proizvođačima ili drugim potrošačima. Većina životinja su potrošači (neke su razlagači, hrane se mrtvom organskom materijom). Dakle, karakteristika B se odnosi na potrošače.

Karakteristika G zapravo duplira A i očigledno ima za cilj da zbuni. Iako možete vidjeti neke suptilnosti. Samo autotrofni organizmi stvaraju organsku materiju od neorganskih. Međutim, svi organizmi stvaraju organsku tvar razgradnjom organskih tvari koje dolaze iz hrane. Nakon toga se iznova sintetiziraju "njihove" složene organske tvari. Međutim, u biologiji (posebno u ekologiji kada se razmatraju prirodne zajednice) općenito je prihvaćeno da samo autotrofi (biljke, fotosintetski i kemosintetski prokarioti) stvaraju organsku tvar.

Koncepti "autotrofa" i "proizvođača" ujedinjuju iste grupe organizama. Međutim, termin "autotrof" se uglavnom koristi u proučavanju strukture i fiziologije organizama. “Proizvođač” je ekološki pojam.

Autotrofi se dijele na fototrofe i kemotrofe. Prvi koriste energiju sunčeve svjetlosti (od riječi "fotoni") za sintezu organskih tvari. Druga je energija koja se oslobađa kao rezultat kemijskih (i stoga „kemo-“) oksidativnih reakcija. Biljke su fototrofi, one su i proizvođači, tako da je D u korelaciji sa 2.

Uloga živih organizama u biološkom ciklusu

Biološki ciklus je pojava kontinuirane prirode, ciklična, prirodna, ali neujednačena u vremenu i prostoru, preraspodjela supstanci, energije i informacija unutar ekoloških sistema različitih hijerarhijskih nivoa organizacije - od biogeocenoze do biosfere. Kruženje tvari na skali cijele biosfere naziva se veliki krug, a unutar određene biogeocenoze - mali krug biotičke razmjene.

Akademik V.I. Vernadsky je bio prvi koji je postavio tezu o najvažnijoj ulozi živih organizama u formiranju i održavanju osnovnih fizičkih i hemijskih svojstava Zemljine ljuske. U njegovom konceptu, biosfera se ne posmatra samo kao prostor koji zauzima život, već kao integralni funkcionalni sistem, na čijem nivou se ostvaruje neraskidiva veza između geoloških i bioloških procesa. Glavna svojstva života koja osiguravaju ovu povezanost su visoka kemijska aktivnost živih organizama, njihova mobilnost i sposobnost samoreprodukcije i evolucije. U održavanju života kao planetarne pojave najvažnija je raznolikost njegovih oblika, koji se razlikuju po skupu utrošenih supstanci i otpadnih proizvoda koji se ispuštaju u okoliš. Biološka raznolikost je osnova za formiranje stabilnih biogeohemijskih ciklusa materije i energije u biosferi Zemlje.

Specifično svojstvo života je izmjena tvari sa okolinom. Svaki organizam mora primati određene tvari iz vanjskog okruženja kao izvore energije i materijala za izgradnju vlastitog tijela. Metabolički proizvodi koji više nisu pogodni za dalju upotrebu uklanjaju se van. Dakle, svaki organizam ili mnogi identični organizmi u procesu svojih životnih aktivnosti pogoršavaju svoje životne uslove. Mogućnost obrnutog procesa – održavanja životnih uvjeta ili čak njihovog poboljšanja – određena je činjenicom da je biosfera nastanjena različitim organizmima s različitim vrstama metabolizma.

U svom najjednostavnijem obliku, skup visokokvalitetnih oblika života predstavljaju proizvođači, potrošači i razlagači, čija zajednička aktivnost osigurava ekstrakciju određenih tvari iz vanjskog okruženja, njihovu transformaciju na različitim nivoima trofičkih lanaca i mineralizaciju. organske materije na komponente dostupne za sledeće uključivanje u ciklus (glavni elementi koji migriraju duž lanaca biološkog ciklusa - ugljenik, vodonik, kiseonik, kalijum, fosfor, sumpor itd.).

Proizvođači

Proizvođači su živi organizmi koji su sposobni sintetizirati organsku materiju iz neorganskih komponenti koristeći vanjske izvore energije. (Imajte na umu da je primanje energije izvana opšti uslov za život svih organizama; u energetskom smislu svi biološki sistemi su otvoreni) nazivaju se i autotrofima, jer se snabdevaju organskom materijom. U prirodnim zajednicama proizvođači obavljaju funkciju proizvođača organske materije akumulirane u tkivima ovih organizama. Organska materija takođe služi kao izvor energije za vitalne procese; vanjska energija se koristi samo za primarnu sintezu.

Svi proizvođači, na osnovu prirode izvora energije za sintezu organskih supstanci, dijele se na fotoautotrofe i kemoautotrofe. Prva upotreba za sintezu energije sunčevog zračenja u dijelu spektra s talasnom dužinom od 380-710 nm. To su uglavnom zelene biljke, ali i predstavnici nekih drugih kraljevstava organskog svijeta također su sposobni za fotosintezu. Od posebnog značaja među njima su cijanobakterije (plavo-zelene „alge“), koje su, po svemu sudeći, bile prve fotosintetike u evoluciji života na Zemlji. Mnoge bakterije su sposobne i za fotosintezu, iako koriste poseban pigment - bakteriohlorin - i ne oslobađaju kiseonik tokom fotosinteze. Glavni polazni materijali koji se koriste za fotosintezu su ugljični dioksid i voda (osnova za sintezu ugljikohidrata), kao i dušik, fosfor, kalij i drugi elementi mineralne ishrane.

Stvarajući organske tvari na temelju fotosinteze, fotoautotrofi tako vezuju iskorištenu sunčevu energiju, kao da je pohranjuju. Naknadni raspad hemijskih veza dovodi do oslobađanja tako „pohranjene“ energije. Ovo se ne odnosi samo na upotrebu fosilnih goriva; Energija “pohranjena” u biljnim tkivima prenosi se u obliku hrane duž trofičkih lanaca i služi kao osnova za tokove energije koji prate biogeni ciklus tvari.

Hemoautotrofi koriste energiju hemijskih veza u procesima sinteze organske materije. Ova grupa uključuje samo prokariote: bakterije, arhebakterije i djelimično plavo-zelene. Hemijska energija se oslobađa tokom oksidacije minerala. Egzotermne oksidativne procese koriste nitrifikacijske bakterije (oksidiraju amonijak u nitrite, a zatim u nitrate), željezne bakterije (oksidacija željeznog željeza u oksid željeza) i bakterije sumpora (vodonik sulfid u sulfate). Metan, CO i neke druge tvari također se koriste kao supstrati za oksidaciju.

Uz svu raznolikost specifičnih oblika autotrofnih proizvođača, njihova opća funkcija biosfere je ujednačena i sastoji se u uključivanju elemenata nežive prirode u sastav tkiva organizama, a time i u opći biološki ciklus. Ukupna masa proizvodnih autotrofa je više od 95% mase svih živih organizama u biosferi.

Potrošači

Hranu, na ovaj ili onaj način izvučenu iz spoljašnje sredine, heterotrofi koriste za izgradnju vlastitog tijela i kao izvor energije za različite oblike životne aktivnosti. Dakle, heterotrofi koriste energiju koju pohranjuju autotrofi u obliku kemijskih veza organskih tvari koje sintetiziraju. U protoku supstanci duž ciklusa zauzimaju nivo konzumenata koji su obavezno povezani sa autotrofnim organizmima (potrošači 1. reda) ili sa drugim heterotrofima kojima se hrane (potrošači 2. reda).

Opšti značaj potrošača u ciklusu supstanci je jedinstven i dvosmislen. Oni nisu potrebni u procesu direktnog ciklusa: umjetni zatvoreni modelni sistemi sastavljeni od zelenih biljaka i zemljišnih mikroorganizama, u prisustvu vlage i mineralnih soli, mogu postojati neograničeno dugo zbog fotosinteze, uništavanja biljnih ostataka i uključivanja otpuštenih elemenata u novi ciklus. Ali to je moguće samo u stabilnim laboratorijskim uslovima. U prirodnom okruženju povećava se vjerovatnoća smrti tako jednostavnih sistema iz mnogih uzroka.

7.2 Ekosistem (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga

“Garanci” stabilnosti ciklusa su, prije svega, potrošači.

U procesu vlastitog metabolizma heterotrofi razgrađuju organske tvari dobivene hranom i na toj osnovi izgrađuju tvari vlastitog tijela. Transformacija tvari koje prvenstveno proizvode autotrofi u potrošačkim organizmima dovodi do povećanja raznolikosti žive tvari. Raznolikost je neophodan uslov za stabilnost svakog kibernetičkog sistema u pozadini spoljašnjih i unutrašnjih poremećaja. Živi sistemi – od organizma do biosfere u cjelini – funkcioniraju prema kibernetičkom principu povratne sprege.

Životinje, koje čine većinu potrošačkih organizama, odlikuju se mobilnošću i sposobnošću aktivnog kretanja u prostoru. Na taj način efektivno učestvuju u migraciji žive materije, njenoj disperziji po površini planete, što, s jedne strane, stimuliše prostornu distribuciju života, as druge, služi kao svojevrsni „garantni mehanizam“. ” u slučaju uništenja života na bilo kom mjestu iz određenih razloga.

Primjer takve “prostorne garancije” je dobro poznata katastrofa na ostrvu. Krakatoa: Vulkanska erupcija 1883. uništila je život na ostrvu, ali se oporavila za samo 50 godina, sa oko 1.200 zabeleženih vrsta. Naseljavanje se dogodilo uglavnom zbog Jave, Sumatre i susjednih ostrva koja nisu bila zahvaćena erupcijom, odakle su, na različite načine, biljke i životinje ponovo naselile ostrvo prekriveno pepelom i tokovima smrznute lave. U isto vrijeme, filmovi cijanobakterija prvi su se pojavili (nakon 3 godine) na vulkanskom tufu i pepelu. Proces uspostavljanja održivih zajednica na ostrvu se nastavlja; šumske cenoze su još uvijek u ranoj fazi sukcesije i uvelike su pojednostavljene u strukturi.

Konačno, izuzetno je važna uloga potrošača, prvenstveno životinja, kao regulatora intenziteta tokova materije i energije duž trofičkih lanaca. Sposobnost aktivne autoregulacije biomase i brzine njene promjene na nivou ekosistema i populacija pojedinih vrsta u konačnici se ostvaruje u vidu održavanja usklađenosti sa stopama stvaranja i uništavanja organske tvari u globalnim cirkulacijskim sistemima. U takvom regulatornom sustavu ne sudjeluju samo potrošači, već se potonji (posebno životinje) odlikuju najaktivnijom i najbržom reakcijom na bilo kakav poremećaj u ravnoteži biomase susjednih trofičkih razina.

U principu, sistem regulacije protoka materije u biogenom ciklusu, zasnovan na komplementarnosti ekoloških kategorija živih organizama koji čine ovaj sistem, funkcioniše na principu proizvodnje bez otpada. Međutim, idealno bi bilo da se ovaj princip ne može poštovati zbog velike složenosti procesa u interakciji i faktora koji na njih utiču. Rezultat narušavanja potpunosti ciklusa bile su naslage nafte, uglja, treseta i sapropela. Sve ove supstance nose energiju prvobitno pohranjenu tokom fotosinteze. Njihova upotreba od strane ljudi je, takoreći, "odloženo u vremenu" završetak ciklusa biološkog ciklusa.

Dekompozitori

U ovu ekološku kategoriju spadaju heterotrofni organizmi koji, koristeći mrtvu organsku materiju (leševe, izmet, biljnu stelju, itd.) kao hranu, razlažu je na anorganske komponente procesom metabolizma.

Djelomična mineralizacija organskih tvari javlja se u svim živim organizmima. Tako se tokom disanja oslobađa CO2, iz tijela se uklanja voda, mineralne soli, amonijak itd. Istinskim razlagačima, koji završavaju ciklus uništavanja organskih supstanci, stoga treba smatrati samo one organizme koji u spoljašnju sredinu ispuštaju samo neorganske supstance koje su spremne da se uključe u novi ciklus.

Kategorija razlagača uključuje mnoge vrste bakterija i gljivica. Po prirodi svog metabolizma, to su reducirajući organizmi. Dakle, bakterije koje devitificiraju redukuju dušik u elementarno stanje, a bakterije koje reduciraju sulfate redukuju sumpor u vodonik sulfid. Krajnji produkti razgradnje organskih tvari su ugljični dioksid, voda, amonijak i mineralne soli. U anaerobnim uslovima, razgradnja ide dalje - do vodonika; nastaju i ugljovodonici.

Cijeli ciklus redukcije organske tvari je složeniji i uključuje veći broj učesnika. Sastoji se od niza uzastopnih karika, u nizu kojih različiti destruktivni organizmi postepeno pretvaraju organske tvari, prvo u jednostavnije oblike, a tek onda u anorganske komponente djelovanjem bakterija i gljivica.

Nivoi organizacije žive materije

Zajednička aktivnost proizvođača, potrošača i razlagača uslovljava kontinuirano održavanje globalnog biološkog ciklusa supstanci u biosferi Zemlje. Ovaj proces je podržan prirodnim odnosima prostorno-funkcionalnih dijelova koji čine biosferu i osiguran je posebnim sistemom veza koje djeluju kao mehanizam za homeostazu biosfere - održavajući njeno stabilno funkcioniranje u pozadini promjenjivih vanjskih i unutrašnji faktori. Stoga se biosfera može smatrati globalnim ekološkim sistemom koji osigurava održivo održavanje života u njegovoj planetarnoj manifestaciji.

Svaki biološki (uključujući i ekološki) sistem karakteriše specifična funkcija, uređeni odnosi između delova (podsistema) koji čine sistem i regulatorni mehanizmi zasnovani na tim interakcijama koji određuju integritet i stabilnost sistema u pozadini fluktuirajućih spoljašnjih uslova. . Iz navedenog je jasno da biosfera po svojoj strukturi i funkciji odgovara konceptu biološkog (ekološkog) sistema.

Na nivou biosfere u cjelini postoji univerzalna funkcionalna veza između žive tvari i nežive prirode. Njegove strukturne i funkcionalne komponente (podsistemi), na čijoj razini se javljaju specifični ciklusi biološkog ciklusa, su biogeocenoze (ekosistemi).

Biotički faktori životne sredine (Biotički faktori; Biotički faktori sredine; Biotički faktori; Biološki faktori; od grčkog Biotikos - život) - faktori životne sredine koji utiču na život organizama.

Djelovanje biotičkih faktora izražava se u vidu međusobnog utjecaja jednih organizama na životnu aktivnost drugih organizama, a sve zajedno na stanište. Postoje direktne i indirektne veze između organizama.

Intraspecifične interakcije između jedinki iste vrste sastoje se od grupni i masovni efekti i intraspecifična konkurencija.

Međuvrsni odnosi su mnogo raznovrsniji. Moguće vrste kombinacija odražavaju različite vrste odnosa:

Skup fizičkih i hemijskih faktora nežive prirode koji utiču na organizam u njegovom staništu - abiotički faktor

Proizvođači, potrošači, razlagači

Proizvođači su organizmi koji proizvode organska jedinjenja iz neorganskih. Proizvođači (uglavnom zelene biljke) stvaraju organsku materiju u procesu fotosinteza ili hemosinteza. Ove organske supstance proizvođači koriste kao izvor energije i kao građevinski materijal za ćelije i tkiva tela.

fotosinteza može se predstaviti na sljedeći način:

hemosinteza - pretvaranje anorganskih jedinjenja u hranljive organske supstance u odsustvu sunčeve svetlosti, koristeći energiju hemijskih reakcija.

Samo proizvođači mogu sami proizvoditi svoju hranu. Štaviše, oni direktno ili indirektno obezbeđuju hranljive materije potrošačima i razlagačima.

Po vrsti ishrane svi proizvođači su autotrofi— oni sami proizvode organske tvari iz neorganskih. Potrošači i razlagači prema vrsti ishrane su heterotrofi- hrane se organskom materijom koju proizvode drugi živi organizmi.

Potrošači– organizmi koji hranom dobijaju hranljive materije i potrebnu energiju živi organizmi- proizvođači ili drugi potrošači.

Ovisno o izvorima hrane, potrošači se dijele u tri glavne klase:

— fitofagi(biljojedi) su Potrošači 1. reda hrane se isključivo živim biljkama. Na primjer, ptice jedu sjemenke, pupoljke i lišće.

— predatori(mesojedi) – Potrošači drugog reda koji se hrane isključivo biljojedima (fitofazima), kao i Potrošači 3. reda hrane se samo mesožderima.

— eurifagi(svejedi) koji mogu jesti i biljnu i životinjsku hranu. Primjeri su svinje, pacovi, lisice, žohari i ljudi.

Dekompozitori– organizmi koji hranom dobijaju hranljive materije i potrebnu energiju ostaci mrtvih organizama(životinje, biljke). (Heterotrofni organizmi u ekosistemu se takođe nazivaju razlagači.)

Postoje dvije glavne klase razlagača:

1. Detritivores– direktno konzumiraju mrtve organizme ili organske ostatke. (primjer: šakali, supovi, gliste).

2. destruktori – razgrađuju mrtvu organsku materiju u jednostavna anorganska jedinjenja (proces truljenja i razgradnje). Primjeri uključuju gljive i mikroskopske jednoćelijske bakterije.

Broj jedinki date vrste po jedinici površine ili po jedinici zapremine (na primjer, za plankton). gustoća naseljenosti

HRANA WEB, sistem odnosa između LANCA HRANA, često je prilično složen. Šematski se može predstaviti u obliku ukrštanja linija koje povezuju različite karike lanaca ishrane, što podsjeća na mrežu. Mreža ishrane povezuje biljke i životinje. Raznolikost odnosa hrane između organizama u ekosustavima, uključujući potrošače i čitav niz njihovih izvora hrane, provodi mreža hrane.

Složene nutritivne interakcije postoje između autotrofa i heterotrofa u ekosistemima. Neki organizmi jedu druge i na taj način vrše prijenos tvari i energije – osnove za funkcioniranje ekosistema.

Unutar ekosistema, organsku materiju stvaraju autotrofni organizmi kao što su biljke. Biljke jedu životinje, koje zauzvrat jedu druge životinje. Ova sekvenca se naziva lanac ishrane (slika 1), a svaka karika u lancu ishrane naziva se trofičkom nivou.

lanac ishrane- sistem prijenosa materije i energije od organizma do organizma, u kojem svaki prethodni organizam uništava sljedeći.

Grafički prikaz odnosa između proizvođača, potrošača i razlagača, izražen u jedinicama mase - to je piramida stanovništva.

Najniža biljna biomasa i produktivnost u tundri

Zove se sposobnost obnavljanja i održavanja određenog broja u populaciji samoregulacije stanovništva

Za zimu biljke pohranjuju rezervne tvari - ugljikohidrati

Endemske vrste - grupa organizama ograničene u distribuciji i pronađenih na jednoj lokaciji (geografskom području)

Promjena sastava vrsta u biocenozi, praćena povećanjem stabilnosti zajednice, naziva se uspjeh

Faktori okoline u interakciji u biogeocenozi - abiotički i biotički

Nacionalni park - To su teritorije koje su isključene iz privredne djelatnosti radi očuvanja prirodnih kompleksa koji imaju posebnu ekološku, istorijsku, estetsku vrijednost, a koriste se i u rekreativne i kulturne svrhe.

Prirodni spomenici- to su jedinstveni ili tipični, naučno, kulturno, obrazovni ili estetski vrijedni prirodni objekti (šumovi, jezera, antički parkovi, živopisne stijene itd.)

Trofički lanci i nivoi

Ekosistem A. Tansleya

Ekološki sistem– skup zajednica (biocenoza) i staništa koji su međusobno u prirodnom odnosu. Primjer ekosistema bi bilo jezero, kap vode, svemirska letjelica itd.

Pojmovi “ekosistem” i “biogeocenoza” su bliski jedan drugom, ali nisu sinonimi. Ekološki sistem je svaka kolekcija organizama i njihovog okruženja. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ekosistem - kap vode sa svojom mikrobnom populacijom, šuma, saksija za cvijeće, svemirski brod s ljudskom posadom i struktura za biološki tretman otpadnih voda (aeracioni rezervoar, biofilter). Oni ne potpadaju pod definiciju biogeocenoze, jer mnoge karakteristike ove definicije nisu karakteristične za njih, a prije svega, element kao što je "geo" - Zemlja. Biogeocenoze su prirodne formacije.

Međutim, pojam “ekosistema” je širi od “biogeocenoze”. Svaka biogeocenoza je ekosistem, ali nije svaki ekosistem biogeocenoza.

Glavna funkcija biogeocenoza (ekosistema) je održavanje cirkulacije supstanci u biosferi, zasnovana je na nutritivnim odnosima vrsta. Međutim, u biogeocenozi se formira lanac sekvencijalnog prijenosa materije i njene ekvivalentne energije od jednog organizma do drugog (vidi sliku 4.1). Takav lanac se zove trofički (grčki trofej - jedem).

Uz svu raznolikost vrsta koje čine različite zajednice, svaka biocenoza uključuje predstavnike sve tri temeljne ekološke grupe organizama – proizvođače, razlagače i konzumente.

U specifičnim biocenozama proizvođači, potrošači i razlagači su predstavljeni populacijama mnogih vrsta, čiji je sastav specifičan za svaku pojedinu zajednicu.

Funkcionalno, sve vrste su podeljene u nekoliko grupa na osnovu njihovog mesta u opštem sistemu cirkulacije supstance i protoka energije.

Vrste koje su u ovom smislu ekvivalentne formiraju određenu trofičkom nivou, a odnosi između vrsta na različitim nivoima su sistem napajanja.

1. Proizvođači(lat. producentis- proizvodi) - ϶ᴛᴏ živi organizmi koji su sposobni sintetizirati organske tvari iz neorganskih komponenti koristeći vanjske izvore energije.

Proizvođači se dijele na:

Fotoautotrofi;
Chemoautotrophs.

Rice. 4.1 Pojednostavljeni dijagram prenosa materije i energije u procesu biološke cirkulacije.

Fotoautotrofi– koriste sunčevu energiju za sintezu u dijelu spektra duge talasne dužine (380-710 nm).

To su zelene biljke (sa hlorofilom), kao i cijanobakterije (plavo-zelene - "alge").

Chemoautotrophs– koriste energiju hemijskih veza.

To uključuje: prokariote (bakterije, arhebakterije i neke plavo-zelene). Hemijska energija se oslobađa tokom oksidacije minerala.

2. Potrošači(od lat. consumo– konzumirati, jesti) – živa bića, koja nisu u stanju da izgrade svoje tijelo upotrebom neorganskih tvari, zahtijevaju snabdijevanje organskom tvari izvana, na račun proizvođača koje sintetiziraju proizvođači.

Podijeljen u:

– potrošači prvog reda – hrane se direktno proizvođačima.

– potrošači 2. reda – hrane se potrošačima 1. reda.

Trofički lanac ne završava uvijek tu, a sekundarni potrošač može poslužiti kao izvor prehrane za potrošače trećeg reda, itd.

Lanci mogu biti relativno jednostavni (jasika - zec - lisica) i složeniji (trava - insekt - žaba - zmija - jastreb).

Glavna funkcija potrošača: održavaju stabilnost biološkog ciklusa. Princip raznolikosti je važan za održivo funkcionisanje ekosistema.

3. Dekompozitori(od lat. smanjenja– obnavljanje, vraćanje) – živi organizmi koji razlažu organske ostatke svih trofičkih nivoa proizvođača i potrošača u mineralnu materiju.

Tokom procesa hranjenja, „otpad“ se formira na svim trofičkim nivoima. Zelene biljke svake godine djelimično ili potpuno gube lišće.

Koja je uloga proizvođača u prirodnim i vještačkim ekosistemima?

Značajan dio organizama iz ovog ili onog razloga neprestano odumire.

Kao rezultat toga, sva stvorena organska tvar mora biti zamijenjena kao rezultat mineralizacije. Iz tog razloga, glavna funkcija razlagača (a to su bakterije, gljive, protozoe, mali beskičmenjaci) je razgradnja “otpada” na minerale. Intenzitet mineralizacije u velikoj mjeri zavisi od temperature, vlažnosti i drugih faktora.

Svaka kolekcija organizama i neorganskih komponenti u kojoj se može održati ciklus materije naziva se ekološki sistem ili ekosistem.
Prirodni ekosistemi mogu biti različitog volumena i obima: mala lokva sa svojim stanovnicima, bara, okean, livada, šumarak, tajga, stepa - sve su to primjeri ekosistema različitih razmjera. Svaki ekosistem uključuje živi dio - biocenozu i njeno fizičko okruženje. Manji ekosistemi su dio sve većih, sve do ukupnog ekosistema Zemlje. Opšti biološki ciklus materije na našoj planeti takođe se sastoji od interakcije mnogo više privatnih ciklusa.
Ekosistem može osigurati kruženje materije samo ako uključuje četiri komponente neophodne za to: rezerve nutrijenata, proizvođače, potrošače i razlagače.
Proizvođači su zelene biljke koje stvaraju organsku materiju iz biogenih elemenata, odnosno bioloških proizvoda, koristeći tokove sunčeve energije.
Potrošači su potrošači ove organske supstance, prerađujući je u nove oblike. Životinje se obično ponašaju kao potrošači. Postoje konzumenti prvog reda - biljojedi i životinje drugog reda - mesožderi.
Razlagači su organizmi koji konačno razgrađuju organska jedinjenja u mineralna. Ulogu razlagača u biocenozama obavljaju uglavnom gljive i bakterije, kao i drugi mali organizmi koji prerađuju odumrle ostatke biljaka i životinja.
Život na Zemlji traje oko 4 milijarde godina, bez prekida upravo zato što se javlja u sistemu bioloških ciklusa materije. Osnova za to je fotosinteza biljaka i prehrambene veze između organizama u biocenozama.
Međutim, biološki ciklus materije zahteva stalnu potrošnju energije.

Za razliku od hemijskih elemenata koji su stalno uključeni u živa tijela, energiju sunčeve svjetlosti koju zadržavaju zelene biljke organizmi ne mogu beskonačno koristiti.
Prema prvom zakonu termodinamike, energija ne nestaje bez traga, ona se čuva u svijetu oko nas, ali prelazi iz jednog oblika u drugi. Prema drugom zakonu termodinamike, svaka transformacija energije je praćena prijelazom njenog dijela u stanje u kojem se više ne može koristiti za rad. U ćelijama živih bića energija koja obezbeđuje hemijske reakcije delimično se pretvara u toplotu tokom svake reakcije, a toplotu telo raspršuje u okolni prostor. Složen rad ćelija i organa je stoga praćen gubitkom energije iz organizma. Svaki ciklus kruženja tvari, ovisno o aktivnosti članova biocenoze, zahtijeva sve više i više novih zaliha energije.
Dakle, život na našoj planeti se odvija kao stalan ciklus supstanci, podržan protokom sunčeve energije. Život je organizovan ne samo u biocenoze, već i u ekosisteme, u kojima postoji bliska veza između živih i neživih komponenti prirode.
Raznolikost ekosistema na Zemlji povezana je kako sa raznovrsnošću živih organizama, tako i sa uslovima fizičkog i geografskog okruženja. Tundre, šume, stepe, pustinje ili tropske zajednice imaju svoje karakteristike bioloških ciklusa i veza sa okolinom. Vodeni ekosistemi su također izuzetno raznoliki. Ekosistemi se razlikuju po brzini bioloških ciklusa i ukupnoj količini tvari uključene u te cikluse.
Osnovni princip održivosti ekosistema – ciklus materije podržan protokom energije – u suštini osigurava beskrajno postojanje života na Zemlji.
Na osnovu ovog principa mogu se organizovati održivi veštački ekosistemi i proizvodne tehnologije koje štede vodu ili druge resurse. Narušavanje koordinirane aktivnosti organizama u biocenozama obično povlači za sobom ozbiljne promjene u ciklusima materije u ekosistemima. To je glavni uzrok ovakvih ekoloških katastrofa kao što je pad plodnosti tla, smanjenje prinosa biljaka, rasta i produktivnosti životinja, te postepeno uništavanje prirodnog okoliša.

Proizvođači

Potrošači

Živa bića koja nisu u stanju da izgrade svoje tijelo na osnovu upotrebe anorganskih supstanci, a zahtijevaju opskrbu organskim tvarima izvana, u sklopu hrane, spadaju u grupu heterotrofnih organizama koji žive od proizvoda sintetiziranih foto- ili hemostetike. Hranu, na ovaj ili onaj način izvučenu iz spoljašnje sredine, heterotrofi koriste za izgradnju vlastitog tijela i kao izvor energije za različite oblike životne aktivnosti. Dakle, heterotrofi koriste energiju koju pohranjuju autotrofi u obliku kemijskih veza organskih tvari koje sintetiziraju. U protoku supstanci duž ciklusa zauzimaju nivo konzumenata koji su obavezno povezani sa autotrofnim organizmima (potrošači 1. reda) ili sa drugim heterotrofima kojima se hrane (potrošači 2. reda).

Primjer takve “prostorne garancije” je dobro poznata katastrofa na ostrvu. Krakatoa: Kao rezultat vulkanske erupcije 1883. godine, život na ostrvu je potpuno uništen, ali je za samo 50 godina obnovljen - zabilježeno je oko 1.200 vrsta. Naseljavanje se dogodilo uglavnom zbog Jave, Sumatre i susjednih ostrva koja nisu bila zahvaćena erupcijom, odakle su, na različite načine, biljke i životinje ponovo naselile ostrvo prekriveno pepelom i tokovima smrznute lave. U isto vrijeme, filmovi cijanobakterija prvi su se pojavili (nakon 3 godine) na vulkanskom tufu i pepelu. Proces uspostavljanja održivih zajednica na ostrvu se nastavlja; šumske cenoze su još uvijek u ranoj fazi sukcesije i uvelike su pojednostavljene u strukturi.

Dekompozitori

Kategorija razlagača uključuje mnoge vrste bakterija i gljivica. Po prirodi svog metabolizma, to su reducirajući organizmi. Dakle, bakterije koje devitificiraju redukuju dušik u elementarno stanje, a bakterije koje reduciraju sulfate redukuju sumpor u vodonik sulfid. Konačni produkti razgradnje organskih tvari su ugljični dioksid, voda, amonijak, mineralne soli. U anaerobnim uslovima, razgradnja ide dalje - do vodonika; nastaju i ugljovodonici.

Nivoi organizacije žive materije

Svi živi organizmi na našoj planeti mogu se klasificirati kao proizvođači, potrošači ili razlagači. Šta znače ovi pojmovi? Koje su karakteristike organizama koji pripadaju jednoj ili drugoj kategoriji? Na osnovu čega se predlaže ova klasifikacija? O tome će biti riječi u članku. Osim toga, detaljnije će biti razmotreno pitanje ko su razlagači. Primjeri ovih organizama će također biti navedeni u nastavku.

Opis trofičkog (prehrambenog) lanca

Sve biljke, životinje, mikroorganizmi, gljive itd. koji nastanjuju Zemlju uključeni su u neku vrstu odnosa, koju naučnici nazivaju trofičkim lancem (ili lancem ishrane). Neki od njih jedu druge, zbog čega se energija prenosi s jedne karike zamišljenog lanca na drugu. Dakle, postoji jednostavna veza između njih: “hrana – potrošač hrane”.

Prvu kariku lanca ishrane čine takozvani proizvođači, ili autotrofi. To uključuje većinu biljaka i algi. Proizvođači nemaju prethodnike, karakterizira ih transformacija anorganskih tvari u organske, zbog čega se akumulira energija, a proizvođače mogu konzumirati kao hranu predstavnici sljedeće karike. Zovu se potrošači.

Potrošači mogu biti 1., 2., 3. i 4. reda. Potrošači 1. reda su obično biljojedi, 2. grabežljivci koji jedu hranu itd.

Sljedeći u lancu ishrane su dekompozitori, odnosno razlagači - organizmi koji organsku tvar prerađuju natrag u anorganske tvari (ili one najjednostavnije organske), čime se osigurava proces razgradnje i kruženje tvari u prirodi. Ova najvažnija karika su „bolnici“. Mogu se navesti sljedeći primjeri razlagača: saprotrofne bakterije, aktinomicete, gljive (na primjer, rod Penicillium).

Uloga ovih organizama je teško precijeniti. Zahvaljujući njima, organski ostaci se razgrađuju bez traga, dobijajući strukturu i oblik koji su dostupni proizvođačima (autotrofi). Proizvođači biljaka, konzumirajući ih, povećavaju zelenu masu i služe kao hrana za životinje i ljude. Značajnu ulogu u prirodi imaju razlagači - bakterije koje stvaraju tlo koje razgrađuju biljne i životinjske organske ostatke, pretvarajući ih u humus, a ovaj u mineralne soli.

Razlika između razlagača i čistača

Neki ljudi pogrešno vjeruju da razlagači uključuju životinje i ptice koje se hrane strvinom. Ali to nije istina. Glavna razlika između njih i detritovora (čistača) je u tome što organizmi koji se hrane strvinom proizvode čvrsti otpad u obliku izmeta. Takvi otpadni proizvodi su odsutni u razlagačima. Njihova uloga je uništavanje – uništavanje složenih organskih tvari i pretvaranje u one jednostavnije strukture (urea) ili anorganske. Detritivori koji proizvode čvrsti otpad tradicionalno se klasifikuju kao potrošači.

Gubici energije tokom prelaska sa jednog nivoa lanca ishrane na drugi

Prilikom prelaska energije od proizvođača do potrošača, značajan dio se gubi (i do 80-90%), najčešće u obliku toplote. To je razlog zašto je dužina lanca ishrane obično ograničena na 3-6 karika.

Glavni razlozi za gubitak energije su sljedeći:

Organizmi se kreću i troše energiju na ćelijsko disanje, osiguravajući svoje vitalne funkcije.
Životinje ne mogu svu organsku materiju probaviti, a dio se izlučuje u obliku izmeta.
Ne završavaju svi organizmi prethodnog nivoa kao hrana za predstavnike sljedećeg. Značajan dio njih jednostavno umire iz raznih razloga.
Izmet i mrtve organizme razlagači prerađuju u svoju energiju.

Odnos biomase na različitim nivoima

Uzimajući u obzir navedeno, možemo zaključiti da za održavanje ekološke ravnoteže broj živih organizama na prethodnom nivou mora znatno premašiti onaj na sljedećem. Drugim riječima, trebalo bi da bude više proizvođača nego potrošača. Istovremeno, broj grabežljivaca na sljedećim razinama se smanjuje, ali oni postaju sve veći. Ovaj zakon se naziva pravilo ekološke piramide.

Šta je sa razlagačima? Promjena ekosistema ovdje nije bitna: razlagači će i dalje biti prisutni u njemu. Njihova međusobna ovisnost s potrošačima i proizvođačima osigurava da ni pod kakvim katastrofalnim okolnostima ne bude uništena biogeocenoza i obnovljene izgubljene veze.

Što se tiče odnosa između razlagača i drugih grupa u prirodi, ovo je prilično komplikovano pitanje, jer imamo posla sa izuzetno malim organizmima. Kao što istraživanja pokazuju, ni njihova ukupna biomasa ni njihov broj ne mogu ukazivati na stepen njihove produktivnosti. Mjerenje takve biomase je teško i također pruža malo informacija. Dakle, broj mikroorganizama u tlu može ostati isti, ali će pod različitim uvjetima pokazivati različite aktivnosti.

Možemo reći da je u produktivnim ekosistemima biomasa ovih mikroorganizama otprilike 10-100 g po kvadratnom metru. Ako pogledate indikatore u tundri ili pustinji, oni će biti mnogo manji, kao i aktivnost razlagača. Promjena ekosistema u ovom primjeru omogućava da se uzmu u obzir različiti životni uslovi.

Konačno

U članku je ukratko opisana struktura lanca ishrane, a također se detaljnije govori o tome ko su razlagači (sa primjerima).

Zanimljivo je da su dijelovi lanca ishrane, poput potrošača, bili odsutni sa Zemlje oko 2 milijarde godina, kada su se ekosistemi sastojali samo od prenuklearnih organizama zvanih prokarioti. Ali bez razlagača njihovo postojanje bilo bi nemoguće, jer neko mora organske supstance, koje proizvode čak i najjednostavniji mikroorganizmi, ponovo pretvoriti u neorganske. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti razlagača, čiji su primjeri navedeni u članku, voda i mineralne soli se vraćaju u tlo. Tako je krug zatvoren, a organizmi koji proizvode (autotrofi) ponovo mogu koristiti korisne tvari.

Među biološkim komponentama koje čine ekosistem jasno se razlikuju tri grupe organizama: proizvođači, potrošači i razlagači.

razlagači - organizmi koji u toku svog života pretvaraju organsku materiju u neorgansku (većina mikroorganizama, gljivica).

Odnos biomase proizvođača, potrošača i razlagača određuje okvirnu strukturu ekosistema. Obično se ovaj odnos grafički prikazuje kao piramida (piramida masa, rjeđe brojeva, što znači broj pojedinaca). Po pravilu, glavni udio biomase otpada na proizvođače, broj potrošača prvog reda je znatno manji, ukupno manji potrošači drugog reda, itd. Prilikom prelaska iz jedne faze piramide u drugu, gubi se 7 do 15% energije. Stoga je broj koraka piramide ograničen, obično 5 - 7.

Najvažnija komponenta ekosistema – organizmi – u jednom ili drugom stepenu određuju njegov izgled. Štaviše, neki od njih ga oblikuju u većoj mjeri od drugih. Vrste koje igraju glavnu ulogu u stvaranju biološke sredine u ekosistemu nazivaju se edifikatori. Obično su to biljke. Međutim, tu ulogu mogu igrati i životinje, na primjer, šojke koje distribuiraju žir, svizci koji stvaraju (mijenjaju) uslove za rast biljaka u stepi, tlu ili dubokomorske životinje (nema biljaka u dubinama oceana ). Organizmi koji imaju manji uticaj na stvaranje životne sredine i izgled ekosistema nazivaju se asektatori. Uslove njihovog postojanja određuju graditelji.

Bitno svojstvo ekosistema je njegov životni vijek. Općenito, sistemsko vrijeme (karakteristično vlastito vrijeme sistema) označava vrijeme koje se razmatra na skali perioda postojanja datog sistema ili procesa koji se u njemu odvijaju. Na primjer, životni vijek pojedinca, smjena generacija, trajanje postojanja neke vrste organizama na planeti. Svaki od gore navedenih sistema karakteriše sopstveni prostorni opseg (zapremina, površina) i masa, kao i (minimalni) broj podsistema koji omogućava postojanje i funkciju sistema. Može se primijetiti da je životni vijek biosfere duži od vijeka života umjerenih šuma na sjevernoj hemisferi planete, a životni vijek određenog područja šume ili proplanka kraći je od šumske zone u cjelini.

Tokom razvoja naše planete, sastav komponenti se mijenjao kvalitativno i kvantitativno. Naravno, promijenili su se i sami ekosistemi. Važna je sposobnost ekosistema da se prilagode promjenama. Ekosistem je skup različitih komponenti. Istovremeno, njegove karakteristike nisu određene samo zbirom njihovih svojstava. Univerzalno svojstvo ekosistema je njihov nastanak (od engleskog - pojavljivanje, pojava nečeg novog). Dakle, šuma nije jedno drvo, već mnoštvo koje formira novo svojstvo. Jasno je da jedno drvo ili čak desetak stabala nije šuma.

Postoji ciklična (fluktuacija) i progresivna dinamika ekosistema (u drugom slučaju možemo govoriti o razvoju). Ciklične promjene uključuju različite (u vremenu) vrste dinamike. Najjednostavniji od njih je dnevni (povezan s promjenama osvjetljenja, fotosinteze i aktivnosti dnevnih, sumračnih ili noćnih životinja). Sezonska dinamika određena je položajem planete u odnosu na sunce, što uzrokuje izmjenu proljeća, ljeta, jeseni i zime. Sunčeva aktivnost određuje dugoročnu dinamiku ekosistema (2-, 4-, 11-godišnji ciklusi, itd.). Složeniji kosmički i planetarni procesi određuju duge cikluse, čija dužina obuhvata periode od nekoliko decenija do miliona godina. Ciklične promjene u ekosistemima karakterizira njihova manje-više redovita periodičnost.

Progresivna dinamika ekosistema obično se povezuje sa uvođenjem novih vrsta u njihov sastav ili zamjenom nekih vrsta drugim.

U konačnici, oba procesa dovode do promjene biocenoza ili ekosistema u cjelini. Takve promjene nazivaju se sukcesijom (od latinskog sukcesije - kontinuitet, nasljeđe). Ako je sukcesija determinisana faktorima eksternim za ekosisteme, govori se o egzogenoj sukcesiji, kada se promena dešava pod uticajem unutrašnjih uzroka – endogenih.

Egzogene sukcesije mogu biti uzrokovane klimatskim promjenama; takvi procesi mogu trajati stotinama ili čak hiljadama godina, zbog čega se nazivaju sekularnim.

Tokom evolucije života na Zemlji, biološke vrste se transformišu u nove oblike. U ovom slučaju možemo govoriti o endogenim sukcesijama.

Ako su promjene uzrokovane ljudskom aktivnošću, one govore o antropogenoj sukcesiji. Tako na mjestu sječe šuma ili požara koji je uništio šumu (treba imati u vidu da je 98% šumskih požara u našoj zemlji uzrokovano čovjekom), sukcesivno se pojavljuju teritorije obrasle zeljastim biljem, zatim šiblje, a grmlje je na kraju skriveno pod krošnjama listopadnog drveća. Pod krošnjama listopadne šume rastu crnogorična stabla koja, prodirući u gornji sloj, formiraju mješovitu šumu. Listopadna stabla su kratkog vijeka u odnosu na crnogorična stabla, postupno ispadaju iz gornjeg sloja, zbog čega se na kraju na mjestu spaljivanja i krčenja šuma formira četinarska šuma.

Općenito, bez obzira da li postoji prirodna egzo- ili endogena sukcesija ili antropogena sukcesija, opći obrasci će biti ׃

– sekvencijalna kolonizacija živih organizama;

– povećanje raznolikosti vrsta živih organizama;

– postepeno obogaćivanje tla organskim materijama;

– povećanje plodnosti zemljišta;

– jačanje veza između različitih vrsta ili trofičkih grupa organizama;

– promjena broja ekoloških niša;

– postepeno formiranje sve složenijih ekosistema i biocenoza.

Manje vrste, posebno biljne, po pravilu se zamjenjuju većim, intenziviraju se metabolički procesi, cirkulacija tvari itd. Takve sukcesijske serije završavaju se slabo promjenjivim ekosistemima, koji se nazivaju klimaks (od grčkog klimaks - ljestve), autohtoni ili nodalni. U određenim klimatskim uvjetima slijed smjena i sastav vrsta koje u njima sudjeluju imaju svoje specifičnosti. Štoviše, svaki stupanj, uključujući vrhunac, karakterizira vlastiti skup vrsta, koji je, prvo, tipičan za datu regiju, a drugo, sastoji se od organizama koji su najprilagođeniji određenoj fazi.

Treba napomenuti da se razvoj ekosistema nastavlja i nakon što dosegne vrhunac.

Sastav i brojnost pojedinih vrsta se mogu mijenjati, ali istovremeno je zajednička klimaksima sličnost edifikacionih vrsta koje u najvećoj mjeri određuju uslove postojanja svih organizama u ekosistemu. Pošto je u istim klimatskim uslovima skup edifikatora unapred određen, svaka serija završava istim tipom ekosistema (monoklimaks).

Najtipičniji redovi u južnoj tajgi pojasa Rusije

– tamne četinarske šume;

– svijetle četinarske šume;

– šume vrbe-johe;

– livadski ekosistemi itd. (3.1, 3.2).

Tabele ilustriraju tipične pomake u svakom redu (na primjeru Kame Cis-Urals i Gornje Lenje). Dakle, sposobnost ekosistema da se sukcesivno razvija je njihovo funkcionalno svojstvo, koje određuje mogućnost njihove samoregulacije (samoizlječenja). U određenoj mjeri, ova sposobnost je povezana i sa još jednim, ništa manje temeljnim, svojstvom ekosistema - njihovom održivošću (stabilnošću).

Ideja o održivosti ekosistema razvijena je u okviru niza osnovnih nauka. Dakle, matematičari vjeruju u to matematička stabilnost izražava se u činjenici da proces koji se proučava, a koji se manifestuje u transformaciji određene veličine (funkcije), počevši od fiksne oblasti, ne bi trebalo da dovede do toga da ta veličina napusti granice unapred određene oblasti, što u opštem slučaju nije poklapaju sa početnim.

Fizički stabilan je stanje sistema u koje se spontano vraća, nakon što je iz njega uklonjen vanjskim silama. Sa fizičke tačke gledišta, najvjerovatnije stanje se obnavlja - s najnižim nivoom slobodne energije. Vizuelni model fizički stabilnog sistema je metalna lopta koja se kotrlja dole do najnižeg dela rupe, koliko god da je dižemo po „kosinama“.

Zajedno sa stabilnošću, u ekologiji se široko koristi izraz „homeostaza“ ili „homeostaza“, možda pozajmljen iz fiziologije. Homeostatski sistem je sistem u kome se posebnim regulatorima održava stabilnost parametara važnih za njegovo postojanje uprkos promenama u okruženju. U ekologiji pod održivost ekosistema razumiju njegovu sposobnost da reaguje proporcionalno veličini sile uticaja. Nestabilnost ekosistema– njegov neprikladno veliki odgovor na relativno slab uticaj. Dakle, kada se govori o održivosti životne sredine, mislimo na sposobnost ekosistema da održi svoju strukturu i funkcionalne karakteristike kada je izložen spoljašnjim (i unutrašnjim za globalne ekosisteme) faktorima.

Održivost životne sredine se često posmatra kao sinonim za stabilnost, tj. kao sposobnost ekosistema da izdrži abiotske i biotičke faktore životne sredine, uključujući antropogene uticaje.

Tabela 3.1

Niz promjena u biocenozama južne tajge Verkhnelenye

Autohtoni (klimaks) stadijumi	Derivatne faze
Autohtoni (klimaks) stadijumi
Sliv tamne crnogorične šume	Suvo gorenje	šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Sliv tamne crnogorične šume	Navlaženi pepeo	šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Mokra vododjelnica tamne četinarske šume		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Ostrvo tamna crnogorična šuma		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Svijetla četinarska šuma		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Svijetla četinarska šuma				Mladi bor

Autohtoni (klimaks) stadijumi	Derivatne faze
Autohtoni (klimaks) stadijumi
Stepska svijetla četinarska šuma		“Stepoid”
		Bush šikare	Mlada svijetla četinarska šuma
		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Šuma smreke na obali rijeke			Bush šikare
Šuma smreke na obali rijeke		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
Šuma smreke Priruchevoy		Bush šikare	Mješovita šuma
		šuma sitnog lišća	Mješovita šuma
				šuma sitnog lišća	Mješovita šuma

Tabela 3.2

Serija promjena u biocenozama južne tajge Kame Cis-Urala

Autohtoni (klimaks*) faze	Derivatne faze
Autohtoni (klimaks*) faze
Tamna četinarska šuma	Herbaceous clearing	Seča grmlja	Bereznik	Mješovita šuma
Tamna četinarska šuma	Herbaceous clearing	Seča grmlja	Mlada šuma smreke
Svijetla četinarska šuma	Herbaceous clearing	Seča grmlja	Bereznik	Mješovita šuma
	Herbaceous clearing	Seča grmlja	Mladi bor (smuđ)
	Vještačke borove zasade na mjestu posječene borove šume	Mladi bor	Mješovita šuma
	Herbaceous clearing	Kopnena livada	Bush šikare	Bereznyak Mladi bor	Mješovita šuma

* Niz promjena u crnogorično-listopadnoj šumi se ne razmatra, jer u regiji Kama takve su zasade tipične za podzonu mješovitih šuma, a ne za južnu tajgu.

Ako pokušamo da analiziramo mehanizme koji osiguravaju održivost (stabilnost) ekosistema, možemo primijetiti da se oni mogu implementirati na nivou samih ekosistema i na dva niža nivoa – populacije i pojedinačnog organizma.

Može se identifikovati sedam takvih mehanizama

1. Mnogi abiotički sistemi imaju svojstvo stabilnosti u smislu da nakon poremećaja uzrokovanih intervencijom nekih vanjskih sila obnavljaju svoju strukturu. Primjer je zatvoreno jezero, koje automatski uspostavlja neutralnu ravnotežu svoje vodene mase.

Ostalih 6 grupa mehanizama za održavanje održivosti ekosistema povezane su sa živom materijom.

Individualni nivo organizma

2. Fiziološke adaptacije živih bića na nepovoljne uticaje okoline. Dakle, regulacija transpiracije (isparavanje vode) omogućava biljkama postojanje na različitim nivoima vlažnosti vazduha i supstrata, kao i na različitim temperaturama.

3. Fenotipska varijabilnost organizama pruža im najveću korespondenciju sa njihovom okolinom u odrasloj dobi. Tako kod životinja uzgojenih u različitim uslovima variraju dužina dlake, debljina potkožnog sloja masti itd.

4. „Bježanje“ od štetnih uticaja. Tako bi stanovnici pustinje, nalazeći se na površini zemlje, momentalno umirali od pregrijavanja, dok bi se nalazili na grani saksaula ili se ukopavali u zemlju, kao da „bježe“ od djelovanja visokih temperatura. Mnoge životinje bježe od zimskih mrazeva hibernacijom itd.

Nivo stanovništva

5. Evolucijski mehanizam koji pokreće i stabilizuje selekcije koje je opisao ruski akademik I.I. Schmalhausen, omogućava populacijama da izdrže dugoročne promjene okoliša razvijanjem i konsolidacijom odgovarajućih adaptacija u potomstvu; stabilizacija selekcije čuva jedinke s prosječnom vrijednošću osobina. Tako na otocima izloženim djelovanju vjetrova dominira diskontinuirana selekcija, koja čuva jedinke koje dobro lete (sa dugim krilima, brzo lete) ili uopće ne lete (neleteće ptice Novog Zelanda, ose bez krila, muhe itd. na drugim ostrvima). Snažni udari vjetra mogu ubiti ptice kratkih krila koje nemaju vremena doći do skloništa ili, obrnuto, dugokrilne ptice koje pokušavaju izdržati jake nalete vjetra (stabilizirajuća selekcija). Potonje je pokazao I.I. Schmalhausen na vrapcima, među kojima su, u pravilu, očuvane jedinke srednje dužine krila.

Nivo ekosistema

6. Mehanizam ekosistema osigurava zamjenu pojedinačnih organizama, pa čak i čitavih populacija u slučaju njihove smrti uslijed štetnih efekata. To omogućava ekosistemu da obnovi svoju vanjsku strukturu uz održavanje visokog nivoa korištenja energetskih i materijalnih resursa. Što je veći izbor dostupnih vrsta sa različitim ekološkim karakteristikama, veća je mogućnost zamjene. Iz ovoga je jasno šta objašnjava obrazac koji su otkrili ekolozi: s povećanjem raznolikosti vrsta u ekosustavu, njegova otpornost na prirodne i antropogene utjecaje raste.

7. Posebno se izdvaja aktivnost ljudskih populacija, izražena u stvaranju vještačkih sredstava za zaštitu održivosti. To ne uključuje samo odjeću, stanovanje, već i alate, lovačko i vojno oružje, automobile i još mnogo toga. Ovaj mehanizam, koji se implementira u kreiranju specijalizovanih informacionih sistema, nauka i tehnologija, može se nazvati društvenim.

Suštinski aspekt održivosti ekosistema je priroda uticaja različitih faktora na njih. Dakle, kratkoročni uticaji imaju mali uticaj na održivost, ali dugoročni uticaji mogu izazvati katastrofalne promene u ekosistemu. Iste destruktivne posljedice proizlaze iz uticaja na veliki broj komponenti ili na značajan dio teritorije koju zauzima ekosistem. Možemo reći da što duže traje uticaj, što je veća površina koju pokriva, što je veći broj komponenti na koje utiče, veća je verovatnoća uništenja ekosistema.

Postoje ekosistemi različite stabilnosti. Tako se ekosistemi tundre i pustinje smatraju nisko održivim, a tropske šume, koje su najbogatije sastavom vrsta, smatraju se najstabilnijim.

Ekosisteme sa niskom stabilnošću karakteriziraju izbijanja broja pojedinačnih vrsta (u tundri je u nekim godinama broj leminga nevjerovatno visok). Osim toga, sistemi niske održivosti lako se uništavaju pod utjecajem vanjskih utjecaja (pretjerana ispaša, tehnička opterećenja itd.). Na primjer, u tundri, kolotečine nakon prolaska teških terenskih vozila mogu trajati dugi niz godina. Neodrživi ekosistemi uključuju i agroekosisteme stvorene od strane ljudi, što se obično objašnjava uzgojem jednog usjeva (monokultura) ili vrlo malog broja biljnih vrsta (vegetarijansko polje zobi, itd.).

Uloga proizvođača, potrošača i razlagača u očuvanju života na Zemlji

Uloga živih organizama u biološkom ciklusu

7.2 Ekosistem (biogeocenoza), njegove komponente: proizvođači, potrošači, razlagači, njihova uloga

Koja je uloga proizvođača u prirodnim i vještačkim ekosistemima?

Opis trofičkog (prehrambenog) lanca

Razlika između razlagača i čistača

Gubici energije tokom prelaska sa jednog nivoa lanca ishrane na drugi

Odnos biomase na različitim nivoima

Konačno

Slični članci