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El papel protagónico de los productores en el ecosistema es Descomponedores: ejemplos, papel en la naturaleza. Productores, consumidores, descomponedores. Serie de turnos de biocenosis de la taiga del sur del Alto Lena

1) ¿Cuál es el papel de los productores, consumidores, descomponedores en el ciclo del carbono? 2) ¿Por qué la humanidad enfrenta el problema de dominar nuevas fuentes de energía? 3) ¿Cómo se relacionan los organismos con el medio ambiente en los procesos del ciclo del nitrógeno? 4) Qué sucede si los reductores dejan de funcionar en los ciclos de carbono, nitrógeno, azufre y fósforo

Productores - organismos que crean materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos (autótrofos - plantas que crean materia orgánica a través de la fotosíntesis, quimiotrofos - algunos organismos que crean materia orgánica a través de reacciones químicas) .

reductores - organismos que, en el curso de la vida, transforman la materia orgánica en inorgánica (la mayoría de los microorganismos, hongos).

Los descomponedores viven de materia orgánica muerta, convirtiéndola nuevamente en compuestos inorgánicos. Esta clasificación es relativa, ya que tanto los consumidores como los propios productores actúan parcialmente como descomponedores, liberando productos metabólicos minerales al medio ambiente durante su vida.
En principio, la circulación de átomos se puede mantener en el sistema sin un enlace intermedio: los consumidores, debido a la actividad de otros dos grupos. Sin embargo, dichos ecosistemas se encuentran más bien como excepciones, por ejemplo, en aquellas áreas donde funcionan comunidades formadas únicamente por microorganismos. El papel de consumidores en la naturaleza lo realizan principalmente los animales, y su actividad en el mantenimiento y aceleración de la migración cíclica de los átomos en los ecosistemas es compleja y diversa.

Cadenas alimentarias y niveles tróficos

moléculas orgánicas, sintetizados por los autótrofos, sirven como fuente de nutrición (sustancia y energía) para los animales heterótrofos. Estos animales, a su vez, son devorados por otros animales, y de esta forma se transfiere energía a través de una serie de organismos, donde cada uno posterior se alimenta del anterior. Tal secuencia se llama cadena alimenticia, y cada eslabón de la cadena corresponde a un cierto nivel trófico (del griego troph - comida). El primer nivel trófico siempre está formado por autótrofos, llamados productores (del latín producere - producir). El segundo nivel son los herbívoros (fitófagos), que se denominan consumidores (del latín consumo - "Yo devoro") de primer orden; el tercer nivel (por ejemplo, depredadores): consumidores de segundo orden, etc.

Generalmente en un ecosistema sucede 4-5 Niveles tróficos y rara vez más de 6. Esto se debe en parte al hecho de que en cada uno de los niveles se pierde parte de la sustancia y la energía (ingestión incompleta de los alimentos, respiración de los consumidores, muerte "natural" de los organismos, etc.).

El papel de los productores, consumidores y descomponedores en la preservación de la vida en la Tierra

PAG.); tales pérdidas se reflejan en la figura y se discuten con más detalle en el artículo correspondiente. Sin embargo, según estudios recientes, la longitud de las cadenas alimentarias está limitada por otros factores. Es posible que la disponibilidad de alimentos preferidos y el comportamiento territorial jueguen un papel importante, lo que reduce la densidad de población de los organismos y, por lo tanto, el número de consumidores de orden superior en un hábitat particular. Según estimaciones existentes, hasta el 80% de la producción primaria en algunos ecosistemas no es consumida por los fitófagos. El material vegetal muerto se convierte en presa de organismos que se alimentan de detritos (detritívoros) o descomponedores (destructores). En este caso, hablamos de cadenas alimentarias detríticas. Las cadenas alimentarias detríticas dominan, por ejemplo, en las selvas tropicales.

Productores

Casi todos los productores- fotoautótrofos, es decir, plantas verdes, algas y algunos procariotas, como las cianobacterias (anteriormente llamadas algas verdeazuladas). El papel de los quimioautótrofos en la escala de la biosfera es insignificante. Las algas microscópicas y las cianobacterias que componen el fitoplancton son los principales productores de los ecosistemas acuáticos. Por el contrario, en el primer nivel trófico de los ecosistemas terrestres predominan las plantas de gran porte, por ejemplo, los árboles en los bosques, las gramíneas en las sabanas, estepas, campos, etc.

Flujo de energía y ciclo de materia en una cadena alimenticia típica. Tenga en cuenta que entre depredadores y detritívoros, así como descomponedores, es posible un intercambio bidireccional: los detritívoros se alimentan de depredadores muertos y, en algunos casos, los depredadores comen detritívoros y descomponedores vivos. Los fitófagos son consumidores de primer orden; carnívoro - consumidores del segundo, tercer, etc. órdenes.

Consumidores de primer orden

En tierra, los principales fitófagos- insectos, reptiles, aves y mamíferos. En agua dulce y salada, suelen ser pequeños crustáceos (dafnias, bellotas de mar, larvas de cangrejo, etc.) y bivalvos; la mayoría son filtradores, filtrando productores, como se describe en el artículo correspondiente. Junto con los protozoos, muchos de ellos forman parte del zooplancton, una colección de heterótrofos microscópicos que se alimentan de fitoplancton. La vida de los océanos y lagos depende casi por completo de los organismos planctónicos, que son, de hecho, el comienzo de todas las cadenas alimentarias en estos ecosistemas.

Los productores son organismos capaces de producir (producir) materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas.

En las comunidades naturales, el papel de productores lo desempeñan con mayor frecuencia las plantas, muy raramente, algunos organismos procarióticos capaces de realizar la fotosíntesis o la quimiosíntesis. Por lo tanto, la característica A pertenece al grupo 2.

Las cadenas alimentarias suelen comenzar con los productores, es decir, las plantas. Dado que se indica que la cadena alimenticia es el pasto, incluye claramente a los organismos vegetales como primer eslabón. Por lo tanto, la característica B pertenece a los productores. Hay comunidades en las que no hay plantas (por ejemplo, en los fondos marinos, en el suelo). La materia orgánica viene aquí desde el exterior, y las cadenas alimenticias incluyen solo consumidores y descomponedores.

Los consumidores son organismos que se alimentan de productores o de otros consumidores. La mayoría de los animales son consumidores (algunos son descomponedores y se alimentan de materia orgánica muerta). Por lo tanto, la característica B se refiere a los consumidores.

La característica G en realidad duplica a A y aparentemente está diseñada para confundir. Aunque se puede ver cierta sutileza. Solo los organismos autótrofos crean materia orgánica a partir de inorgánica. Sin embargo, todos los organismos crean compuestos orgánicos al descomponer las sustancias orgánicas que vienen con los alimentos. Después de eso, "sus" sustancias orgánicas complejas se sintetizan nuevamente. Sin embargo, en biología (especialmente en ecología cuando se consideran comunidades naturales), generalmente se acepta que solo los autótrofos (plantas, procariotas fotosintéticos y quimiosintéticos) crean materia orgánica.

Los conceptos de "autótrofos" y "productores" combinan los mismos grupos de organismos. Sin embargo, el término "autótrofo" se usa principalmente en el estudio de la estructura y fisiología de los organismos. "Productor" es un término ecológico.

Los autótrofos se dividen en fotótrofos y quimiotrofos. Los primeros para la síntesis de sustancias orgánicas utilizan la energía de la luz solar (de la palabra "fotones"). El segundo es la energía liberada como resultado de reacciones oxidativas químicas (y por lo tanto “quimio-”). Las plantas son fotótrofas, también son productoras, por lo que D corresponde a 2.

El papel de los organismos vivos en el ciclo biológico.

El ciclo biológico es un fenómeno de naturaleza continua, cíclica, regular, pero no uniforme en el tiempo y el espacio, la redistribución de sustancias, energía e información dentro de sistemas ecológicos de varios niveles jerárquicos de organización - desde la biogeocenosis hasta la biosfera. La circulación de sustancias a escala de toda la biosfera se denomina círculo grande y, dentro de una biogeocenosis específica, un círculo pequeño de intercambio biótico.

Académico V.I. Vernadsky fue el primero en postular la tesis sobre el papel más importante de los organismos vivos en la formación y mantenimiento de las propiedades físicas y químicas básicas de las capas de la Tierra. En su concepto, la biosfera se considera no solo como un espacio ocupado por la vida, sino como un sistema funcional integral, en cuyo nivel se realiza la conexión inseparable de los procesos geológicos y biológicos. Las principales propiedades de la vida que aseguran esta conexión son la alta actividad química de los organismos vivos, su movilidad y la capacidad de autorreproducirse y evolucionar. En el mantenimiento de la vida como un fenómeno planetario, la diversidad de sus formas, que se diferencian en el conjunto de sustancias consumidas y productos de desecho liberados al medio ambiente, es de suma importancia. La diversidad biológica es la base para la formación de ciclos biogeoquímicos estables de materia y energía en la biosfera de la Tierra.

Una propiedad específica de la vida es el intercambio de sustancias con el medio ambiente. Cualquier organismo debe recibir ciertas sustancias del ambiente externo como fuentes de energía y material para construir su propio cuerpo. Se sacan productos metabólicos que ya no son adecuados para un uso posterior. Así, cada organismo o un conjunto de organismos idénticos en el curso de su actividad vital empeora las condiciones de su hábitat. La posibilidad del proceso inverso, el mantenimiento de las condiciones de vida o incluso su mejora, está determinada por el hecho de que la biosfera está habitada por diferentes organismos con diferentes tipos de metabolismo.

En su forma más simple, un conjunto de formas de vida cualitativas está representado por productores, consumidores y descomponedores, cuya actividad conjunta asegura la extracción de ciertas sustancias del medio ambiente, su transformación en diferentes niveles de las cadenas tróficas y la mineralización de la materia orgánica a componentes disponibles. para la próxima inclusión en el ciclo (elementos básicos que migran a lo largo de las cadenas del ciclo biológico: carbono, hidrógeno, oxígeno, potasio, fósforo, azufre, etc.).

Productores

Los productores son organismos vivos que son capaces de sintetizar materia orgánica a partir de componentes inorgánicos utilizando fuentes de energía externas. (Nótese que la obtención de energía del exterior es una condición general para la actividad vital de todos los organismos; en cuanto a la energía, todos los sistemas biológicos son abiertos) también se les llama autótrofos, ya que ellos mismos se abastecen de materia orgánica. En las comunidades naturales, los productores cumplen la función de productores de materia orgánica acumulada en los tejidos de estos organismos. La materia orgánica también sirve como fuente de energía para los procesos vitales; la energía externa se utiliza sólo para la síntesis primaria.

Todos los productores, según la naturaleza de la fuente de energía para la síntesis de sustancias orgánicas, se dividen en fotoautótrofos y quimioautótrofos. Los primeros utilizan la energía de la radiación solar para la síntesis en la parte del espectro con una longitud de onda de 380-710 nm. Se trata principalmente de plantas verdes, pero los representantes de algunos otros reinos del mundo orgánico también son capaces de realizar la fotosíntesis. Entre ellos, las cianobacterias ("algas" azul-verdes), que, aparentemente, fueron los primeros fotosintéticos en la evolución de la vida en la Tierra, tienen una importancia particular. Muchas bacterias también son capaces de realizar la fotosíntesis, que, sin embargo, utilizan un pigmento especial, la bacterioclorina, y no liberan oxígeno durante la fotosíntesis. Los principales materiales de partida utilizados para la fotosíntesis son el dióxido de carbono y el agua (la base para la síntesis de carbohidratos), así como nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes minerales.

Al crear sustancias orgánicas basadas en la fotosíntesis, los fotoautótrofos unen la energía solar utilizada, como si la almacenaran. La posterior destrucción de los enlaces químicos conduce a la liberación de dicha energía "almacenada". Esto se aplica no solo al uso de combustibles fósiles; La energía “almacenada” en los tejidos vegetales se transfiere en forma de alimento a lo largo de las cadenas tróficas y sirve de base para los flujos de energía que acompañan el ciclo biogénico de las sustancias.

Los quimioautótrofos utilizan la energía de los enlaces químicos en los procesos de síntesis de materia orgánica. Este grupo incluye solo procariotas: bacterias, arqueobacterias y en parte azul-verde. La energía química se libera en los procesos de oxidación de sustancias minerales. Los procesos oxidativos exotérmicos son utilizados por las bacterias nitrificantes (oxidan el amoníaco a nitritos y luego a nitratos), las bacterias del hierro (oxidación del hierro ferroso a óxido), las bacterias del azufre (sulfuro de hidrógeno a sulfatos). El metano, el CO y algunas otras sustancias también se utilizan como sustrato para la oxidación.

Con toda la variedad de formas específicas de productores autótrofos, su función biosférica general es una y consiste en involucrar elementos de naturaleza inanimada en la composición de los tejidos corporales y, por lo tanto, en el ciclo biológico general. La masa total de productores autótrofos es más del 95% de la masa de todos los organismos vivos en la biosfera.

consumidores

Los alimentos extraídos de una forma u otra del medio exterior son utilizados por los heterótrofos para construir su propio cuerpo y como fuente de energía para diversas formas de vida. Así, los heterótrofos utilizan la energía almacenada por los autótrofos en forma de enlaces químicos de sustancias orgánicas sintetizadas por ellos. En el flujo de sustancias en el transcurso del ciclo, ocupan el nivel de consumidores obligatoriamente asociados con organismos autótrofos (consumidores de 1° orden) o con otros heterótrofos de los que se alimentan (consumidores de 2° orden).

El significado general de los consumidores en la circulación de sustancias es peculiar y ambiguo. No son necesarios en el proceso de ciclo directo: los sistemas de modelos cerrados artificiales compuestos por plantas verdes y microorganismos del suelo, en presencia de humedad y sales minerales, pueden existir indefinidamente debido a la fotosíntesis, destrucción de residuos vegetales y participación de elementos liberados en un nuevo ciclo. Pero esto solo es posible en condiciones estables de laboratorio. En un entorno natural, aumenta la probabilidad de muerte de sistemas tan simples por muchas causas.

7.2 Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su papel

Los “garantes” de la estabilidad del ciclo son, en primer lugar, los consumidores.

En el proceso de su propio metabolismo, los heterótrofos descomponen las sustancias orgánicas obtenidas en la composición de los alimentos y, sobre esta base, construyen las sustancias de su propio cuerpo. La transformación de sustancias producidas principalmente por autótrofos en organismos consumidores conduce a un aumento de la diversidad de la materia viva. La diversidad es una condición necesaria para la estabilidad de cualquier sistema cibernético en el contexto de perturbaciones externas e internas. Los sistemas vivos, desde el organismo hasta la biosfera en su conjunto, funcionan de acuerdo con el principio cibernético de retroalimentación.

Los animales, que constituyen la mayor parte de los organismos consumidores, se caracterizan por su movilidad, la capacidad de moverse activamente en el espacio. De esta manera, participan efectivamente en la migración de la materia viva, su dispersión sobre la superficie del planeta, lo que, por un lado, estimula el asentamiento espacial de la vida, y por otro, sirve como una especie de “Mecanismo de garantía”. ” en caso de destrucción de vida en cualquier lugar por diversas razones.

Un ejemplo de tal “garantía espacial” es la conocida catástrofe de aproximadamente. Krakatau: como resultado de la erupción volcánica de 1883, la vida en la isla quedó completamente destruida, pero se recuperó en solo 50 años: se registraron alrededor de 1200 especies. El asentamiento se produjo principalmente a expensas de Java, Sumatra e islas vecinas, que no se vieron afectadas por la erupción, desde donde, de diferentes formas, plantas y animales repobló la isla cubierta de cenizas y coladas de lava congelada. Al mismo tiempo, las películas de cianobacterias aparecieron primero (después de 3 años) en la toba volcánica y la ceniza. El proceso de establecimiento de comunidades sostenibles en la isla continúa; Las cenosis forestales aún se encuentran en las primeras etapas de sucesión y tienen una estructura muy simplificada.

Finalmente, el papel de los consumidores, principalmente animales, es extremadamente importante como reguladores de la intensidad de los flujos de materia y energía a lo largo de las cadenas tróficas. La capacidad de autorregulación activa de la biomasa y la tasa de su cambio a nivel de ecosistemas y poblaciones de especies individuales se realiza en última instancia manteniendo la correspondencia entre las tasas de creación y destrucción de materia orgánica en los sistemas del ciclo global. No solo los consumidores participan en dicho sistema regulatorio, sino que estos últimos (especialmente los animales) se distinguen por la reacción más activa y rápida a cualquier perturbación en el equilibrio de biomasa de los niveles tróficos adyacentes.

En principio, el sistema de regulación del flujo de materia en el ciclo biogénico, basado en la complementariedad de las categorías ecológicas de organismos vivos que componen este sistema, opera sobre el principio de producción libre de residuos. Sin embargo, idealmente, este principio no se puede observar debido a la gran complejidad de los procesos que interactúan y los factores que los influyen. El resultado de la violación de la integridad del ciclo fueron los depósitos de petróleo, carbón, turba, sapropels. Todas estas sustancias transportan la energía originalmente almacenada en el proceso de fotosíntesis. Su uso por una persona es, por así decirlo, la finalización de los ciclos del ciclo biológico "retrasado en el tiempo".

descomponedores

Esta categoría ecológica incluye organismos heterótrofos, que, utilizando materia orgánica muerta (cadáveres, heces, desechos vegetales, etc.) como alimento, la descomponen en componentes inorgánicos en el proceso de metabolismo.

La mineralización parcial de sustancias orgánicas ocurre en todos los organismos vivos. Entonces, en el proceso de respiración, se libera CO2, se excreta agua, sales minerales, amoníaco, etc. del cuerpo. Los verdaderos descomponedores, que completan el ciclo de destrucción de las sustancias orgánicas, deben por lo tanto ser considerados solo aquellos organismos que liberan al ambiente externo solo sustancias inorgánicas que están listas para ser involucradas en un nuevo ciclo.

La categoría de descomponedores incluye muchos tipos de bacterias y hongos. Por la naturaleza de su metabolismo, son organismos reductores. Así, las bacterias desvitrificadoras reducen el nitrógeno a su estado elemental, mientras que las bacterias reductoras de sulfato reducen el azufre a sulfuro de hidrógeno. Los productos finales de la descomposición de sustancias orgánicas son dióxido de carbono, agua, amoníaco y sales minerales. En condiciones anaeróbicas, la descomposición va más allá: al hidrógeno; también se forman hidrocarburos.

El ciclo completo de reducción de materia orgánica es más complejo e involucra a un mayor número de participantes. Consiste en una serie de eslabones sucesivos, en una serie de los cuales varios organismos destructores convierten gradualmente las sustancias orgánicas, primero en formas más simples, y solo después en componentes inorgánicos por la acción de bacterias y hongos.

Niveles de organización de la materia viva.

La actividad conjunta de productores, consumidores y descomponedores determina el mantenimiento continuo del ciclo biológico global de las sustancias en la biosfera terrestre. Este proceso está respaldado por las relaciones naturales de las partes espacio-funcionales que componen la biosfera y está provisto por un sistema especial de conexiones que actúan como un mecanismo para la homeostasis de la biosfera, manteniendo su funcionamiento estable en el contexto de cambios externos y factores internos. Por tanto, la biosfera puede ser considerada como un sistema ecológico global que asegura el mantenimiento sostenible de la vida en su manifestación planetaria.

Cualquier sistema biológico (incluido el ecológico) se caracteriza por una función específica, relaciones ordenadas de las partes (subsistemas) que componen el sistema y mecanismos reguladores basados en estas interacciones que determinan la integridad y estabilidad del sistema en el contexto de fluctuaciones externas. condiciones. De lo que se ha dicho anteriormente, está claro que la biosfera en su estructura y función corresponde al concepto de un sistema biológico (ecológico).

A nivel de la biosfera en su conjunto, se lleva a cabo una conexión funcional universal de la materia viva con la naturaleza inanimada. Sus componentes estructurales y funcionales (subsistemas), a cuyo nivel se realizan ciclos específicos del ciclo biológico, son las biogeocenosis (ecosistemas).

Factores bióticos del medio ambiente (Factores bióticos; Factores ambientales bióticos; Factores bióticos; Factores biológicos; del griego. Biotikos - vida) - factores del entorno vivo que afectan la actividad vital de los organismos.

La acción de los factores bióticos se expresa en forma de influencias mutuas de unos organismos sobre la actividad vital de otros organismos y todos juntos sobre hábitat. Hay relaciones directas e indirectas entre los organismos.

Las interacciones intraespecíficas entre individuos de la misma especie consisten en efectos de grupo y masa y competencia intraespecífica.

Las relaciones interespecíficas son mucho más diversas. Los posibles tipos de combinación reflejan diferentes tipos de relaciones:

La totalidad de los factores físicos y químicos de naturaleza inanimada que afectan al organismo en su hábitat - factor abiótico

Productores, Consumidores, Descomponedores

Productores Son organismos que producen compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos. Los productores (principalmente plantas verdes) crean materia orgánica en el proceso fotosíntesis o quimiosíntesis. Estas sustancias orgánicas son utilizadas por los productores como fuente de energía y como material de construcción para las células y tejidos del cuerpo.

Fotosíntesis se puede representar de la siguiente manera:

quimiosíntesis - la conversión de compuestos inorgánicos en sustancias orgánicas nutrientes en ausencia de luz solar, debido a la energía de las reacciones químicas.

Sólo los productores son capaces de producir alimentos por sí mismos. Además, directa o indirectamente proporcionan nutrientes a los consumidores y descomponedores.

Por tipo de nutrición, todos los productores son autótrofos Ellos mismos producen sustancias orgánicas a partir de inorgánicas. Los consumidores y descomponedores por tipo de nutrición son heterótrofos- se alimentan de materia orgánica producida por otros organismos vivos.

consumidores- organismos que obtienen los nutrientes y la energía necesaria al comer organismos vivos- productores u otros consumidores.

Dependiendo de las fuentes de energía, los consumidores se dividen en tres clases principales:

— fitófagos(herbívoros) son consumidores de 1er orden alimentándose exclusivamente de plantas vivas. Por ejemplo, las aves comen semillas, brotes y hojas.

— depredadores(carnívoro) - consumidores de segundo orden que se alimentan exclusivamente de animales herbívoros (fitófagos), así como de consumidores de tercer orden que se alimentan únicamente de carnívoros.

— eurífagos(omnívoro) que puede comer tanto alimentos vegetales como animales. Algunos ejemplos son los cerdos, las ratas, los zorros, las cucarachas y los humanos.

descomponedores- organismos que reciben nutrientes y la energía necesaria al comer los restos de organismos muertos(animales, plantas). (Los organismos heterótrofos en un ecosistema también se llaman descomponedores.)

Hay dos clases principales de reductores:

1. detritívoros– consumir directamente organismos muertos o residuos orgánicos. (ejemplo: chacales, buitres, lombrices).

2. Destructores - descomponer la materia orgánica muerta en compuestos inorgánicos simples (el proceso de putrefacción y descomposición). Algunos ejemplos son los hongos y las bacterias unicelulares microscópicas.

El número de individuos de una especie dada por unidad de área o por unidad de volumen (por ejemplo, para el plancton) es densidad de población

LAS RED ALIMENTARIAS, el sistema de interconexiones entre CADENAS ALIMENTARIAS, suele ser bastante complejo. Esquemáticamente, se puede representar como líneas cruzadas que conectan varios eslabones de cadenas alimenticias, asemejándose a una red. Una red alimentaria reúne plantas y animales. La red alimentaria lleva a cabo una variedad de relaciones alimentarias entre los organismos en los ecosistemas, incluidos los consumidores y la gama completa de sus fuentes de alimentos.

Hay interacciones nutricionales complejas entre autótrofos y heterótrofos en los ecosistemas. Unos organismos se alimentan de otros, y así realizan la transferencia de sustancias y energía - la base del funcionamiento del ecosistema.

Dentro de un ecosistema, la materia orgánica es creada por organismos autótrofos, como las plantas. Las plantas son comidas por los animales, que a su vez son comidas por otros animales. Tal secuencia se llama cadena alimenticia (Fig. 1), y cada eslabón en la cadena alimenticia se llama nivel trópico.

cadena de comida- un sistema de transferencia de materia y energía de un organismo a otro, en el que cada organismo anterior es exterminado por el siguiente.

Una representación gráfica de la relación entre productores, consumidores y descomponedores, expresada en unidades de masa, es Pirámide de población.

Mínima biomasa y productividad vegetal en la tundra

La capacidad de restaurar y mantener un cierto número en una población se llama autorregulación de la población

Las plantas almacenan reservas para el invierno. carbohidratos

Especies endémicas - un grupo de organismos limitados en su distribución y encontrados en cualquier lugar (área geográfica)

Un cambio en la composición de especies de la biocenosis, acompañado de un aumento en la estabilidad de la comunidad, se denomina sucesión

Factores ambientales que interactúan en la biogeocenosis - abiótico y biótico

Parque Nacional - son territorios excluidos de la actividad económica con el fin de preservar complejos naturales de especial valor ecológico, histórico, estético, así como utilizados con fines recreativos y culturales.

monumentos de la naturaleza- estos son objetos naturales únicos o típicos, científica, cultural, educativa o estéticamente valiosos (arboledas, lagos, parques antiguos, rocas pintorescas, etc.)

Cadenas y niveles tróficos

Ecosistema A. Tensley

sistema ecológico- un conjunto de comunidades (biocenosis) y hábitats que se encuentran en una relación regular entre sí. Un ejemplo, un ecosistema debería ser, un lago, una gota de agua, una nave espacial, etc.

Los términos ʼʼecosistemaʼʼ y ʼʼbiogeocenosisʼʼ están cerca uno del otro, pero no son sinónimos. Un sistema ecológico es cualquier conjunto de organismos y su entorno. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ecosistema - ϶ᴛᴏ y una gota de agua con su población microbiana, y un bosque, y una maceta, y una nave espacial tripulada, y una instalación para el tratamiento biológico de aguas residuales (aerotanque, biofiltro). No entran en la definición de biogeocenosis, ya que no tienen muchas características de esta definición y, en primer lugar, un elemento como ʼʼgeoʼʼ - la Tierra. Biogeocenosis - ϶ᴛᴏ formaciones naturales.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, el concepto de ʼʼecosistemaʼʼ es más amplio que ʼʼbiogeocenosisʼʼ. Cualquier biogeocenosis es un ecosistema, pero no todo ecosistema es una biogeocenosis.

La función principal de las biogeocenosis (ecosistemas) es mantener la circulación de sustancias en la biosfera, se basa en las relaciones nutricionales de las especies. Por ejemplo, en la biogeocenosis se forma una cadena de transferencia sucesiva de materia y su energía equivalente de un organismo a otro (ver Fig. 4.1). Tal cadena se llama trófica (trofeo griego - como).

Con toda la diversidad de especies que componen diferentes comunidades, cada biocenosis incluye representantes de los tres principales grupos ecológicos de organismos: productores, reductores y consumidores.

En biocenosis específicas, los productores, consumidores y descomponedores están representados por poblaciones de muchas especies, cuya composición es específica de cada comunidad individual.

Funcionalmente, todas las especies se dividen en varios grupos según su lugar en el sistema general de circulación de sustancias y flujo de energía.

Las especies que son equivalentes en este sentido forman una cierta nivel trópico, y la relación entre especies de diferentes niveles - sistema de suministro de potencia.

1. Productores(lat. productores- producir) - ϶ᴛᴏ organismos vivos que pueden sintetizar sustancias orgánicas a partir de componentes inorgánicos utilizando fuentes de energía externas.

Los productores se dividen en:

fotoautótrofos;
Quimioautótrofos.

Arroz. 4.1 Esquema simplificado de la transferencia de materia y energía en el proceso del ciclo biológico.

Fotoautótrofos- utilizar la energía solar para la síntesis en la parte del espectro, con onda larga (380-710 nm).

Estas son plantas verdes (que contienen clorofila), así como cianobacterias (azul-verde - ʼʼalgaeʼʼ).

Quimioautótrofos Utilizan la energía de los enlaces químicos.

Estos incluyen: procariotas (bacterias, arqueobacterias y algunas verdiazules). La energía química se libera durante la oxidación de los minerales.

2. Consumidores(del lat. consumo- consumir, comer) - seres vivos que no pueden construir su cuerpo sobre la base del uso de sustancias inorgánicas, se requiere materia orgánica del exterior, a expensas de los productores sintetizados por los productores.

Subdividido en:

- consumidores de 1er orden - se alimentan directamente de los productores.

- consumidores de segundo orden - se alimentan de consumidores de primer orden.

La cadena trófica no siempre termina ahí, y el consumidor secundario puede servir como fuente de alimento para consumidores de tercer orden, etc.

Las cadenas son relativamente simples ('álamo temblón' - 'liebre' - 'zorro') y más complejas ('hierba' - 'insecto' - 'rana' - 'serpiente' - 'halcón').

La función principal de los consumidores: mantener la estabilidad del ciclo biológico. El principio de diversidad es importante para el funcionamiento sostenible de los ecosistemas.

3. Reductores(del lat. reductores- restaurar, devolver) - organismos vivos que descomponen los restos orgánicos de todos los niveles tróficos de productores y consumidores en una sustancia mineral.

En el proceso de alimentación en todos los niveles tróficos, se forman "desechos". Las plantas verdes arrojan algunas o todas sus hojas cada año.

¿Cuál es el papel de los productores en los ecosistemas naturales y artificiales?

Una parte importante de los organismos, por una razón u otra, muere constantemente.

Como resultado, toda la materia orgánica creada debe ser reemplazada como resultado de la mineralización. Por esta razón, la función principal de los descomponedores (y estos son bacterias, hongos, protozoos, pequeños invertebrados) es la descomposición de ʼʼresiduosʼʼ en sustancias minerales. La intensidad de la mineralización depende en gran medida de la temperatura, la humedad y otros factores.

Cualquier conjunto de organismos y componentes inorgánicos en los que se pueda mantener el ciclo de la materia se denomina sistema ecológico o ecosistema.
Los ecosistemas naturales pueden ser de diferente volumen y longitud: un pequeño charco con sus habitantes, un estanque, un océano, un prado, un bosque, una taiga, una estepa: todos estos son ejemplos de ecosistemas de diferentes escalas. Cualquier ecosistema incluye una parte viva: una biocenosis y su entorno físico. Los ecosistemas más pequeños forman parte de otros cada vez más grandes, hasta llegar al ecosistema general de la Tierra. El ciclo biológico general de la materia en nuestro planeta también consiste en la interacción de muchos ciclos más particulares.
Un ecosistema puede asegurar la circulación de la materia sólo si incluye los cuatro componentes necesarios para ello: reservas de elementos biogénicos, productores, consumidores y descomponedores.
Los productores son plantas verdes que crean materia orgánica a partir de elementos biogénicos, es decir, productos biológicos, utilizando flujos de energía solar.
Los consumidores son consumidores de esta materia orgánica, procesándola en nuevas formas. Los animales suelen actuar como consumidores. Distinguir a los consumidores de primer orden - especies herbívoras y de segundo orden - carnívoros.
Descomponedores: organismos que finalmente destruyen compuestos orgánicos a minerales. El papel de los descomponedores en las biocenosis lo realizan principalmente hongos y bacterias, así como otros pequeños organismos que procesan los restos muertos de plantas y animales.
La vida en la Tierra se desarrolla desde hace unos 4.000 millones de años, sin interrupción precisamente porque tiene lugar en el sistema de ciclos biológicos de la materia. La base de esto es la fotosíntesis de las plantas y las relaciones alimentarias de los organismos en biocenosis.
Sin embargo, el ciclo biológico de la materia requiere un gasto constante de energía.

A diferencia de los elementos químicos, que intervienen repetidamente en los cuerpos vivos, la energía de los rayos del sol, retenida por las plantas verdes, no puede ser utilizada por los organismos indefinidamente.
Según la primera ley de la termodinámica, la energía no desaparece sin dejar rastro, se almacena en el mundo que nos rodea, pero pasa de una forma a otra. De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, cualquier transformación de energía va acompañada de la transición de parte de ella a un estado en el que ya no se puede utilizar para trabajar. En las células de los seres vivos, la energía que proporcionan las reacciones químicas se convierte parcialmente en calor durante cada reacción, y el cuerpo disipa el calor en el espacio circundante. El complejo trabajo de las células y los órganos se acompaña así de pérdidas de energía del cuerpo. Cada ciclo de circulación de sustancias, dependiendo de la actividad de los miembros de la biocenosis, requiere cada vez más energía.
Así, la vida en nuestro planeta se lleva a cabo como una constante circulación de sustancias, sustentada por el flujo de energía solar. La vida se organiza no solo en biocenosis, sino también en ecosistemas, en los que existe una estrecha relación entre los componentes vivos y no vivos de la naturaleza.
La diversidad de ecosistemas en la Tierra está asociada tanto a la diversidad de organismos vivos como a las condiciones del entorno físico, geográfico. Las comunidades de tundra, bosque, estepa, desierto o trópico tienen sus propias características de ciclos biológicos y relaciones con el medio ambiente. Los ecosistemas acuáticos también son extremadamente diversos. Los ecosistemas difieren en la velocidad de los ciclos biológicos y en la cantidad total de materia involucrada en estos ciclos.
El principio básico de la estabilidad de los ecosistemas, la circulación de la materia apoyada por el flujo de energía, esencialmente asegura la existencia eterna de la vida en la Tierra.
Según este principio, se pueden organizar tanto ecosistemas artificiales sostenibles como tecnologías de producción en las que se ahorra agua u otros recursos. La violación de la actividad coordinada de los organismos en las biocenosis suele conllevar cambios graves en los ciclos de la materia en los ecosistemas. Esta es la causa principal de desastres ambientales tales como la disminución de la fertilidad del suelo, la disminución del rendimiento de las plantas, el crecimiento y la productividad de los animales y la destrucción gradual del entorno natural.

Una propiedad específica de la vida es el intercambio de sustancias con el medio ambiente. Cualquier organismo debe recibir ciertas sustancias del ambiente externo como fuentes de energía y material para construir su propio cuerpo. Se sacan productos metabólicos que ya no son adecuados para un uso posterior. Así, cada organismo o un conjunto de organismos idénticos en el curso de su actividad vital empeora las condiciones de su hábitat. La posibilidad del proceso inverso -mantener las condiciones de vida o incluso mejorarlas- está determinada por el hecho de que la biosfera está habitada por diferentes organismos con diferentes tipos de metabolismo.

Productores

Los productores son organismos vivos que son capaces de sintetizar materia orgánica a partir de componentes inorgánicos utilizando fuentes de energía externas. (Tenga en cuenta que la obtención de energía del exterior es una condición general para la vida de todos los organismos; en términos de energía, todos los sistemas biológicos están abiertos) también se les llama autótrofos, ya que ellos mismos se abastecen de materia orgánica. En las comunidades naturales, los productores cumplen la función de productores de materia orgánica acumulada en los tejidos de estos organismos. La materia orgánica también sirve como fuente de energía para los procesos vitales; la energía externa se utiliza sólo para la síntesis primaria.

Todos los productores, según la naturaleza de la fuente de energía para la síntesis de sustancias orgánicas, se dividen en fotoautótrofos y quimioautótrofos. Los primeros utilizan la energía de la radiación solar para la síntesis en la parte del espectro con una longitud de onda de 380-710 nm. Se trata principalmente de plantas verdes, pero los representantes de algunos otros reinos del mundo orgánico también son capaces de realizar la fotosíntesis. Entre ellos, las cianobacterias ("algas" azul-verdes), que, aparentemente, fueron los primeros fotosintéticos en la evolución de la vida en la Tierra, tienen una importancia particular. Muchas bacterias también son capaces de realizar la fotosíntesis, que, sin embargo, utilizan un pigmento especial, la bacterioclorina, y no emiten oxígeno durante la fotosíntesis. Los principales materiales de partida utilizados para la fotosíntesis son el dióxido de carbono y el agua (la base para la síntesis de carbohidratos), así como nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes minerales.

consumidores

Los seres vivos que no son capaces de construir su cuerpo en base al uso de sustancias inorgánicas, requiriendo la ingesta de materia orgánica del exterior, como parte de su alimentación, pertenecen al grupo de organismos heterótrofos que viven de productos sintetizados por foto- o quimiosintéticos. Los alimentos extraídos de una forma u otra del medio exterior son utilizados por los heterótrofos para construir su propio cuerpo y como fuente de energía para diversas formas de vida. Así, los heterótrofos utilizan la energía almacenada por los autótrofos en forma de enlaces químicos de sustancias orgánicas sintetizadas por ellos. En el flujo de sustancias en el transcurso del ciclo, ocupan el nivel de consumidores obligatoriamente asociados con organismos autótrofos (consumidores de 1° orden) o con otros heterótrofos de los que se alimentan (consumidores de 2° orden).

Un ejemplo de tal “garantía espacial” es la conocida catástrofe de aproximadamente. Krakatoa: como resultado de la erupción volcánica de 1883, la vida en la isla quedó completamente destruida, pero se recuperó en solo 50 años, se registraron alrededor de 1200 especies. El asentamiento se produjo principalmente a expensas de Java, Sumatra e islas vecinas, que no se vieron afectadas por la erupción, desde donde, de diferentes formas, plantas y animales repobló la isla cubierta de cenizas y coladas de lava congelada. Al mismo tiempo, las películas de cianobacterias aparecieron primero (después de 3 años) en la toba volcánica y la ceniza. El proceso de establecimiento de comunidades sostenibles en la isla continúa; Las cenosis forestales aún se encuentran en las primeras etapas de sucesión y tienen una estructura muy simplificada.

descomponedores

La categoría de descomponedores incluye muchos tipos de bacterias y hongos. Por la naturaleza de su metabolismo, son organismos reductores. Así, las bacterias desvitrificadoras reducen el nitrógeno a su estado elemental, mientras que las bacterias reductoras de sulfato reducen el azufre a sulfuro de hidrógeno. Los productos finales de la descomposición de sustancias orgánicas son dióxido de carbono, agua, amoníaco, sales minerales. En condiciones anaeróbicas, la descomposición va más allá: al hidrógeno; también se forman hidrocarburos.

Niveles de organización de la materia viva.

La actividad conjunta de productores, consumidores y descomponedores determina el mantenimiento continuo del ciclo biológico global de las sustancias en la biosfera terrestre. Este proceso está respaldado por las relaciones regulares de las partes espacio-funcionales que componen la biosfera y está provisto por un sistema especial de conexiones que actúan como un mecanismo para la homeostasis de la biosfera, manteniendo su funcionamiento estable en el contexto de cambios externos y cambiantes. factores internos. Por tanto, la biosfera puede ser considerada como un sistema ecológico global que asegura el mantenimiento sostenible de la vida en su manifestación planetaria.

Todos los organismos vivos de nuestro planeta se pueden clasificar como productores, consumidores o descomponedores. que significan estas expresiones? ¿Cuáles son las características de los organismos que pertenecen a una categoría particular? ¿Sobre qué base se propone esta clasificación? Esto será discutido en el artículo. Además, la cuestión de quiénes son los descomponedores se revelará con más detalle. A continuación también se darán ejemplos de estos organismos.

Descripción de la cadena trófica (alimentaria)

Todas las plantas, animales, microorganismos, hongos, etc. que habitan la Tierra están incluidos en una relación peculiar, llamada por los científicos cadena trófica (o cadena alimenticia). Algunos de ellos se comen a otros, por lo que se produce una transferencia de energía de un eslabón de una cadena imaginaria a otro. Por lo tanto, existe una relación simple entre ellos: "alimento - consumidor de alimentos".

El primer eslabón de la cadena alimentaria son los llamados productores o autótrofos. Estos incluyen la mayoría de las plantas, algas. Los productores no tienen precursores, se caracterizan por la transformación de sustancias inorgánicas en orgánicas, por lo que se acumula energía, y los representantes del siguiente eslabón pueden comer a los productores. Se les llama consumidores.

Los consumidores pueden ser de 1°, 2°, 3° y 4° orden. Los consumidores de 1º orden suelen ser herbívoros, los de 2º son depredadores que comen, etc.

Más adelante en la cadena alimenticia están los destructores, o descomponedores, organismos que procesan la materia orgánica de regreso a sustancias inorgánicas (o las orgánicas más simples), asegurando así el proceso de descomposición y la circulación de sustancias en la naturaleza. Este es el enlace más importante - "ordenanzas". Se pueden dar los siguientes ejemplos de descomponedores: bacterias saprotróficas, actinomicetos, hongos (por ejemplo, del género Penicillium).

El papel de estos organismos difícilmente puede sobreestimarse. Gracias a ellos, los residuos orgánicos se descomponen sin dejar rastro, adquiriendo una estructura y forma disponible para el consumo de los productores (autótrofos). Los productores de plantas, al consumirlos, aumentan la masa verde y sirven de alimento para animales y personas. Los descomponedores desempeñan un papel importante en la naturaleza, bacterias que forman el suelo y que descomponen los restos orgánicos de plantas y animales, contribuyendo así a su transformación en humus y, a su vez, en sales minerales.

La diferencia entre descomponedores y carroñeros

Algunos creen erróneamente que los descomponedores incluyen animales y aves que se alimentan de carroña. Pero no lo es. Su principal diferencia con los detritus (carroñeros) es que los organismos que se alimentan de carroña producen desechos sólidos en forma de excremento. Dichos productos de desecho están ausentes en los descomponedores. Su función es destruir: la destrucción de sustancias orgánicas complejas y su transformación en estructuras más simples (urea) o inorgánicas. Los detritófagos que producen desechos sólidos se conocen tradicionalmente como consumidores.

Pérdida de energía durante las transiciones de un nivel de la cadena alimenticia a otro

Durante la transición de la energía de los productores a los consumidores, una parte importante de ella se pierde (hasta un 80-90 %), la mayoría de las veces en forma de calor. Esta es la razón por la que la longitud de la cadena alimentaria suele limitarse a 3-6 eslabones.

Las principales causas de pérdida de energía son las siguientes:

Los organismos se mueven y gastan energía en la respiración celular, asegurando su actividad vital.
No toda la materia orgánica puede ser digerida por los animales y parte de ella sale en forma de excremento.
No todos los organismos del nivel anterior son comidos por representantes del siguiente. Una parte significativa de ellos simplemente muere por varias razones.
Los excrementos y los organismos muertos son procesados por descomponedores en su propia energía.

Ratio de biomasa a diferentes niveles

Dado lo anterior, podemos concluir que para mantener el equilibrio ecológico, el número de organismos vivos en el nivel anterior debe exceder significativamente al del siguiente nivel. En otras palabras, debería haber más productores que consumidores. Al mismo tiempo, la cantidad de depredadores en los niveles posteriores disminuye, pero se vuelven más grandes. Esta ley se llama la regla de la pirámide ecológica.

¿Cómo es con los reductores? El cambio de ecosistemas aquí no importa: los descomponedores seguirán estando presentes en él. Es su dependencia mutua con consumidores y productores lo que asegura que, bajo cualquier circunstancia catastrófica, la biogeocenosis no será destruida y las conexiones perdidas serán restauradas.

En cuanto a la proporción de descomponedores y otros grupos en la naturaleza, esta es una pregunta bastante complicada, porque estamos tratando con organismos extremadamente pequeños. Según estudios, ni su biomasa total ni su abundancia pueden hablar del grado de su productividad. La medición de dicha biomasa es difícil y, además, poco informativa. Por lo tanto, la cantidad de microorganismos en el suelo puede permanecer igual, pero bajo diferentes condiciones demostrarán una actividad diferente.

Se puede decir que en ecosistemas productivos la biomasa de estos microorganismos es de aproximadamente 10-100 g por metro cuadrado. Si observa los indicadores en la tundra o el desierto, serán mucho menores, así como la actividad de los descomponedores. Cambiar el ecosistema en este ejemplo permite tener en cuenta diferentes condiciones del hábitat.

Finalmente

El artículo describió brevemente la estructura de la cadena alimentaria y también habló con más detalle sobre quiénes son los descomponedores (con ejemplos).

Curiosamente, tales eslabones en la cadena alimenticia como los consumidores estuvieron ausentes en la Tierra durante aproximadamente 2 mil millones de años, cuando los ecosistemas consistían solo en organismos prenucleares llamados procariotas. Pero sin los descomponedores, su existencia sería imposible, porque alguien tiene que convertir las sustancias orgánicas producidas incluso por los microorganismos más simples en sustancias inorgánicas. Gracias a la actividad vital de los descomponedores, cuyos ejemplos se dieron en el artículo, el agua y las sales minerales regresan al suelo. Por lo tanto, el círculo se cierra y los organismos productores (autótrofos) pueden volver a utilizar sustancias útiles.

Entre los componentes biológicos que componen un ecosistema, se distinguen claramente tres grupos de organismos: productores, consumidores y descomponedores.

reductores - organismos que, en el curso de la vida, transforman la materia orgánica en inorgánica (la mayoría de los microorganismos, hongos).

La proporción de la biomasa de productores, consumidores y descomponedores determina la estructura del marco del ecosistema. Por lo general, esta proporción se representa gráficamente como una pirámide (una pirámide de masas, con menos frecuencia números, se da a entender el número de individuos). Como regla general, la mayor parte de la biomasa corresponde a los productores, el número de consumidores de primer orden es significativamente menor, el número total de consumidores de segundo orden es aún menor, etc. Al pasar de un escalón a otro de la pirámide, se pierde del 7 al 15% de la energía. Por lo tanto, el número de escalones de la pirámide es limitado, normalmente de 5 a 7.

El componente más importante del ecosistema, los organismos, en un grado u otro determinan su apariencia. Al mismo tiempo, algunos de ellos lo forman en mayor medida que otros. Las especies que juegan un papel importante en la creación del bioambiente en un ecosistema se denominan edificadores. Suelen ser plantas. Sin embargo, los animales también pueden desempeñar este papel, por ejemplo, el arrendajo que esparce bellotas, las marmotas que crean (cambian) las condiciones para el crecimiento de las plantas en la estepa, el suelo o los animales de aguas profundas (no hay plantas en las profundidades de el océano). Los organismos que tienen menos influencia en la creación del medio ambiente y la apariencia del ecosistema se llaman asectadores. Las condiciones de su existencia las determinan los edificadores.

Una propiedad esencial de un ecosistema es el tiempo de su existencia. En general, el tiempo del sistema (tiempo propio característico del sistema) se entiende como el tiempo considerado en la escala del período de existencia del sistema dado o de los procesos que ocurren en él. Por ejemplo, la vida de un individuo, el cambio de generaciones, la duración de la existencia de una especie de organismos en el planeta. Cada uno de los sistemas enumerados anteriormente tiene su propia extensión espacial (volumen, área) y masa, así como el número (mínimo) de subsistemas que permiten que el sistema exista y funcione. Cabe señalar que la vida útil de la biosfera es más larga que la vida útil de los bosques templados del hemisferio norte del planeta, y la vida útil de un área forestal o de un claro en particular es más corta que la vida útil de la zona forestal en su conjunto.

En el curso del desarrollo de nuestro planeta, la composición de los componentes cambió cualitativa y cuantitativamente. Naturalmente, los propios ecosistemas también han cambiado. La capacidad de los ecosistemas para adaptarse al cambio es fundamental. Un ecosistema es una colección de diferentes componentes. Al mismo tiempo, sus características están determinadas no solo por la suma de sus propiedades. La propiedad universal de los ecosistemas es su aparición (del inglés: la aparición, la aparición de uno nuevo). Entonces, el bosque no es un árbol, sino un conjunto que forma una nueva propiedad. Está claro que un árbol o incluso una docena de árboles todavía no es un bosque.

Hay dinámicas cíclicas (fluctuación) y progresivas de los ecosistemas (en este último caso, podemos hablar de desarrollo). Los cambios cíclicos incluyen diferentes (en el tiempo) tipos de dinámicas. El más simple de ellos es el diurno (asociado a cambios de iluminación, fotosíntesis, actividad de animales diurnos, crepusculares o nocturnos). La dinámica estacional está determinada por la posición del planeta en relación con el sol, lo que provoca la alternancia de primavera, verano, otoño e invierno. La actividad solar determina la dinámica a largo plazo de los ecosistemas (ciclos de 2, 4, 11 años, etc.). Los ciclos más largos están determinados por procesos cósmicos y planetarios más complejos, cuya duración abarca períodos desde varias décadas hasta millones de años. Los cambios cíclicos en los ecosistemas se caracterizan por su periodicidad más o menos regular.

La dinámica progresiva de los ecosistemas suele estar asociada a la introducción de nuevas especies en su composición oa la sustitución de unas especies por otras.

En última instancia, ambos procesos conducen a un cambio en las biocenosis o ecosistemas en su conjunto. Tales cambios se denominan sucesiones (del latín sucesión - continuidad, herencia). Si la sucesión es causada por factores externos a los ecosistemas, se habla de sucesiones exógenas, cuando un cambio ocurre bajo la influencia de causas internas - endógenas.

Las sucesiones exógenas pueden ser causadas por el cambio climático, tales procesos pueden tardar cien o incluso miles de años, por lo que se denominan seculares.

En el curso de la evolución de la vida en la Tierra, las especies biológicas se transforman en nuevas formas. En este caso, podemos hablar de sucesiones endógenas.

Si los cambios son causados por la actividad humana, hablan de sucesiones antropogénicas. Entonces, en el sitio de un claro o incendio que destruyó el bosque (hay que tener en cuenta que el 98% de los incendios forestales en nuestro país son causados por humanos), aparecen secuencialmente territorios cubiertos de plantas herbáceas, luego aparecen arbustos, eventualmente arbustos. esconderse bajo el dosel de los árboles de hoja caduca. Bajo el dosel del bosque caducifolio crecen árboles de coníferas que, al penetrar en el nivel superior, forman un bosque mixto. Los árboles de hoja caduca son de corta duración en comparación con las coníferas, se caen gradualmente del nivel superior, como resultado de lo cual, al final, se forma un bosque de coníferas en el sitio de quema y tala.

En general, independientemente de que exista una sucesión natural exógena, endógena o antrópica, los patrones generales serán

- colonización sucesiva por organismos vivos;

– aumento de la diversidad de especies de organismos vivos;

– enriquecimiento gradual del suelo con materia orgánica;

– aumento de la fertilidad del suelo;

- fortalecimiento de vínculos entre diferentes especies o grupos tróficos de organismos;

– cambio en el número de nichos ecológicos;

- la formación progresiva de ecosistemas y biocenosis cada vez más complejos.

Las especies más pequeñas, especialmente las especies de plantas, por regla general, son reemplazadas por otras más grandes, se intensifican los procesos de metabolismo, la circulación de sustancias, etc. Tales series de sucesión terminan con ecosistemas que cambian débilmente, que se denominan clímax (del griego klimaks - escalera), indígenas o nodales. Bajo ciertas condiciones climáticas, la secuencia de cambios, la composición de especies de las especies que participan en ellos, tienen sus propios detalles. Al mismo tiempo, cada etapa, incluido el clímax, tiene su propio conjunto de especies que, en primer lugar, son típicas de una región determinada y, en segundo lugar, consisten en organismos que están más adaptados a una etapa en particular.

Cabe señalar que el desarrollo del ecosistema continúa incluso después de llegar a la etapa de clímax.

La composición y abundancia de las especies individuales puede cambiar, mientras que al mismo tiempo, común para los clímax es la similitud de las especies edificatorias, que en la mayor medida determinan las condiciones para la existencia de todos los organismos en el ecosistema. Dado que en las mismas condiciones climáticas el conjunto de edificadores está predeterminado, cada fila termina con el mismo tipo de ecosistema (monoclimax).

Las filas más típicas en la franja de la taiga del sur de Rusia׃

– bosques oscuros de coníferas;

– bosques de coníferas claros;

– bosques de sauces y alisos;

– ecosistemas de pradera, etc. (3.1, 3.2).

Las tablas ilustran los cambios típicos en cada fila (en el ejemplo de Kama Urals y Upper Lena). Así, la capacidad de los ecosistemas para el desarrollo sucesional es su propiedad funcional, que determina la posibilidad de su autorregulación (autorrecuperación). En cierta medida, otra propiedad no menos fundamental de los ecosistemas está asociada a esta capacidad: su sostenibilidad (estabilidad).

El concepto de sostenibilidad de los ecosistemas se ha desarrollado en el marco de una serie de ciencias fundamentales. Así, los matemáticos creen que estabilidad matemática se expresa en el hecho de que el proceso en estudio, que se manifiesta en la transformación de una cierta cantidad (función), a partir de una región fija, no debe conducir a la salida de esta cantidad más allá de una región predeterminada, que en el caso general no coincide con la inicial.

físicamente estable Es tal estado del sistema al que regresa espontáneamente, siendo removido de él por fuerzas externas. Desde un punto de vista físico, se restaura el estado más probable, con el nivel más bajo de energía libre. Un modelo ilustrativo de un sistema físicamente estable es una bola de metal que baja rodando hasta la parte más baja del foso, por mucho que la elevemos hasta las “pendientes”.

Junto con la sustentabilidad, el término “homeostasis” u “homeostasis” es ampliamente utilizado en ecología, posiblemente tomado de la fisiología. Un sistema homeostático es un sistema en el que la estabilidad de los parámetros importantes para su existencia se mantiene mediante reguladores especiales a pesar de los cambios en el entorno. En ecología bajo resiliencia del ecosistema comprender su capacidad de reacciones proporcionales a la magnitud de la fuerza de impacto. Inestabilidad del ecosistema– su respuesta desproporcionadamente grande a un impacto relativamente débil. Así, al hablar de sostenibilidad ambiental, nos referimos a la capacidad de un ecosistema para mantener su estructura y características funcionales bajo la influencia de factores externos (e internos para los ecosistemas globales).

A menudo, la sostenibilidad ambiental se considera sinónimo de sostenibilidad, es decir, como la capacidad de un ecosistema para resistir factores ambientales abióticos y bióticos, incluidos los impactos antropogénicos.

Tabla 3.1

Serie de turnos de biocenosis de la taiga del sur del Alto Lena

Etapas indígenas (clímax)	Etapas derivadas
Etapas indígenas (clímax)
Bosque de coníferas oscuro de la cuenca	ceniza seca	bosque de hoja pequeña	bosque mixto
Bosque de coníferas oscuro de la cuenca	ceniza humedecida	bosque de hoja pequeña	bosque mixto
Bosque de coníferas oscuro de la cuenca húmeda		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
isla oscuro bosque de coníferas		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
bosque de coníferas claro		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
bosque de coníferas claro				bosque de pinos jóvenes

Etapas indígenas (clímax)	Etapas derivadas
Etapas indígenas (clímax)
Bosque de coníferas estepa luz		"Estepoide"
		arbustos	Bosque de coníferas luz joven
		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
Bosque de abetos prirechny			matorrales de arbustos
Bosque de abetos prirechny		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
Bosque de abetos priruchevy		arbustos	bosque mixto
		bosque de hoja pequeña	bosque mixto
				bosque de hoja pequeña	bosque mixto

Cuadro 3.2

Serie de cambios en biocenosis de la taiga sur de Kama Cis-Urals

Etapas indígenas (menopáusicas *)	Etapas derivadas
Etapas indígenas (menopáusicas *)
bosque oscuro de coníferas	corte de hierba	tala de arbustos	Berezník	bosque mixto
bosque oscuro de coníferas	corte de hierba	tala de arbustos	Bosque de abetos jóvenes
bosque de coníferas claro	corte de hierba	tala de arbustos	Berezník	bosque mixto
	corte de hierba	tala de arbustos	Pinar joven (polewood)
	Plantaciones artificiales de pino en el sitio de bosques de pino talados	bosque de pinos jóvenes	bosque mixto
	corte de hierba	prado continental	arbustos	Bereznyak bosque de pinos jóvenes	bosque mixto

* No se considera una serie de cambios en el bosque de coníferas latifoliadas, porque en la región de Kama, tales plantaciones son características de la subzona de bosques mixtos y no de la taiga del sur.

Si tratamos de analizar los mecanismos que aseguran la sostenibilidad (estabilidad) de los ecosistemas, podemos notar que pueden implementarse a nivel de los ecosistemas mismos y en dos niveles inferiores: la población y el organismo individual.

Hay siete mecanismos de este tipo.

1. Muchos sistemas abióticos tienen la propiedad de la estabilidad en el sentido de que después de perturbaciones causadas por la intervención de algunas fuerzas externas, restauran su estructura. Un ejemplo es un lago sin drenaje, que restablece automáticamente el equilibrio neutral de su masa de agua.

Otros 6 grupos de mecanismos para mantener la sostenibilidad de los ecosistemas están asociados a la materia viva.

Nivel de organismos individuales

2. Adaptaciones fisiológicas de los seres vivos a las influencias ambientales adversas. Así, la regulación de la transpiración (evaporación de agua) permite que las plantas existan a diferentes niveles de humedad del aire y sustratos, así como a diferentes temperaturas.

3. La variabilidad fenotípica de los organismos les proporciona en estado adulto la mayor correspondencia con el medio ambiente. Así, en animales criados en diferentes condiciones, varía la longitud del pelaje, el grosor de la capa subcutánea de grasa, etc.

4. "Escapar" de las influencias adversas. Entonces, los habitantes del desierto, al estar en la superficie de la tierra, morirían instantáneamente por sobrecalentamiento, mientras que al estar en una rama de saxaul o excavar en el suelo, parecen "huir" de la exposición a altas temperaturas. Muchos animales se salvan de las heladas invernales al entrar en hibernación, etc.

nivel de población

5. El mecanismo evolutivo que impulsa y estabiliza las selecciones, descrito por el académico ruso I.I. Schmalhausen, permite que las poblaciones resistan cambios ambientales a largo plazo al desarrollar y fijar adaptaciones apropiadas en la descendencia, la estabilización de la selección preserva a los individuos con un valor promedio de rasgos. Así, en islas expuestas a la acción de los vientos, domina la selección por desgarro, conservando individuos que vuelan bien (con alas largas, vuelo rápido) o que no vuelan nada (aves no voladoras de Nueva Zelanda, avispas sin alas, moscas, etc. en otras islas). Fuertes rachas de viento pueden matar aves de alas cortas que no tienen tiempo de llegar al refugio, o por el contrario, aves de alas largas que intentan resistir fuertes rachas de viento (selección estabilizadora). Este último fue mostrado por I.I. Schmalhausen en gorriones, entre los cuales, por regla general, se conservan individuos con una longitud de ala promedio.

Nivel de ecosistema

6. El mecanismo del ecosistema asegura el reemplazo de organismos individuales e incluso de poblaciones enteras en caso de que mueran como resultado de efectos adversos. Esto permite que el ecosistema restaure la estructura externa, manteniendo un alto nivel de uso de energía y recursos materiales. La posibilidad de reemplazo es mayor cuanto más rica es la elección de especies disponibles con diferentes características ecológicas. De esto queda claro lo que explica el patrón descubierto por los ecologistas: con un aumento en la diversidad de especies en un ecosistema, aumenta su resistencia a los impactos naturales y antropogénicos.

7. Destaca la actividad de las poblaciones humanas, expresada en la creación de medios artificiales de protección de la sostenibilidad. Esto incluye no solo ropa, vivienda, sino también herramientas, armas militares y de caza, automóviles y mucho más. Este mecanismo, que se implementa en la creación de sistemas de información especializados, ciencias, tecnologías, puede llamarse social.

Un aspecto esencial de la sostenibilidad de los ecosistemas es la naturaleza del impacto de varios factores sobre ellos. Por lo tanto, los impactos a corto plazo tienen poco efecto sobre la sostenibilidad, pero los impactos a largo plazo pueden provocar un cambio catastrófico en el ecosistema. Los impactos sobre un gran número de componentes o sobre una parte significativa del territorio ocupado por un ecosistema conducen a las mismas consecuencias destructivas. Se puede decir que cuanto más dura el impacto, cuanto mayor es el área que captura, cuanto más componentes afecta, mayor es la probabilidad de destrucción del ecosistema.

Hay ecosistemas con diferente resiliencia. Por lo tanto, los ecosistemas de tundra y desierto se consideran inestables, y los bosques tropicales, que son los más ricos en composición de especies, se consideran los más estables.

Los ecosistemas con baja estabilidad se caracterizan por brotes en la abundancia de especies individuales (en la tundra, en algunos años, el número de lemmings es increíblemente alto). Además, los sistemas de baja resistencia se destruyen fácilmente bajo la influencia de influencias externas (sobrepastoreo, cargas técnicas, etc.). Por ejemplo, en la tundra, después del paso de vehículos todo terreno pesados, las roderas pueden permanecer durante muchos años. Los agroecosistemas creados por el hombre también se encuentran entre los ecosistemas inestables, lo que generalmente se explica por el cultivo de un cultivo (monocultivo) o muy pocas especies de plantas (veza, campo de avena, etc.).

El papel de los productores, consumidores y descomponedores en la preservación de la vida en la Tierra

El papel de los organismos vivos en el ciclo biológico.

7.2 Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su papel

¿Cuál es el papel de los productores en los ecosistemas naturales y artificiales?

Descripción de la cadena trófica (alimentaria)

La diferencia entre descomponedores y carroñeros

Pérdida de energía durante las transiciones de un nivel de la cadena alimenticia a otro

Ratio de biomasa a diferentes niveles

Finalmente

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