Учебник по Биологии. 7 класс. Соболь - Новая программа

Озеро образует небольшой замкнутый мир,

где на полную мощность разворачиваются все жизненные события.

С. Форбс

§ 60. ОРГАНИЗМЫ И ЭКОСИСТЕМЫ

Основные понятия и ключевые термины: ЭКОСИСТЕМА. Биологический круговорот веществ. Биологический поток энергии. Цепь питания.

Вспомните! Что такое популяции, биотические факторы, экосистема?

Подумайте

«Поляна с краю переходит в кочки и камыши, а в одном месте в ярко-зелёную трясину - то берега лесного озера, которое образовалось из лесного ручья. Ручей тот струится из чащи леса, впадает в озеро, затем, на другой стороне озера, вновь вытекает и теряется в зарослях. Само озеро - тиховодное, покрыто ряской и кувшинками, но с чистым плёсом посредине» (Леся Украинка. «Лесная песня»). Какой чудесный литературный этюд об озере! А что такое озеро с точки зрения экологии?

СОДЕРЖАНИЕ

Как организованы экосистемы?

Экосистемой, как вы знаете, является совокупность популяций разных видов и неживых элементов среды, связанных между собой круговоротом веществ и энергии. Живые организмы, которые проживают на определённой территории, взаимодействуют не только между собой, но и с неживой природой.

В частности, организмы получают из среды свет, тепло, кислород, пищу, воду, соли, необходимые для жизнедеятельности, и выделяют в среду избыток тепла, СО2, непереваренные остатки пищи, продукты обмена веществ. Поэтому каждая экосистема имеет два компонента: организмы, с одной стороны (живой компонент) и факторы окружающей для них среды - с другой (неживой компонент).

В неживом и живом компонентах экосистемы есть свои составляющие элементы. Неживой компонент содержит такие элементы, как климатические факторы (свет, влажность, температура), неорганические и органические вещества, содержащиеся в воде, воздухе и почве.

Элементы живого компонента экосистем делят на группы в зависимости от их функций. Автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических, называют производителями (продуцентами). Гетеротрофные организмы, которые питаются готовыми органическими веществами, выполняют функцию потребителей в экосистеме (консументы). И третьей составляющей биотического компонента являются разрушители (редуценты), которые превращают остатки отмерших растений и животных в минеральные вещества. Эти вещества из почвы снова поступают в растения, и цикл начинается заново.

Итак, каждая экосистема имеет неживой и живой компоненты, которые объединены круговоротом веществ и энергии.

Что является основным условием существования экосистем?

Главное условие существования экосистем - это круговорот веществ и энергии, который происходит с участием производителей, потребителей и разрушителей. Источником энергии для большинства экосистем нашей планеты является Солнце. Его энергию поглощают зелёные растения и «связывают» в органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза. Далее эта связанная солнечная энергия в виде зелёной органической массы (первичная продукция) поедается растительноядными животными, которые являются пищей для хищников. В этих преобразованиях регулирующую роль выполняют такие климатические факторы: температура среды, облачность, влажность и др. Так с помощью организмов возникает поток веществ и энергии, который объединяет экосистему в единое целое.

Для понимания сути потока веществ и энергии надо запомнить, что поток веществ в экосистеме имеет циклический характер, а поток энергии - линейный. Питательные вещества, поступающие в организмы из неживого компонента, в него же и возвращаются в виде остатков или продуктов жизнедеятельности живых существ.

Биологический круговорот веществ - перенос веществ в экосистемах, который при участии организмов и имеет циклический характер.

Биологический поток энергии - перенос энергии в экосистемах, который происходит при участии организмов и имеет линейный характер.

В биологическом круговороте участвует большое количество химических элементов и соединений, но важнейшими из них являются круговорот воды, кислорода, углекислого газа.

А вот поток энергии будет иметь другую направленность. Энергия Солнца поступает в организмы, которые превращают её в химическую, механическую, световую, и эти преобразования одного вида энергии в другой, согласно второму закону термодинамики, сопровождаются потерями тепла. Вся энергия, поступившая в живой компонент экосистемы, рассеивается в среде.

Ил. 243. Поток энергии и биологический круговорот веществ в экосистеме

Итак, в экосистемах происходят постоянный круговорот веществ и линейный поток энергии, что является обязательным условием их существования.

Как происходит передача веществ и энергии в экосистемах?

Ил. 244. Цепь питания озера: водоросли - дафнии - мелкая рыба - щука или цапля

Внутри экосистемы поток веществ и энергии осуществляется благодаря деятельности производителей (продуцентов), потребителей (консументов) и разрушителей (редуцентов), связанных пищевыми связями. Например, в озере мелкими диатомовыми и зелёными водорослями питаются дафнии, их поедают рыбы, на которых охотится щука или серая цапля. Такая последовательность называется цепью питания, а каждое её звено - трофическим уровнем.

Цепь питания (трофическая цепь) - это последовательный ряд живых организмов, связанных пищевыми связями, который осуществляет передачу вещества и энергии в экосистеме.

Основа каждой цепи питания - производители органических веществ. Ими являются чаще всего растения, которые и формируют первое звено большинства цепей питания. Следующие звенья трофических цепей занимают гетеротрофные организмы, или потребители органических веществ: растительноядные, хищные и всеядные животные. Обычно в трофических цепях бывает 4 или 5 звеньев. Остатки организмов ещё содержат органические вещества и энергию, поэтому могут использоваться живыми существами. Такие организмы являются разрушителями. Это бактерии, грибы, личинки насекомых, дождевые черви и др.

Ил. 245. Цепь питания леса: листья дерева - гусеница - синица - ястреб

В любой экосистеме различные цепи питания не существуют отдельно друг от друга, а взаимопереплетены, поскольку один и тот же вид одновременно может быть звеном разных цепей питания. Переплетаясь, цепи питания формируют сеть биотических связей, или трофическую сеть.

Следовательно, передача веществ и энергии в экосистемах осуществляется по цепям питания.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Определите видовые названия 2-3 организмов (на выбор), изображённых на иллюстрации «Экосистема озера» и опишите их роль в круговороте веществ.

Биология + Астрономия

Солнце является ближайшей к Земле звездой, центральным и самым большим небесным телом Солнечной системы. Его масса приблизительно в 333 тысячи раз больше массы Земли и в 750 раз превышает массу всех других планет, вместе взятых. Солнце - мощный источник энергии, который оказывает большое влияние на все тела Солнечной системы. А что такое звезда? Какое значение имеет Солнце для бактерий, растений, грибов, животных, живущих на Земле?

Биология + Мультфильмы

Всем известны слова песенки «В траве сидел кузнечик» из мультика «Приключения Незнайки и его друзей»:

Он ел одну лишь травку,

Не трогал и козявку

И с мухами дружил!

Но вот пришла лягушка-

Прожорливое брюшко

И съела кузнеца!

Переведите слова этой песни на язык экологии. На примере этой цепи питания опишите передачу энергии в экосистеме.

РЕЗУЛЬТАТ

Оценка

Вопросы для самоконтроля

1-6

1. Назовите два компонента экосистем. 2. Какие группы организмов различают в живом компоненте экосистем? 3. Что является источником энергии для большинства экосистем? 4. Что такое биологический круговорот веществ? 5. Что такое цепи питания? 6. Приведите пример цепи питания.

7-9

7. Как организованы экосистемы? 8. Что является основным условием существования экосистем? 9. Как происходит передача веществ и энергии в экосистемах?

10-12

10. Какое значение имеет Солнце для бактерий, растений, грибов, животных, живущих на Земле?