Биология 9 Глава 8. §§ 43-46

Биология 9 класс (Пасечник). Конспекты по учебнику. Цитаты использованы в учебных целях.
Глава 8. Взаимосвязи организмов и окружающей среды (43. Типы взаимодействия популяций разных видов. 44. Экосистемная организация природы. Компоненты экосистем. 45. Структура экосистем. 46. Поток энергии и пищевые цепи). Электронная версия.

ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к списку конспектов


Глава 8. Взаимосвязи организмов
и окружающей среды

§ 43. ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ПОПУЛЯЦИЙ РАЗНЫХ ВИДОВ

ВСПОМНИТЕ:
1. Какие биотические факторы среды вам известны?
2. Какие виды конкурентной борьбы вам известны?
3. Что такое симбиоз?

Экологические взаимодействия организмов.

В природных условиях каждый живой организм живёт не изолированно. Его окружает множество других представителей живой природы. И все они взаимодействуют друг с другом. Взаимодействия между организмами, а также влияние их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов среды. Наиболее ярко экологические взаимодействия организмов проявляются в пищевых и пространственных связях.

Все биотические взаимодействия можно разделить на 6 групп:

  • 1) организмы не оказывают влияния друг на друга (0 0);
  • 2) между организмами существуют взаимовыгодные полезные связи — симбиотические отношения (+ +);
  • 3) отношения, вредные для обоих организмов (– –);
  • 4) один из организмов получает выгоду, другой испытывает угнетение (+ –);
  • 5) один вид получает пользу, другой не испытывает вреда (+ 0);
  • 6) один вид угнетается, другой не извлекает пользы (– 0).

Типы экологических взаимодействий.

Рассмотрим в общих чертах основные типы взаимодействий.

В природе часто встречаются взаимовыгодные связи, при которых организмы разных видов получают обоюдную пользу от этих отношений. К этой группе взаимополезных биотических связей относятся многообразные симбиотические отношения организмов. Обязательное условие подобных отношений — совместная жизнь, определённая степень сожительства организмов.

Собственно симбиоз — неразделимые связи двух видов, предполагающие обязательное тесное сожительство организмов, иногда даже с элементами паразитизма. Классическим примером симбиоза являются лишайники (рис. 53), представляющие собой тесное взаимовыгодное сожительство грибов и водорослей. Благодаря симбиозу лишайники достигли высокого видового разнообразия (более 20 тыс. видов) и получили способность жить в самых суровых условиях: в полярных областях, на голых скалах, на коре деревьев, в высокогорьях.

Самый простой тип симбиотических связей — протокооперация (буквально: первичное сотрудничество) (+ +). При этой форме совместное существование выгодно для обоих видов, но не обязательно для них. Примером таких отношений можно назвать распространение муравьями семян некоторых растений леса, опыление пчёлами разных растений. В этих случаях отсутствует необходимая тесная связь конкретной пары партнёров.

Симбиотические отношения, при которых наблюдается устойчивое взаимовыгодное сожительство двух организмов разных видов, называют мутуализмом (+ +). Таковы, например, взаимоотношения рака–отшельника и актинии (рис. 52) или узкоспециализированных к опылению растений с опыляющими их видами насекомых (клевер и шмель). Мутуализм широко распространён в природе.

Хищничество (+ –) — такой тип взаимоотношений популяций, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т. е. организмы одной популяции служат пищей для организмов другой популяции. Хищник обычно сам ловит и умерщвляет свою жертву, после чего съедает её полностью или частично. Поэтому для хищников характерно охотничье поведение. Но, кроме хищников–охотников, существует ещё и большая группа хищников–собирателей, способ питания которых заключается в простом поиске и сборе добычи. Таковы, например, многие насекомоядные птицы, собирающие пищу на земле, в траве или на деревьях.

Паразитизм (+ –) — это форма взаимосвязей между видами, при которой организмы одного вида (паразита, потребителя) живут за счёт питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина) в течение определённого времени. Обычно паразит использует живого хозяина не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного проживания. В роли паразитов могут выступать и растения, и животные.

Если в экологической системе два или более вида (популяции) со сходными экологическими требованиями обитают совместно, между ними возникают взаимоотношения отрицательного типа, которые называют конкуренцией (– –).

Конкурентное взаимодействие может касаться пространства, пищи, света, зависимости от хищников, подверженности болезням и действию различных экологических факторов. Необходимо иметь в виду, что конкуренцией нельзя считать просто использование организмами одного и того же природного ресурса. Об отрицательном взаимодействии можно говорить только в том случае, когда этого ресурса не хватает и когда его совместное потребление неблагоприятно отражается на популяции. Конкуренцию подразделяют на внутривидовую и межвидовую.

Внутривидовая конкуренция — это борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида.

Межвидовая конкуренция, или конкуренция между особями разных видов, чрезвычайно широко распространена в природе и касается практически всех, поскольку редко какой вид не испытывает хоть небольшого давления со стороны организмов иных видов. Формы проявления межвидовой конкуренции могут быть различными: от жестокой борьбы до почти мирного сосуществования. Но, как правило, из двух видов с одинаковыми экологическими потребностями один обязательно вытесняет другой. В результате конкуренции в сообществе совместно уживаются только те виды, которые сумели хотя бы немного разойтись в экологических требованиях.

Таковы основные типы биотических взаимоотношений в живой природе. Необходимо помнить, что тип взаимодействия конкретной пары видов может изменяться в различных условиях и в зависимости от стадий их пожизненных циклов. Кроме того, один и тот же вид в сообществе может находиться в разных отношениях с окружающими его видами. Таким образом, межпопуляционные связи в природе бесконечно многообразны, а изучение и познание их — важнейшая задача для экологии.

 

§ 44. ЭКОСИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРИРОДЫ.
КОМПОНЕНТЫ ЭКОСИСТЕМ

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое цепи питания?
2. Какие организмы называют автотрофами?
3. Какие организмы относят к гетеротрофам?

Совокупность всех живых существ, населяющих участок суши или водоёма, называют сообществом. Все растения, животные, грибы, микроорганизмы, находящиеся в тесной связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций, называют биоценозом.

Экосистема.

Это любое сообщество живых существ вместе с его физической средой обитания, функционирующее как единое целое. Примером экосистемы может служить пруд, включающий сообщество гидробионтов (организмов, жизнь которых протекает в воде), физические свойства и химический состав воды, особенности рельефа дна, состав и структуру грунта, атмосферный воздух, взаимодействующий с поверхностью воды, солнечную радиацию.

Компоненты экосистемы.

Экосистема представляет собой элементарную функциональную единицу живой природы, в которой осуществляются взаимодействия между всеми её компонентами, происходит круговорот веществ и энергии. В состав экосистемы входят неорганические вещества (вода, углекислый газ, соединения азота и др.), которые включаются в круговорот, и органические соединения (белки, углеводы, жиры и др.), связывающие биотическую (живую) и абиотическую (неживую) её части.

Существование любой экосистемы обеспечивается постоянным притоком энергии. Единственным источником энергии для жизни на Земле является солнечный свет. Но энергию солнечного света могут непосредственно использовать только автотрофы — фотосинтезирующие растения и цианобактерии, которые называются производителями или продуцентами. Продуценты превращают падающую на Землю солнечную энергию в энергию органических соединений. Таким образом, автотрофы занимают первый пищевой, или трофический, уровень и являются важнейшей частью сообщества.

Все остальные организмы относят к гетеротрофам, которые питаются готовыми органическими веществами и занимают последующие трофические уровни. Гетеротрофы усваивают, перестраивают и разлагают сложные органические вещества, синтезированные продуцентами. Гетеротрофные организмы подразделяют на консументы (потребители) и редуценты (восстановители).

К консументам принадлежит большинство животных, а также некоторые грибы. Среди них обычно выделяют консументы первого порядка, использующие в пищу продуценты (травоядные животные, а также паразитирующие на растениях грибы). Эти организмы ещё называют первичными потребителями. Их, в свою очередь, поедают вторичные потребители — консументы второго порядка, которыми могут питаться консументы третьего порядка и т. д.

Редуценты представлены в основном бактериями и грибами, обеспечивающими разложение органических соединений до неорганических веществ (углекислый газ, вода, соли аммония и др.). В результате они возвращают в окружающую среду вещества, изъятые из неё растениями. Цикл замыкается.

Классификация экосистем.

При классификации наземных экосистем обычно используют признаки растительных сообществ (составляющих основу экосистем) и климатические (зональные) признаки. Так, выделяют определённые типы экосистем, например тундра лишайниковая, тундра моховая, лес хвойный (еловый, сосновый), лес лиственный (березняк), степь, кустарники (ивняк), болото травянистое, болото сфагновое.

Часто в основу классификации природных экосистем кладут характерные экологические признаки местообитаний, выделяя сообщества морских побережий или шельфа, озёр или прудов, пойменные или суходольные луга, каменистые или песчаные пустыни, горные леса и др. Все природные экосистемы связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую экосистему. Эту экосистему называют биосферой.

 

§ 45. СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМ

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое пищевая цепь и пищевая сеть?
2. Какую роль играет ярусность в фитоценозе?

Структура любой системы — это закономерности в соотношении и связях её частей. Структурой сообщества обычно называют соотношение различных групп организмов, отличающихся по систематическому положению, по роли, которую они играют в процессах переноса энергии и вещества, по месту, занимаемому в пространстве и в пищевой (трофической) сети, либо по иному признаку, существенному для понимания закономерностей функционирования естественных экосистем.

Видовая структура.

Под видовой структурой биоценоза понимают разнообразие в нём видов и соотношение их численности или массы. Каждый конкретный биоценоз характеризуется строго определённым видовым составом. Везде, где условия абиотической среды приближаются к оптимальным для жизни, возникают богатые видами сообщества, например тропические леса, коралловые рифы и др. Молодые, формирующиеся сообщества, как правило, имеют меньший набор видов, чем давно сложившиеся, зрелые.

Пространственная структура.

Виды могут по–разному распределяться в пространстве в соответствии с их потребностями и условиями местообитания. Такое распределение видов, составляющих биоценоз, называют пространственной структурой биоценоза. Различают вертикальную и горизонтальную структуру биоценоза. Вертикальная структура биоценоза образована отдельными его элементами, особыми слоями, которые называются ярусы. Ярусность особенно ярко выражена в лесных фитоценозах (растительных сообществах). Здесь насчитывается обычно 4—6 ярусов: древесный (высокие и низкие деревья), кустарниковый (подлесок), травяно–кустарничковый, моховой (или лишайниковый), подстилка (опад листвы). Малоярусные сообщества — луг, степь, боло–

Ярусное строение фитоценоза даёт растениям возможность более полно использовать ресурсы среды, прежде всего свет, тепло и влагу. Растения разных ярусов живут в разных условиях, что уменьшает конкуренцию и способствует увеличению видового разнообразия. Чем благоприятнее условия местообитания, тем сложнее ярусность.

Подобно распределению растительности по ярусам, в биоценозах разные виды животных также занимают определённые уровни. В почве живут почвенные черви, микроорганизмы, землеройные животные. В листовом опаде, на поверхности почвы живут различные многоножки, жужелицы, клещи. Ярусность присуща также биоценозам океана и морей. Разные виды планктона держатся на разной глубине в зависимости от освещения, а разные виды рыб — в зависимости от того, где они находят себе пропитание.

Живые организмы распределены в пространстве неравномерно. Обычно они составляют группировки, что является приспособительным фактором в их жизни. Такие группировки организмов определяют горизонтальную структуру биоценоза. Расчленённость в горизонтальном направлении — мозаичность — свойственна практически всем биоценозам. Примеров такого распределения можно привести множество. Огромными косяками передвигаются с места на место многие виды рыб. В большие стаи собираются водоплавающие и воробьиные птицы, готовящиеся к дальним перелётам. Олени в условиях тундры образуют огромные стада. Такие же примеры можно привести и для растений: пятнистое размещение особей клевера на лугу, пятна мхов и лишайников, скопление кустарничков брусники в сосновом лесу, обширные пятна кислицы в еловом лесу, земляничные поляны на светлых опушках.

Трофические связи — это связи в экосистеме, которые возникают, когда один вид питается другим: либо живыми особями, либо их мёртвыми остатками, либо их продуктами жизнедеятельности. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, пищевые связи в сообществах представляют собой механизмы передачи энергии от одного организма к другому — пищевые цепи. Простой пример пищевой цепи даёт следующая последовательность: растительность ⇒ питающееся растениями насекомое ⇒ насекомоядная птица ⇒ хищная птица (рис. 60).

В этой цепи осуществляется однонаправленный поток веществ и энергии от одной группы организмов к другой. В каждом сообществе пищевые цепи переплетены в сложную пищевую сеть (рис. 61). Схематически её можно представить в виде скрещивающихся линий, соединяющих различные звенья пищевых цепей, напоминающих сеть. Пищевая сеть объединяет растения и животных.

Большой интерес для экологии представляет не только поток энергии, но и её общее количество, накопленное в форме живого вещества, на каждом трофическом уровне экосистемы. Чем выше уровень, тем ниже общая биомасса и численность составляющих его организмов. Графически это изображают в виде пирамиды (рис. 62). Такие пирамиды называют пирамидами численности или биомассы.

 

§ 46. ПОТОК ЭНЕРГИИ И ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ

ВСПОМНИТЕ:
1. Что такое продуценты, консументы, редуценты?
2. Что такое пищевые цепи и пищевые сети?

Поток энергии.

Вы уже знаете, что для осуществления любых жизненных процессов необходима энергия и что единственным источником энергии для продуцентов является солнечный свет. Продуценты аккумулируют солнечную энергию и запасают её. Консументы получают свою долю энергии, часть которой тратят на процессы, происходящие в клетках, а также выводят с продуктами жизнедеятельности в окружающую среду. Оставшаяся часть энергии расходуется на процессы роста, размножение и рассеивается в виде тепла. Часть растительной биомассы (суммарная масса растений), не съеденная животными, вместе с запасённой в ней энергией поступает в почву в виде опада.

Растительный опад, трупы и экскременты животных служат источником питательных веществ и энергии для редуцентов. Так же как и консументы, редуценты часть энергии запасают в своей биомассе, а часть рассеивают в виде тепла. После гибели редуцентов их клетки разлагаются, возвращая в почву органические вещества.

Таким образом, энергия аккумулируется на уровне продуцентов, проходит через консументы и редуценты, входит в органические вещества почвы и рассеивается при разрушении различных соединений.

Процессы передачи энергии подобным образом происходят в любых экосистемах: как наземных, так и водных. Поток энергии проходит через любую экосистему, и каждое живое существо использует определённую часть этой энергии.

Типы пищевых цепей.

Как вы знаете, перенос энергии от её источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью.

Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, так как являются объектами питания других организмов. Пищевые цепи состоят из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с редуцентами. Различают два типа пищевых цепей. Первый тип пищевой цепи начинается с растений, идёт к растительноядным животным и заканчивается хищниками. Растительноядных животных в такой цепи называют пасущимися, а тип пищевой цепи — пастбищной. Второй тип пищевой цепи начинается от остатков растений или животных, а также экскрементов животных и идёт к мелким животным или микроорганизмам. В результате деятельности последних образуется полуразложившаяся масса — детрит. Такую цепь питания называют детритной.

Рано или поздно энергия, заключенная в мёртвом органическом веществе, будет полностью использована редуцентами и рассеяна в виде тепла при дыхании. Исключением являются случаи, когда местные абиотические условия очень неблагоприятны для процесса разложения (высокая влажность или сухость, мерзлота). Тогда залежи не полностью переработанного высокоэнергоёмкого вещества накапливаются и со временем при подходящих условиях превращаются в горючие ископаемые — нефть, уголь, торф.

Круговорот веществ.

Благодаря жизнедеятельности организмов в экосистемах непрерывно протекают процессы синтеза и распада органических веществ и происходят круговороты веществ. На разных этапах эволюции органического мира нашей планеты соотношение процессов синтеза и распада не было постоянным. В начальный период процессы синтеза преобладали над разрушением. Из первичной атмосферы в большом количестве были изъяты метан, сероводород, углекислый газ, а концентрация свободного кислорода, отсутствовавшего в ней прежде, достигла современных 21%. Со временем неравенство этих процессов в биосфере перешло в относительное равновесие. В настоящее время в связи с активной хозяйственной деятельностью человека, вызывающей нарушение сложившегося в природе равновесия, процессы разрушения стали преобладать над процессами созидания, причём эти тенденции становятся всё более выраженными.

 

Для того чтобы проверить, как вы усвоили материал главы, выполните тестовые задания в рабочей тетради. Если вы сомневаетесь в правильности своих ответов, повторите материалы соответствующих параграфов.

 


ОГЛАВЛЕНИЕ вернуться к списку конспектов

Биология 9 класс (Пасечник). Конспекты по учебнику. Цитаты использованы в учебных целях.
Глава 8. Взаимосвязи организмов и окружающей среды.

  • 43. Типы взаимодействия популяций разных видов
  • 44. Экосистемная организация природы. Компоненты экосистем.
  • 45. Структура экосистем.
  • 46. Поток энергии и пищевые цепи.

Добавить комментарий

На сайте используется ручная модерация. Срок проверки комментариев: от 1 часа до 3 дней