§ 47 Зв’язки організмів в екосистемах

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

А що може бути основою глибоководних екосистем в океані, якщо на великі глибини світло взагалі не проникає?

Основою глибоководних екосистем є хемоавтотрофні бактериї та археї, які утворюють органічні речовини завдяки хемосинтезу за рахунок енергії хімічних реакцій (наприклад, окиснення сірководню біля гідротермальних джерел), а також мертва органічна речовина (детрит), яка осідає з верхніх освітлених шарів океану.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Опунцію (мал. 47.1) завезли в Австралію у 1788 році. І це спричинило екологічну катастрофу. Яка це могла бути катастрофа і як вдалося її подолати?

Катастрофа полягала в неконтрольованому масовому розмноженні опунції, яка через відсутність у місцевій екосистемі природних ворогів швидко захопила мільйони гектарів сільськогосподарських земель та витіснила місцеві види рослин. Подолати цю проблему вдалося за допомогою біологічного методу боротьби — завезення природного ворога опунції, кактової молі, гусениці якої живляться тканинами цього кактуса.

2. Для стабільного існування екосистеми потрібна наявність як організмів, які створюють органічні речовини, так і організмів, які ці речовини руйнують. Це і забезпечує колообіг речовин в екосистемі. Чи можливе існування екосистеми з одного виду? І, якщо можливе, то за яких умов?

Існування екосистеми з одного виду можливе лише за умови, що цей вид є автотрофом і здатен одночасно виконувати функції продуцента та редуцента, самостійно розкладаючи власні продукти життєдіяльності й забезпечуючи повний замкнений колообіг речовин. Прикладом є глибоководні підземні бактерії, які існують ізольовано у свердловинах та отримують енергію від радіоактивного розпаду елементів у гірських породах.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які екологічні групи організмів входять до складу біоценозу?

До складу біоценозу входять три основні екологічні групи організмів: продуценти (автотрофи, що утворюють органічні речовини), консументи (гетеротрофи, що живляться іншими організмами) та редуценти (гетеротрофи, що розкладають мертву органіку до неорганічних речовин).

2. Що таке трофічний ланцюг?

Трофічний ланцюг — це система взаємин між організмами біоценозу, у якій відбувається послідовне поїдання одних організмів іншими, що забезпечує перенесення енергії та речовин усередині екосистеми.

3. Склади перелік характерних рис представників екологічної групи продуцентів.

Перелік характерних рис продуцентів:

• Вони є автотрофними організмами, які самостійно синтезують органічні речовини з неорганічних.
• За способом отримання енергії поділяються на фотоавтотрофів (використовують сонячне світло) та хемоавтотрофів (використовують енергію хімічних реакцій).
• Утворюють первинну біомасу екосистеми та становлять її перший трофічний рівень.
• Поглинають неорганічні речовини (вуглекислий газ, воду, мінеральні солі) та залучають їх у біологічний колообіг.
• Слугують джерелом речовин та енергії для консументів і редуцентів.

4. На конкретному прикладі поясни, що таке колообіг речовин і які фактори можуть на нього впливати.

Колообіг речовин — це циклічний процес переходу хімічних елементів між живими організмами та абіотичною частиною екосистеми.

Прикладом є колообіг Карбону: рослини (продуценти) під час фотосинтезу поглинають вуглекислий газ з атмосфери та утворюють глюкозу. Тварини (консументи) споживають рослини та засвоюють Карбон, а під час дихання повертають частину Карбону в атмосферу у вигляді вуглекислого газу. Після загибелі організмів гриби та бактерії (редуценти) розкладають мертву органіку, остаточно вивільняючи вуглекислий газ у повітря.

Фактори, що впливають на колообіг речовин:

• Діяльність людини (вирубування лісів, спалювання викопного палива, забруднення водойм).
• Кліматичні умови (температура, вологість та рівень освітленості, які визначають швидкість фотосинтезу і розкладання органіки).
• Видове різноманіття та чисельність популяцій продуцентів, консументів і редуцентів в екосистемі.

5. Склади схему руху енергії між трофічними рівнями в екосистемі з детритними ланцюгами живлення (приклад екосистеми обери самостійно).

Приклад екосистеми: Лісова підстилка.

Текстова схема руху енергії та трофічних рівнів:

1. Детрит (100% енергії): Мертве листя та відмерла деревина.
2. Детритофаги (консументи I порядку, ~10% енергії): Дощові черв’яки, мокриці.
3. Консументи II порядку (~1% енергії): Їжаки, лісові миші, хижі жуки.
4. Консументи III порядку (~0,1% енергії): Хижі птахи (сова, яструб), лисиці.
5. Редуценти (розкладання): Ґрунтові бактерії та мікроскопічні гриби, які отримують енергію з екскрементів і решток організмів усіх рівнів.

[!NOTE]
Промпт для створення зображення:
A clear educational diagram showing energy flow in a forest litter detrital food chain. At the base is detritus with dead leaves, feeding earthworms and woodlice, which are eaten by hedgehogs and carnivorous beetles, and finally by an owl. Energy loss arrows show 90% loss at each stage. All labels on the diagram must be in Ukrainian language.

6. Переглянь в e-ДОДАТКУ відео і дай відповіді на запитання (завдання 47.1).

Відеоматеріал завдання 47.1 демонструє функціонування трофічної мережі та перенесення енергії між організмами в екосистемі. Первинним джерелом енергії є сонячне випромінювання, яке фіксують рослини-продуценти. При переході від одного трофічного рівня до наступного близько 90% енергії втрачається у вигляді тепла та витрачається на процеси життєдіяльності організмів. Лише 10% накопиченої енергії передається на вищий трофічний рівень, що обмежує довжину ланцюга живлення. Консументи та редуценти забезпечують неперервність потоку енергії та замкненість колообігу елементів у системі.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Перехід енергії між трофічними рівнями підпорядковується правилу екологічної піраміди: лише близько 10% енергії дістається наступному рівню.
• Детритний ланцюг живлення розпочинається з відмерлих решток організмів, а не з живих зелених рослин.
• Редуценти повністю розкладають органічні речовини до простіших неорганічних сполук без утворення твердих екскрементів.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…
Я став більш обізнаним щодо того, чому кількість ланок у ланцюгах живлення завжди обмежена і рідко перевищує 4–5 рівнів.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Спочатку було важко розрізнити ролі детритофагів і редуцентів у розкладанні органіки. Подолати цю перешкоду допомогло повторне читання опису їхніх функцій та порівняння кінцевих продуктів їхнього живлення.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Отримані знання допоможуть мені правильніше організувати компостування органічних відходів на присадибній ділянці та краще розуміти значення збереження зелених зон для екологічної рівноваги у моєму місті.