§ 47 Зв’язки організмів в екосистемах

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Основою наземних екосистем є рослини, які здійснюють фотосинтез і утворюють органічні речовини, використовуючи енергію сонця. А що може бути основою глибоководних екосистем в океані, якщо на великі глибини світло взагалі не проникає?

Основою таких екосистем є хемоавтотрофні бактерії та археї, які синтезують органічні речовини завдяки енергії хімічних реакцій (наприклад, окиснення сірководню біля чорних курців). Також значну роль відіграє «морський сніг» — мертва органіка, яка постійно осідає на дно 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?

Через відсутність природних ворогів і конкурентів опунція безконтрольно розмножилася, захопила мільйони гектарів пасовищ і витіснила місцеві види рослин. Катастрофу подолали завдяки біологічному методу боротьби: в Австралію завезли кактусову міль, гусениці якої живляться тканинами опунції та швидко знищили її надмірні зарості.

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?

Теоретично це можливо, якщо цей єдиний вид поєднує властивості автотрофа і редуцента — сам утворює органічні сполуки та самостійно мінералізує продукти власної життєдіяльності для підтримання замкненого колообігу. У природі близьким прикладом є ізольовані підземні бактерії, які живуть у глибинних свердловинах і використовують енергію хімічних перетворень довколишніх гірських порід.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які екологічні групи організмів входять до складу біоценозу?

До біоценозу входять продуценти (автотрофи, які синтезують органічні речовини), консументи (гетеротрофи, які споживають готову біомасу живих організмів) і редуценти (гетеротрофи, які розкладають відмерлу органіку до простих мінеральних сполук).

2. Що таке трофічний ланцюг?

Трофічний ланцюг — це взаємозв’язок між організмами в біоценозі, за якого одні види поїдають інших, передаючи енергію та поживні речовини від продуцентів до консументів і редуцентів.

3. Склади перелік характерних рис представників екологічної групи продуцентів.

Перелік характерних рис продуцентів:

• Є автотрофними організмами, які утворюють первинну органічну речовину з неорганічних сполук.
• За способом живлення поділяються на фотоавтотрофів (використовують сонячне світло) і хемоавтотрофів (використовують енергію хімічних реакцій).
• Займають перший трофічний рівень у пасовищних харчових ланцюгах.
• Залучають хімічні елементи (Карбон, Нітроген, Оксиген) з неживої природи до біологічного колообігу.
• Є первинним джерелом органічних речовин та енергії для всіх гетеротрофних організмів екосистеми.

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

Колообіг речовин — це багаторазовий перехід хімічних елементів від неживої природи до живих істот і назад. Наприклад, під час колообігу Карбону рослини вбирають вуглекислий газ із повітря під час фотосинтезу. Тварини поїдають рослини, використовують ці сполуки і повертають частину Карбону назад у повітря під час дихання. Залишки рослин і тварин розщеплюють гриби й бактерії, які остаточно вивільняють Карбон у формі вуглекислого газу.

На цей процес впливають:

• Діяльність людини: вирубування лісів зменшує поглинання вуглекислого газу, а спалювання вугілля і нафти різко збільшує його концентрацію.
• Кліматичні фактори: температура й вологість прискорюють або гальмують процеси фотосинтезу та діяльність редуцентів.
• Зміни видового різноманіття біоценозу та чисельності окремих ланок екосистеми.

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

Екосистема: Лісова підстилка.

1. Детрит (100% енергії) — відмерле листя, гілки, залишки кори.
2. Детритофаги (консументи 1-го порядку, близько 10% енергії) — дощові черв’яки, мокриці, панцирні кліщі.
3. Консументи 2-го порядку (близько 1% енергії) — туруни, їжаки, землерийки.
4. Консументи 3-го порядку (близько 0,1% енергії) — лисиці, сови, хижі птахи.
5. Редуценти — ґрунтові бактерії та цвілеві гриби, які мінералізують екскременти й рештки організмів усіх попередніх рівнів.

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

Відеоматеріал демонструє будову трофічних ланцюгів і передачу енергії між рівнями екосистеми. Головним джерелом енергії є Сонце, промені якого вловлюють рослини-продуценти. При переході на кожен наступний щабель близько 90% енергії розсіюється у вигляді тепла та витрачається на процеси життєдіяльності. Тільки близько 10% переходить до наступного споживача, тому харчові ланцюги зазвичай складаються лише з 4–5 ланок.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

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

• Між трофічними рівнями діє правило екологічної піраміди: на наступний рівень потрапляє в середньому лише 10% енергії.
• Детритні ланцюги живлення розпочинаються не із зелених фотосинтезуючих рослин, а з мертвої органіки.
• Справжні редуценти (бактерії та гриби), на відміну від тварин-детритофагів, не виділяють неперетравлених твердих решток, а розкладають органіку повністю до мінеральних речовин.

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 довжина харчових ланцюгів завжди обмежена кількома ланками через закономірні втрати тепла й енергії.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Спочатку було важко розмежовувати роль детритофагів і редуцентів. Я розібрався з цим після повторного читання тексту параграфа про кінцеві продукти їхньої життєдіяльності.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Ці знання допоможуть мені правильно організувати компостування рослинних залишків на дачній ділянці та розуміти, як зберегти родючість ґрунту в саду.