§3. Екосистемна організація живої природи

Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Ми часто вживаємо словосполучення, у яких є слово «система»: Сонячна система, комп’ютерна система, система освіти, соціальна система, жива система. Що є спільного у всіх наведених понять? Чи можна назвати вашу школу системою або елементом (частиною) якоїсь іншої системи?

Спільним для всіх систем є те, що кожна з них є сукупністю взаємопов’язаних частин (компонентів), які утворюють єдине ціле і взаємодіють між собою.

Школу можна назвати системою, оскільки вона складається з пов’язаних компонентів: учнів, учителів, навчальних кабінетів та розкладу уроків. Водночас школа є елементом більшої системи — освітньої системи міста чи всієї країни.

Відкритий мікрофон

«Що я знаю про процес фотосинтезу?» (за мал. 3.2).

Фотосинтез — це процес утворення рослинами органічних речовин (сахарози, глюкози) з неорганічних за допомогою енергії сонячного світла. Рослина поглинає з повітря вуглекислий газ ( $CO_2$ ), корінням вбирає воду та солі з ґрунту, а в процесі утворює органічні речовини і виділяє в повітря кисень ( $O_2$ ).

Поділіться своїми думками

Розгляньте малюнки, на яких зображені різні екосистеми. Назвіть компоненти цих екосистем. Які компоненти можна об’єднати в групи?

Компоненти морської екосистеми: риби, корали, черепаха, морська вода, каміння, сонячне світло.
Компоненти лісової екосистеми: дерева, трава, мох, ґрунт, повітря, сонячне світло.

Ці компоненти можна об’єднати у дві великі групи:

Живі компоненти (рослини, тварини, корали).
Неживі компоненти (вода, світло, повітря, ґрунт, мінеральні породи).

У функціональні групи живі організми об’єднують на: продуценти (дерева, водорості) та консументи (риби, черепаха).

Практична робота «Побудова харчового ланцюга»

Визначте, хто з-поміж наведених тварин ким живиться, і побудуйте харчовий ланцюг.

На малюнку зображені: трава (рослини), комар, бабка, жаба, лелека.

Комар (його личинки або дорослі комахи) слугує їжею для хижої бабки.
Бабка є здобиччю для жаби.
Жаба стає їжею для лелеки.

Харчовий ланцюг: Рослини $\rightarrow$ Комар $\rightarrow$ Бабка $\rightarrow$ Жаба $\rightarrow$ Лелека.

Завдання

Назвіть зображених на схемі тварин. Визначте їхню позицію в трофічному ланцюзі, тобто консументом якого порядку є певна тварина.

На схемі трофічної мережі зображені: трава (продуцент), заєць, миша, коник, жаба, птах (горобець/синичка), сова, змія, лисиця, яструб (хижий птах).

Тварини займають такі позиції:

Заєць, миша, коник — живляться рослинами, тому вони є консументами 1-го порядку.
Жаба, пташка — їдять рослиноїдних комах (коників), тому є консументами 2-го порядку.
Змія — живиться жабами або пташками (консумент 3-го порядку), а коли поїдає мишу — виступає як консумент 2-го порядку.
Сова — поїдає мишей, тому є консументом 2-го порядку.
Лисиця — полює на зайців та мишей, виступаючи консументом 2-го порядку.
Яструб — хижак вищого рівня: полюючи на зайця чи мишу, він є консументом 2-го порядку; поїдаючи змію — консументом 3-го або 4-го порядку.

STEAM-проєкт «Дизайн штучної екосистеми “Акваріум”» Змоделюйте оптимальну за складом модель екосистеми «Акваріум», яка могла б повноцінно функціонувати. Продумайте способи автоматичного регулювання показників середовища (температури, рівня кисню тощо). Презентуйте ваш проєкт у вигляді схем, малюнків чи інфографіки з переліком видів. Оцініть проєкти один одного / одна одної та оберіть кращі три моделі.

Склад екосистеми: продуценти — водні рослини (елодея, валіснерія); консументи — рибки (гупі, мечоносці), равлики (котушки); редуценти — ґрунтові бактерії.
Автоматичне регулювання середовища: терморегулятор із датчиком для підтримки температури води +22…25°C; компресор (аератор) із таймером для збагачення води киснем; автоматичний фільтр для механічного й біологічного очищення води; LED-лампа з реле часу для створення світлового дня тривалістю 10–12 годин.

Відкритий мікрофон

Висловіть свою думку щодо того, яких груп організмів має бути найбільше за чисельністю та біомасою: продуцентів, консументів чи редуцентів. Чому?

Найбільше за біомасою та чисельністю має бути продуцентів (зелених рослин і водоростей). Вони є первинним джерелом органічних речовин та енергії для всієї екосистеми. Оскільки при переході з одного трофічного рівня на інший близько 90% енергії втрачається у вигляді тепла, маса продуцентів завжди має значно перевищувати біомасу споживачів.

Робота в групі

Інтенсивне природокористування призводить до значного зменшення площі лісів, луків, степів тощо. За даними міжнародної організації FAO (Продовольча та сільськогосподарська організація ООН), площа лісів щорічно зменшується на 4,7 млн га (2020 р.). Запропонуйте способи розв’язання «кризи продуцентів» на сучасному етапі розвитку людства. Що б ви могли зробити для збалансованого природокористування?

Способи подолання кризи продуцентів:

Масштабне штучне відновлення лісів та висаджування полезахисних смуг.
Створення заповідників, заказників і національних природних парків.
Переробка вторинної сировини (макулатури) для збереження живої деревини.
Озеленення міських територій та боротьба зі сміттєзвалищами.

Що можемо зробити ми: саджати дерева й кущі біля дому чи школи, сортувати відходи й здавати макулатуру, не спалювати сухе листя та траву.

Практична робота «Розрахунки за правилом екологічної піраміди»

Є такий трофічний (харчовий) ланцюг: рослини (продуценти) - миші (консументи першого порядку) - лиси (консументи другого порядку).

Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка маса рослин потрібна для того, щоб лисиця збільшила свою вагу на 2 кг.

За правилом екологічної піраміди продукція кожного наступного трофічного рівня приблизно в 10 разів менша за продукцію попереднього:

Щоб біомаса лисиці збільшилася на 2 кг, їй необхідно з’їсти: $2\text{ кг} \cdot 10 = 20\text{ кг}$ мишей.
Щоб виросла популяція мишей масою 20 кг, їм потрібно спожити: $20\text{ кг} \cdot 10 = 200\text{ кг}$ рослин.

Відповідь: для збільшення ваги лисиці на 2 кг потрібно 200 кг рослин.

Запитання і завдання

1. Які джерела енергії можуть використовувати організми для процесів життєдіяльності?

Організми можуть використовувати сонячну енергію (енергію світла) для здійснення фотосинтезу (рослини, водорості, ціанобактерії) або енергію хімічних зв’язків органічних речовин, яку вони отримують разом із їжею під час її розщеплення (тварини, гриби, більшість бактерій).

2. Які наслідки для екосистем мають різкі зміни чисельності організмів різних трофічних рівнів?

Різка зміна чисельності на будь-якому рівні порушує рівновагу та руйнує трофічні ланцюги. Наприклад, вимирання рослин призводить до голоду й загибелі рослиноїдних тварин, а слідом за ними — і хижаків; надмірне розмноження одного виду спричиняє виснаження ресурсів екосистеми.

3. Чому продуценти є основою екосистем?

Продуценти є єдиними організмами в екосистемі, які вловлюють енергію сонця та синтезують з неорганічних сполук первинну органічну речовину, забезпечуючи харчуванням і киснем усі інші трофічні рівні.