§8. Водорості та наземні рослини в екосистемах - Тагліна

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Уявіть, що є на світі чарівник, який може змахнути чарівною паличкою — і всі рослини на нашій планеті враз зникнуть. Спрогнозуйте, що буде відбуватися далі. Які процеси припиняться? Яким чином завдяки цьому буде змінюватися жива й нежива природа? Обґрунтуйте свої думки.

Якщо всі рослини зникнуть, це призведе до серйозних наслідків для екосистеми та життя на Землі.

По-перше, припиняться процеси фотосинтезу. Рослини, як автотрофи, перетворюють сонячну енергію на хімічну, утворюючи органічні речовини і виділяючи кисень. Без рослин кисень в атмосфері почне зменшуватися, що негативно вплине на всі аеробні організми, зокрема тварин і людей, які залежать від кисню для дихання.

По-друге, ланцюги живлення будуть порушені. Рослини є основою трофічних ланцюгів, оскільки вони є продуцентами. Без рослин, травоїдні тварини не матимуть їжі, що призведе до їхньої загибелі, а це, своєю чергою, вплине на хижацькі види, які живляться травоїдними. В результаті зникнуть багато видів тварин, що призведе до зменшення біорізноманіття.

По-третє, зміни в неживій природі також будуть значними. Рослини допомагають утримувати вологу в ґрунті і запобігають ерозії. Без рослин, ґрунти стануть більш вразливими до ерозії, що може призвести до збільшення пустельних територій. Також відбудеться зміна клімату, оскільки рослини регулюють температуру повітря, поглинаючи вуглекислий газ.Таким чином, зникнення рослин призведе до катастрофічних змін у живій і неживій природі, що загрожує існуванню багатьох видів, включаючи людину.

Поділіться своїми думками

Які типи відносин між рослинами та тваринами в екосистемах ви знаєте?

Основні типи відносин між рослинами та тваринами в екосистемах включають:

1. Симбіоз - різні форми співіснування організмів різних видів.
2. Мутуалізм - взаємовигідне співіснування видів організмів, коли кожен із партнерів отримує певну вигоду.
3. Відносини між рослинами та комахами-запилювачами.

У чому особливості таких відносин? Чим вони корисні / шкідливі?

Особливості та користь/шкода цих відносин:

1. Симбіоз може бути різноманітним за формою, наприклад, симбіоз грибів із деревами.
2. Мутуалізм є взаємовигідним - обидва види отримують користь. Наприклад, квіткові рослини отримують запилення, а комахи - нектар.
3. Відносини між рослинами та запилювачами корисні для обох сторін - рослини розмножуються, а комахи отримують їжу.

Які типи відносин зображені на малюнках?

На малюнках зображено:

1. Птах на гілці з ягодами - можливо, приклад взаємодії, де птах харчується ягодами і може розповсюджувати насіння.
2. Жирафа біля дерева - приклад харчових відносин, де тварина споживає листя рослини.
3. Сови в дуплі дерева - приклад використання рослини як середовища проживання для тварин.

Завдання

Запропонуйте гіпотезу, яка пояснює, як полярним макам удається виживати на Крайній Півночі

Щоб пояснити, як полярні маки пристосувалися до життя у суворих умовах фінської тундри, можна запропонувати таку гіпотезу:

Полярні маки, ймовірно, розвинули ряд адаптацій, які дозволяють їм виживати в екстремально холодному кліматі:

1. Низький ріст і компактна форма, що захищає рослину від сильних вітрів і дозволяє зберігати тепло.
2. Густе опушення на стеблах і листках, яке створює додаткову теплоізоляцію.
3. Здатність швидко проростати й цвісти протягом короткого літнього сезону.
4. Накопичення в клітинах спеціальних речовин (наприклад, цукрів), які діють як природний антифриз і запобігають замерзанню.
5. Глибока коренева система, що дозволяє отримувати воду з талого ґрунту навіть при замерзлій поверхні.
6. Генетичні зміни, які дозволяють рослинам витримувати низькі температури і обмежену кількість сонячного світла.

Ці пристосування, що розвинулися в процесі еволюції, дозволяють полярним макам успішно рости й розмножуватися в суворих умовах тундри, на відміну від їхніх степових родичів.

Робота в групі

Які наслідки зменшення біорізноманіття рослин для екосистем?

Зменшення біорізноманіття рослин може мати такі наслідки для екосистем:

1. Порушення харчових ланцюгів. Зникнення певних видів рослин може призвести до зникнення тварин, які ними живляться.
2. Зменшення стійкості екосистеми. Різноманітність видів забезпечує екосистемі кращу здатність протистояти змінам середовища та відновлюватися після стресів.
3. Погіршення якості повітря. Менша кількість рослин означає менше виробленого кисню та меншу здатність очищати повітря.
4. Зміна мікроклімату. Рослинний покрив впливає на вологість, температуру та інші параметри середовища.
5. Ерозія ґрунтів. Зменшення рослинності може призвести до збільшення ерозії.

Чому для існування екосистем важливе високе біорізноманіття?

Високе біорізноманіття важливе для екосистем з таких причин:

1. Стабільність. Різноманітність видів забезпечує більшу стійкість екосистеми до змін та стресів.
2. Продуктивність. Різні види рослин ефективніше використовують наявні ресурси, підвищуючи загальну продуктивність екосистеми.
3. Адаптивність. Більша кількість видів означає більше генетичне різноманіття, що дозволяє екосистемі краще пристосовуватися до змін навколишнього середовища.
4. Взаємозв’язки. Різноманітність видів створює складну мережу взаємодій, яка підтримує баланс в екосистемі.
5. Екосистемні послуги. Різні види рослин забезпечують різноманітні екосистемні послуги, такі як очищення повітря, запилення, регуляція водного режиму тощо

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

На основі описаного експерименту Джозефа Прістлі можна зробити такі висновки:

Учений, ймовірно, дійшов висновку, що рослини виділяють якусь речовину, необхідну для дихання тварин. Це був перший крок до відкриття процесу фотосинтезу та виділення кисню рослинами.

Сучасні висновки, які можна зробити з цього експерименту:

• Рослини виділяють кисень, необхідний для дихання тварин.
• Між рослинами й тваринами існує газообмін - тварини споживають кисень і виділяють вуглекислий газ, а рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень.
• Рослини здатні підтримувати життєдіяльність тварин у замкненому просторі.

Процеси в рослині, які допомогли тварині:

• Фотосинтез - процес, під час якого рослина поглинає вуглекислий газ і виділяє кисень.
• Газообмін через продихи листків, що дозволяє виділяти кисень у навколишнє середовище.

Цей історичний експеримент став важливим кроком у розумінні взаємозв’язку між рослинами й тваринами та ролі рослин у підтримці життя на Землі.

Індивідуальна робота

1. Чемпіоном з-поміж дерев із виділення кисню є чорна тополя, поширена в Україні. Вона зазвичай висока, бо росте дуже швидко. Чорна тополя виділяє за добу більше одного кубічного метра кисню. Обчисліть, скільки кисню виділяє одне дерево, якщо листя в чорної тополі опадає в другій половині вересня, а знову з’являється наприкінці квітня

• Чорна тополя виділяє понад 1 м³ кисню за добу. Візьмемо за основу 1 м³.
• Листя опадає в другій половині вересня (приблизно 15 вересня) і з’являється наприкінці квітня (приблизно 30 квітня).
• Період без листя: з 15 вересня по 30 квітня = приблизно 227 днів.
• Період з листям: 365 - 227 = 138 днів.
• Кількість кисню за рік: 138 днів × 1 м³ = 138 м³ кисню.

Відповідь: Одне дерево чорної тополі виділяє приблизно 138 м³ кисню за рік.

2. У процесі фотосинтезу цукровий буряк, який займає площу 1 га, засвоює в середньому 500 кг вуглекислого газу за добу. Скільки вуглекислого газу засвоїть цукровий буряк упродовж 30 днів, якщо площа, яку він займає, становить 150 га?

• 1 га цукрового буряку засвоює 500 кг CO₂ за добу.
• Площа посіву: 150 га.
• Період: 30 днів.
• Розрахунок: 500 кг × 150 га × 30 днів = 2 250 000 кг = 2250 тонн.

Відповідь: За 30 днів цукровий буряк на площі 150 га засвоїть 2250 тонн вуглекислого газу.

Відкритий мікрофон. Майже третина всієї суші покрита лісами, у яких мешкає половина відомих людям видів тварин. Поясніть, чому саме ліси є комфортною екосистемою планети для багатьох її мешканців.

Ліси є комфортною екосистемою для багатьох мешканців планети з кількох важливих причин:

1. Різноманітність середовищ існування. Ліси мають складну вертикальну структуру (від ґрунту до крон дерев), що створює багато різних екологічних ніш для різних видів тварин.
2. Стабільний мікроклімат. Лісовий покрив забезпечує захист від екстремальних температур, вітру та опадів, створюючи більш стабільні умови для життя.
3. Достатня кількість їжі. Ліси продукують велику кількість органічної речовини, що забезпечує різноманітну кормову базу для багатьох видів тварин.
4. Захист від хижаків. Густа рослинність надає багато можливостей для укриття та маскування.
5. Доступність води. Ліси часто мають джерела води та підтримують вологий мікроклімат.
6. Можливості для розмноження. Дерева та інші рослини надають місця для гніздування та виведення потомства.
7. Взаємозв’язки між видами. У лісах формуються складні екологічні зв’язки, які підтримують біорізноманіття.

Завдяки цим факторам ліси створюють сприятливі умови для існування великої кількості видів, забезпечуючи їх усім необхідним для життя та розмноження.

Запитання і завдання

1. Поясніть, як впливають рослини на оболонки планети Земля: гідросферу, літосферу й атмосферу

Гідросфера:

• Рослини беруть участь у водному режимі, регулюючи вологість повітря та ґрунту.
• Коренева система рослин запобігає ерозії ґрунтів і сприяє утриманню води.

Літосфера:

• Рослини беруть участь у формуванні ґрунту спільно з іншими організмами.
• Рослини минулих епох забезпечили появу корисних копалин, таких як кам’яне вугілля, буре вугілля, торф.

Атмосфера:

• Рослини виділяють кисень у процесі фотосинтезу, підтримуючи його рівень в атмосфері.
• Рослини поглинають вуглекислий газ під час фотосинтезу, зменшуючи його концентрацію в атмосфері.
• Рослини впливають на кліматичні особливості територій планети.

2. Завдяки яким процесам кисень із часом став дуже поширеним газом на планеті? Назвіть ці процеси

• Фотосинтез, здійснюваний ціанобактеріями та водоростями в давні часи.
• Продовження процесу фотосинтезу сучасними водоростями та наземними рослинами.

Ці організми здійснювали фотосинтез, виділяючи при цьому кисень, який накопичувався в атмосфері. З часом це призвело до значного збільшення концентрації кисню в атмосфері Землі.

3. Поміркуйте, яким чином рослини протидіють накопиченню вуглекислого газу в атмосфері.

Рослини протидіють накопиченню вуглекислого газу в атмосфері завдяки процесу фотосинтезу. Під час фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ з повітря і використовують його для утворення органічних речовин. Цей процес допомагає зменшити концентрацію CO2 в атмосфері, тим самим протидіючи парниковому ефекту та глобальному потеплінню.

4. У чому виявляється космічна роль рослин на нашій планеті?

Космічна роль рослин на нашій планеті виявляється в їхній здатності перетворювати енергію Сонця на доступну для всіх живих організмів енергію органічних сполук. Завдяки процесу фотосинтезу рослини перетворюють сонячну енергію на хімічну енергію, яка зберігається в органічних молекулах. Ця енергія потім передається іншим організмам через харчові ланцюги, забезпечуючи життєдіяльність усієї біосфери.

5. Створіть постер, плакат чи комп’ютерну анімацію про дивовижні рослини України. У чому їхня особливість? Перевірте, чи занесені вони в Червону книгу України.

Для створення постера про дивовижні рослини України можна обрати такі види:

1. Сон-трава (Pulsatilla patens) - рідкісна рослина з великими фіолетовими квітками, занесена до Червоної книги України.
2. Орхідея зозулині черевички (Cypripedium calceolus) - одна з найкрасивіших орхідей Європи, також занесена до Червоної книги.
3. Едельвейс альпійський (Leontopodium alpinum) - рідкісна високогірна рослина Карпат, занесена до Червоної книги.

Особливості цих рослин полягають у їхній рідкісності, унікальному зовнішньому вигляді та важливості для збереження біорізноманіття України.

6. Створіть постер або плакат про планетарну роль рослин. Зверніть увагу на те, що рослинні угруповання є середовищем існування різноманітних організмів.

Для створення постера про планетарну роль рослин можна включити такі ключові пункти:

1. Виробництво кисню через фотосинтез
2. Поглинання вуглекислого газу та зменшення парникового ефекту
3. Створення середовища існування для різноманітних видів тварин, грибів та мікроорганізмів
4. Участь у кругообігу води та формуванні клімату
5. Запобігання ерозії ґрунтів
6. Формування ґрунту та участь у кругообігу поживних речовин
7. Забезпечення їжею та енергією для інших організмів через харчові ланцюги

Візуально можна представити різні екосистеми (ліс, луки, водойми) з акцентом на різноманітність організмів, які залежать від рослинних угруповань.