Biosfera (din greacă. bios - viață, sphaira - minge) - zona de interacțiune sistemică dintre materia vie și cea inertă a planetei. Este un ecosistem global - totalitatea tuturor biogeocenozelor (ecosistemelor) planetei noastre.

Meritul creării integrității doctrinei biosferei îi aparține lui VI Vernadsky. Folosind acești termeni, el a creat știința „biosferei”, a introdus conceptul de „materie vie” - totalitatea tuturor organismelor vii și a atribuit organismelor vii rolul principalei forțe de transformare pe planeta Pământ, ținând cont de activitatea organismelor nu numai în prezent, ci și în trecut. Prin urmare, biosfera este întregul spațiu în care viața există sau a existat vreodată, adică unde se întâlnesc organismele vii sau produsele activității lor vitale.

Viața în biosferă depinde de fluxul de energie și de circulația substanțelor între componentele biotice și abiotice. Ciclurile materiei se numesc cicluri biogeochimice. Existența acestor cicluri este asigurată de energia Soarelui. O reprezentare vizuală a căilor de trecere a energiei este oferită de lanțurile trofice. Fiecare dintre legăturile lor este un anumit nivel trofic. Primul trofic nivel ocupa autotrofi, sau producători. Organismele din al doilea nivel trofic sunt numite primar consumatori, al treilea - consumatori secundari etc. Producătorii sunt plantele, cianobacteriile („alge” albastru-verzi) și alte tipuri de bacterii. Consumatorii depind direct (erbivore) sau indirect (prădători) de valoarea producției primare nete ca sursă de energie și substanțe. Trecerea energiei prin materia vie este o cale de la lumină la producători, apoi la consumatori, și de la ambele la căldură. Această cale este un flux, nu un ciclu, deoarece energia este disipată sub formă de căldură în mediu și nu poate fi folosită din nou pentru fotosinteză. Astfel, fluxul de energie prin materia vie este un proces de pierdere a energiei acumulate de organisme. Menținerea unui echilibru dinamic între componentele biotice și abiotice ale biosferei este o condiție necesară pentru existența tuturor formelor de viață. Impactul uman asupra biosferei, însoțit de deteriorarea calității apei, defrișări sau eliberarea de poluanți în atmosferă, poate amenința viața pe Pământ. Proprietățile biosferei.

Biosfera, precum și alte ecosisteme de rang inferior care o alcătuiesc, are un sistem de proprietăți care îi asigură funcționarea, autoreglarea, stabilitatea și alți parametri. Proprietăți:

1.Biosfera - sistem centralizat. Organismele vii (materia vie) acționează ca verigă centrală.

2.Biosfera - sistem deschis. Existența sa este de neconceput fără energie din exterior. Este afectat de forțele cosmice, în primul rând activitatea solară.

3. Biosfera este un sistem de autoreglare, care se caracterizează prin organizare. În prezent, această proprietate se numește homeostază, adică prin ea capacitatea de a reveni la starea inițială, de a atenua perturbațiile emergente prin pornirea unui număr de mecanisme.

4. Biosfera - sistem, caracterizat printr-o mare diversitate. Acestea sunt medii diferite de viață (apă, sol-aer, sol, organism); și diversitatea zonelor naturale, care diferă în proprietăți climatice, hidrologice, solului, biotice și alte proprietăți; și prezența unor regiuni care diferă în compoziția chimică; și, cel mai important, unificarea în biosfere a unui număr mare de ecosisteme elementare cu diversitatea lor caracteristică de specii.

5. Proprietate importantă biosferă - prezența mecanismelor, care asigură circulația substanțelor și inepuizabilitatea asociată a elementelor chimice individuale și a compușilor acestora. Doar datorită ciclurilor și prezenței unei surse inepuizabile de energie solară este asigurată continuitatea proceselor din biosferă și nemurirea potențială a acesteia.

structura biosferei.

Biosfera include:

aerobiosferă - partea inferioară a atmosferei;

hidrobiosferă - întreaga hidrosferă;

litobiosferă - orizonturile superioare ale litosferei (înveliș de pământ solid).

Introducere

Biosferă

Nivelurile structurale ale biosferei

Materia vie a biosferei

Istoria dezvoltării biosferei

Doctrina biosferei

Istoria studiului biosferei

Învățăturile lui Vernadsky

Ecosistem

Conceptul de ecosistem

Clasificarea ecosistemelor

Componentele ecosistemului

Ciclul materiei

Biosfera - ecosistem global

Concluzie

INTRODUCERE

Biosfera joacă un rol cheie în existența vieții pe Pământ. Datorită interacțiunii părților biotice și abiotice se formează un mediu unic - un ecosistem în care are loc circulația materiei, asigurând menținerea echilibrului biocenozelor.

Omul este direct legat de biosfera. El nu poate părăsi acest înveliș, necesitând o aprovizionare constantă cu energie din produsele produse de producătorii de ecosisteme, protecție împotriva radiațiilor cosmice și un microclimat adecvat vieții. Prin urmare, sarcina vitală a omenirii moderne este de a-și păstra habitatul într-o stare de echilibru (tranziția de la tehnosferă la noosferă - o sferă controlată în mod rezonabil). O viziune holistică a mecanismului de funcționare a componentelor care alcătuiesc biosfera oferă o înțelegere a importanței conservării fiecărei componente, ceea ce este deosebit de important acum, când utilizarea irațională a resurselor biosferei deranjează echilibrul, ducând la procese ireversibile de distrugere. a subțirii „cochilie a vieții”.

Scopul cursului este de a arăta și fundamenta afirmația că biosfera este un ecosistem global, ceea ce va oferi o înțelegere a faptului că biosfera, ca orice sistem, există datorită interacțiunii reciproc avantajoase a componentelor sale și a eliminării imprudente sau schimbarea oricărei componente atrage după sine o schimbare a restului, care poate avea consecințe negative asupra biosferei, inclusiv asupra umanității.

Pentru a atinge acest obiectiv, este necesar să se realizeze o serie de sarcini, constând într-o descriere în etape a biosferei din punctul de vedere al acesteia ca ecosistem:

Arătați semnificația subiectului: o gamă restrânsă de condiții pentru existența organismelor, distribuția lor în biosferă.

Istoria studiului biosferei, apariția unor noi viziuni asupra esenței sale.

Povestește despre biosferă ca un sistem de interacțiune între vii și nevii.

Descrieți biosfera ca un sistem de interacțiune între organisme: fluxuri de energie, legături trofice în biosferă.

Faceți o concluzie bazată pe studiul proprietăților biosferei.

BIOSFERĂ

Biosfera în sensul modern este învelișul Pământului care conține materie vie și acea parte a mediului abiotic cu care biosubstanța este în schimb continuu. Materia vie aici înseamnă totalitatea tuturor organismelor care locuiesc pe Pământ. Biosfera se extinde în partea inferioară a atmosferei, hidrosferă și fâșia superioară subțire a litosferei și suprafața solului. Cu toate acestea, această diviziune este oarecum arbitrară, deoarece „insulele vieții” individuale, datorită tehnogenezei, pot apărea în afara stratului vieții, de exemplu, nave spațiale, foraje.

Nivelurile structurale ale biosferei

În biosferă se disting următoarele niveluri structurale (Fig. 1):

Orez. 1. Niveluri structurale ale biosferei

Aerobiosfera. Este situat în atmosferă (învelișul gazos al planetei). Substanța din atmosferă este distribuită neuniform, ceea ce este cauzat de o scădere a densității aerului cu distanța de la suprafață. De obicei, atmosfera este împărțită în trei seturi mari de straturi: troposfera (de la suprafață până la o înălțime de 8-10 km), stratosfera (8-10 km până la stratul de ozon) și ionosfera (de deasupra stratului de ozon). Mai detaliat, este subdivizat în tropobiosfera (corespunde troposferei - 8-10 km.), În care sunt concentrați aproape toți aerobionții (organisme care trăiesc constant în stratul de aer, având nevoie de umiditate și particule în suspensie - aerosoli; în principal bacterii) și altobiosferă (de la 8-10 km. Spre stratul de ozon, dupa care radiatiile ultraviolete dure nu permit existenta formelor de viata.
În zilele noastre, uneori și izolat parabiosfera (deasupra stratului de ozon, unde unele organisme pot pătrunde accidental, dar nu pot exista în mod normal), apobiosferă (un strat peste 60-80 km., unde organismele vii nu se ridică niciodată, dar biosubstanța poate fi adusă în cantități foarte mici) și artebiosfera (spațiul exterior în care ființele biologice există în spații limitate create de om, adică sateliți spațiali, stații spațiale etc.).

Hidrobiosfera. Învelișul de apă al planetei, reprezentat de oceane, mări și apele subterane (hidrosferă). Se întinde de la suprafața corpurilor de apă până la o adâncime de 11 km. (Șanțul Marianei). Subdivizat înmarianobiosfera(sau oceanobiosfera) și acvabiosferă , care la rândul său este împărțit de unii oameni de știință înlimnoacvabiosferă(biosfera lacurilor; inclusivhalolimnobiosfera– biosfera lacurilor sărate) și reacvabiosferă (râuri).

Geobiosfera. Învelișul cel mai populat de organisme, extinzându-se de la suprafața solului la granița cu atmosfera și hidrosfera până la o adâncime de câțiva kilometri (partea superioară a litosferei). Geobiosfera este subdivizată în partea de suprafață - terrabiosferă , iar partea subterană - litobiosferă (vezi fig. 2). Acesta din urmă nu are limite inferioare stabilite definitiv și teoretic se poate extinde până la 20-25 km., pe care, datorită temperaturilor de aproximativ 450 O Cu orice presiune, apa se transformă în abur, făcând imposibilă existența oricăror organisme. Astăzi, adâncimea de răspândire a microorganismelor, confirmată experimental, este de aproximativ 2 km.

Orez. 2. Raportul dintre straturile biosferei cu înălțimile distribuției lor

Componentele abiotice ale biosferei

la abiotic (neviu, inert ) componentele includ o substanță la crearea căreia nu a luat parte materia vie: scoarța terestră (cu excepția stratului superior - sol, precum și produse de fosilizare, adică îngroparea materiei organice), minerale și substanțe care intră în biosferă din în afara acestuia (spațiul, adâncurile planetei). Este destul de dificil să izolați materia inertă absolut „pură”, deoarece toate substanțele nevii din biosferă experimentează impactul organismelor vii. Prin urmare, substanța inertă formată și prelucrată de organismele vii se numește bio-inert (de exemplu: sol, nămol).

Biogene materia este o substanță creată și prelucrată de materia vie. De-a lungul evoluției organice, organismele vii au trecut prin organele, țesuturile, celulele, sângele lor de o mie de ori întreaga atmosferă, întregul volum al oceanului mondial, o masă uriașă de substanțe minerale (de exemplu, cărbune, petrol, roci minerale, oxigen). s-au format astfel).

Materia vie a biosferei

Materia vie, sau biomasa, este totalitatea tuturor organismelor vii de pe Pământ care sunt capabile să se reproducă, să se distribuie pe planetă, să lupte pentru hrană, apă, teritoriu etc. Materia vie este asociată cu materia inertă - atmosfera (până la nivelul ecranului de ozon), complet cu hidrosfera și litosfera, în principal în limitele solului, dar nu numai.

Materia vie a biosferei este eterogenă și are trei tipuri de interacțiuni trofice: autotrofie, heterotrofie, mixotrofie.

Interacțiunile ecologice trofice contribuie la transformarea materiei anorganice (inerte) în materie organică și la rearanjarea inversă a materiei organice în materie minerală.

Materia vie se caracterizează prin anumite proprietăți: este o energie liberă uriașă; reacții chimice care au loc de mii și chiar milioane de ori mai repede decât în ​​alte substanțe ale planetei; compuși chimici specifici - proteine, enzime și alți compuși care sunt stabili în compoziția celor vii; posibilitatea unei mișcări arbitrare - creștere sau mișcare activă; dorința de a umple tot spațiul înconjurător; o varietate de forme, dimensiuni, variante chimice etc., depășind semnificativ multe contraste în materia neînsuflețită, inertă.

Cantitatea de materie vie din biosferă într-o perioadă geologică considerată separat este constantă. Conform legii migrării biogenice a atomilor, materia vie este un mediator energetic și chimic între Soare și suprafața Pământului.

Istoria dezvoltării biosferei

Biosfera nu s-a dezvoltat uniform de-a lungul istoriei Pământului. Cea mai mare influență asupra formării aspectului exterior al planetei a devenit vizibilă abia în ultimii 600-700 de milioane de ani, când rolul fotosintezei a crescut brusc odată cu așezarea continentelor, ceea ce a dus la o creștere multiplă a proporției de oxigen. în atmosfera antică.

În dezvoltarea biosferei, este posibil să se distingă în mod condiționat mai multe etape, fiecare dintre acestea fiind marcată de un progres progresiv important; ceea ce a dus în cele din urmă la formarea stării actuale a biosferei (fig. 3).

Fig.3. Principalele etape ale dezvoltării biosferei

Chemogeneza (evoluția chimică).Cele mai multe ipoteze despre originea vieții pe Pământ sugerează că pentru o lungă perioadă de timp după formarea unui mediu de temperatură potrivit pentru supraviețuirea organismelor vii, planeta a rămas fără viață. În acel moment, la suprafața sa, în atmosferă și ocean, sub influența studiului solar cu unde scurte, a avut loc o sinteză abiogenă lentă a compușilor organici (metan, hidrogen, amoniac, vapori de apă), care a dus la formarea primele, cele mai primitive organisme. Durata etapei este estimată la nu mai puțin de 1 miliard de ani.

Biogeneza. Factorul cheie care a dus la apariția organismelor complexe din cele simple a fost saturația atmosferei cu oxigen, care, pe măsură ce concentrația în atmosfera superioară creștea, sub influența radiațiilor ultraviolete, a format ozon gazos, care avea proprietatea de a reținând radiația cu unde scurte care era dăunătoare formelor de viață. În fazele inițiale ale biogenezei, concentrația de oxigen nu era mai mare de 0,1% din cea modernă; schimbarea atmosferei a început cu aproximativ 2 miliarde de ani în urmă, când au apărut primele organisme fotosintetice (evident, acestea erau alge albastru-verzi - procariote). Și o creștere semnificativă a proporției de oxigen a început cu aproximativ 1,5 miliarde de ani în urmă, odată cu apariția celulelor clorofilei care absorb dioxidul de carbon și eliberează oxigen în volume mari. Cu aproximativ 600 de milioane de ani în urmă a existat o altă creștere bruscă a proporției de oxigen din atmosferă (de la 3% din valoarea actuală acum 700 de milioane de ani la 50% în perioada Cretacică de acum 140 de milioane de ani). Motivul pentru aceasta a fost apariția și așezarea pe continente, mai întâi autotrofe mai mici, apoi mai mari.

Sociogeneza. Apariția omului și așezarea sa pe planetă (acum 1,5 - 3 milioane de ani).

Tehnogeneza. Biosfera a fost foarte schimbată în perioada de formare activă a învelișului tehnic - complexe artificiale și naturale-tehnice (rezultatele activității industriale), cu care omul s-a înconjurat. Începutul etapei este asociat cu apariția așezărilor urbane în urmă cu 10-15 mii de ani.

Noogeneza. Ultima, cea mai înaltă etapă a dezvoltării biosferei, asociată în primul rând cu transformarea utilizării unilaterale a resurselor naturale (tipic tehnogenezei) într-un sistem social și natural controlat rațional (noosferă). Caracteristica sa este interacțiunea reciproc avantajoasă a naturii și a comunității umane, unde activitatea umană devine un factor determinant în dezvoltarea globală, în special aspectul exterior al mediului său. În același timp, întrucât umanitatea poate exista doar într-un strat favorabil vieții - biosfera, scopul principal al construirii noosferei este conservarea tipului de biosfere care asigură supraviețuirea și dezvoltarea omului și interacțiunea acestuia cu mediul. Termenul a fost introdus și descris pentru prima dată de omul de știință sovietic V. Vernadsky.

ÎNVĂȚARE DESPRE BIOSFERĂ

Înțelegerea modernă a termenului „biosferă” și alocarea acestuia ca zonă de distribuție a materiei vii este posibilă datorită lucrărilor lui J.-B. Lamarck, E. Suess, V. Vernadsky și alți oameni de știință, datorită cărora biosfera a devenit obiectul central de studiu al unei noi științe - ecologia. Studiul biosferei și planificarea dezvoltării sale viitoare nu pot fi separate de studiul istoriei formării ei.

Istoria studiului biosferei

„Biosfera”, ca concept care reflectă zona de distribuție a organismelor vii, a fost introdus pentru prima dată în lucrările sale de naturalistul francez J.-B. Lamarck (1802). El a subliniat că toate substanțele de pe suprafața globului și care formează crusta acestuia s-au format datorită activității organismelor vii.

Faptele și prevederile despre biosferă s-au acumulat treptat în legătură cu dezvoltarea botanicii, științei solului, geografiei plantelor și a altor științe predominant biologice, precum și a disciplinelor geologice. Cu toate acestea, la acea vreme, stratificarea rapidă a științelor naturii a dus la faptul că termenul nu a prins rădăcini. Abia după mai bine de 70 de ani, în 1875, geologul austriac E. Suess a menționat din nou acest termen. Inițial, „biosfera” însemna doar totalitatea organismelor vii care trăiesc pe planeta noastră, deși uneori era indicată legătura lor cu procesele geografice, geologice și cosmice, dar, în același timp, s-a acordat mai degrabă atenție dependenței naturii vii de forte si substante de natura anorganica. Nici chiar autorul termenului „biosferă”, E. Suess, în cartea sa „Fața Pământului”, publicată la treizeci de ani de la introducerea termenului (1909), nu a observat efectul invers al biosferei și a definit ea ca „un set de organisme limitate în spațiu și timp și care trăiesc la suprafața pământului.

Și a treia și ultima renaștere a conceptului a devenit posibilă datorită geologului sovietic V.I. Vernadsky, care a creat doctrina modernă a biosferei în anii 1920 (1926). La început, nu a fost acordată atenția cuvenită muncii științifice a lui Vernadsky, dar după cel de-al Doilea Război Mondial, consecințele poluării radioactive și chimice a aerului, apei și solului i-au forțat pe oamenii de știință să se întoarcă la cercetările lui Vernadsky.

Învățăturile lui Vernadsky

După părerile lui Vernadsky, întregul aspect al Pământului, toate peisajele sale, atmosfera, compoziția chimică a apelor, grosimea rocilor sedimentare își datorează originea materiei vii. Viața este o legătură de legătură între Cosmos și Pământ, care, folosind energia care vine din cosmos, transformă materia inertă, creează noi forme ale lumii materiale. Astfel, organismele vii au creat solul, au umplut atmosfera cu oxigen, au lăsat în urmă straturi lungi de kilometri de roci sedimentare și bogăția de combustibil a subsolului, au trecut în mod repetat întregul volum al Oceanului Mondial prin ele însele. Vernadsky nu s-a ocupat de problema apariției vieții, el a înțeles-o ca o etapă naturală în auto-organizarea materiei în orice parte a cosmosului, ducând la apariția unor forme mereu noi ale existenței sale.

În structura biosferei, Vernadsky a evidențiat șapte tipuri de materie:

În viaţă.

Biogene (care rezultă din viață sau în curs de prelucrare).

Inert (abiotic, format în afara vieții).

Bio-inert (care apare la joncțiunea dintre viu și neviu; bio-inert, conform lui Vernadsky, include solul).

O substanță în proces de dezintegrare radioactivă.

atomi împrăștiați.

O substanță de origine cosmică.

Vernadsky a fost un susținătoripotezele panspermiei (aducerea vieții pe Pământ din spațiu). Vernadsky a extins metodele și abordările cristalografiei la substanța organismelor vii. El credea că materia vie se dezvoltă în spațiul real, care are o anumită structură, simetrie și disimetrie. Structura materiei corespunde unui anumit spațiu, iar diversitatea lor indică diversitatea spațiilor. Astfel, vii și inerți nu pot avea o origine comună, ele provin din spații diferite, veșnic situate unul lângă altul în Cosmos. De ceva timp, Vernadsky a conectat trăsăturile spațiului materiei vii cu presupusul său caracter non-euclidian, dar din motive neclare a abandonat această interpretare și a început să explice spațiul materiei vii ca o unitate a spațiu-timpului.

Vernadsky a considerat o etapă importantă în evoluția ireversibilă a biosferei ca fiind trecerea acesteia la stadiul noosferei. .

Biosfera ca ecosistem global

Conceptul de „ecosistem”

Ecosistem - un sistem format dintr-o comunitate de organisme vii (biocenoza), habitatul acestora (biotop), un sistem de conexiuni care face schimb de materie si energie intre ele.

O trăsătură distinctivă a unui ecosistem este prezența unor fluxuri relativ închise, stabile din punct de vedere spațial și temporal de materie și energie între părțile biotice și abiotice ale ecosistemului, prin urmare, nu orice sistem de relații, natural sau artificial, poate fi numit ecosistem.

Clasificarea ecosistemelor

Deoarece ecosistemele sunt sisteme complexe, ele sunt clasificate după mai multe criterii.

Împărțit după mărime:

microecosisteme. Ecosisteme de cel mai mic rang, asemănătoare ca dimensiune cu componentele mici ale mediului: un mic rezervor, un trunchi putrezit al unui copac căzut etc.

mezoecosisteme . Exemple sunt o pădure, un râu etc.

macroecosisteme. Sunt foarte răspândite (în mări, oceane, continente), de exemplu, munții Anzi, Australia continentală.

ecosistem global, care este analog cu biosfera.

Stabilitatea ecosistemelor crește odată cu lărgimea acoperirii teritoriului.

În funcție de gradul de impact antropic, ecosistemele sunt împărțite în trei tipuri:

Natural (sau naturale) - ecosisteme nederanjate de influența umană. De exemplu, junglele din Amazon, îndepărtate de așezările umane, rezervațiile naturale, depresiunile oceanice.

Socio-naturale – sisteme naturale modificate de om (parc, lac de acumulare)

Antropic - sisteme create de om pentru profit. Ele sunt împărțite în tehnogenice și agroecosisteme.

Ecosistemele pot fi clasificate și în funcție de multe alte caracteristici: structură (terestră, de apă dulce, marină, de coastă etc.); surse de energie (sursa principală este Soarele, dar există și alte surse de subvenționare).

Întrucât biomii (macroecosistemele) sunt distribuite în funcție de consorții , ecosistemele sunt de obicei clasificate în funcție de tipul de fitocenoză predominantă:

Biomi terestre

Pădure tropicală veșnic verde.
Pădure tropicală semi-veșnic verde.
Deșert: ierbos și arbuști.
Chaparral - zone cu ierni ploioase și veri secetoase.
Stepe tropicale și savana.
Stepa zonei temperate.
Pădure temperată de foioase.
Păduri boreale de conifere.
Tundra: arctică și alpină.

Ecosistemele acvatice sunt clasificate după caracteristici distinctive: salinitatea apei, caracteristicile rezervorului.

Tipuri de ecosisteme de apă dulce
Ape linistite: lacuri, iazuri etc.
Ape curgătoare: râuri, pâraie etc.
Zone umede: mlaștini și păduri mlăștinoase.

Tipuri de ecosisteme marine
ocean deschis.
Apele platoului continental (ape de coastă).
Zone de upwelling (zone de apă adâncă care se ridică la suprafață; zone fertile cu pescuit productiv).
Estuare (goluri de coastă, strâmtori, gurile de râu, mlaștini sărate etc.).

Trebuie avut în vedere că clasificarea de mai sus acoperă doar ecosisteme mari - biomi.

Componentele ecosistemului

Un ecosistem poate fi împărțit în două componente - biotic și abiotic. Biotic este împărțit în autotrof(organisme care primesc energie primară pentru existență de la foto- și chimiosinteză sau producători) și heterotrof (organisme care primesc energie din procesele de oxidare a materiei organice - consumatori si descompunetori) componente care formeazatroficstructura ecosistemului.

Singura sursă de energie pentru existența unui ecosistem și menținerea diferitelor procese în acesta sunt producătorii care absorb energie.soare. Energia solară este absorbită neuniform în biosferă, ceea ce poate fi văzut în Fig. 4.

Orez. 4. Recepția și distribuția energiei solare

Energie soarele este doar parțial absorbit și doar aproximativ 10% merge la fiecare nou nivel trofic (regula lui Lindemann), ceea ce duce la o lungime limitată a lanțurilor trofice (de obicei 5-6 nivele), respectiv, putem spune că consumatorii au mult mai puțin energie decât carnivore, carnivore - mai puțin decât fitofage etc. (Fig.5).

Orez. 5. Schema de distribuție a energiei între producători și consumatori

Fiecare ecosistem este caracterizat de setul său inerent de proprietăți și structură.

Din punct de vedere al structurii în ecosistem, există:

Regimul climatic, care determină temperatura, umiditatea, regimul de iluminare și alte caracteristici fizice ale mediului.

Substante anorganice incluse in ciclu.

Compuși organici care leagă părțile biotice și abiotice în ciclul materiei și energiei.

Producătorii sunt organisme autotrofe care creează produse primare.

Consumatorii sunt heterotrofe care mănâncă alte organisme (prădătoare) sau particule mari de materie organică.

Descompozitorii sunt heterotrofe,în principal ciuperci și bacterii,care distrug materia organică moartă, mineralizând-o, revenind astfel în ciclu.

Ultimele trei componente formează biomasa ecosistemului.

Din punctul de vedere al funcționării ecosistemului, se disting următoarele blocuri funcționale ale organismelor (pe lângă autotrofe):

Biofage - organisme care se hrănesc cu alte organisme vii.

Saprofage organisme care se hrănesc cu materie organică moartă.

Această împărțire în funcție de tipul de nutriție asigură circulația biosubstanței în ecosistem. Între moartea materiei organice și reincluderea componentelor sale în ciclul materiei din ecosistem poate trece o perioadă semnificativă de timp, de exemplu, în cazul unui buștean de pin, 100 de ani sau mai mult.

Toate aceste componente sunt interconectate în spațiu și timp și formează un singur sistem structural și funcțional.

Ecotopul, climatotopul, edafotopul, biotopul și biocenoza se mai disting printre componente.

Ecotop - teritoriul (sau zona acvatică) a habitatului organismelor, caracterizat printr-o anumită combinație de condiții de mediu: soluri, soluri, microclimat etc., deși nu este modificat de activitatea organismelor (forme de relief nou formate).

climatetop - partea de aer (sau apă) a ecosistemului, care diferă de cea din jur prin compoziție, regimul aerului (apă), umiditate (salinitate) și/sau alți parametri.

edaphotop - solul, ca parte a mediului transformat de organisme.

Biotop - un ecotop transformat de biota sau, mai exact, o bucata de teritoriu omogen din punct de vedere al conditiilor de viata pentru anumite tipuri de plante sau animale, sau pentru formarea unei anumite biocenoze.

Biocenoza - un set istoric stabilit de plante, animale, microorganisme care locuiesc pe o suprafață de uscat sau într-un rezervor (biotop). Biocenozele sunt limitate de distribuția determinanților (determinanților) zoocenozelor (consorții - populații de plante împreună cu organismele care le însoțesc), în care speciile de plante dominante creează condiții pentru viața altor organisme.

Ciclul materiei în biosferă

Pământul diferă de alte planete prin faptul că biosfera sa conține o substanță care este sensibilă la fluxul de radiații solare - clorofila. Clorofila este cea care asigură conversia energiei electromagnetice a radiației solare în energie chimică, cu ajutorul căreia are loc procesul de reducere a oxizilor de carbon și azot în reacțiile de biosinteză.

Într-o plantă verde are loc fotosinteza - procesul de formare a carbohidraților din apă și dioxid de oxigen (care se găsește în aer sau apă). În acest caz, oxigenul este eliberat ca produs secundar. Plantele verzi sunt clasificate ca autotrofe - organisme care preiau toate elementele chimice de care au nevoie pentru viață din materia inertă din jurul lor și nu necesită compuși organici gata preparati ai unui alt organism pentru a-și construi corpul.

Heterotrofele sunt organisme care au nevoie de materie organică formată de alte organisme pentru alimentația lor. Heterotrofei transformă treptat materia organică formată de autotrofe, aducând-o la starea sa minerală inițială.

Funcția distructivă (distructivă) este îndeplinită de reprezentanții fiecăruia dintre regnurile materiei vii. Degradarea, descompunerea este o proprietate integrală a metabolismului fiecărui organism viu. Plantele formează materie organică și sunt cei mai mari producători de carbohidrați de pe Pământ, dar eliberează și oxigenul necesar vieții ca produs secundar al fotosintezei.

În procesul de respirație în corpurile tuturor speciilor vii, se formează dioxid de carbon, pe care plantele îl folosesc din nou pentru fotosinteză. Există, de asemenea, astfel de tipuri de viețuitoare pentru care distrugerea materiei organice moarte este un mod de hrănire. Există organisme cu un tip mixt de nutriție, ele se numesc mixotrofe.

În biosferă au loc procesele de transformare a materiei anorganice, inerte, în materie organică și de transformare inversă a materiei organice în materie minerală. Mișcarea și transformarea substanțelor în biosferă se realizează cu participarea directă a materiei vii, toate tipurile fiind specializate în diferite moduri de nutriție.

Cantitatea finită de materie care există în biosferă a dobândit proprietatea infinitului prin circulația substanțelor. Toate componentele biosferei interacționează între ele (Fig. 6), asigurând stabilitatea sistemului.

Orez. 6. Componente de mediu

În cursul ciclurilor biogeochimice, atomii majorității elementelor chimice au trecut de nenumărate ori printr-o ființă vie. De exemplu, tot oxigenul atmosferic „circulează” prin materia vie în 2000 de ani, dioxidul de carbon - în 200-300 de ani și toată apa biosferei - în 2 milioane de ani.

Materia vie este un receptor perfect de energie solară. Energia absorbită și utilizată în reacția de fotosinteză, și apoi stocată sub formă de energie chimică a carbohidraților, este foarte mare, existând dovezi că este comparabilă cu energia consumată de 100.000 de orașe mari timp de 100 de ani. Heterotrofii folosesc materia organică a plantelor ca hrană: materia organică este oxidată de oxigen, care este livrat organismului de către organele respiratorii, cu formarea de dioxid de carbon - reacția merge în direcția opusă. Astfel, „eternul” face din viață existența simultană a autotrofilor și heterotrofelor.

Faptele și argumentele despre „roata vieții” din biosferă dau dreptul de a vorbi despre legea migrației biogene a atomilor, care a fost formulată de V.I. Vernadsky: migrarea elementelor chimice de pe suprafața pământului și a biosferei în ansamblu se realizează fie cu participarea directă a materiei vii, fie se realizează într-un mediu ale cărui caracteristici geochimice sunt determinate de materia vie, atât cel care acum populează biosfera și cea care a acționat pe Pământ de-a lungul istoriei geologice.

Materia vie din diferite regate și feluri diferite asigură circulația continuă a substanțelor și transformarea energiei. Astfel, legea migrării biogene a atomilor de către V.I. Vernadsky: în biosferă, migrarea elementelor chimice are loc cu participarea directă obligatorie a organismelor vii. Migrația biogenă a atomilor asigură continuitatea vieții în biosferă cu o cantitate finită de materie și un aflux constant de energie.

Biosfera este un ecosistem global.

Un ecosistem, așa cum am discutat mai sus, este un sistem de interacțiune între organismele vii și mediul lor. Ecosistemele vin în diferite niveluri de complexitate și dimensiuni. Ecosistemele mai mici fac parte din cele mai mari, care la rândul lor fac parte din altele și mai mari. Macroecosistemele (continente, oceane etc.) formează un ecosistem global – Biosfera.

Biosfera se caracterizează printr-un ciclu energetic datorat diferitelor roluri trofice ale producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor. Aceasta este una dintre caracteristicile cheie ale ecosistemului, care asigură stabilitatea ecosistemului.

Biosfera este caracterizată de toate proprietățile ecosistemelor:

Biosfera include organisme vii care locuiesc pe Pământ, precum și habitatul lor: oceane, pământ, atmosferă.

În biosferă există cicluri ale materiei: mari (ocean-terren) și mici (vie - materie inertă).

Toți cei trei membri ai lanțului trofic sunt prezenți în biosferă: producători reprezentați de autotrofi; consumatori (organisme heterotrofe) și descompunetori (organisme heterotrofe care descompun materia organică)

Biosfera, ca ecosistem, este stabilă și potențial nemuritoare atâta timp cât există producători. Dintre toate ecosistemele, biosfera, ca cea mai mare, are cea mai mare stabilitate.

Pe baza acestui fapt, biosfera este un ecosistem. Deoarece biosfera combină toate ecosistemele de pe planetă, se numește ecosistemul „global”.

Concluzie

Conform rezultatelor implementării sarcinilor stabilite în introducere, se pot trage concluzii cu privire la munca depusă.

Biosfera este un ecosistem global, deoarece are toate proprietățile ecosistemelor. Prin urmare, biosfera tinde să se schimbe. Schimbarea biosferei sub influența activității umane este o transformare ireversibilă a biosferei în tehnosferă. În condițiile perturbării moderne a lanțurilor de interacțiune dintre organisme și habitatul lor (distrugerea legăturilor în lanțuri trofice, habitate etc.), cel mai relevant este faptul negativ că încălcarea integrității sistemului din cauza ruperii. de legături își reduce tendința naturală de echilibrare, ceea ce este dăunător pentru întreaga viață de pe planetă, care își datorează existența în primul rând unui schimb de energie echilibrat.

Înțelegând că biosfera, ca ecosistem, are principala calitate a oricărui sistem - existența unor relații reciproc avantajoase, este de asemenea important să înțelegem că o schimbare a oricărei componente a biosferei le afectează inevitabil pe toate celelalte, în final, pe principala forță modernă pentru schimbarea biosferei - omul; prin urmare, este atât de important pentru conservarea biosferei să cunoască organizarea și mecanismul de funcționare a acesteia.

Lista literaturii folosite

Polishchuk Yu.M. Orientări pentru implementarea lucrărilor de curs la disciplina „Ecologie generală” pentru studenții specialității 013400 - managementul naturii. - Khanty-Mansiysk: RIC YUGU, 2003. - 13 p.

Polishchuk Yu.M. Ecologie generală, manual. - Khanty-Mansiysk: RIC YUGU, 2004. - 206 p.

Voronov A.G., Drozdov N.N., Krivolutsky D.A., Myalo E.G. – Biogeografia cu elementele de bază ale ecologiei. – M.: Academician ICC, 2003. – 408 p.

Reimers N.F. – ABC-ul naturii (microenciclopedia biosferei). - M.: Cunoașterea, 1980. - 208 p.

Reimers N.F. - Ecologie (teorii, legi, reguli, principii și ipoteze). M .: Rusia tânără, 1994. - 367 p.

Odum Yu. - Fundamentele ecologiei. M.: Mir. - 1975. - 741s.

Odum Yu. - Ecologie în 2 volume, V.1. Pe. din engleza. – M.: Mir, 1986. – 328 p.

Odum Yu. - Ecologie în 2 volume, V.2. Pe. din engleza. – M.: Mir, 1986. – 376 p.

Korobkin V.I., Peredelsky L.V. - Ecologie: un manual pentru universități. Rostov-pe-Don: Phoenix, 2007. - 602 p.

Kaznacheev V.P. Doctrina lui Vernadsky asupra biosferei și noosferei. Novosibirsk: Nauka, 1989. - 248 p.

Galperin M.V. Bazele ecologice ale managementului naturii. M.: FORUM: INFRA-M, 2003. - 256 p.

Buzaeva M.V., Kobzar I.G., Kozlova V.V. Dicţionar de termeni ecologici. Ulianovsk: UlGTU, 2005. - 264 p.

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ecolog/149

http://www.xumuk.ru/ecochem/5.html

Ciclul materiei din biosferă Pământul diferă de alte planete prin faptul că biosfera sa conține o substanță care este sensibilă la fluxul de radiații solare - clorofila. Clorofila este cea care asigură conversia energiei electromagnetice a radiației solare în energie chimică, cu ajutorul căreia are loc procesul de reducere a oxizilor de carbon și azot în reacțiile de biosinteză. Într-o plantă verde are loc fotosinteza - procesul de formare a carbohidraților din apă și dioxid de oxigen (care se află în aer sau apă). În acest caz, oxigenul este eliberat ca produs secundar. Plantele verzi sunt clasificate ca autotrofe - organisme care preiau toate elementele chimice de care au nevoie pentru viață din materia inertă din jurul lor și nu necesită compuși organici gata preparati ai unui alt organism pentru a-și construi corpul. Heterotrofele sunt organisme care au nevoie de materie organică formată de alte organisme pentru alimentația lor. Heterotrofei transformă treptat materia organică formată de autotrofe, aducând-o la starea sa minerală inițială. Funcția distructivă (distructivă) este îndeplinită de reprezentanții fiecăruia dintre regnurile materiei vii. Degradarea, descompunerea este o proprietate esențială a metabolismului fiecărui organism viu. Plantele formează materie organică și sunt cei mai mari producători de carbohidrați de pe Pământ, dar eliberează și oxigenul necesar vieții ca produs secundar al fotosintezei. În procesul de respirație în corpurile tuturor speciilor vii, se formează dioxid de carbon, pe care plantele îl folosesc din nou pentru fotosinteză. Există, de asemenea, astfel de tipuri de viețuitoare pentru care distrugerea materiei organice moarte este un mod de hrănire. Există organisme cu un tip mixt de nutriție, ele se numesc mixotrofe. În biosferă au loc procesele de transformare a materiei anorganice, inerte, în materie organică și de transformare inversă a materiei organice în materie minerală. Mișcarea și transformarea substanțelor în biosferă se realizează cu participarea directă a materiei vii, toate tipurile fiind specializate în diferite moduri de nutriție. Cantitatea finită de materie care există în biosferă a dobândit proprietatea infinitului prin circulația substanțelor. Toate componentele biosferei interacționează între ele (Fig. 6), asigurând stabilitatea sistemului. Orez. 6. Componentele ecologice În cursul ciclurilor biogeochimice, atomii majorității elementelor chimice au trecut de nenumărate ori printr-o ființă vie. De exemplu, tot oxigenul atmosferic „circulează” prin materia vie în 2000 de ani, dioxidul de carbon - în 200-300 de ani și toată apa biosferei - în 2 milioane de ani. ani. Materia vie este un receptor perfect de energie solară. Energia absorbită și utilizată în reacția de fotosinteză, și apoi stocată sub formă de energie chimică a carbohidraților, este foarte mare, existând dovezi că este comparabilă cu energia consumată de 100.000 de orașe mari timp de 100 de ani. Heterotrofii folosesc materia organică a plantelor ca hrană: materia organică este oxidată de oxigen, care este livrat organismului de către organele respiratorii, cu formarea de dioxid de carbon - reacția merge în direcția opusă. Astfel, „eternul” face din viață existența simultană a autotrofilor și heterotrofelor. Faptele și argumentele despre „roata vieții” din biosferă dau dreptul de a vorbi despre legea migrației biogene a atomilor, care a fost formulată de V.I. Vernadsky: migrarea elementelor chimice de pe suprafața pământului și a biosferei în ansamblu se realizează fie cu participarea directă a materiei vii, fie se realizează într-un mediu ale cărui caracteristici geochimice sunt determinate de materia vie, atât cel care acum populează biosfera și cea care a acționat pe Pământ de-a lungul istoriei geologice. Materia vie din diferite regate și feluri diferite asigură circulația continuă a substanțelor și transformarea energiei. Astfel, legea migrării biogene a atomilor de către V.I. Vernadsky: în biosferă, migrarea elementelor chimice are loc cu participarea directă obligatorie a organismelor vii. Biosfera este un ecosistem global. Un ecosistem, așa cum am discutat mai sus, este un sistem de interacțiune între organismele vii și mediul lor. Ecosistemele vin în diferite niveluri de complexitate și dimensiuni. Ecosistemele mai mici fac parte din cele mai mari, care la rândul lor fac parte din altele și mai mari. Macroecosistemele (continente, oceane etc.) formează un ecosistem global – Biosfera. Biosfera se caracterizează printr-un ciclu energetic datorat diferitelor roluri trofice ale producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor. Aceasta este una dintre caracteristicile cheie ale ecosistemului, care asigură stabilitatea ecosistemului. Biosfera este caracterizată de toate proprietățile ecosistemelor: Biosfera include organisme vii care locuiesc pe Pământ, precum și habitatul lor: oceane, pământ, atmosferă. Toți cei trei membri ai lanțului trofic sunt prezenți în biosferă: producători reprezentați de autotrofi; consumatori (organisme heterotrofe) și descompunetori (organisme heterotrofe care descompun materia organică) Biosfera, ca ecosistem, este stabilă și potențial nemuritoare atâta timp cât există producători. Dintre toate ecosistemele, biosfera, ca cea mai mare, are cea mai mare stabilitate. Pe baza acestui fapt, biosfera este un ecosistem. Deoarece biosfera combină toate ecosistemele de pe planetă, se numește ecosistemul „global”. Concluzie Pe baza rezultatelor implementării sarcinilor stabilite în introducere, se pot trage concluzii cu privire la munca depusă. Biosfera este un ecosistem global, deoarece are toate proprietățile ecosistemelor. Prin urmare, biosfera tinde să se schimbe. Schimbarea biosferei sub influența activității umane este o transformare ireversibilă a biosferei în tehnosferă. În condițiile perturbării moderne a lanțurilor de interacțiune dintre organisme și habitatul lor (distrugerea legăturilor în lanțuri trofice, habitate etc.), cel mai relevant este faptul negativ că încălcarea integrității sistemului din cauza ruperii. de legături își reduce tendința naturală de echilibrare, ceea ce este dăunător pentru întreaga viață de pe planetă, care își datorează existența în primul rând unui schimb de energie echilibrat. Înțelegând că biosfera, ca ecosistem, are principala calitate a oricărui sistem - existența unor relații reciproc avantajoase, este de asemenea important să înțelegem că o schimbare a oricărei componente a biosferei le afectează inevitabil pe toate celelalte, în final, principala forță modernă pentru schimbarea biosferei - omul; prin urmare, este atât de important pentru conservarea biosferei să cunoască organizarea și mecanismul de funcționare a acesteia.

biosfera ca ecosistem.doc

Poze

Ciclul materiei din biosferă Pământul diferă de alte planete prin faptul că biosfera sa conține o substanță care este sensibilă la fluxul de radiații solare - clorofila. Clorofila este cea care asigură conversia energiei electromagnetice a radiației solare în energie chimică, cu ajutorul căreia are loc procesul de reducere a oxizilor de carbon și azot în reacțiile de biosinteză. Într-o plantă verde are loc fotosinteza, procesul de formare a carbohidraților din apă și dioxid de oxigen (care se găsește în aer sau apă). În acest caz, oxigenul este eliberat ca produs secundar. Plantele verzi sunt clasificate drept autotrofe, organisme care preiau toate elementele chimice de care au nevoie pentru viață din materia inertă din jurul lor și nu necesită compuși organici gata preparati ai altui organism pentru a-și construi corpul. Heterotrofele sunt organisme care au nevoie de materie organică formată de alte organisme pentru alimentația lor. Heterotrofei transformă treptat materia organică formată de autotrofe, aducând-o la starea sa minerală inițială. Funcția distructivă (distructivă) este îndeplinită de reprezentanții fiecăruia dintre regnurile materiei vii. Degradarea, descompunerea este o proprietate integrală a metabolismului fiecărui organism viu. Plantele formează materie organică și sunt cei mai mari producători de carbohidrați de pe Pământ, dar eliberează și oxigenul necesar vieții ca produs secundar al fotosintezei. În procesul de respirație în corpurile tuturor speciilor vii, se formează dioxid de carbon, pe care plantele îl folosesc din nou pentru fotosinteză. Există, de asemenea, astfel de tipuri de viețuitoare pentru care distrugerea materiei organice moarte este un mod de hrănire. Există organisme cu un tip mixt de nutriție, ele se numesc mixotrofe. În biosferă au loc procesele de transformare a materiei anorganice, inerte, în materie organică și de transformare inversă a materiei organice în materie minerală. Mișcarea și transformarea substanțelor în biosferă se realizează cu participarea directă a materiei vii, toate tipurile fiind specializate în diferite moduri de nutriție. Cantitatea finită de materie care există în biosferă a dobândit proprietatea infinitului prin circulația substanțelor. Toate componentele biosferei interacționează între ele (Fig. 6), asigurând stabilitatea sistemului. Orez. 6. Componentele ecologice În cursul ciclurilor biogeochimice, atomii majorității elementelor chimice au trecut de nenumărate ori printr-o ființă vie. De exemplu, tot oxigenul atmosferic „circulează” prin materia vie în 2000 de ani, dioxidul de carbon în 200-300 de ani și toată apa biosferei în 2 milioane de ani. ani.

Materia vie este un receptor perfect de energie solară. Energia absorbită și utilizată în reacția de fotosinteză, și apoi stocată sub formă de energie chimică a carbohidraților, este foarte mare, existând dovezi că este comparabilă cu energia consumată de 100.000 de orașe mari timp de 100 de ani. Heterotrofii folosesc materia organică a plantelor ca hrană: materia organică este oxidată de oxigen, care este livrat organismului de către organele respiratorii, odată cu formarea dioxidului de carbon, reacția merge în sens invers. Astfel, „eternul” face din viață existența simultană a autotrofilor și heterotrofelor. Faptele și argumentele despre „roata vieții” din biosferă dau dreptul de a vorbi despre legea migrației biogene a atomilor, care a fost formulată de V.I. Vernadsky: migrarea elementelor chimice de pe suprafața pământului și a biosferei în ansamblu se realizează fie cu participarea directă a materiei vii, fie se realizează într-un mediu ale cărui caracteristici geochimice sunt determinate de materia vie, atât cel care acum populează biosfera și cea care a acționat pe Pământ de-a lungul istoriei geologice. Materia vie din diferite regate și feluri diferite asigură circulația continuă a substanțelor și transformarea energiei. Astfel, legea migrării biogene a atomilor de către V.I. Vernadsky: în biosferă, migrarea elementelor chimice are loc cu participarea directă obligatorie a organismelor vii. Biosfera este un ecosistem global. Un ecosistem, așa cum am discutat mai sus, este un sistem de interacțiune între organismele vii și mediul lor. Ecosistemele vin în diferite niveluri de complexitate și dimensiuni. Ecosistemele mai mici fac parte din cele mai mari, care la rândul lor fac parte din altele și mai mari. Macroecosistemele (continente, oceane etc.) formează ecosistemul global Biosfera. Biosfera se caracterizează printr-un ciclu energetic datorat diferitelor roluri trofice ale producătorilor, consumatorilor și descompunetorilor. Aceasta este una dintre caracteristicile cheie ale ecosistemului, care asigură stabilitatea ecosistemului. Biosfera este caracterizată de toate proprietățile ecosistemelor: Biosfera include organisme vii care locuiesc pe Pământ, precum și habitatul lor: oceane, pământ, atmosferă. Toți cei trei membri ai lanțului trofic sunt prezenți în biosferă: producători reprezentați de autotrofi; consumatori (organisme heterotrofe) și descompunetori (organisme heterotrofe care descompun materia organică) Biosfera, ca ecosistem, este stabilă și potențial nemuritoare atâta timp cât există producători. Dintre toate ecosistemele, biosfera, ca cea mai mare, are cea mai mare stabilitate.

Pe baza acestui fapt, biosfera este un ecosistem. Deoarece biosfera combină toate ecosistemele de pe planetă, se numește ecosistemul „global”. Concluzie Pe baza rezultatelor implementării sarcinilor stabilite în introducere, se pot trage concluzii cu privire la munca depusă. Biosfera este un ecosistem global, deoarece are toate proprietățile ecosistemelor. Prin urmare, biosfera tinde să se schimbe. Schimbarea biosferei sub influența activității umane este o transformare ireversibilă a biosferei în tehnosferă. În condițiile încălcării moderne a lanțurilor de interacțiune dintre organisme și mediul lor (distrugerea legăturilor în lanțuri trofice, habitate etc.), cel mai relevant este faptul negativ că încălcarea integrității sistemului din cauza ruperii. a legăturilor își reduce tendința naturală de echilibrare, ceea ce este dăunător pentru tot ceea ce trăiește pe planetă, care își datorează existența în primul rând schimbului de energie de echilibru. Înțelegând că biosfera, ca ecosistem, are principala calitate a oricărui sistem - existența unor relații reciproc avantajoase, este de asemenea important să înțelegem că o schimbare a oricărei componente a biosferei le afectează inevitabil pe toate celelalte, în final, foarte importantă forță modernă pentru schimbarea biosferei umane; prin urmare, este atât de important pentru conservarea biosferei să cunoască organizarea și mecanismul de funcționare a acesteia.

Prelegerea #2

Biosferă. Ecosisteme: tipuri și componente.

1. Limitele și structura biosferei.

2. Funcţiile materiei vii.

3. Structura și tipurile de ecosisteme.

4. Componentele biotice ale ecosistemului.

5. Interacțiunea speciilor în ecosisteme.

1. Conform datelor moderne, masa Pământului este de 5,976 10 24 kg, volumul este de 1,08 1012 km3, iar suprafața este de 510,2 milioane km2. Dimensiunea și, în consecință, toate resursele naturale ale planetei noastre sunt limitate. Prin urmare, sarcina principală a omului este menținerea echilibrului ecologic pe planetă.

Planeta noastră are o structură eterogenă și este formată din învelișuri concentrice (geosfere) - interne și externe. Cele interne includ miezul, mantaua, iar cele externe includ litosfera (crusta terestră), hidrosfera, atmosfera și învelișul complex al Pământului - biosfera.

Biosferă - învelișul Pământului, locuit de organisme vii, sub influența acestora și ocupat de produsele activității lor vitale (transformate de acestea); sistemul ecologic global al Pământului. A început să se formeze odată cu apariția primelor organisme de pe Pământ. În Groenlanda, cercetătorii au găsit o probă de rocă cu o mică parte de carbon. Vârsta eșantionului este de peste 8 miliarde de ani. Sursa de carbon, cel mai probabil, a fost un fel de materie organică - într-un astfel de timp și-a pierdut complet structura. Oamenii de știință cred că această grămadă de carbon ar putea fi cea mai veche urmă de viață de pe Pământ.

Naturalistul francez Jean Baptiste Lamarck la începutul secolului al XIX-lea. a propus mai întâi conceptul de biosfere, fără a introduce măcar termenul în sine. Termenul de „biosferă” a fost propus de geologul și paleontologul austriac Eduard Suess în 1875. O teorie holistică a biosferei a fost creată de biogeochimistul și filozoful V.I. Vernadsky. Pentru prima dată, el a atribuit organismelor vii rolul principalei forțe de transformare a planetei Pământ, ținând cont de activitatea lor nu numai în prezent, ci și în trecut.

După cum am menționat deja, biosfera este totalitatea tuturor organismelor vii. Adăpostește peste 3 milioane de specii de plante, animale, ciuperci și bacterii. Omul este și el o parte a biosferei, activitatea sa depășește multe procese naturale, așa cum V.I. Vernadsky: „Omul devine o forță geologică puternică”.

Biosfera pătrunde în toată hidrosfera, în partea superioară a litosferei și în partea inferioară a atmosferei, adică. locuiește în ecosferă.

Ecosfera - totalitatea ecosistemelor; proprietățile Pământului ca planetă care creează condiții pentru dezvoltarea sistemelor biologice. Spațial include toate straturile atmosferei, hidrosfera și o parte a litosferei unde viața este posibilă. L. Kol (1958) a sugerat pentru prima dată utilizarea termenului, iar termenul se găsește și în lucrările lui B. Commoner (1973).

B. Legile ecologiei lui Commoner au fost formulate la începutul anilor 1970.

Prima lege. Totul este legat de tot. Aceasta este legea ecosistemelor și a biosferei, care atrage atenția asupra conexiunii universale a proceselor și fenomenelor din natură. Este conceput pentru a avertiza o persoană împotriva impactului erupție cutanată asupra anumitor părți ale ecosistemelor, care poate duce la consecințe neprevăzute. (de exemplu, drenarea mlaștinilor duce la reducerea adâncimii râurilor).

A doua lege. Totul trebuie să meargă undeva. Aceasta este o lege a activității economice umane, deșeurile din care sunt inevitabile și, prin urmare, este necesar să ne gândim atât la reducerea numărului lor, cât și la utilizarea lor ulterioară.

A treia lege. Natura „știe” mai bine. Aceasta este legea managementului rezonabil, conștient al naturii. Nu trebuie să uităm că omul este și o specie biologică, că face parte din natură, și nu stăpânul ei. Aceasta înseamnă că nu trebuie să încerci să cucerești natura, ci să cooperezi cu ea. Deși nu avem informații complete despre mecanismele și funcțiile naturii și fără o cunoaștere exactă a consecințelor transformării naturii, nu sunt permise „îmbunătățiri” ale acesteia.

Legea a patra. Nimic nu se dă gratis. Aceasta este legea utilizării raționale a resurselor naturale. „... Ecosistemul global este un întreg integral în care nimic nu poate fi câștigat sau pierdut și care nu poate fi supus îmbunătățirii universale.” Trebuie să plătiți cu energie pentru tratarea suplimentară a deșeurilor, îngrășământ - pentru creșterea randamentului, sanatorie și medicamente - pentru deteriorarea sănătății umane etc.

Spre deosebire de biosferă, conceptul de ecosferă include o descriere a stării mediului în care se află sistemele biologice, precum și a zonelor în care se pot afla organismele vii (inclusiv cele din afara habitatului lor natural).

Limitele biosferei:

■ limita superioară în atmosferă: 15-20 km. Este determinată de stratul de ozon, care blochează radiațiile ultraviolete cu unde scurte, care sunt dăunătoare organismelor vii;

■ limita inferioară în litosferă: 3,5-7,5 km. Este determinată de temperatura de tranziție a apei în abur și de temperatura denaturarii proteinelor, cu toate acestea, în general, răspândirea organismelor vii este limitată la o adâncime de câțiva metri;

■ limita dintre atmosferă şi litosferă în hidrosferă: 10-11 km. Determinat de fundul Oceanului Mondial, inclusiv sedimentele de fund.

Materie vie - totalitatea corpurilor organismelor vii care locuiesc pe Pământ. Materia vie reprezintă aproximativ 0,01% din masa totală a biosferei, dar datorită activității chimice și geologice ridicate, ea stă la baza biosferei, a cărei compoziție este determinată de activitatea combinată a organismelor vii în prezent și trecut (Tabelul 2.1). Dar aceasta este una dintre cele mai puternice forțe geochimice ale Pământului, deoarece organismele vii nu doar locuiesc în scoarța terestră, ci transformă fața planetei.

Tabelul 2.1

Organismele vii locuiesc foarte neuniform pe suprafața pământului. Distribuția lor depinde de latitudinea geografică.

Nutrient- o substanta creata si prelucrata de un organism viu. De-a lungul evoluției organice, organismele vii au trecut prin organele, țesuturile, celulele și sângele lor de o mie de ori peste cea mai mare parte a atmosferei, întregul volum al oceanului mondial și o masă uriașă de substanțe minerale. Acest rol geologic al materiei vii poate fi imaginat prin depozitele de cărbune, petrol, roci carbonatice etc.

substanță inertă- produse formate fără participarea organismelor vii. Acestea includ minerale nebiogene și roci formate în principal sau mai adânc decât biosferei (în afara zonei vieții) sau în interiorul biosferei la o adâncime de câțiva kilometri, fără participarea materiei vii. Rocile magmatice sunt exemple de materie inertă. Rocile și mineralele nebiogene moarte (inerte) în masă sunt de multe ori mai mari decât masa întregii materii vii (vezi Tabelul 2.1).

Substanță bio-inertă- o substanță care este creată simultan de organismele vii și procesele inerte, reprezentând sisteme echilibrate dinamic ale ambelor. Acestea sunt solul, nămolul, crusta de intemperii etc. Organismele joacă un rol principal în ele.

Substanță în curs de dezintegrare radioactivă.

atomi împrăștiați, creat continuu din orice fel de materie terestra sub influenta radiatiei cosmice.

O substanță de origine cosmică. Materia vie este inseparabilă de biosferă. Este atât o funcție a biosferei, cât și una dintre cele mai puternice forțe geologice de pe planetă, îndeplinind diverse funcții.

2. Ca A.V. Lapo, clasificarea funcțiilor materiei vii identifică zece funcții principale.

1. Energie funcția este asociată cu stocarea energiei în procesul de fotosinteză, transferul acesteia prin lanțurile trofice și disiparea. Funcția energetică a materiei vii este reflectată în două principii biogeochimice formulate de V.I. Vernadsky. În conformitate cu primul dintre ele, energia geochimică biogenă tinde spre manifestarea maximă în biosferă. Al doilea principiu spune că în procesul de evoluție supraviețuiesc acele organisme care cresc energia geochimică cu viața lor.

2. Gaz funcția se manifestă prin capacitatea de a modifica și menține o anumită compoziție gazoasă a mediului și a atmosferei în ansamblu. În special, includerea carbonului în procesele de fotosinteză, și apoi în lanțul trofic, a determinat acumularea acestuia în materie biogenă (reziduuri organice, calcar etc.) Ca urmare, a avut loc o scădere treptată a conținutului de carbon și compușii săi, în primul rând dioxidul (C 02) din atmosferă de la zeci de procente până la 0,03% modern. Același lucru este valabil și pentru acumularea de oxigen în atmosferă, sinteza ozonului și alte procese.

3. redox funcția se exprimă în accelerarea sub influența materiei vii a proceselor de oxidare (în prezența oxigenului) și de reducere (descompunerea substanțelor organice în absența oxigenului). Procesele de recuperare sunt de obicei însoțite de formarea și acumularea de hidrogen sulfurat și metan. Acest lucru, în special, face ca straturile adânci ale mlaștinilor să fie practic lipsite de viață, precum și straturi semnificative de apă aproape de fund (de exemplu, în Marea Neagră). Acest proces în legătură cu activitatea umană progresează.

4. concentraţie funcția constă în capacitatea organismelor vii de a concentra în corpul lor elemente chimice împrăștiate absorbite din mediu. Pentru unele metale, de exemplu, pentru mangan, concentrația ajunge la 106. Rezultatul activității de concentrare este depozitele de combustibili fosili, calcare, zăcăminte de minereu etc. Această funcție a materiei vii este studiată cuprinzător de știința biomineralogiei. Organismele concentratoare sunt folosite pentru a rezolva probleme specifice aplicate, de exemplu, pentru a îmbogăți minereurile cu elemente chimice sau compuși de interes pentru oameni.

5. Opus în rezultate împrăștiere funcţia se manifestă prin activităţile de nutriţie şi de transport ale organismelor. De exemplu, dispersia materiei în timpul excreției de către organisme a excrementelor, moartea organismelor, schimbarea tegumentelor etc.

6. distructiv functia consta in distrugerea de catre organisme si produsele lor metabolice, inclusiv dupa moartea acestora, atat a materiei organice moarte, cat si a substantelor inerte. Mecanismul este asociat cu circulația substanțelor.

7. Transport funcţia se exprimă în transferul de materie ca urmare a unei forme active de mişcare. Adesea, un astfel de transfer se efectuează pe distanțe enorme, de exemplu, în timpul migrațiilor și mișcărilor nomade ale animalelor.

8. Formarea mediului funcția constă în capacitatea materiei vii de a schimba parametrii chimici ai mediului în condiții de viață mai favorabile pentru organismele vii. Are ca scop asigurarea condițiilor de viață a tuturor membrilor săi, inclusiv a oamenilor; se realizează prin modificarea compoziției gazoase a atmosferei și a compoziției chimice a hidrosferei, formarea solului și a rocilor sedimentare, echilibrul substanțelor și energiei din biosferă, restabilirea condițiilor de viață perturbate de om etc.

9. Reglementarea mediului funcția – reglarea biotică a mediului. Biota (orice agregat spațial de organisme vii) este capabilă să mențină parametrii de mediu importanți la un nivel constant cu mare precizie și pentru o perioadă lungă de timp, în ciuda complexității sistemului reglementat. De exemplu, biota oceanică reglează și stabilizează concentrația de monoxid de carbon (II) CO 2 din atmosferă. Mecanismul acestui regulament este următorul. Concentrația atmosferică de CO 2 este în echilibru cu concentrația sa în stratul de suprafață al oceanului. Biota oceanului, prin reglarea concentrației în stratul de suprafață al oceanului, stabilizează de fapt concentrația în atmosferă.

10. Informațional funcţia materiei vii a biosferei. Odată cu apariția primelor ființe vii primitive, pe planetă au apărut informații active („vii”), care diferă de informațiile „moarte”, care este o simplă reflectare a structurii. Organismele au putut să primească informații prin conectarea fluxului de energie cu o structură moleculară activă care joacă rolul unui program. Capacitatea de a percepe, stoca și procesa informații moleculare a suferit o evoluție avansată în natură și a devenit cel mai important factor de formare a sistemului ecologic.

Astfel, structura și funcțiile biosferei sunt destul de complexe. Dar este necesar să rețineți principalul lucru: niciuna dintre cochiliile care alcătuiesc biosfera nu se poate dezvolta izolat de altele. Orice schimbare calitativă a unuia dintre ele îl afectează în mod adecvat pe celălalt.

Legea universală a echilibrului biosferei este principiul principal de direcție în dezvoltarea întregii lumi organice și anorganice. Un dezechilibru în acest proces este introdus nu numai (și nu atât de mult) de orice schimbări naturale catastrofale care au loc pe pământ, ci și de activitatea economică umană, care nu numai că poate fi proporțională cu factorii naturali în curs de dezvoltare catastrofale, ci chiar depășește nivelul impactul lor.

3. Obiectele ecologiei sunt predominant sisteme deasupra nivelului organismelor (Fig. 2.1), adică. studiul organizării și funcționării sistemelor supraorganiste: populații, biocenoze (comunități), biogeocenoze (ecosisteme) și biosfera în ansamblu. Cu alte cuvinte, principalul obiect de studiu în ecologie îl reprezintă ecosistemele, adică. complexe naturale unificate formate din organisme vii și habitat:

Figura 2.1 Structura sistemelor biologice din biosferă

(după I.A. Shilov, 1988)

Organism viu este orice formă de viață. În cursul biologiei școlare, cel mai des este folosită clasificarea, în care se disting patru regate: bacterii, ciuperci, plante și animale. O clasificare mai complexă include în plus viruși și cei mai simpli compuși organici (humus). Dimensiunile plantelor variază de la plante microscopice, unicelulare plutitoare, cunoscute sub numele de fitoplancton, până la cea mai mare dintre toate organismele vii, copacii sequoia care se găsesc în vestul Americii de Nord. Dimensiunile animalelor pot varia de la cel mai mic zooplancton plutitor la un elefant african de 4 m și o balenă albastră de 30 m.

Bacteriile nu au un nucleu celular bine format, prin urmare sunt combinate într-un super-regn, numit super-regnul procariotelor. Plantele, ciupercile și animalele au un nucleu celular bine format, motiv pentru care sunt, de asemenea, combinate într-un singur super-regn, numit super-regnul eucariotelor.

populatie - un grup de organisme din aceeași specie care trăiesc într-o anumită zonă. Exemple de populații sunt toate bibanii dintr-un iaz, veverițele obișnuite sau stejarii albi din păduri, populația dintr-o anumită țară sau populația Pământului în ansamblu. Populațiile sunt grupuri dinamice de organisme care se adaptează la schimbările condițiilor de mediu prin modificarea dimensiunii lor, distribuția grupelor de vârstă (structura de vârstă) și compoziția genetică.

Vedere - un set de populații de indivizi ai căror reprezentanți se încrucișează efectiv sau potențial între ei în condiții naturale. Se estimează că în lume există între 3 și 30 de milioane de specii de organisme vii.

Fiecare organism sau populație are propriul habitat (gamă): zona sau tipul de zonă în care trăiesc. Totalitatea speciilor de plante, animale și microorganisme, unite printr-o zonă comună de distribuție, se numește biotă. Exemple sunt toate plantele, animalele, ciupercile, virușii care cresc și trăiesc într-o pădure, iaz, deșert sau acvariu.

Ecosistem - relația comunităților (biocenoza) cu factorii chimici și fizici care creează un mediu neînsuflețit (biotop). Este o rețea (dinamică) în continuă schimbare de interacțiuni biologice, chimice și fizice care mențin comunitățile în viață și le ajută să se adapteze la condițiile de mediu în schimbare. Un exemplu este o pădure de foioase din centrul Rusiei, cu o anumită compoziție de gunoi forestier, sol caracteristic acestui tip de pădure și o comunitate stabilă de plante și, ca urmare, cu indicatori de microclimat strict definiți (temperatură, umiditate, lumină) și un complex de animale corespunzător unor asemenea condiţii de mediu.organisme.

Ecosistem = Biotop + Biocenoză

Scara sau dimensiunea ecosistemelor din natură este extrem de diversă. Există microecosisteme (o băltoacă, un trunchi de copac putrezit, un cadavru de animal cu organisme care locuiesc în el, un acvariu, atâta timp cât există organisme vii în el care pot efectua ciclul), mezoecosisteme (pădure, iaz etc. ), macroecosisteme (ocean, continent etc.). P.). Există un singur ecosistem global - acesta este biosfera. Astfel, ecosistemele mai mari includ ecosisteme de rang inferior.

Conform lui Yu. Odum (1986), există trei grupe de ecosisteme naturale: terestre (biomi), de apă dulce și marine (Fig. 2.2).

Figura 2.2 Principalele tipuri de ecosisteme naturale

Clasificarea se bazează pe anumite caracteristici: pentru terestre - tipul de vegetație, pentru apă dulce - proprietățile fizice ale apei etc.

Atât ecosistemele mari, cât și cele mici, de obicei, nu au granițe clare. Zona de tranziție dintre două ecosisteme adiacente se numește ecoton. Un ecoton include reprezentanți ai speciilor de plante și animale și descompunetorii ambelor ecosisteme adiacente.

Componentele nevii sau abiotice ale unui ecosistem includ diverși factori fizici și chimici. Factorii fizici importanți, după cum știți deja, includ lumina soarelui, umbra, evaporarea, vântul, temperatura și curenții de apă. Principalii factori chimici sunt nutrienții și compușii acestora din atmosferă, hidrosferă și scoarța terestră, care sunt necesari în cantități mari sau mici pentru existența, creșterea și reproducerea organismelor.

4. Componente biotice Ecosistemele sunt principalele tipuri de organisme care formează componentele vii ale unui ecosistem. În primul rând, toate organismele sunt împărțite în funcție de metoda de nutriție în autotrofe și heterotrofe.

1. Organismele autotrofe folosiți surse anorganice pentru existența lor, creând astfel materie organică din anorganice. Astfel de organisme includ plantele verzi fotosintetice de pe uscat și în mediul acvatic, alge albastre-verzi, unele bacterii chemosintetice etc. Acestea sunt fabrici chimice minunate.

Folosind energia luminii, ei sintetizează glucoză din dioxid de carbon și apă, eliberând oxigen ca produs secundar. Oxidând o parte din glucoză pentru a obține energie chimică suplimentară din restul glucozei și al biogenilor extrași din sol, ele formează alte molecule organice complexe și toate țesuturile vegetale, datorită cărora cresc.

Heterotrofele, la rândul lor, în funcție de sursa de substanțe organice finite, sunt împărțite în:

■ saprofite (de exemplu ciuperci, microorganisme) care consumă materie organică moartă,

După cum puteți vedea, principala diferență dintre heterotrofe și autotrofe constă în natura chimică a nutrienților de care au nevoie. Esența proceselor de nutriție a acestora diferă și ea. Organismele autotrofe cheltuiesc energie atunci când transformă substanțele anorganice în substanțe organice, heterotrofele nu cheltuiesc energie atunci când mănâncă.

Deoarece organismele sunt destul de diverse în tipuri și forme de nutriție, ele intră în interacțiuni trofice complexe (alimentare) între ele, îndeplinind astfel cele mai importante funcții ecologice în comunitățile biotice. Unii dintre ei produc produse, alții consumă, alții le transformă într-o formă anorganică. Acestea sunt de obicei împărțite în producători, consumatori și reductori. Această diviziune se bazează pe modul predominant de nutriție al organismelor.

Producătorii(„auto-hrănire”) produc hrană pentru ei înșiși și furnizează hrană tuturor celorlalți - atât consumatori, cât și descompozitori; Acestea sunt plante verzi terestre care produc materie organică din materie anorganică.

Consumatori- Consumatorii de substante organice. În funcție de sursele de energie, consumatorii sunt împărțiți în trei clase principale:

■ fitofagii (erbivorele) sunt consumatori de ordinul întâi care se hrănesc exclusiv cu plante vii (fie ca întreg, fie organele lor individuale). De exemplu, păsările mănâncă semințe, muguri și frunze. Căprioarele și iepurii de câmp se hrănesc cu ramuri și frunze. Lăcustele și multe alte specii de insecte consumă toate părțile plantelor;

■ prădătorii (carnivore) sunt consumatori de ordinul doi care se hrănesc exclusiv cu animale ierbivore (fitofage), precum și consumatorii de ordinul trei care se hrănesc doar cu carnivore. Păianjenii și păsările care mănâncă insecte răpitoare și tonul care mănâncă hering sunt consumatori secundari. Soimul sau soimul care vaneaza serpi si hermine, precum si rechinul care se hraneste cu alti pesti, sunt consumatori tertiari;

■ eurifage (omnivore) care pot mânca atât hrană vegetală, cât și hrană animală. Exemple sunt porcii, șobolanii, vulpile, gândacii și oamenii.

Reductorii (agenții reducători) returnează substanțele din organismele moarte înapoi în natura neînsuflețită, descompunând materia organică în compuși și elemente anorganice simple (CO 2 , NO 2 , H 2 O ). Returnând nutrienții în sol sau în mediul acvatic, ei completează astfel ciclul biochimic. Există două clase principale de descompozitori: detritofagi și destructori.

Detritivorele consumă direct organisme moarte sau resturi organice. Acestea includ, de exemplu, crabi, șacali, termite, râme, viermi, centipede, furnici și vulturi.

O mare parte din materia moartă dintr-un ecosistem, în special copacii și frunzele morți, trece prin stadii de descompunere și degradare, ceea ce duce la descompunerea moleculelor organice complexe în compuși anorganici mai simpli. Acest proces, care este, de asemenea, inclus în lanțul trofic, este realizat de un tip separat de descompozitoare - descompozitoare. Destructorii includ două tipuri de organisme - ciuperci și bacterii unicelulare microscopice. La rândul lor, ciupercile și bacteriile sunt o sursă importantă de hrană pentru organismele vii, cum ar fi viermii și insectele care trăiesc în sol și apă. Reductorii sunt veriga finală în ciclul substanțelor.

5. nișă ecologică este un complex de toți factorii de mediu fizici, chimici și biologici care sunt necesari unei anumite specii biologice pentru viață, creștere și reproducere într-un ecosistem dat. Conceptul de nișă include rolul unui organism într-un ecosistem. O analogie binecunoscută afirmă că habitatul unui organism este „adresa” acestuia în ecosistem, în timp ce nișa ecologică este „ocupația” și „stilul de viață”.

Cunoașterea nișei ecologice permite răspunsul la întrebările despre cum, unde și cu ce se hrănește o specie, a cui pradă este, cum și unde se odihnește și se reproduce.

Atâta timp cât un ecosistem are suficiente resurse comune, diferite specii le consumă împreună. Cu toate acestea, dacă două sau mai multe specii din același ecosistem încep să consume aceeași resursă rară, ele se vor găsi într-o relație de competiție interspecifică. Nișele lor ecologice, cel puțin parțial, se suprapun. O resursă limitată ar putea fi hrana, apa, dioxidul de carbon, lumina soarelui, nutrienții din sol, spațiul de locuit, adăpostul sau orice alt factor vital de mediu. Un exemplu de competiție interspecifică este lupta dintre șobolanii cenușii și cei negri, în urma căreia șobolanii gri i-au alungat pe șobolanii negri dintr-o zonă mai mare, deoarece aceștia sunt mai bine adaptați existenței.

Interacțiunile intraspecifice înseamnă asocierea animalelor din aceeași specie în grupuri de doi sau mai mulți indivizi. Competiția intraspecifică se manifestă mai ales în comportamentul teritorial al animalelor care le protejează locurile; locuri de cuibărit și o zonă cunoscută în zonă. Acestea sunt interacțiunile multor păsări și pești.

Relațiile interspecifice sunt mult mai diverse. Două specii care trăiesc una lângă alta pot să nu se influențeze deloc una pe cealaltă, ele se pot influența favorabil sau nefavorabil.

Neutralism Ambele tipuri sunt independente și nu au niciun efect unul asupra celuilalt. În acest caz, speciile nu sunt direct legate între ele și nici măcar nu se contactează între ele. De exemplu, bufnițe și vulpi, șerpi și tigri.

Amensalism- acestea sunt astfel de relații biotice în care creșterea unei specii (amensală) este inhibată de produsele excreției alteia. Cel mai bine sunt studiate în plante și microorganisme, care folosesc diverse substanțe toxice în lupta împotriva concurenților pentru resurse și acest fenomen se numește alelopatie. De exemplu, ciupercile de mucegai, aflându-se în același habitat cu Escherichia coli, secretă o substanță care provoacă moartea acesteia din urmă.

Predare- aceasta este atunci când un individ separat dintr-o specie, numit prădător, se hrănește cu organisme (sau părți ale organismelor) din altă specie, numită pradă, iar prădătorul trăiește separat de pradă. În astfel de cazuri, se spune că cele două organisme sunt implicate într-o relație prădător-pradă. În oceane, unul dintre cei mai periculoși prădători este rechinul. Speciile de pradă folosesc o serie de mecanisme de apărare pentru a evita să devină pradă ușoară pentru prădători. Unii dintre ei pot alerga sau zbura repede. Alții au pielea groasă sau coaja. Alții au o culoare protectoare sau sunt capabili să-și schimbe culoarea, mascându-se în mediul înconjurător. Alții eliberează substanțe chimice cu un miros sau un gust care respinge prădătorii sau chiar îi otrăvește.

Prădătorii au, de asemenea, mai multe moduri de a pradă. Carnivorele, spre deosebire de ierbivorele, trebuie de obicei să-și urmărească și să-și depășească hrana. Unii prădători, pentru a se hrăni singuri, sunt nevoiți să alerge repede, cum ar fi, de exemplu, un ghepard. Alții, precum hienele pătate, leii, lupii, ating același scop vânând în haite. În condiții naturale, astfel de specii sunt de obicei mai numeroase decât leoparzii, tigrii și panterele, care vânează singure.

A treia modalitate prin care prădătorii pot obține hrană este de a captura ca victime în principal bolnavi, răniți și alți indivizi inferiori. O astfel de selecție naturală a indivizilor unei specii sau alteia este în beneficiul speciei în ansamblu, deoarece limitează răspândirea bolilor în populație și lasă indivizi mai puternici și mai sănătoși pentru reproducere.

A patra modalitate de a vă asigura hrana animalelor este modul în care a urmat o persoană rezonabilă, modul de a inventa unelte și capcane de vânătoare, precum și de domesticire a animalelor.

Comensalism(din latină „însoțitor”) se caracterizează prin faptul că una dintre cele două specii (comensal) beneficiază de o astfel de interacțiune, în timp ce cealaltă practic nu este reflectată (nici pozitiv, nici negativ). De exemplu, în oceanul deschis, unele specii de lipa se așează direct pe maxilarele balenelor. Ca urmare a acestei conviețuiri, crustaceele dobândesc un refugiu sigur și o sursă stabilă de hrană. Pentru o balenă, un astfel de cartier, evident, nu are niciun folos, dar nici nu aduce rău.

Protocooperare Ambele organisme beneficiază de asociere, deși coexistența lor nu este necesară pentru supraviețuirea lor. De exemplu, crabi și celenterate: crabul „plantează” celenteraterul pe spate, care îl maschează și îl protejează (are celule înțepătoare), dar, la rândul său, primește bucăți de hrană de la crab și îl folosește ca vehicul.

Mutualismul(din latină „mutuală”) – o formă de simbioză în care fiecare dintre concubitori primește un beneficiu relativ egal, în timp ce nu pot exista unul fără celălalt. Această formă de conviețuire este favorabilă creșterii și supraviețuirii lor. Relațiile mutuale pot fi urmărite între conifere și anumite tipuri de ciuperci care cresc pe rădăcinile lor. Ciupercile absorb soluțiile bogate în nutrienți de care au nevoie din rădăcini și, în același timp, ajută rădăcinile copacilor să extragă apă și minerale din sol. Un exemplu clasic este lichenii - conviețuirea strânsă a unei ciuperci și alge. Ciuperca protejează algele, iar acestea din urmă o hrănesc.

? Întrebări pentru autocontrol

1. Definiți biosfera.

2. Care este diferența dintre biosferă și ecosferă?

3. Enumerați elementele structurale ale biosferei.

4. Care este rolul „materiei vii” pe Pământ?

5. Dați o clasificare organismelor vii.

6. Care sunt tipurile de ecosisteme?

7. În ce două grupe, după tipul de nutriție, sunt împărțite toate organismele vii?

8. Cum sunt interconectați producătorii și consumatorii. si descompunetori?

9. Ce este competiția interspecifică și intraspecifică? Ilustrați răspunsul dvs. cu exemple.

10. Explicați diferența dintre tipurile de interacțiune dintre specii precum neutralismul, amensalismul, prădarea.

Obiectul principal al ecologiei este sistem ecologic sau ecosistem –un set definit spațial de organisme vii și habitatul lor, unite prin interacțiuni material-energie și informaționale.

Termenul „ecosistem” a fost introdus în ecologie de către botanistul englez A. Tensley (1935). Conceptul de ecosistem nu se limitează la niciun semn de rang, dimensiune, complexitate sau origine. Prin urmare, este aplicabil atât la relativ simplu artificial(acvariu, seră, câmp de grâu, navă spațială locuibilă) și complex natural complexe de organisme și habitatul lor (lac, pădure, ocean, ecosferă). Distinge între ecosistemele acvatice și cele terestre. Toate formează un mozaic pestriț dens pe suprafața planetei. În același timp, într-o zonă naturală există multe ecosisteme similare - fie fuzionate în complexe omogene, fie separate de alte ecosisteme. De exemplu, zone de păduri de foioase intercalate cu păduri de conifere, sau mlaștini printre păduri etc. Fiecare ecosistem terestru local are componentă abiotică– biotop , sau ecotop , – un sit cu aceleași condiții peisagistice, climatice, de sol și componenta biotica– comunitate , sau biocenoza , – totalitatea tuturor organismelor vii care locuiesc într-un anumit biotop. Biotopul este un habitat comun pentru toți membrii comunității. Biocenozele constau din reprezentanți ai multor specii de plante, animale și microorganisme. Aproape fiecare specie din biocenoză este reprezentată de mulți indivizi de sex și vârstă diferit. Ele formează o populație (sau o parte a unei populații) a unei anumite specii dintr-un ecosistem.

Membrii comunității interacționează atât de strâns cu habitatul, încât este adesea dificil să se ia în considerare biocenoza separat de biotop. De exemplu, o bucată de pământ nu este doar un „loc”, ci și o multitudine de organisme din sol și deșeuri ale plantelor și animalelor. Prin urmare, ele sunt grupate sub nume biogeocenoza : „biotop + biocenoză = biogeocenoză” (Fig. 1)

Orez. 1 .

Schema biogeocenozei

Biogeocenoza este un ecosistem terestru elementar, principala formă de existență a ecosistemelor naturale. Conceptul de biogeocenoză a fost introdus de V.N. Sukaciov (1942). Pentru majoritatea biogeocenozelor, caracteristica definitorie este un anumit tip de acoperire de vegetație, care este folosit pentru a aprecia dacă biogeocenozele omogene aparțin unei anumite comunități ecologice (comunități de pădure de mesteacăn, mangrove, stepă de iarbă cu pene, mlaștină cu sfagne etc.).

Se numește un biosistem mare, regional sau subcontinental caracterizat de un tip major de vegetație sau de caracteristică peisajului biomul(Yu. Odum, 1986).

Alocați: microecosisteme (pernă de lichen etc.); mezoecosisteme (iaz, lac, stepă etc.); macroecosisteme (continent, ocean) și, în sfârșit, ecosistemul global (biosfera Pământului) sau ecosfera - integrarea tuturor ecosistemelor lumii.

Închiderea ciclului într-un astfel de sistem nu este grozavă: o parte din produsele de degradare sunt scoase din lichen de apa de ploaie, unele dintre animale migrează în alte habitate.

Granițele acestui ecosistem sunt delimitate de limitele lichenului, dar existența lui va fi destul de stabilă dacă îndepărtarea este compensată de aportul de materie. Există însă ecosisteme în care circulația internă a materiei este în general ineficientă - râuri, versanți de munți - aici stabilitatea este menținută doar de curgerea materiei din exterior. Multe sisteme sunt destul de autonome - iazuri, lacuri, oceane, păduri etc. Dar chiar și biosfera Pământului dă unele dintre substanțe în spațiu și primește substanțe din spațiu.

Astfel, ecosistemele naturale sunt sisteme deschise: ele trebuie să primească și să elibereze substanțe și energie.

Pentru ca un ecosistem să existe la infinit, el trebuie să aibă proprietățile de legare și eliberare a energiei, iar ciclul substanțelor trebuie să se desfășoare în el. Proprietățile ecosistemelor și mecanismele care asigură existența durabilă sunt determinate de organizarea lor structurală.

Structura unui ecosistem este înțeleasă ca părțile sale constitutive și modalitățile de interacțiune a acestora, asigurând conservarea ecosistemului în ansamblu.

Fiecare ecosistem are propria sa economie materială și energetică și o anumită structură funcțională (Fig. 2). În fiecare ecosistem se disting două componente - totalitatea organismelor vii (componentă biotică) și mediul (componentă abiotică). Componenta biotică a ecosistemului este reprezentată de organismele vii, care, după metoda de obținere a energiei de care au nevoie, se împart în organisme autotrofe și heterotrofe.

Autotrofe (auto-hrănire) alcătuiesc cea mai mare parte a tuturor ființelor vii și sunt pe deplin responsabili pentru formarea întregii noi materii organice în orice ecosistem, de exemplu. sunt producători de produse – producători de ecosisteme. Acestea sunt organisme care formează materia organică a corpului lor din substanțe anorganice - dioxid de carbon și apă - prin procesele de fotosinteză și chemosinteză. Fotosinteza este efectuată de fotoautotrofe - toate plantele și microorganismele purtătoare de clorofilă (verzi). Chemosinteza este observată la unele bacterii chimioautotrofe care folosesc oxidarea hidrogenului, sulfului, hidrogenului sulfurat, amoniacului și fierului ca sursă de energie. Chemoautotrofele joacă un rol relativ minor în ecosistemele naturale, cu excepția bacteriilor nitrificatoare extrem de importante.

Orez. 2 .