Функциональная организация экологических систем

Функциональная организация экологических  систем

Каждый живой организм в экосистеме в процессе своей жизнедеятельности  выполняет определенную биологическую функцию, используя энергию из органических веществ, которые организм потребляет из окружающей среды на свои нужды. В биогеоценозе функции живых организмов распределены между собой и объединены в единую цепь, где одни организмы начинают какой-либо процесс, другие являются промежуточным звеном или завершают этот процесс.

В структуре биогеоценоза выделяют четыре звена:

1. Абиотическое окружение - комплекс факторов неживой природы, из которой биоценоз черпает средства жизни и куда выделяет продукты обмена.
2. Продуценты (образователи) - фотосинтезирующие организмы (автотрофы), обеспечивающие органическим веществом и энергией все живое население экосистемы. Зеленые растения дают начало всем пищевым связям в экосистеме.

Основным источником энергии для  зеленых растений является солнечное  излучение. Поглощая энергию Солнца, фотосинтезирующие организмы преобразуют ее в процессе фотосинтеза в химическую энергию органических веществ.

Эти вещества служат источником энергии  не только для самих зеленых растений, но и для других организмов, составляющих экосистему. Обратный процесс высвобождения  энергии, заключенный в органических веществах, происходит в процессе дыхания. Продукты дыхания - углекислый газ и  вода - могут вновь использоваться зелеными растениями. Таким образом, вещества в экосистеме включаются в  бесконечный круговорот.

3. Консументы (потребители) - гетеротрофные организмы, которые используют для питания готовые органические вещества, произведенные другими видами. К ним относятся все животные, которые извлекают необходимую энергию из готовой пищи, поедая растения или других животных.
4. Редуценты - мельчайшие гетеротфные организмы, разлагающих органические соединения до минимального состояния (углекислый газ, вода и пр.), которые вновь поступают в экосистему и вовлекаются в новый круговорот веществ. Основными редуцентами являются бактерии, грибы, простейшие.

Таким образом, осуществляя пищевые  взаимодействия, организмы экосистемы выполняют три функции:

• энергетическую (запасание энергии в форме химических связей первичного органического вещества -  выполняют продуценты);
• перераспределения и переноса энергии пищи (выполняют консументы);
• разложения редуцентами органического вещества до простых минеральных соединений, которые снова используются продуцентами.

Взаимодействуя между собой  продуценты, консументы и редуценты образуют пищевую цепь, в которой осуществляется перенос вещества и энергии. Перенос веществ в пищевой цепи лежит в основе круговорота веществ в природе. В отличие от них энергия, заключенная в пище, не совершает круговорота, а постепенно превращается в тепловую энергию, которая уходит за пределы экосистемы. Поэтому постоянный приток энергии извне является необходимым условием длительного существования экосистемы.

Звенья пищевой цепи представляют собой трофические уровни - совокупности организмов, выступающие для каждого  последующего уровня в качестве пищи.

В каждой цепи питания существует важная закономерность, обусловленная  эффективностью использования и  превращения энергии в процессе питания. Каждый последующий трофический  уровень способен использовать лишь 10% энергии биомассы и превратить ее во вновь построенное вещество своего тела. Остальная энергия превращается в тепло и рассеивается или просто не усваивается.

В биогеоценозе обычно формируется  несколько пищевых цепей, которые  не изолированы одна от другой, а  тесно переплетаются, образуя пищевую или трофическую (обычно изображают в виде экологических пирамид).

В естественных условиях параллельно существуют высшие и низшие формы организации живой материи (бактерии, вирусы, земноводные, млекопитающие, цветковые растения). Возможность существования низкоорганизованных форм обусловливается тем, что они занимают среду или потребляют продукты, ненужные другим. Следовательно, среда разделена на сферы влияния, своеобразные "экологические ниши".

Экологическая ниша - место в биогеоценозе, которое занимает вид, не конкурируя с другими видами за источник энергии.

Примеры цепей питания можно  видеть на каждом шагу: листья растений поедаются гусеницами, гусениц поедают  птицы, птиц поедают лисицы или куницы, на них паразитируют клещи и блохи, в кишечном тракте последних имеются  бактерии, одноклеточные, а отбросами  этих животных и их трупами питаются разные трупоядные насекомые, после которых окончательную минерализацию осуществляют микроорганизмы.

Биогеоценозы формируются в  течение длительной эволюции, в процессе которой происходит приспособление организмов к среде обитания и  друг к другу. Каждый живой организм в результате своей жизнедеятельности  изменяет среду вокруг себя, изымая из нее часть веществ и выделяя  в нее продукты своего метаболизма. Поэтому длительное существование  популяции на одном месте изменяет среду ее обитания таким образом, что она становится малопригодной  для одних видов и пригодной  для других. Вследствие этого на новом месте развивается другой, более приспособленный к новым  условиям биоценоз. Поэтому с течением времени происходит развитие биоценоза, изменение его видовой структуры  и протекающих в нем процессов.