Conceptele de ecosisteme și biosferă - conceptul de ecosisteme și biosferă

Organismele sunt legate între ele și la natura anorganică a materialului și prin legături strânse de energie. Plantele pot exista numai datorită primirii continue în ea de dioxid de carbon, apă, oxigen și săruri minerale. organisme heterotrofe trăiesc autotrofe datorate, dar au nevoie de compuși anorganici, cum ar fi oxigenul de admisie și apă. În orice compuși anorganici dat rezervelor de habitat necesare pentru a susține organismele vii, ar fi de ajuns pentru o scurtă perioadă de timp, în cazul în care aceste stocuri nu sunt reînnoite. Fertilizării in mediul are loc atât în ​​timpul vieții organismului și după moartea, în procesul de descompunere a cadavrelor și a reziduurilor de plante. Astfel, fluxul de materie, numit activitatea organismelor vii, are tendința de a se retrage în circulație. Sistemul de organisme vii și a naturii neînsuflețite, în care ciclul mediat de organisme vii este numit ecosistem.

Toate ecosistem organisme autotrofe pot sintetiza substanțe organice din componente anorganice nazyvayutsyaprodutsenty neanimat. Singura sursă de energie este soarele. Datorită capacității moleculelor celulelor de plante clorofilă excitat de energia fotonilor vizibile de lumina soarelui, celule de plante folosesc această energie în două moduri:

a) descompunerea apei:

b) sinteza compușilor organici:

Astfel, energia solara domeniu spectral vizibil prin procesul de fotosinteză în plante verzi transformă energia chimică a compușilor organici simpli.

Toate organismele heterotrofe obtin energia lor prin consumul de compuși organici gata sintetizați de către producători. Astfel, trecerea materiei organice prin intermediul lanțului alimentar reflectă fluxul de putere principal în ecosistemul. Întreaga masă a substanțelor organice producători pe unitatea de timp sintetizate într-un anumit ritm de fotosinteză, este un ecosistem brut de producție primară (PAM). Numărul productivitatea primară brută a determinat eficiența fotosintezei, care la rândul ei depinde de astfel de factori climatici, cum ar fi durata și eficiența radiației solare, temperatura, cantitatea de apă care intră în celulele vegetale, conținutul de dioxid de carbon, adică a factorilor de mediu care în general, nu depind de persoana. În consecință, eficiența fotosinteza pentru o anumită zonă este un factor major de limitare a productivității agricole în zonă.

PAM este consumat de către producătorii în două moduri:

In timpul unei lungi serii de reacții de molecule de zahar cu săruri minerale intrate din sol aminoacizi sintetizați treptat, acizi grași și alți compuși organici din care celulele sunt construite biopolimeri (proteine, grăsimi, carbohidrați, acizi nucleici). Sinteza biopolimeri prevede diviziunea celulară și producerea de creștere în greutate. creșterea în greutate a tuturor producătorilor pe unitatea de timp este producția primară netă a ecosistemului. Dar pentru sinteza compușilor organici complexe necesită sursă de energie suplimentară, care devine restul pistei.

Cele mai multe piste intră în metabolismul energetic al reacției, în care molecula de zahar sunt scindate la dioxid de carbon și apă, cu eliberare de energie.

producția primară netă este singura sursă de energie și materii plastice pentru toate celelalte organisme (heterotrofe) ale ecosistemului. Numărul producției primare nete este limitată, pe de o parte, cantitatea de productivitate primară brută, iar pe de altă parte - compoziția sărurilor minerale disponibile calitative și cantitative, în mod constant prezente în sol (fertilitatea solului).

Aceste organisme heterotrofe, sursa de materiale de construcții și energetice care sunt producători de substanțe organice sau a altor organisme heterotrofe, numite de către consumatori. Transferul de materie și energie de la sursa de hrană - plante verzi - printr-o serie de organisme de la un nivel la ceilalți utilizatori, numit produsele alimentare sau în lanțul alimentar. Structura ecosistemului trofice constă dintr-o serie de lanțuri alimentare paralele și întrețesute, numit alimentul sau lanțul alimentar.

Alimentele consumate de către consumatori, nu este pe deplin digerate. Nu face parte din alimentele asimilați eliberate în mediu și este inclus în alte lanturi alimentare. parte a digested proteine ​​dietetice, grăsimi, carbohidrați în timpul digestiei scindat la monomeri care sunt transportate de sânge la toate celulele corpului. Cheltuielile acestor substanțe în celulele consumatorului merge în două direcții: cea mai mare parte este consumată pentru a furniza organism viu de energie, și este mai mic pe propria lor sinteza de grăsimi, proteine, carbohidrați, acizi nucleici, și, prin urmare, asigură creșterea în greutate a consumatorului. Această creștere în greutate a tuturor ecosistemului consumatorilor la acest nivel de alimente pe unitatea de timp este un produs secundar al ecosistemului la acest nivel de alimente. În ciuda diversității ecosistemelor, productivitatea lor se supune întotdeauna produsele piramide ecosistemelor: La fiecare nivel trofic (alimente) produse pe unitatea de timp, cantitatea de bio-produse, este întotdeauna mai mică decât cea anterioară.

Această regulă implică faptul că

1. (Piramida biomasei.) Producători de biomasă a ecosistemului este întotdeauna mai mare decât biomasa totală de ierbivore. O biomasă de prădători este întotdeauna mai mică decât biomasa potențialelor victime lor.

2. (Piramida numerelor este valabil numai pentru lanțul alimentar, care este dominată de atitudinea. „Prădător - pradă“) Numărul total de animale de pradă ale ecosistemului este întotdeauna mai mic decât numărul de victime potențiale.

organismele heterotrofe consumă substanțe organice moarte în formă de izolare produs sau mort rămâne producătorii și consumatorii se numesc decomposers. Acest lucru este în principal artropodele sol, lor larve, viermi, fungi, drojdii și bacterii. materia organică moartă este consumată de către acestea sunt, de asemenea, consumate în două moduri: o parte este transformată în biopolimeri proprii, asigurând creștere și reproducere descompunatori, iar celălalt este consumată ca sursă de energie. Cu toate acestea, odată cu trecerea căi decomposers de alimente, parte consumat de energie, se desparte nu numai la dioxid de carbon și apă, dar, de asemenea, ca și săruri minerale, care la un moment dat au fost luate de producătorii de sol. Adică, decompozitori închide complet ciclul de material în ecosistemul. Deoarece numărul de materie organică moartă fluctuează în permanență, o parte semnificativă a descompunatori, reprodusă în perioada de abundenta de nutrienți în timpul deficitului lor moare și se transformă în materie organică de un tip special - humus. Humus pot fi folosite și de alte tipuri de decomposers, dar cel mai important, humus poate fi transformat treptat în dioxid de carbon, apă și săruri minerale, fără participarea organismelor vii, din cauza reacțiilor chimice spontane. Prin urmare, salinitatea merge foarte lent și aproximativ viteză constantă, care asigură un flux constant de sol în aceeași cantitate de săruri minerale. Prin urmare, este baza fertilității solului humus. Viteza și viteza de formare a humusului depinde de roca-mamă și factorii climatici care determină dinamica circulației substanțelor din ecosistem.

Conceptul de productivitate ecosistemului conduce la concluzii importante cu privire la limitele posibilităților de activități umane, în special agricultura.

1. Producția primară netă, și deci un randament maxim / cultură limitată o eficiență de fotosinteză în aria geografică naturală (Eficiența variază de fotosinteză de la 12% până la 0,02%), care nu a putut crește.

2. Masa totală a proteinelor animale comestibile nu poate fi mai mare de alimente de plante de producție, indiferent de modul în care a evoluat și audio biotehnologie îmbunătățită.

3. Caracteristici ale biosferei Pământului pentru a oferi omenirii nutriție creștere limitată numeric de factori naturali insurmontabile.

Există o diferență fundamentală în comportamentul energiei și materiei în ecosistemul. Substanța este circulat în sistem: elementele și substanțele incluse în live au cicluri lor, ciclurile lor. Energia utilizată o dată ecosistemul este transformată în căldură și se pierde în sistem.

Adaptarea tuturor organismelor vii, ecosistemele exprimate într-o anumită similitudine a cerințelor celor mai importante componente abiotice a ecosistemului depinde de închiderea ciclului de materie, efectuate de acestea. Participarea tuturor ecosistemelor de organisme într-un singur ciclu de materie îi determină să se adapteze la coexistența și le combină în - biocenoză. Biocenoza este un subsistem al ecosistemului. Adaptarea la coexistență exprimată în formarea de conexiuni și relații între organisme complexe.

cenotic de comunicare de bază

relațiile trofice apar atunci când o specie se hrănește cu reziduuri moarte, deșeuri sau exemplarelor vii din altă specie.

comunicare subiect caracterizează orice schimbare fizică sau chimică, în condițiile existenței unei specii ca urmare a activității vitale a celuilalt.

comunicare Foricheskie reflectă participarea unei specii într-o altă propagare.

comunicații Fabricheskie apar atunci când o specie folosește pentru a crea lucrări sale deșeuri, viu sau mort resturile de indivizi dintr-o altă specie.

Principalele relații biocenotică

Neutralitatea - o formă de relație în care coabitarea a două tipuri într-o zonă nu le fie consecințe negative sau pozitive atrag.

Relațiile, cum ar fi „prădător - pradă“, „parazit - gazdă“ reflectă alimente bilaterale directe din cauza unuia dintre parteneri au un impact negativ, dar pentru o alta - un impact pozitiv.

Concurență - relații care au loc între specii cu cerințe ecologice asemănătoare. Forma de interacțiune competitivă a variat de la o concurență pașnică la lupta fizică directă. Cu toate acestea, în orice formă de concurență este un impact negativ asupra ambelor tipuri. În cele din urmă, unul dintre concurenții evicțiune, deoarece, chiar specii foarte strâns legate de spectre ecologice nu coincid complet. Genul care are cel puțin un ușor avantaj în această situație, este câștigătorul concursului. Un alt rezultat al concurenței poate fi o separare de nișe ecologice în cursul evoluției.

Mutualism - vzaimoispolzovanie, sau relații reciproc avantajoase, care sunt o manifestare clară a diferitelor tipuri de simbioză.

Organismele aflate fiecare tip constituind biocenoza la rândul său, reprezintă subsistemul biocenozelor - populație. Astfel, populația, biocenoza, ecosistemul aranjate în ordine ierarhică de la mic la sisteme mari. Baza de asociere a organismelor din aceeași specie din populație sunt relație mutualistic și competitivă.

Rolul acestor relații în cadrul speciei - obiectul unei secțiuni speciale - ecologia populației.

Factori Modificarea - factori care determină o schimbare în populație, nu fi influențat aceste schimbări. Aceasta include toate efectele abiotici asupra organismului și consecințele acestora, exprimat în schimbarea cantității și calității hranei pentru animale, cantitatea și activitatea concurenților.

Factorii de reglementare nu sunt doar schimbarea dimensiunii populației, și netezi fluctuațiile sale, după o deviere de la optim. Deoarece forțele care guvernează sunt relațiile interspecifice și intraspecifice. Diferite tipuri de relații de a determina viteza răspunsurilor la schimbările de mărimea populației.

Reglementarea naturală a numărului 2 are caracteristici:

· Mecanisme de reglementare acționează ca răspuns la schimbările care au avut loc și efectul este realizat cu o oarecare întârziere.

· Regulamentul este un act unilateral care vizează limitarea creșterii populației. numărul de recuperare din scăderea puternică se datorează scăderii de reglementare de potență.