Экосистема её функции и структура

Живые организмы, составляющие земную биосферу, находятся в постоянном взаимодействии между собой и с окружающей их неживой природой. Это взаимодействие включает в себя обмен веществом, энергией, информацией и формирует единую систему, сохраняющую устойчивость в течение длительного времени. Такую систему называют экологической системой, или экосистемой.

Экосистема-совокупность живыхорганизмов и условий их существования, объединенная постоянно действующим процессом обмена веществом, энергией и информацией в единое целое. Важно отметить, что экосистема - это не просто сумма всех организмов на определенной территории. Это устойчивая саморегулируемая система взаимосвязанных живых и неживых (косных) компонентов. Различают естественные (природные) экосистемы, сформированные в результате взаимодействия природных факторов, и искусственные (антропогенные), созданные человеком. Природными экосистемами являются, например, озеро, участок леса, и т.п. В качестве примеров искусственных экосистем можно привести сельскохозяйственное поле, город, аквариум, космический корабль и т.д.

Экосистема может быть любых размеров - от капли воды до биосферы в целом, но независимо от размеров, для любой экосистемы характерны три основополагающих признака:

1) экосистема состоит из взаимосвязанных живых и неживых компонентов;

2) в экосистеме происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией;

3) благодаря определенной структуре и взаимодействиию биотических и абиотических (косных) компонентов, экосистема сохраняет устойчивость в течение длительного времени.

Экосистема состоит из разнообразных организмов, играющих разные роли в сообществе. Соответственно ролям выделяют три большие группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты - это автотрофные (от греч. autos - сам и trophe - питание) организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических посредством фотосинтеза или хемосинтеза.К ним относятся зеленые растения, водоросли, фототрофные и хемотрофные бактерии. Большую часть органического вещества современной биосферы синтезируют растения в процессе фотосинтеза.

Кроме растений продуцировать органическое вещество способны определенные бактерии. Некоторые из них, в отличие от растений, создают свои ткани без участия солнечной энергии. Эти бактерии используют энергию, выделяемую при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы. Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому такие организмы называются хемосинтетиками. Хемосинтезирующие бактерии, как правило, живут там, куда не проникает солнечный свет, но где в изобилии скапливается сероводород (например, в глубоких океанических впадинах).

Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих, заимствуя энергию окружающей среды. Ежегодно фотосинтезирующими организмами синтезируется до 100 млрд. т. органических веществ.

Макроконсументы - гетеротрофные (от греч. heteros - другой) организмы, нуждающиеся для поддержания жизни в потреблении биоорганических веществ.К консументам относятся самые разнообразные организмы. Главным образом, - это животные: простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека. Гетеротрофно питаются также некоторые растения и части (органы) растений, не содержащие фотосинтезирующих пигментов. Консументы подразделяются на ряд уровней в зависимости от источников их питания.

Животные, питающиеся непосредственно продуцентами, называются первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы. Например, кролик, питающийся капустой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Некоторые виды живых организмов соответствуют нескольким таким уровням. Например, когда человек ест овощи - он питается как консумент первого порядка, говядину - как консумент второго порядка, употребляя же в пищу хищную рыбу, он выступает в роли консумента третьего порядка. Первичные консументы, питающиеся только растениями, называются растительноядными или фитофагами. Консументы второго и более высоких порядков - плотоядные. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным.

Микроконсументы, или редуценты -сапротрофные (от греч. sapros - гнилой) организмы, питающиеся мертвым органическим веществом. Они разлагают сложные соединения сложной органики до более простых, поглощают продукты разложения и, что особенно важно, высвобождают неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами. Благодаря деятельности редуцентов трупы животных, продукты их жизнедеятельности, растительные остатки, различные органические вещества разлагаются до простых органических и неорганических веществ, снова включающихся в круговорот вещества. К редуцентам относятся многие бактерии, грибы, черви, насекомые и т.п. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают круговорот вещества, разлагая в конечном итоге органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ и воду.

Таким образом, сообщество выполняет три тесно связанные функции - продукцию, потребление и разложение органики. Эта связь осуществляется посредством пищевых (трофических) цепей.