Биогеохимические круговороты веществ
Масштабные процессы перемещения химических элементов в биосфере изучает биогеохимия. Циклы классифицируются в зависимости от того, где находится основной резервный фонд элемента:
- Круговорот воды: самостоятельный цикл перемещения влаги в природе.
- Круговороты газообразных веществ: резервным фондом выступает атмосфера или гидросфера. Сюда относятся циклы углерода, азота и кислорода.
- Осадочные циклы: резервный фонд сосредоточен в земной коре. К этой группе принадлежат круговороты фосфора, кальция, железа.
Структурные компоненты экосистемы
Для того чтобы экосистема могла стабильно существовать, в ней должно происходить четкое разделение ролей. Ни один вид в одиночку не способен поддерживать жизненный цикл. Экосистема включает четыре обязательных компонента:
- Абиотическая среда — комплекс природно-климатических факторов. Включает почву, воздух, воду, минеральные соединения и солнечный свет.
- Организмы-продуценты — создатели органики. Путем фотосинтеза или хемосинтеза они превращают неорганические вещества в органические.
- Организмы-консументы — потребители готовой органики. Делятся на консументов 1-го порядка (растительноядные животные) и консументов 2-го, 3-го и высших порядков (хищники).
- Организмы-редуценты — разрушители. Питаются мертвыми остатками, разлагая их до минеральных компонентов. К ним относятся макроорганизмы (черви, членистоногие) и микроорганизмы (грибы, бактерии на конечных стадиях разложения).
Функциональная организация: энергия и вещества
Полноценная работа экосистемы базируется на двух ключевых процессах:
- Поток энергии (однонаправленный). Исходным источником служит солнечная энергия, которую улавливают продуценты. Далее она передается по пищевой цепи (травоядные $\rightarrow$ хищники). На каждом трофическом уровне часть энергии безвозвратно теряется в виде тепла при дыхании организмов.
- Круговорот веществ (циклический). Отходы жизнедеятельности и неиспользованная органика от всех уровней достаются детритофагам и редуцентам. Они перерабатывают субстрат и возвращают минеральные вещества в доступной для продуцентов форме обратно в биотоп. Круг замыкается.
Взаимодействие этих групп позволяет экосистеме выполнять четыре главные функции: синтезировать органическое вещество, разрушать его, поддерживать поток энергии и осуществлять биогеохимические циклы.
Чтобы легко запомнить роли живых организмов, представьте завод: Продуценты — производят продукцию (синтезируют органику), Консументы — потребляют её, а Редуценты — редуцируют (утилизируют отходы и возвращают сырье на конвейер).
Вопросы с занятий и экзамена
В чем разница между биоценозом и биотопом?
Биоценоз (от лат. bios — жизнь, koinos — вместе) — это совокупность взаимодействующих живых организмов. Биотоп (от лат. topos — место) — это физическое пространство или территория, где этот биоценоз обитает.
Почему круговорот веществ замкнутый, а поток энергии — нет?
Вещества постоянно циркулируют между живыми организмами и средой благодаря работе редуцентов. Энергия же поступает извне (от Солнца) и постепенно расходуется, рассеиваясь в виде тепла при дыхании на каждом трофическом уровне.
Какую роль играют редуценты в биосфере?
Редуценты замыкают круговороты веществ. Они расщепляют мертвые органические останки до простых минеральных соединений, возвращая их в биотоп, чтобы продуценты могли снова их использовать.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы фотосинтеза и хемосинтеза у продуцентов
- Классификация консументов и пищевые цепи
- Осадочные биогеохимические циклы (фосфор, кальций, железо)
- Газообразные биогеохимические циклы (углерод, азот, кислород)
- Отличия макро- и микроредуцентов в процессе деструкции
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Экосистема и структура биосферы» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общая экология»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.