Химический состав и особенности метаболизма

клеток, обуславливающие гибель паразитов при

проникновении их в ткани растения.

Ò Паразиты растения

Ò Полупаразиты– известно около 2000 видов таких полупаразитов. Они паразитируют на большом количестве трав и некоторых деревьев, при этом у мытника, например, есть способность к нормальному фотосинтезу и он заимствует у растений-хозяев лишь воду и элементы минерального питания.

Ò Полные паразиты растения

В области умеренного климата из цветковых паразитов обитают главным образом

Заразихи

(корневые паразиты)

повилики (стеблевые паразиты).

Ò Усиление действия паразитов

Ò Наиболее сильное повреждающее действие, так же как и в случае интродукции хищника на новую территорию, оказывают новые паразиты

Принцип «внезапного усиления патогенности»:эпидемии или эпизоотии часто вызываются

Ò внезапным вселениеморганизма, обладающего потенциально высокой скоростью собственного роста в экосистему, в которой отсутствуют механизмы регуляции численности для этого вида;

Ò резкими изменениямиокружающей среды, приводящими к нарушению регуляции по принципу обратной связи или другим способом нарушающим способность системы к саморегуляции.

Ò Потоки вещества в экологических системах

Ò  Автотрофные организмы- способны с помощью фотосинтеза усваивать солнечную энергию и с ее помощью синтезировать органические вещества из неорганических.

Ò Гетеротрофные организмы - способны питаться только органическими веществами , они получают энергию и питательные вещества, поедая либо растения, либо другие гетеротрофные организмы.

Ò Редуценты -в процессе своей жизнедеятельности превращают органические вещества в неорганические. Без редуцентов растения рано или поздно исчерпали бы все минеральные запасы почвы и прекратили свое существование.

Ò Потоки вещества в экологических системах

Важной функцией взаимодействия автотрофных и гетеротрофных организмов является поддержание постоянства газового состава атмосферы.

Ò Растения активно потребляют углекислый газ, из которого они строят глюкозу, и в большом количестве выделяют свободный кислород.

Ò Если бы на Земле существовали исключительно автотрофные организмы, запасы углекислоты очень скоро истощились бы, а количество кислорода в атмосфере достигло опасного избытка. Присутствие гетеротрофных организмов обеспечивает протекание этого процесса в обратном направлении: они потребляют кислород и выделяют углекислый газ, благодаря чему в атмосфере поддерживается оптимальное для живых существ равновесие.

Ò Перемещение вещества в экосистемах: пищевые цепи

Ò Пищевой цепью называют ряд живых организмов, в котором одни организмы поедают предшественников по цепи и в свою очередь оказываются съеденными теми, кто следует за ними.

ПАСТБИЩНАЯ ЦЕПЬначинается с зеленого растения. 

Ò продуценты- растения

Ò первичныеконсументы - питаются автотрофными продуцентами. Травоядные животные.

Ò вторичные консументы - питаются травоядными. Плотоядные формы.

Ò третичные консументы - плотоядные животные, которые питаются в свою очередь также плотоядными, т.е. вторичными консументами.

Каждое из звеньев этой цепи называется трофическим уровнем.

Ò Пастбищные цепи(цепь выедания)

Среди пастбищной цепей можно выделить цепи хищников и цепи паразитов.

Ò По мере продвижения по цепи хищников животные,

как правило, увеличиваются в размерах и

уменьшаются численно.

сосна → тля → божья коровка → паук →

насекомоядныептицы → хищные птицы

Ò

                                          Пищевые цепи паразитов, наоборот, ведут                                        к организмам, все более уменьшающимся                                в размерах и увеличивающимся                                        численно.

трава → травоядное млекопитающие → блохи жгутиковые → одноклеточные рода Liptomonas

Ò Детритные цепи (цепь разложения)

Ò Мертвое органическое вещество экосистемы называется детритом(исключая то, что находится в растворе).

Детритом называют тела погибших животных и растений и их прижизненные выделения. Детрит используется, во-первых,детритофагами (животные, питающиеся падалью, жуки-навозники и пр.), во-вторых - редуцентами - грибами и бактериями, разлагающими органические вещества

Ò Разложение вещества редуцентамивозвращает неорганический материал , включающий элементы минерального питания, в среду сообщества. В итоге детритной цепи в экосистеме восстанавливается запас неорганических веществ, которые необходимы растениям, т.к. они не могут поглощать органические соединения

Ò

Ò СООТНОШЕНИЕ ПАСТБИЩНЫХ И ДЕТРИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Ò Рассматривая две различных среды обитания, надземную и водную, можно определить преобладание различных пищевых цепей.

Ò Пастбищные цепи преобладают в водных средах,

где основной продуцент – микроскопический фитопланктон,

присутствие в водной среды детритной цепи обязательно,

но большее распространения имеют именно пастбищные.

                              Для наземных же картинаобратная, в состав                                   высшей надземной растительности входит большое                       количество плохо поддающейся переработке                                 целлюлозы и в наземных экосистемах накапливается                         огромное количество детрита. Поэтому здесь на 80-                           90% преобладают детритные цепи, и только на 10-20 % присутствуют пастбищные.

Ò ТРОФИЧЕСКИЕ ПИРАМИДЫ

Ò Пирамиды численности

Ò В их основу положены данные по численности особей. Как правило, это два типа пирамид - правильные и перевернутые.

Ò Пирамиды биомассы

Ò В них учитывается суммарная биомасса каждого трофического уровня.они, как правило, очень редко бывают перевернутыми.

Ò ПИРАМИДЫ энергии

Данные по численностиприводят к переоценке значения мелкихорганизмов, а данные по биомассе - к переоценке роли крупныхорганизмов.

Ò Пирамида энергиипоказывает величину потока энергии или продуктивности на последовательныхтрофических уровнях. Пирамиды энергии никогда не бывают перевернутыми, что связано с потерей энергии при переходе от одного трофического уровня к другому по законам термодинамики.

Ò Правило экологической пирамиды

                                          В результате потерь энергии всегда                                         количество образующегося                                                  органического вещества в каждом                                    последующем пищевом уровне резко                                    уменьшается, т.е. всегда количество                                           растительного вещества, служащего основой                          цепи питания, в        несколько раз больше, чем                     на последующих трофических уровнях.

Ò биомасса поверхности суши

Ò На поверхности Земли подавляющая часть биомассы принадлежит растениям. Она составляет около 90 % всей биомассы биосферы и 97% всей биомассы суши. Общее количество биомассы увеличивается по направлению от полюсов к экватору.

Ò Среди гетеротрофныхорганизмов суши самой высокой является биомасса почвенных микроорганизмов, затем обитающих в почве беспозвоночных, составляющая от200 до нескольких тысяч кг/га. Биомасса млекопитающих и птиц, как правило, не превышает 15 кг/га.

Ò биомасса мирового океана

Ò Для экосистемМирового океана, наоборот, характерна наиболее малая биомасса растений, которые представлены в морях исключительно водорослями, т.к. высшие растения там не обитают.

Основную массу составляет

Фитопланктон – микроскопические водоросли,

главные продуценты в Мировом океане.

Консументы в океане представлены

зоопланктоном (животными и бактериями,

передвигающимися с течением воды),

нектоном (свободно плавающими крупными

животными) и бентосом(прикрепленными

или ползающими по дну живыми организмами

Биомасса животных в Мировом океане

приблизительно в 20 раз больше, чем

биомасса растений. Особенно велика

она в прибрежной зоне. Общая биомасса

Мирового океана примерно в 1000 раз меньше, чем биомасса суши.

Ò Энергия в экологических системах

Ò Первый закон термодинамики гласит, что энергия может переходить из одной формы в другую, но не создается заново и не исчезает. Свет, например, есть одна из форм энергии, т.к. его можно превратить в работу, тепло или потенциальную энергию пищи, но энергия при этом не пропадает.

Ò Второй закон термодинамики формулируется по разному. В частности, таким образом: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, к примеру, тепло горячего предмета самопроизвольно стремится рассеяться в более холодной среде.

Ò Важнейшая термодинамическая характеристика организмов, экосистем и биосферы в целом – способность создавать и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности, т.е. состояние с низкой энтропией (энтропия – мера неупорядоченности, или количество энергии, недоступной для использования).

Ò Энергия в экологических системах

Ò Энергия в экосистемах - «поток энергии», превращения энергии идут в одном направлении, в отличие от циклического движения веществ в этих системах.

Ò Энергия солнца используется первичными продуцентами:Фотосинтез -образование сложных органических веществ из простых соединений за счёт энергии света, поглощаемой хлорофиллом и другими фотосинтетическими пигментами.

Ò СО₂ + Н₂О → О₂ + 1/6 (С₆Н₁₂О₆)

                   В результате фотосинтеза растительность                       

                   земного шара ежегодно образует более

                   100 млрд. торганического веществ (около

                   половины этого количества приходится на

                   долю ФОТОСИНТЕЗА растений морей и

                   океанов), усваивая при этом около

                   200 млрд. тCO₂и выделяя во внешнюю

                   среду около 145 млрд. тсвободного

                   кислорода.

Ò Энергия в экологических системах

Энергия, которую ассимилирует организм, расходуется на следующие нужды:

1. на поддержание жизни,т.е. основной обмен,
2. на перемещение в пространстве- затраты активности. 1 и 2 = затраты на самосохранение.
3. на обеспечение ростапутем синтеза новой протоплазмы.
4. на формирование элементов, необходимых для размножения(яйца, эмбрионы, семена).

Ò Продуктивность экологических сообществ

Ò Первичная продуктивность экологической системы, сообщества или любой их части определяется как скорость, с которой лучистая энергия усваивается организмами-продуцентами (главным образом, зелеными растениями) в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, накапливаясь в форме органических веществ.

Ò Продуктивность автотрофных

организмов –

первичная продуктивность.

Ò Продуктивность экологических сообществ

Ò Продуктивность представителей других трофических уровней, консументов и редуцентов - вторичная продуктивность.

Ò Для экосистемы важна

чистая продуктивность сообщества–

скорость накопления органического вещества,

не потребленного гетеротрофами.

Ò Продуктивность экологических сообществ

Ò Разность между валовой продукцией и количеством живого вещества, сжигаемого в процессе дыхания ( R_a) образует чистую продукцию.

ЧИСТАЯ = ВАЛОВАЯ – ПОТЕРИ НА ДЫХАНИЕ

Ò Количество живого вещества, производимого в единицу времени (обычно за год) определенным трофическим уровнем или одним из его компонентов, называютваловой первичной продукциейGPP

Ò (General Primary Production)

Ò Количество синтезированного органического вещества, или связанной в нем энергии, которая остается после вычета расходов на дыхание – называется чистой первичной продукцией NPP.

Ò (Net Primary Production)