Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды....

Страница 7 из 19

У мельчайших живот­ных водных коловраток и дафний в ответ на присутствие в воде про­дуктов обмена хищных видов вы­растают шипы. Если хищники от­сутствуют, шипы не появляются. Морская звезда – грозный хищник Хищное растение мухоловка Стадные животные и стайные птицы наделены способностями совместных действий против хищ­ников. Скворцы при появлении сокола сбиваются в плотную кучу, и хищник не рискует атаковать, боясь получить увечья.

Крупные копытные при появлении хищников становятся в круг, молодь и самки прячутся внутрь. Аналогично поступают павианы при нападении леопардов. Хищники в таких случаях предпочита­ют ограничиться отбившимися от стада больными или стары­ми ослабленными животными. Санитария биоценозов – еще одна немаловажная функция хищников. Хищничество распространено не только среди животных.

Некоторые растения, произрастающие на бедных азотом по­чвах, способны ловить насекомых. Листики венериной мухо­ловки образуют прочные створки, снабженные жесткими рес­ничками. Как только насекомое коснется чувствительных во­лосков, створки закрываются. Тягучая слизь, покрывающая верхнюю сторону листиков росянки, удерживает насекомых – мух и муравьев.

Листочек постепенно изгибается, оборачивая насекомое. Слизь содержит и ферменты, переваривающие добычу. Грибница хищных грибов выделяет вещество, привлекающее червей, она образует ловчие петли, быстро набухающие при вползании червя и зажимающие его, или клейкие сети, способные уловить даже круглых червей (дли­ной до 1 см), значительно превос­ходящих грибы по размеру.

Все­го за сутки грибница прорастает внутрь червя и заполняет его тело. Когда черви отсутствуют, грибы не плетут сетей. Включение соот­ветствующих генов происходит у них при наличии в среде продук­тов жизнедеятельности червей. Рассмотренные типы позитивных и негативных отношений характерны в наше время для всех царств живой природы. Хищничество у грибов 1.

Охарактеризуйте три основных типа негативных взаимо­отношений между организмами. 2. По каким причинам существам удобно занимать различ­ные экологические ниши? 3. В озерах сосуществует до 7 видов дафний, в прудах 3-4, а в мелких лужах не более 2. С чем это связано? 4. Приведите примеры положительного влияния хищниче­ства на экосистемы. § 66.

Экосистемы Виды животных и растений образуют взаимосвязанные комплексы – природные сообщества. Большие сообщества включают в себя меньшие. Так, в сообщество степей входят сообщества микроорганизмов, растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Каждый биоценоз определяется прежде всего растительнос­тью. Тропические леса, тайга, степи и пустыни имеют свой­ственные им растительные сообщества.

Тропические леса отли­чаются от тайги не только древостоем, но и подлеском, и тра­вяным покровом. В каждом растительном сообществе обитают свойственные ему сообщества животных, грибов и микроорга­низмов, получающие вещество и энергию от растительности, а также из окружающей среды (солнца, воздуха, воды и почвы). Потоки вещества и энергии связывают сообщества между собой и с окружающей средой в неразрывное единство – экосистему.

Теория экосистем разработана в начале 1940-х годов академиком В. Н. Сукачевым (в его трудах использован термин биогеоценоз). По характеру питания и получения энергии все экосистемы подразделяются на три функциональные группы (состоящие из множества популяций): продуценты, консументы и редуценты. В первую группу продуцентов (<лат. producens производя­щий)

входят производители органических веществ из неорга­ники. Это автотрофы: фотосинтезирующие растения и бакте­рии, использующие солнечную энергию, а также хемосинтезирующие бактерии, использующие химическую энергию. Продуценты являются источником органики и энергии для консументов (<лат. consumo потребитель). Растительноядных животных называют первичными консументами, па­разитов и хищников, потребляющих растительноядных и друг друга - вторичными и третичными консументами.

Замыкающей группой пищевых цепей являются редуценты (<лат. reducere возвращать), перерабатывающие остатки органи­ческого вещества всех групп (растительный опад, трупы, экскре­менты). К редуцентам относятся самые разнообразные организмы от птиц и млекопитающих, поедающих падаль, до трупоядных насекомых и гнилостных бактерий. В почвах степных экосис­тем минерализация органики происходит достаточно интенсив­но, и органические остатки не накапливаются на поверхности.

В болотных биоценозах вследствие затрудненной деятельности редуцентов преобладает накопление органической массы. Окончательная переработка органики осуществляется реду­центами-деструкторами, разлагающими органику на неоргани­ческие молекулы (воду, углекислый газ, аммиак и другие ми­неральные вещества), которые вновь используются растениями. Одни из самых важных деструкторов – грибы – разлагают даже такие компоненты древесины, которые не поддаются бак­териям.

Без них лес был бы завален отмирающими стволами. Только совместная жизнедеятельность продуцентов, консу­ментов и редуцентов обеспечивает существование экосистемы. Без зеленых растений не могут обойтись животные, отсутствие растительноядных делает невозможным существование хищни­ков. Без редуцентов экосистемы заполнились бы мертвой орга­никой, а запасы минеральных веществ быстро бы иссякли.

В тропических лесах все доступные минеральные вещества почв потребляются растениями, но их недостатка не ощущается – редуценты быстро разлагают опад. Пищевые сети Минеральная часть обра­зующихся веществ вновь поглощается растениями. Простейший пример экосистемы – лишайник. Роль про­дуцентов выполняют водоросли, осуществляющие фотосинтез.

Грибница выступает консументом, питающимся продуктами фотосинтеза, а бактерии и простейшие – редуцентами. Большинство видов питаются несколькими другими, и сами служат пищей многим членам экосистемы. Хищные птицы ло­вят мышей, зайцев, змей, лягушек и ящериц. Змеи охотятся на мышей, лягушек и мелких птиц. Медведи – хищники, но употребляют мед, растительную пищу и падаль. Питаются плодами и лисы.

Цепи питания переплетены в сложные сети, выпадение одного из звеньев, как правило, не нарушает рав­новесия. Чем большее количество видов составляет биоценоз, тем он устойчивее. Если, например, из цепи питания растения >> зайцы >> лисы выпадут по каким-либо причинам зайцы, то в богатом биоценозе лисы могут охотиться на мышей и птиц. В особую группу выделяют детритные пищевые цепи, они начинаются не с живых растений, а с мертвого детрита.

На­пример, опад листьев служит пищей дождевым червям, а их экскрементами питаются грибы и бактерии. Даже небольшие с виду нарушения в пищевых цепях мо­гут приводить к тяжелым последствиям. Жители одного из ост­ровов Индонезии решили избавиться от москитов и протравили помещения ДДТ, умершими москитами отравились ящерицы. Ядовитыми ящерицами отравились кошки.

Расплодившиеся крысы вызвали вспышку чумы. Большая партия привезен­ных кошек улучшила положение, но к тому времени стали рушиться дома – после исчезновения ящериц размножились термиты и подточили балки строений. Первичным источником энергии для круговорота веществ в экосистемах служит солнечный свет. При этом атомы и молекулы могут использоваться многократно, а энергия све­та должна постоянно поступать от Солнца.

Энергия солнеч­ных фотонов в процессе жизнедеятельности экосистемы рас­сеивается в виде тепла и, согласно второму началу термоди­намики, не может быть использована в системе заново (как не может вновь нагреться остывший стакан чая). Интенсивность фотосинтеза варьирует в широких пределах. Она особенно высока (15-25%) у водорослей, растений, обита­ющих близ пределов существования растительности – на Крайнем Севере и в горах, а также при малой освещенности мест обитания.

Значителен КПД использования света у куль­турных сортов: у картофеля 5%, свеклы 8%, ячменя 13,5% . В естественных условиях растения усваивают в среднем около 1% солнечной энергии, 90% которой тратят на поддержание жизнедеятельности (в основном на процессы дыхания – биоло­гического окисления) и лишь 10% – на увеличение биомассы. Растительноядные животные на собственный рост и размноже­ние тратят всего около 10% потребляемой энергии.

Претензии к содержанию