экология. Экология наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Что такое синэкология Синэкология
 Скачать 0.92 Mb.
|
|
Изменение вещества и энергии в организмах Зелёные растения. растениях происходит процесс фотосинтеза, при котором из СО2, Н2О и солнечной энергии получаются глюкоза и О2. При этом солнечная кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию молекул глюкозы. Глюкоза - это органическая молекула с высокой потенциальной энергией. СО2 + 6 Н2О + Qсолн → С6Н12О6 + 6 О2 О2 выделяется в атмосферу. Из глюкозы и минеральных элементов из почвы растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав организма (белки, жиры, углеводы, ДНК и т.д.) Глюкоза в растениях выполняет 2 функции: Служит строительным материалом тела. Источник энергии для всех процессов жизнедеятельности растений, т.е. построение тканей, поглощение питательных элементов из почвы, дыхание. Процесс расщепления органических молекул с выделением энергии называется клеточным дыханием. Консументы. Пища расходуется на строительство тканей, как источник энергии, часть пищи не переваривается и выводится в виде экскрементов. Съеденная пища расщепляется в желудке на отдельные молекулы. Глюкоза - продукт переваривания крахмала, углеводов, сложных сахаров. Глюкоза всасывается в кровь и переносится кровью ко всем клеткам организма. Кровь доставляет также О2, которым насыщается в лёгких. Энергия, высвобождаемая при клеточном дыхании, позволяет каждой клетке мышц, печени, почек, сердца и т.д. осуществлять свои функции. Образующийся при этом СО2 по кровеносным сосудам поступает в лёгкие и удаляется из организма. Н2О, N, Р и другие элементы из состава белков, липидов и другие удаляются вместе с мочой. Строительная роль пищи. Часть съеденной, переваренной и поступившей в кровь пищи служит сырьём для роста и обновления тканей тела. Для этого также необходимые определённые витамины и микроэлементы (Fе, Сu, Мn, Zn). Редуценты - аналогично консументам. Путь движения вещества в экосистеме  Растения  Консументы  Редуценты Неорганическое вещество Путь движения энергии в экосистеме 
   Тепло Пищевая цепь. Пищевая сеть. Трофические уровни Пищевая цепь - это путь движения вещества (источник энергии и строительный материал) в экосистеме от одного организма к другому. Растение → корова Растение → корова → человек Растение → кузнечик → мышь → лиса → орёл обозначает направление движения природе пищевые цепи редко изолированы друг от друга. Гораздо чаще представители одного вида (растительноядные) питаются несколькими видами растений, а сами служат пищей для нескольких видов хищников. Перенос вредных веществ в экосистеме. Пищевая сеть - это сложная сеть пищевых взаимоотношений.
Несмотря на многообразие пищевых сетей, они все соответствуют общей схеме: от зелёных растений к первичным консументам, от них к вторичным консументам и т.д. и к редуцентам. На последнем месте всегда стоят редуценты, они замыкают пищевую цепь. Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определённое место в пищевой сети. 1 трофический уровень - всегда растения, 2 трофический уровень - первичные консументы 3 трофический уровень – вторичные консументы и т.д. Редуценты могут находиться на 2 и выше трофическом уровне. Обычно в экосистеме насчитывается 3-4 трофических уровня. Это объясняется тем, что значительная часть потребляемой пищи тратится на энергию (90%), поэтому масса каждого трофического уровня меньше предыдущего. На формирование тела организма идет относительно немного (около 10%). Соотношение между растениями, консументами, редуцентами выражают в виде пирамид. Пирамида биомассы - показывает соотношение биомасс различных организмов на трофических уровнях.
Пирамида энергии - показывает поток энергии через экосистему.
Очевидно, что существование большего числа трофических уровней невозможно, из-за быстрого приближения биомассы к нулю. Круговорот веществ в биосфере Выделяют 2 основных кругооборота: большой или геологический, малый или биотический. Большой кругооборот длится миллионы лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, продукты разрушения сносятся потоками воды в Мировой океан или частично возвращаются на сушу вместе с осадками. Процессы опускания материков и поднятия морского дна в течении длительного времени приводят к возвращению на сушу этих веществ. И процессы начинаются вновь. Малый кругооборот, являясь частью большого, происходит на уровне экосистемы и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и жизненные процессы. Продукты распада почвенной микрофлоры вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям вновь вовлекаются в поток вещества. Кругооборот химических веществ из неорганической среды через растения и животные обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии химической реакций называется биохимическим циклом. Содержание химических элементов в теле человека. Макроэлементы: О2 - 62,81 %, С - 19,37 %, Н - 9,31 %, N - 5,14 %, Са-1,38%. Микроэлементы - Сu, Мn, Fе, Zn, Мо, F, I, Sе. Круговорот углерода. Сложный механизм эволюции на Земле определяется химическим элементом «углерод». Углерод - составная часть скальных пород и в виде СО2- часть атмосферного воздуха. Источники СО2 - вулканы, дыхание, лесные пожары, сжигание топлива, промышленность и др. Углерод «С» из молекулы СО2 в ходе фотосинтеза включается в состав глюкозы, а затем в состав более сложных соединений, из которых построены растения. В дальнейшем они переносятся по пищевым цепям и образуют ткани всех остальных живых организмов в экосистеме и возвращаются в окружающую среду в составе СО2. 
Рост энергия тканей СО2
СО2 редуценты Также углерод присутствует в нефти и угле. Сжигая топливо, человек также завершает цикл углерода, содержащегося в топливе - так возникает биотехнический кругооборот углерода. Круговорот фосфора Этот элемент входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутри клеток, в костную ткань. различных материалах фосфор содержится в виде ионов РО4-3. Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают ионы РО4-3 из водного раствора и включают в состав различных органов соединений. По пищевым цепям он переходит от растений к другим организмам. На каждом этапе фосфор может быть выведен из организма в составе мочи. Круговорот азота. Азот входит в состав белков. Кругооборот азота несколько сложен, т.к. он включает газообразную и минеральную фазу. Основная часть азота находится в воздухе (N2-78%). Однако растения не могут усваивать азот непосредственно из воздуха, а только в виде ионов NH4+ и NH3-. Существуют бактерии и сине-зелёные водоросли, способные превращать газообразный азот в ионы. Важнейшую роль среди азотофиксирующих организмов играют бактерии, живущие на клубеньках бобовых растений. Растения обеспечивают бактерии местообитанием и пищей (сахарами), получая от них взамен доступную форму азота. По пищевым цепям органический азот передаётся от бобовых к другим организмам экосистемы. Органические соединения азота после гибели организмов при помощи бактерий разлагаются до аммиака и нитратов (NО3-). Нитраты частично вновь поглощаются растениями, частично восстанавливаются до N2, вновь поступающего в атмосферу. Считается, что время переноса углерода - 8 лет, азота - 110 лет, кислорода - 2500 лет. Круговорот воды Главный источник поступления воды - атмосферные осадки, а главный источник расхода испарение. Выделяют 4 основные петли в кругообороте воды: осадки → океан → испарение, осадки → поверхность земли → испарение, осадки → поверхностный слой почвы → испарение, осадки → подземные воды → родник → испарение. Продолжительность кругооборота: океан (3000 лет), полярные ледники (8500 лет), озера (17 лет), реки (10 дней), вода в живых организмах - несколько часов. Т.к. океаны занимают 70 % поверхности Земли, то вода попадает в воздух, главным образом, испаряясь с поверхности океана. Испарение идёт с поверхности озер, рек, почвы и т.д. Когда воздух, максимально насыщенный водяным паром, охлаждается, то вода конденсируется: её молекулы соединяются в капельки. В атмосфере вода конденсируется на частичках пыли, в результате чего образуются туман и облака. Когда эти капли или кристаллики льда становятся достаточно крупными, то идёт дождь или снег. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||