Лекція 2 поняття про екосистеми

Екосистема (біогеоценоз) — основна одиниця біосфери, яка є об'єктом вивчення екології. Цей термін запровадив англійський біолог А. Тенслі у 1935 році. Екосистема — це просторова система, що охоплює історично сформований ком­плекс живих істот, пов'язаних між собою трофічними зв'яз­ками, та неживих компонентів середовища їх існування, які залучаються в процесі обміну речовин та енергії. У кожній екосистемі відбуваються кругообіг речовин та обмінні енер­гетичні процеси.

Кожна екосистема складається з біоценозу та біотопу.

Біотоп — це ділянка поверхні землі з більш-менш одно­типними умовами існування (ґрунтом, мікрокліматом тощо).

Біоценоз — це історично сформована сукупність рослин, тварин та мікроорганізмів, що населяє біотоп. Відповідно до цього кожний біоценоз складається з фітоценозу (угруповання рослин), зооценозу (угруповання тварин) та мікробіоценозу (угруповання мікроорганізмів).

Екосистема може бути різних розмірів і складності. Наприклад, можна говорити про екосистему лісу в цілому і про екосистему окремого пенька. Взаємодія організмів в екосистемі надзвичайно складна. Взаємодія біоценозів з біотопами відбувається через речовинно-енергетичний обмін. Для кожної екосистеми характерний свій біологічний кругообіг речовин, який здійснюється внаслідок існування в екосистемах трофічних ланцюгів (ланцюгів живлення).

Наприклад, у водоймах фітопланктон поїдається зооплан­ктоном, останній — дрібною рибою, що є здобиччю великих риб — хижаків, які в свою чергу споживаються людиною. Мова йде про певні угруповання рослин, тварин і мікроор­ганізмів, які взаємодіють один з одним і з навколишнім сере­довищем. Дуже великі наземні екосистеми називають біомами. Наприклад, ліси помірного поясу, пустелі, хвойні ліси, савани тощо. Кожний біом включає в себе цілий ряд менших за розмірами взаємозв'язаних одна з одною екосистем. Одна з них може бути великою — площею декілька мільйонів квад­ратних кілометрів, інша може являти собою невелику галя­вину. Важливо те, що кожну екосистему можна визначити як більш-менш своєрідне угруповання рослин і тварин, які взаємодіють одне з одним і з довкіллям.

Структура екосистем. Щоб вияснити цілісність біосфе­ри, необхідно з'ясувати, як вона функціонує. Оскільки вона складається з безлічі екосистем, необхідно знати їх структу­ру. У кожній екосистемі два основних компоненти: організ­ми, з однієї сторони, і фактори неживої природи — з іншої. Таку сукупність організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів) називають біотою (від лат. біо — життя) екосистеми. Шляхи взаємодії різних категорій організмів — це її біотична струк­тура; неживі (хімічні і фізичні) фактори навколишнього се­редовища називають абіотичними.

Незважаючи на велику різноманітність екосистем — від пустель до тундри, всім їм, на думку екологів, властива при­близно однакова біотична структура. Іншими словами, всі вони містять одні й ті ж категорії організмів, які подібно взаємодіють у всіх екосистемах. Це такі категорії: продуцен­ти, консументи, редуценти.

Продуценти — організми, які продукують органічні речовини із неорганічних сполук. Організми, які здатні до фото- або хемосинтезу. Вони є автотрофами, тобто організмами, які здатні синтезувати з неорганічної речовини необхідні їм для життя органічні речовини. Це вищі рослини (крім паразитних та сапрофітних), водорості, деякі бактерії (залізобактерії, сіркобактерії) та ін.

Консументи — це гетеротрофні організми, що одержують енергію за рахунок споживання готової органічної речовини. У одному трофічному ланцюзі можуть бути консументи 1-го порядку (рослинноїдні тварини) та консументи 2-го та 3-го порядків (хижаки). Наприклад, консументи 3-го порядку (крупні хижаки) поїдають консументів 2-го (дрібні хижаки), які поїдають, у свою чергу, консументів 1-го порядку.

Серед консументів є травоїдні (тварини, що живляться рослинною їжею), усеїдні (тварини, що споживають як рослинну, так і тваринну їжу), м'ясоїдні, а також паразити. Кількість видів цієї групи найбільша — понад 1,5 млн, а їхня маса становить близько 2,3∙10⁸т.

Редуценти (сапрофіти) — організми, що отримують необхідні для життєдіяльності речовини за рахунок руйнування залишків мертвих рослин і тварин, що приходить в занепад, абсорбуючи розчинні органічні сполуки.

Оскільки сапротрофи не можуть самостійно виробляти необхідні їм сполуки, вони вважаються типом гетеротрофів. Вони включають багато грибів (решта — паразитичні, мутуалістичні або коменсалістичні симбіонти), бактерій і найпростіших. Тварини, що харчуються падаллю та екскрементами, наприклад добривні жуки, стерв'ятники, черв'яки, стоноги, раки, соми та грифи, і деякі незвичайні нефотосинтезуючі рослини також іноді називаються сапротрофами, але їх точніше називати сапрофагами.

Одна з причин, що викликає різноманітність екосистем (біоценозів) у природі, — це своєрідність абіотичних умов кожного регіону.

Таким чином, незважаючи на різноманітність екосистем, всі вони мають спільні риси. У кожній із них можна виділи­ти фотосинтезуючі рослини — продуценти, різні типи консументів і редуцентів.

Важливим елементом біотичної структури екосистем є своєрідність ланцюгів живлення в кожній з них.