Підручник Біологія 9 клас - В. І. Соболь - Абетка 2017

Тема 8. НАДОРГАНІЗМОВІ БІОЛОГІЧНІ СИСТЕМИ

У краплині води відбивається Всесвіт.

Арабське прислів'я

§ 54. ЕКОСИСТЕМА. РІЗНОМАНІТНІСТЬ ЕКОСИСТЕМ

Основні поняття й ключові терміни: ЕКОСИСТЕМА. Екосистемне різноманіття.

Пригадайте! Що таке біологічні системи?

Вступна вправа

Установіть послідовність біологічних систем та отримайте прізвище британського еколога, який у 1935 р. запропонував концепцію екосистеми: Л - екосистема; І - біосфера; Т - клітина; Н - популяція; С - вид; Е - організм.

1

2

3

4

5

6

ЗМІСТ

Який склад та основні властивості екосистем?

Сучасні екологічні дослідження здійснюються в таких напрямах: вивчення впливу екологічних чинників на організми (факторальна екологія), дослідження екологічних взаємозв’язків на рівні популяцій (популяційна екологія), пізнання закономірностей існування та розвитку природних угруповань та біосфери в цілому (біогеоценологія, або синекологія). Як окремий розділ екології синекологію було виділено на Міжнародному ботанічному конгресі у 1910 р. Синекологія - це розділ екології, об’єктом і предметом пізнання якої є екосистеми та їхні внутрішні й зовнішні зв’язки.

А що таке екосистеми?

ЕКОСИСТЕМА - сукупність організмів різних видів та середовища їхнього існування, що пов’язані з обміном речовин, енергії та інформації. Визначальним чинником існування екосистеми є автотрофні організми, що засвоюють енергію Сонця з ефективністю близько 1 % . Прикладами екосистем, що можуть мати різні розміри, є краплина води, домашній акваріум, ставок, широколистий ліс (іл. 148).

Іл. 148. Ставок як приклад екосистеми

Але в будь-якій екосистемі виокремлюють дві частини - абіотичну і біотичну. Абіотична частина (або біотоп) є комплексом чинників неживої природи, неорганічних й органічних речовин, що в загальній взаємодії формують певні кліматичні, ґрунтові, рельєфні, гідрологічні умови екосистеми. Біотичну частину (біоценоз) формують живі організми, що проживають в екосистемі. Її утворюють угруповання рослин (фітоценози), угруповання тварин (зооценози) та угруповання мікроорганізмів (мікробіоценози).

Екосистеми є відкритими для зовнішнього обміну речовин, енергії та інформації, але внаслідок саморегуляції здатні підтримувати динамічну стабільність упродовж тривалого часу. Єдність і функціональний зв’язок абіотичного й біотичного компонентів забезпечується внутрішніми закономірними переміщеннями речовин, енергії та інформації.

Отже, екосистема є сукупністю абіотичного й біотичного компонентів, для якої характерні цілісність, відкритість, стійкість та саморегуляція.

Чи залежить стійкість екосистеми від її структури?

Під структурою екосистеми розуміють сукупність компонентів цілісної системи, що умовно виділяються за певними критеріями. Будь-яка екосистема має просторову, видову та екологічну структури.

Просторова структура визначається розташуванням елементів абіотичної та біотичної частин у просторі екосистеми. Оскільки засвоєння енергії Сонця в екосистемі пов’язане з рослинами, то просторова структура визначається переважно ярусним розташуванням рослин. Виділяють ярусність надземну і підземну. Через ярусне розташування рослин в угрупованнях найповніше використовуються природні умови (світло, тепло, ґрунт) та співіснують мешканці екосистеми.

Видова структура екосистеми визначається видовою різноманітністю, тобто кількістю популяцій та видів, а також співвідношенням особин цих видів. Саме цей показник забезпечує стійкість та саморегуляцію екосистем.

Екологічна структура - це співвідношення популяцій різних видів, які виконують певні функції в екосистемі. Цими групами є продуценти, консументи та редуценти (іл. 149). Їхня наявність є обов’язковою умовою існування будь-якої екосистеми.

Продуценти - популяції автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних. Це зелені рослини, ціанобактерії, фото- і хемосинтезуючі бактерії. У водних екосистемах основними продуцентами є водорості, а на суші - насінні рослини.

Консументи - популяції гетеротрофних організмів, які живляться безпосередньо або через інші організми готовою органічною речовиною, синтезованою автотрофами.

Іл. 149. Схема взаємодії компонентів екосистем

Розрізняють консументи І порядку (гетеротрофні рослиноїдні організми, паразити рослин) та консументи ІІ і наступних порядків (хижаки, паразити тварин, а також сапрофаги).

Редуценти - популяції гетеротрофних організмів, які в процесі життєдіяльності розкладають мертві органічні речовини до мінеральних, котрі потім використовуються продуцентами. Це гетеротрофні сапрофітні організми - бактерії і гриби, які виділяють ферменти на органічні рештки і поглинають продукти їх розщеплення.

Отже, загальна структура екосистеми визначається просторовим, видовим та екологічним розмаїттям груп, що є обов'язковою умовою її існування.

Як досліджується екосистемне різноманіття?

Екосистемне різноманіття - це розмаїття екосистем, що визначається різноманітністю природних умов та діяльністю людини.

За масштабами екосистеми поділяються на мікроекосистеми (трухляві пні, мертві стовбури дерев, мурашники тощо) і макроекосистеми (екосистеми тундри, тайги, степу, пустелі, саван, лісів, а також морські екосистеми). За походженням екосистеми поділяють на природні (наприклад, ліси, річки, озера) й штучні (наприклад, сади, парки, городи, поля, штучні водойми). Різноманітність природних систем визначають умови природних зон і передусім освітлення й температура. Існування штучних екосистем залежить від людини, яка з урахуванням природних умов організовує їхнє формування. За походженням розрізняють наземні (широколисті ліси, степи, луки), прісноводні (озера, ставки, водосховища, річки, струмки, джерела, болота), морські (прибережні води, бухти, протоки, гирла річок).

Дослідження екосистем починається зі спостережень, що їх здійснюють за допомогою приладів. Часто на обладнаних ділянках екосистем проводять комплексні й довгострокові спостереження, що є основою екологічного моніторингу. Широко застосовує екологія і експериментальні методи, за допомогою яких зіставляються результати спостережень за змінами на контрольній та дослідній ділянках екосистем. У зв’язку зі складністю екосистем науковці використовують екологічне моделювання із вивченням спрощених копій екологічних об’єктів. Наприклад, акваріум можна розглядати як модель озера. Методи екологічної індикації застосовують для визначення стану та властивостей екосистем за видовим складом і співвідношенням між собою певних (еталонних) груп видів. Так, індикаторами для визначення сірчистого газу в повітрі є лишайники і хвойні породи, важких металів - слива й квасоля, забруднення водойм - одноденки, личинки комарів, двостулкові молюски, п’явки, малощетинкові черви, вищі ракоподібні.

Отже, екосистеми класифікують за різними критеріями, і для їхнього дослідження застосовують найрізноманітніші методи.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Робота зі схемою

Заповніть у робочому зошиті схему «Склад екосистеми», використавши поняття: 1) продуценти; 2) консументи; 3) редуценти; 4) біотична частина (біоценоз); 5) колообіг речовин, енергії та інформації; 6) абіотична частина (біотоп); 7) органічні сполуки; 8) неорганічні сполуки; 9) світло; 10) температура; 11) ґрунт; 12) повітря.

Біологія + Наука

Біотестування - це визначення дослідним шляхом впливу шкідливих чинників на живі організми шляхом реєстрації змін певного біологічного показника. Тест-об’єктами можуть бути крес-салат, медична п’явка, хлорела, інфузорії, цвілеві гриби, але найчастіше в біотестуванні використовують дафній. Які особливості будови й життєдіяльності дафній зумовлюють їхнє використання як тест-об’єктів?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Екологія

«Африканізована» медоносна бджола була виведена генетиком У. Керром у Бразилії шляхом схрещування африканських бджіл з різними європейськими підвидами цієї комахи. Нову породу відрізняли не тільки рідкісна витривалість і медоносність, а й надзвичайна агресивність. Під час одного з експериментів 26 бджолиних сімей випадково опинилися на волі й поширилися у лісах по всій Південній Америці. Нині вони «наступають» на Мексику і США. Для яких екосистем (природних чи штучних) вторгнення цієї бджоли буде небезпечнішим і чому? Зробіть висновок про цілісність й саморегуляцію екосистем.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке екосистема? 2. Наведіть приклади екосистем. 3. Що таке структура екосистеми? 4. Назвіть основні види структури екосистеми. 5. Що таке еко- системне різноманіття? 6. Назвіть методи дослідження процесів у екосистемах.

7 - 9

7. Який склад та основні властивості екосистем? 8. Чи залежить стійкість екосистеми від її структури? 9. Як досліджують екосистеми?

10 - 12

10. Поясніть структуру екосистем.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити