Экология: биология взаимодействия. 3.02. Компоненты экосистем

 

 

3.01. Экосистемы и биогеоценозы

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 3. Биогеоценология и экология сообществ

3.03. Примеры экосистем

3.02. Компоненты экосистем

На какие компоненты можно разделить экосистему? С одной стороны, мы можем использовать те же подразделения, что и в составе биогеоценоза: биоценоз (фитоценоз + зооценоз + микробоценоз) + геоценоз (эдафотоп + климатоп). В такой классификации основное внимание обращено на происхождение отдельных компонентов. А если в большей степени интересоваться функционированием экосистемы, можно выделить в ее составе следующие компоненты:

1) используемые в биологическом кругообороте неорганические вещества (например, H2O, CO2, NH4+ и т.д.);

2) органическое вещество за пределами организмов (детрит);

3) среда (воздушная, водная, субстратная);

4) продуценты (организмы, синтезирующие органическое вещество из неорганического);

5) консументы (организмы, основная роль которых состоит в преобразовании органического вещества из одной формы в другую);

6) редуценты (организмы, основная роль которых состоит в разрушении органического вещества до неорганического).

Итак, живые организмы подразделены на три функциональные группы — продуценты, консументы и редуценты. Эти группы соответствуют трем типам процессов, которые могут происходить с органическим веществом: его созданию, преобразованию и разрушению.

Несмотря на то, то такое разделение представляется достаточно привычным, корректно разграничить эти группы не так и легко. Для этого необходимо рассмотреть экологические роли, которые могут выполнять различные организмы. Для характеристики способов питания организмов и их экологических ролей используется целый ряд терминов.

По способу питания все живые организмы делятся на автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы (греч. autos — сам, trophe — пища, питание) способны сами синтезировать органические вещества из неорганических, используя внешние источники энергии. Гетеротрофы (греч. heteros — другой и trophe) питаются другими организмами или их остатками и получают энергию с «чужим» органическим веществом. В качестве отдельной группы иногда выделяют миксотрофов (греч. mixis — смешение и trophe) — организмы, соединяющие авто– и гетеротрофное питание. К ним относятся некоторые бактерии и водоросли. Впрочем, поскольку эти организмы все-таки способны синтезировать органику, миксотрофов можно рассматривать как подмножество автотрофов.

Два главных способа автотрофного питания — фотосинтез и хемосинтез. Фотосинтез (греч. photos — свет и synthesis — соединение) — образование органических веществ из неорганических благодаря энергии света. При фотосинтезе энергия света превращается в энергию химических связей глюкозы, синтезированной из неорганических веществ (CO2 и H2O). Хемосинтез (греч. chemeia — химия и synthesis) — образование органических веществ из СО2 за счет энергии окисления неорганических веществ. Так, серобактерии окисляют сероводород с образованием серы или серной кислоты, нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак и т.д. В качестве окислителя бактерии-хемосинтетики могут использовать кислород и некоторые другие неорганические вещества. Способные к фотосинтезу организмы можно называть фототрофами, а хемосистетиков  хемотрофами.

По характеру получения пищи организмы можно разделить на две группы. Осмотрофы (греч. osmos — давление и trophe) — организмы, впитывающие питательные вещества в растворенном виде через поверхность своего тела. Так питаются разнообразные бактерии, а также растения и грибы. Фаготрофы (греч. phagos — пожирающий и trophe) — организмы, поедающие пищу в виде частиц. Этот способ питания характерен для самой разнообразной группы организмов — животных.

Используя приведенные термины, легко увидеть разницу в способе питания, характерном для многоклеточных эукариотических организмов (табл. 3.2.1). Впрочем, когда речь идет об одноклеточных и колониальных эукариотах, их классификация на основании такого простого принципа оказывается невозможной.

Таблица 3.2.1. Основные жизненные формы многоклеточных эукариот и их представители

Тип питания

Автотрофы

Гетеротрофы

Осмотрофы

Растения

Грибы

Фаготрофы

Животные

Разобравшись со способами питания, перейдем к экологическим ролям организмов. Их три. Продуценты (лат. producentis — производящий) производят органическое вещество из неорганического. Естественно, что эту роль выполняют автотрофы — способные к фотосинтезу растения и цианобактерии, а также бактерии-хемосинтетики. Хотя эта группа организмов выделяется на основании способности ее представителей синтезировать органические вещества, не следует забывать, что любой организм этой группы также и преобразует органику (например, когда строит собственное тело) и разрушает ее (извлекая из нее энергию).

Основная роль консументов (лат. consume — потребляю) — преобразование органики. В отличие от них редуценты (лат. reducere — возвращать) выполняют функцию разрушения органических веществ до неорганических. Однако границу между консументами и редуцентами провести непросто. Каждый из гетеротрофов (и тигр, и опята на гниющем пне) и создает собственное органическое вещество, и «сжигает» часть органики, полученной с пищей. Может, между консументами и редуцентами нет принципиальной разницы? С точки зрения того, на что они тратят полученное органическое вещество, в общем-то, нет. А с точки зрения его получения — есть. Одни организмы потребляют других, а другие — утилизируют запасы органики. Поэтому правильнее считать консументами фаготрофов (животных), а редуцентами — осмотрофов (грибы и гетеротрофные бактерии).

 

3.01. Экосистемы и биогеоценозы

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 3. Биогеоценология и экология сообществ

3.03. Примеры экосистем