Кишечная палочка редуцент или продуцент

ЗАКОН УТИЛИЗАЦИИ. ВСЁ ДОЛЖНО КУДА-ТО ДЕВАТЬСЯ.

Этот закон природы должен постоянно действовать. Что это значит? Что от этого зависит? Вопросов много. Дело всё в том, что закон Утилизации является основой биотического круговорота веществ в природе. На нём основано равновесие в экологических системах, в экопирамидах.
Повторяем. Все экосистемы (большие, мелкие, средние) основаны на том, что процесс передачи энергии происходит от одной ступени экологической пирамиды к другой - по трофическим уровням. Так зелёные растения (продуценты - автотрофы) ежегодно образуют огромное количество тонн органического вещества, которое служит пищей животным (консументам - гетеротрофам). Консументы делятся на консументы 1-го порядка (это фитофаги - заяц, суслик, олень, слон), 2-го порядка (это зоофаги хищники - волк, ястреб) и консументы 3-го порядка (это зоофаги падальщики - орлы-стервятники, шакалы).
В таких пищевых цепочках каждое звено выполняет свою роль. Однако не было бы никакого экологического равновесия, если бы представители этих ступеней - звеньев, погибая, не подвергались бы утилизации (разложению). Остатки растений, животных и отходы их жизнедеятельности образуют, так называемый, детрит, который очень быстро накапливается, если не будет подвергнут утилизации. И это очень важно.
Организмы, которые занимаются утилизацией детрита - остатков растений и животных, называются детритофагами - редуцентами, или разлагателями.
Детритофаги в природе делятся на редуцентов промежуточных и конечных.
Промежуточные редуценты.
Это черви, личинки жуков - могильщиков и жуков - трупоедов, личинки мух, многоножки и многие другие беспозвоночные животные.
Конечные редуценты, которые завершают утилизацию - переводят в конечном итоге органические вещества в минеральные соли. Это грибы, микроорганизмы гнилостные и, в частности, бактерии - нитрификаторы и аммонификаторы.
Однако промежуточные редуценты часто являются строго специфическими, т.е. приспособлены для утилизации какого-то одного вида детрита. К примеру, жуки - навозники откладывают свои яйца не во всякий помёт, а только в определённый.Так жуки-навозники Австралии, которые питаются помётом кенгуру, не смогли утилизировать помёт коров, которых завезли туда в своё время. И горы этого по-мёта завалили буквально все экосистемы. Кенгуру (основные фитофаги Австралии) чуть не погибли. Пришлось завозить туда потом специфи-ческих жуков-навозников, чтобы всё восстановить.
Поэтому к интродукции (завозу животных, растений) нужно относиться очень серьёзно, продуманно.
Если же мы коснёмся мира бактерий со средой обитания "в теле", то и там процесс утилизации стоит на особом внимании. Ведь бактерии, которые живут, к примеру, в теле человека (комменсалы), должны также утилизироваться (каждый вид в своём месте и в своё время), иначе могут наступить необратимые процессы.
При этом бактерии - комменсалы также обладают специфичностью, являясь редуцентами. Так эпидермальный стафилококк питается "отходами" кожных желёз человека, а бактерия коли переваривает (утилизирует) сахара в толстом кишечнике. И поэтому они могут выполнять свою функцию, не причиняя вреда хозяину, находясь только в строго определённом месте. К примеру, эта кишечная палочка человека (бактерия коли) должна быть только человеческой и должна находиться - жить только в толстом кишечнике его. Там она является хозяйкой - подавляет (утилизирует) патогенную микрофлору (включая анаэробы), выделяя кислоту при переваривании лактозы, сахарозы, маннита. Но надо знать, что при попадании кишечной палочки в тонкий кишечник или в желудок человека, наступает заболевание. У новорожденных детей это заболевание (диспепсия) протекает очень тяжело.
Итак, три ступени экосистемы обеспечивают биотический круговорот веществ. Биосфера сама организована по принципу безотходного производства - продукты жизнедеятельности одних организмов используются другими организмами.
Всё утилизируется в биологическом круговороте биосферы.
Но поскольку люди сейчас являются очень важным звеном на Земле и глобальная природная экосистема является уже глобальной социоэкосистемой, то естественно природе нужно помогать, или хотя бы не мешать, не вламываться бездумно в её природные законы.

ПРОБЛЕМА ОТХОДОВ.
Отходы промышленного и сельскохозяйственного производства требуют правильных решений в их утилизации. Безотходный способ производства - это одно из важнейших решений утилизации отходов. Однако, кроме производственных отходов, накапливаются постоянно бытовые отходы. Это отрицательный результат образа жизни человечества. Свалки уже не могут вместить и предприятия переработать накапливающийся постоянно мусор. Меняется образ жизни человека, и в этой связи количество бытовых отходов растёт неимоверно быстро. Особенно это касается городов. С таким количеством отходов природа уже сама справиться не может, так как, зачастую, в её природе нет нужных редуцентов. Искусственно созданные материалы, такие как пластмасса, полиэтилен, капрон (бутылки, пакеты, плёнки, обёрточный материал, памперсы и т.д.) не могут быть утилизированы самой природой. А ведь их становится всё больше и больше.
Пример из нашей повседневной жизни:
Мы покупаем в магазинах молоко и другую молочную продукцию в пакетах из пластика, а в недалёком прошлом вся молочная продукция продавалась в стеклянных бутылках многоразового пользования (помыл и сдал снова в
магазин). Кроме того, такая тара является экологически чистой. Ведь здоровье человека должно быть превыше всего (превыше всякого бизнеса).
Чем мы, люди, можем помочь природе в её очищении, т.е. что можем делать сами (ежедневно)? - Сжигать хотя бы то, что горит. В сельской местности это делать совсем просто. У многих в домах есть печки, а на летний сезон во дворах есть летние кухни с печами, или просто железные бочки.
А в городах ведь тоже что-то подобное можно сделать. Тоже есть дворы между домами, где можно под навесом сложить печи. Кстати там же можно сделать уголки отдыха со столом и скамейками. Хорошо посидеть у огонька - посмотреть на живой открытый огонь. Между прочим, ИРИДОТЕРАПИЯ (прямое воздействие светом пламени на радужную оболочку глаза) имеет огромное значение для поддержания здоровья человека. Интересен факт воздействия горящих свечей в церкви - человеку становится лучше. Взгляд ведь не хочется отрывать от пламени. А это и есть иридолечение.
Всего доброго, Господа!

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Любая экосистема (в том числе и вся планета в целом) – это совокупность множества организмов.

Эти организмы отличаются друг от друга по огромному числу биологических признаков, типу питания и другим особенностям.

Но все организмы можно разбить на три большие группы по их функциональному назначению — это продуценты, консументы и редуценты.

Сегодня мы подробно поговорим про группу под названием продуценты, которых можно по праву считать основой жизни на нашей планете.

Продуценты — это.

Продуценты — это организмы, которые создают органические вещества (в основном углеводы) из неорганических соединений (главным образом из углекислого газа). Их ещё называют автотрофами (что это?).

К этой категории относятся практически все зелёные растения, так как только они способны использовать солнечную энергию для получения питательных веществ из воды, почвы и воздуха. Этот процесс называется фотосинтезом, а сами растения получили название фотоавтотрофы.

К продуцентам относятся и некоторые виды бактерий, которые умеют синтезировать органику даже при отсутствии солнечного излучения, получая энергию за счёт сложных химических реакций. Эти микроорганизмы классифицируются как хемоавтотрофы.

Характерной особенностью продуцентов является то, что им совсем необязательно заниматься поиском пищи: их прирождённые, данные природой способности позволяют обеспечивать рост и дальнейшее полноценное развитие.

В результате своей деятельности продуценты выделяют в экосистему (что это такое?) Земли биологическую массу. Её суммарный годовой объём (первичная валовая продукция) на суше оценивается в 220-240 млрд.тонн, а на море – в 100-120 млрд.тонн сухой массы.

Примерно половина этого громадного количества идёт на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов (дыхание и корневые выделения), так что чистая первичная продукция будет в два раза меньше.

Именно она составляет пищевую цепочку потребителей – консументов.

Приведённые цифры являются усреднёнными, так как разные источники приводят довольно сильно отличающиеся друг от друга данные в зависимости от принятого метода исследований.

Продуценты-фотоавтотрофы

Клетки фотоавтотрофов содержат хлорофилл, который участвует в процессе фотосинтеза, то есть в образовании органической материи из неорганических субстанций, в основном из углекислого газа (СО2) и воды (Н2О).

Как уже отмечалось, эти организмы представлены, главным образом, зелёными растениями, которые являются первичными и основными производителями органических веществ. То есть, они служат питательной средой для остальных организмов.

Сюда же относятся и цианобактерии – единственные микроорганизмы, обладающие способностью к фотосинтезу.

Фотоавтотрофы присутствуют не только на суше, но и в водной среде, но только там, куда проникает солнечный свет (так называемая фотическая зона).

Они нередко вступают в симбиоз (что это такое?) с другими растениями, которые не в состоянии использовать энергию солнца для фотосинтеза. В качестве примера можно привести лишайник – ассимилированное образование, состоящее из зелёных микроскопических водорослей (либо цианобактерий) и грибов.

Продуценты-хемоавтотрофы

Хемотрофы, не имея возможности поглощать энергию солнечного света, используют другую альтернативу – окислительно-восстановительную химическую реакцию с участием сероводорода, метана, серы, двухвалентного железа и других неорганических соединений.

Эти организмы встречаются только среди бактерий, причём их количество по сравнению с фотоавтотрофами невелико. Тем не менее их физиологические, биологические и химические свойства имеют большое значение для функционирования экосистемы в целом.

Хемоавтотрофов классифицируют по типу вещества, принимающего участие в окислительной реакции:

1. нитрифицирующие бактерии;
2. водородные бактерии;
3. серобактерии;
4. железобактерии.

На сегодняшний день науке известны несколько тысяч видов этих микроорганизмов, и новые открытия наверняка продолжатся.

Продуценты, редуценты и консументы

Любой биоценоз – это совокупность множества организмов. Они отличаются по биологическим признакам, типу питания и другим особенностям.

Однако по функциональной значимости это многообразие сводится к трём большим группам:

1. продуценты – производители органических веществ из неорганических субстанций;
2. консументы – потребители накопленной продуцентами энергии;
3. редуценты – переработчики мёртвой органики.

У каждой группы – свои задачи, но в совокупности они обеспечивают общий баланс экосистемы.

Ниже приводится сравнительная таблица главных участников биоценоза:

Все живые организмы на нашей планете можно отнести к продуцентам, консументам или редуцентам. О чем говорят эти термины? Каковы особенности организмов, относящихся к той или иной категории? На основании чего предложена такая классификация? Об этом будет рассказано в статье. Кроме того, более подробно будет раскрыт вопрос о том, кто такие редуценты. Примеры этих организмов тоже будут приведены ниже.

Описание трофической (пищевой) цепи

Вам будет интересно: Зелимхан Харачоевский: биография, история предательства, книги

Первое звено пищевой цепи составляют так называемые продуценты, или автотрофы. К ним относится большинство растений, водоросли. У продуцентов нет предшественников, для них характерно преобразование неорганических веществ в органические, благодаря чему происходит накопление энергии, и продуценты могут быть употреблены в пищу представителями следующего звена. Их называют консументами.

Консументы могут быть 1-го, 2-го, 3-го и 4-го порядка. Консументы 1-го порядка – обычно травоядные животные, 2-го – хищники, которые употребляют в пищу консументов 1-го порядка, и т. д.

Связь живых организмов в пищевой цепи не всегда бывает линейной. Так, например, существуют растения – консументы 1-го порядка, паразитирующие на других растениях и не производящие органических веществ. Одно и то же животное может быть консументом и 1-го, и 2-го, и 3-го порядка, если оно, помимо травоядных и других хищников, поедает и травы, ягоды и пр. Например, бурый медведь, питаясь ягодами, является консументом первичным, охотясь на грызуна и поедая его, - вторичным, а употребляя в пищу хищную рыбу лосося, питающуюся сельдью, – консументом 3-го порядка. Поэтому ученые считают, что во многих случаях имеет смысл говорить не о цепи, а о трофической сети, достаточно разветвленной.

Редуценты в экосистеме

Вам будет интересно: Пополняем словарный запас: фурор — это

Роль этих организмов в экологических системах трудно переоценить. Благодаря им органические остатки разлагаются без следа, обретая доступную для потребления продуцентами (автотрофами) структуру и форму. Продуценты-растения, потребляя их, наращивают зеленую массу и служат пищей для животных, людей. Значительную роль в природе играют редуценты – почвообразовательные бактерии, которые разлагают растительные и животные органические останки, способствуя тем самым превращению их в перегной (бактерии гниения), а его, в свою очередь, - в минеральные соли.

Отличие редуцентов от падальщиков

Некоторые ошибочно считают, что к редуцентам относятся животные и птицы, питающиеся падалью. Но это не так. Главное отличие их от детритофагов (падальщиков) заключается в том, что организмы, питающиеся падалью, производят твердые отходы в виде экскрементов. Подобные продукты жизнедеятельности отсутствуют у редуцентов. Роль их заключается в разрушении - деструкции сложных органических веществ и превращении их в более простые по структуре (мочевина) либо неорганические. Детритофагов же, производящих твердые отходы, традиционно относят к консументам.

Потери энергии при переходах от одного уровня пищевой цепи к другому

При переходе энергии от продуцентов к консументам значительная ее часть теряется (до 80-90%), чаще всего в виде тепла. Это причина, по которой длина пищевой цепи обычно ограничена 3-6 звеньями.

Основные причины потери энергии следующие:

• Организмы двигаются и тратят энергию на клеточное дыхание, обеспечивая свою жизнедеятельность.
• Не вся органика может быть переварена животными, и часть ее выходит в виде экскрементов.
• Далеко не все организмы предыдущего уровня попадают в пищу представителям следующего. Значительная их часть просто погибает по разным причинам.
• Экскременты и погибшие организмы перерабатываются редуцентами в свою энергию.

Соотношение биомассы на разных уровнях

Учитывая сказанное выше, можно сделать вывод, что для сохранения экологического равновесия количество живых организмов на предыдущем уровне должно значительно превышать таковое на следующем. Иными словами, производителей должно быть больше, чем потребителей. При этом количество хищников на последующих уровнях уменьшается, но они становятся крупнее. Этот закон получил название правила экологической пирамиды.

Как же обстоит дело с редуцентами? Смена экосистем не имеет здесь значения: редуценты в ней все равно будут присутствовать. Именно их взаимная зависимость с консументами и продуцентами обеспечивает гарантию того, что при любых катастрофических обстоятельствах биогеоценоз не будет разрушен, и утраченные связи восстановятся.

Что же касается соотношения редуцентов и остальных групп в природе, то это вопрос довольно сложный, ведь мы имеем дело с чрезвычайно маленькими организмами. Как свидетельствуют исследования, ни общая их биомасса, ни численность не могут говорить о степени их продуктивности. Измерение такой биомассы затруднено и к тому же мало информативно. Так, количество микроорганизмов в почве может оставаться одним и тем же, но в различных условиях они будут демонстрировать разную активность.

Можно говорить о том, что в продуктивных экосистемах биомасса этих микроорганизмов составляет примерно 10-100 г на квадратный метр. Если посмотреть на показатели в тундре или пустыне, то они будут намного меньше, как и активность редуцентов. Смена экосистемы в данном примере дает возможность учитывать разные условия обитания.

В заключение

В статье была кратко описана структура пищевой цепи, а также более подробно рассказано о том, кто такие редуценты (с примерами).

Интересно, что такие звенья пищевой цепи, как консументы, отсутствовали на Земле на протяжении около 2 миллиардов лет, когда экосистемы состояли только из доядерных организмов, называемых прокариотами. А вот без редуцентов их существование было бы невозможно, ведь кто-то должен превращать органические вещества, продуцируемые пусть даже простейшими микроорганизмами, снова в неорганические. Благодаря жизнедеятельности редуцентов, примеры которых были приведены в статье, в почву возвращаются вода и минеральные соли. Таким образом, круг замыкается, и организмы-продуценты (автотрофы) снова могут воспользоваться полезными веществами.

Из этой статьи вы узнайте, что такое продуценты, консументы и редуценты, а также как они взаимодействуют друг с другом и какова их роль в экосистеме.

Жизненный круг

Представьте себе круговорот веществ, который происходит, например, в африканской саванне. Трава растет и поедается антилопой. Антилопу ловит и съедает гепард. Гепард умирает, съедается бактериями, и питательные вещества возвращаются в почву. Эти питательные вещества используются травой, так как она продолжает расти в саванне. У каждого организма есть цель. Схема потока энергии через организмы, как в примере выше подходит для любой другой экосистемы.

При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов:

• Продуценты (растения)
• Консументы (животные)
• Редуценты (бактерии и грибы)

Эти группы основаны на том, как организм получает пищу. Продуценты, консументы и редуценты взаимосвязаны в пищевых цепях и пищевых сетях, а также зависят друг от друга для выживания.

Продуценты

Продуценты - это организмы, которые сами производят себе еду. Им не нужно брать питательные вещества у других организмов. Они получают свою энергию от солнца и производят из нее органические вещества посредством фотосинтеза. Продуценты относятся к автотрофам (организмы, которые синтезируют органические вещества из неорганических). Большинство продуцентов - это растения, но есть и микроорганизмы, которые производят питательные вещества с помощью фотосинтеза или хемосинтеза. Продуценты являются начальным звеном любой простой пищевой цепи. Если в качестве примера рассматривать экосистему африканской саванны, то к продуцентам относятся все растения, произрастающие в ней.

Консументы

Консументы - не производят питательные вещества самостоятельно. Они должны употреблять в пищу других животных или растения, чтобы получить энергию для поддержания жизнедеятельности. Консументы относятся гетеротрофами (организмы, которые не способны на синтез органических веществ из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Выделяют первичные (первого порядка) и вторичные (второго порядка) консументы. Первичные консументы являются следующим звеном в простой пищевой цепи. Это растительноядные, или травоядные животные. Они не едят других животных. В дополнение к антилопе, упомянутой ранее, к консументам первого порядка в африканской саванне также относятся слоны, буйволы, жирафы, зебры и др. животные.

В простой пищевой цепи вторичные консументы следуют сразу же за первичными. К ним относятся плотоядные или всеядные животные. Консументы второго порядка едят консументов первого порядка. Плотоядные животные питаются только мясом, в то время как всеядные употребляют и мясо, и растения. В дополнение к гепарду, к вторичным консументам в африканской саванне принадлежат львы и леопарды, которые охотятся на зебр, антилоп и др. травоядных животных.

Редуценты

Редуценты - это последнее звено в простой пищевой цепи. Их также называют деструкторы или сапротрофы. К ним относятся микроорганизмы и грибы, которые разрушают органический материал, перерабатывая его в неорганические и простейшие органические соединения. Если животное умирает, то его тело съедают редуценты. Они избавляются от всего, что больше не является живым, расщепляя органику на простые питательные вещества и возвращают их в почву. Затем эти вещества используются продуцентами, и цикл начинается снова. Примером редуцентов в африканской саванне служат бактерии и грибы, разлагающие останки мертвых животных и растений.

Вывод

Давайте подведем итог из вышеописанного! Продуценты, такие как деревья или трава, производят свои собственные питательные вещества посредством фотосинтеза и начинают этот цикл. Затем их съедают первичные консументы, не способные производить питательные вещества самостоятельно, например жирафы, антилопы или зебры. Далее лев, который относится к консументам второго порядка съедает, например, зебру. Когда лев умирают, его тело разлагают редуценты, возвращая в почву питательные вещества, чтобы снова начать круговорот веществ в экосистеме.

Фитофаги и плотоядные

Структура живого вещества экосистемы. Биотическая структура. Автотрофы и гетеротрофы

Экосистема. Признаки экосистемы

Гомеостаз экосистемы. Экологические сукцессии. Виды природных и антропогенных сукцессий. Понятия климакса, устойчивости и изменчивости экосистем.

Популяции в экосистеме.

Продуценты. Консументы I, II порядка. Детритофаги. Редуценты.

Фитофаги и плотоядные.

Структура живого вещества экосистемы. Биотическая структура. Автотрофы и гетеротрофы.

Экосистема. Признаки экосистемы.

Тема 3. Экосистема. Структура экосистем

Биопотребление. Численность населения и устойчивость биосферы

Понятия ноосферы и техносферы

Экосистема – это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды.

Экосистемами являются, например, муравейники, участок леса, территория фермы, кабина космического корабля, географический ландшафт или даже весь земной шар.

Между экосистемами, как и между биогеоценозами, обычно нет чётких границ, и одна экосистема постепенно переходит в другую. Большие экосистемы состоят из экосистем меньшего размера.

Экосистема муравейника входит в состав лесного биогеоценоза, а лесной биогеоценоз – часть географического ландшафта. Состав лесной экосистемы более сложный, в лесу совместно проживают представители многих видов животных, растений, грибов, бактерий. Связи между ними не столь тесны, как у муравьёв в муравейнике. Многие животные проводят в лесной экосистеме только часть времени.

Внутри ландшафта разные биогеоценозы связаны надземным и подземным движением воды, в которой растворены минеральные вещества. Наиболее интенсивно перемещается вода с минеральными веществами в пределах водосборного бассейна – водоёма (озера, реки) и примыкающих к нему склонов, с которых в этот водоём стекают надземные и подземные воды. В экосистему водосборного бассейна входят несколько разных экосистем – лес, луг, участки пашни. Организмы всех этих экосистем могут не иметь прямых взаимоотношений и связаны через подземные и надземные потоки воды, которые перемещаются к водоёму.

В пределах ландшафта переносятся семена растений, перемещаются животные. Нора лисы или логово волка находятся в одном биогеоценозе, а охотятся эти хищники на большой территории, состоящей из нескольких биогеоценозов.

Ландшафты объединяются в физико-географические районы (например, Русская равнина, Западно-Сибирская низменность), где разные биогеоценозы связаны общим климатом, геологическим строением территории и возможностью расселения животных и растений. Связи между организмами, включая человека, в экосистемах физико-географического района и биосферы осуществляются через изменение газового состава атмосферы и химического состава водоёмов.

Наконец, все экосистемы земного шара связаны через атмосферу и Мировой океан, в который поступают продукты жизнедеятельности организмов, и составляют единое целое – биосферу.

В состав экосистемы входят:

1) живые организмы (их совокупность можно назвать биоценозом или биотой экосистемы);

2) неживые (абиотические) факторы – атмосфера, вода, питательные элементы, свет;

3) мёртвое органическое вещество – детрит.

Особое значение для выделения экосистем имеют трофические, т.е. пищевые взаимоотношения организмов, регулирующие всю энергетику биотических сообществ и всей экосистемы в целом.

Прежде всего, все организмы делятся на две большие группы – автотрофов и гетеротрофов.

Автотрофные организмы используют неорганические источники для своего существования, тем самым создавая органическую материю из неорганической. К таким организмам относятся фотосинтезирующие зелёные растения суши и водной среды, синезелёные водоросли, некоторые бактерии за счёт хемосинтеза и др.

Гетеротрофные организмы потребляют только готовые органические вещества. К ним относятся все животные и человек, грибы и др. гетеротрофы, потребляющие мёртвую органику, называются сапротрофами (например, грибы), а способные жить и развиваться в живых организмах за счёт живых тканей – паразитами (например, клещи).

Поскольку организмы достаточно разнообразны по видам и формам питания, то они вступают между собой в сложные трофические взаимодействия, тем самым выполняя важнейшие экологические функции в биотических сообществах. Одни из них производят продукцию, другие потребляют, третьи преобразуют её в неорганическую форму. Их называют соответственно: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты– производители продукции, которой потом питаются все остальные организмы – это наземные зелёные растения, микроскопические морские и пресноводные водоросли, производящие органические вещества из неорганических соединений.

Редуценты (деструкторы) – восстановители. Они возвращают вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений и элементов (например, на CO₂, NO₂ и H₂O). Возвращая в почву или в водную среду биогенные элементы, они тем самым, завершают биохимический круговорот. Это делают в основном бактерии, большинство других микроорганизмов и грибы. Функционально редуценты – это те же консументы, поэтому их часто называют микроконсументами.

А.Г. Банников (1977) полагает, что и насекомые также играют важную роль в процессах разложения мёртвой органики и в почвообразовательных процессах.

Микроорганизмы, бактерии и другие более сложные формы в зависимости от среды обитания подразделяют на аэробные, т.е. живущие при наличии кислорода, и анаэробные – живущие в бескислородной среде.

Все живые организмы по способу питания разделяются на две группы:

автотрофы (от греч. аутос – сам и трофо – питание);

гетеротрофы (от греч. гетерос – другой).

Автотрофы используют неорганический углерод (неорганические источники энергии) и синтезируют органические вещества из неорганических, это – продуценты экосистемы. По источнику (используемой) энергии они, в свою очередь, также делятся на две группы:

Фотоавтотрофы – для синтеза органических веществ используют солнечную энергию. Это зелёные растения, имеющие хлорофилл (и другие пигменты) и усваивающие солнечный свет. Процесс, при котором происходит его усвоение, называется фотосинтезом.

(Хлорофилл – зелёный пигмент, обуславливающий окраску хлоропластов растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза.

Хоропласты – зелёные пластиды, которые встречаются в клетках растений и некоторых бактерий. С их помощью происходит фотосинтез.)

Хемоавтотрофы – для синтеза органических веществ используют химическую энергию. Это серобактерии и железобактерии, получающие энергию при окислении соединений серы и железа (хемосинтез). Хемоавтотрофы играют значительную роль только в экосистемах подземных вод. Их роль в наземных экосистемах сравнительно невелика.

Гетеротрофы используют углерод органических веществ, которые синтезированы продуцентами, и вместе с этими веществами получают энергию. Гетеротрофы являются консументами (от лат. консумо – потребляю), потребляющими органическое вещество, и редуцентами, разлагающими его до простых соединений.

Существует несколько групп консументов: фитофаги, зоофаги, паразиты, симбиотрофы, детритофаги.

Фитофаги (растительноядные). К ним относятся животные, которые питаются живыми растениями. Среди фитофагов есть и небольшие животные, такие как тля или кузнечик, и гиганты, такие как слон. К фитофагам относятся почти все сельскохозяйственные животные: коровы, лошади, овцы, кролики. Есть фитофаги среди водных организмов, например, рыба белый амур, поедающий растения, которыми зарастают оросительные каналы. Важные фитофаг – бобр. Он питается ветками деревьев, а из стволов сооружает плотины, регулирующие водный режим территории.

Зоофаги (хищники, плотоядные). Зоофаги разнообразны. Это и мелкие животные, питающиеся амёбами, червями или рачками. И крупные, такие, как волк. Хищники, питающиеся более мелкими хищниками, называются хищниками второго порядка. Есть растения-хищники (росянка, пузырчатка), которые используют в пищу насекомых.

Паразиты. Это разные животные (черви, насекомые, клещи), грибы, бактерии, вирусы, реже – растения (заразиха, повилика, омела и др.), которые живут за счёт организма-хозяина. Хозяином может быть растение или животное (включая человека). Паразит обычно не убивает хозяина, как хищник жертву, а поселяется на нём (или внутри него) и долго использует его для питания. Паразиты могут снижать продолжительность жизни хозяина, его упитанность и плодовитость.

Симбиотрофы. Это бактерии и грибы, которые питаются корневыми выделениями растений. Симбиотрофы очень важны для жизни экосистемы. Нити грибов, опутывающие корни растений, помогают всасыванию воды и минеральных веществ. Бактерии-симбиотрофы усваивают газообразный азот из атмосферы и связывают его в доступные растениям соединения (аммиак, нитраты). Этот азот называется биологическим (в отличие от азота минеральных удобрений).

К симбиотрофам относятся и микроорганизмы (бактерии, одноклеточные животные), которые обитают в пищеварительном тракте животных-фитофагов и помогают им переваривать пищу. Такие животные, как корова, без помощи симбиотрофов не способны переварить поедаемую траву.

Детритофаги – организмы, питающиеся мёртвым органическим веществом. Это многоножки, дождевые черви, жуки-навозники, раки, крабы, шакалы и многие другие.

Некоторые организмы используют в пищу как растения, так и животных и даже детрит, и относятся к эврифагам (всеядным) – медведь, лиса, свинья, крыса, курица, ворона, тараканы. Эврифагом является и человек.

Редуценты – организмы, которые по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как они тоже питаются мёртвым органическим веществом. Однако редуценты – бактерии и грибы – разрушают органические вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Для переработки трупов редуцентам нужно время. Поэтому в экосистеме всегда есть детрит – запас мёртвого органического вещества. Детрит – это опад листьев на поверхности лесной почвы (сохраняется 2 – 3 года), ствол упавшего дерева (сохраняется 5 – 10 лет), гумус почвы (сохраняется сотни лет), отложения органического вещества на дне озера – сапропель – и торф на болоте (сохраняется тысячи лет). Наиболее долго сохраняющимся детритом являются каменный уголь и нефть.

На рис. показана структрура экосистемы, основу которой составляют растения – фотоавтотрофы, а в таблице приведены примеры представителей разных трофических групп для некоторых экосистем.

Рис. Структура экосистемы

Органические вещества, созданные автотрофами, служат пищей и источником энергии для гетеротрофов: консументы-фитофаги поедают растения, хищники первого порядка – фитофагов, хищники второго порядка – хищников первого порядка и т.д. Такая последовательность организмов называется пищевой цепью, её звенья расположены на разных трофических уровнях (представляют разные трофические группы).

Трофический уровень – это место каждого звена в пищевой цепи. Первый трофический уровень – это продуценты, все остальные – консументы. Второй трофический уровень – это растительноядные консументы; третий – плотоядные консументы, питающиеся растительноядными формами; четвёртый – консументы, потребляющие других плотоядных и т.д. следовательно, можно и консументов разделить по уровням: консументы первого, второго, третьего и т.д. порядков (рис.).

Рис. Пищевые взаимосвязи организмов в биогеоценозе

Чётко распределяются по уровням лишь консументы, специализирующиеся на определённом виде пищи. Однако есть виды, питающиеся мясом и растительной пищей (человек, медведь и др.), которые могут включаться в пищевые цепи на любом уровне.

На рис. приведено пять примеров пищевых цепей.

Рис. Некоторые пищевые цепи в экосистемах

Две первые пищевые цепи представляют естественные экосистемы – наземные и водные. В наземной экосистеме цепь замыкают такие хищники, как лиса, волк, орлы, питающиеся мышами или сусликами. В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная в основном водорослями, переходит к мелким консументам – рачкам-дафниям, далее к мелким рыбам (плотва) и, наконец, к крупным хищникам – щуке, сому, судаку. В сельскохозяйственных экосистемах пищевая цепь может быть полной – при разведении сельскохозяйственных животных (третий пример), или укороченной, когда выращиваются растения, непосредственно использующиеся человеком в пищу (четвёртый пример).

Приведённые примеры упрощают действительную картину, так как одно и то же растение может быть съедено разными травоядными животными, а они, в свою очередь, стать жертвами разных хищников. Лист растения могут съесть гусеница или слизень, гусеница может стать жертвой жука или насекомоядной птицы, которая может заодно склевать и самого жука. Жук может стать также жертвой и паука. Поэтому в реальной природе складываются не пищевые цепи, а пищевые сети.

При переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к фитофагам, от фитофагов к хищникам первого порядка, от хищников первого порядка к хищника второго порядка) с экскрементами и затратами на дыхание теряется примерно 90 % энергии. Кроме того, фитофаги съедают только около 10 % биомассы растений, остальная часть пополняет запас детрита и затем её разрушают редуценты. Поэтому вторичная биологическая продукция в 20 – 50 раз меньше, чем первичная.

Рис. Основные типы экосистем