Трофическая структура биоценоза. Продуценты, консументы и редуценты

1.

Трофическую структуру биоценоза
образуют 3 экологические группы
организмов: продуценты, консументы и
редуценты

2.

Продуценты – (=автотрофы) организмы, способные
синтезировать органические вещества из
неорганических.
Консументы — гетеротрофные организмы,
потребляющие готовые органические вещества ,
создаваемые продуцентами.Консументы не способны
разлагать органические вещества до неорганических.
Редуценты — микроорганизмы (бактерии и грибы),
разрушающие отмершие остатки живых существ,
превращая их в неорганические и простейшие
органические соединения.

3.

Функциональная структура экосистемы
Автотрофы – гетеротрофы
Продуценты – консументы – редуценты (трофические уровни)

4.

Продуценты
Фототрофы
Организмы, для которых
источником энергии
служит солнечный свет
(фотоны, благодаря
которым появляются
доноры, или источники
электронов), называются
фототрофами. Такой тип
питания носит название
фотосинтеза.
Хемотрофы
Остальные организмы в качестве
внешнего источника энергии
(доноров, или источников
электронов) используют энергию
химических связей пищи или
восстановленных неорганических
соединений — таких, как
сероводород, метан, сера,
двухвалентное железо и др.

5.

В сообществах гетеротрофы —
это консументы различных порядков и редуценты.
Биофаги
Сапрофаги
Фитофаги (консументы I порядка)
Хищники (консументы II порядка)
Суперхищники (иногда называют консументы III порядка)

6.

Пищевая цепь в океане
II
II-III
I
III-IV
IV-V

7.

Пищевая (энергетическая) пирамида

8.

Пищевые пирамиды:
1) Пирамиды чисел;
2) Пирамиды биомасс;
3) Пирамиды энергии.

9.

Пищевые цепи
Пастбищные (цепи хищников)
В пастбищной трофической цепи (цепь
выедания) основу составляют
автотрофные организмы, затем идут
потребляющие их растительноядные
животные (например, зоопланктон,
питающийся фитопланктоном), потом
хищники (консументы) 1-го порядка
(например, рыбы, потребляющие
зоопланктон), хищники 2-го порядка
(например, щука, питающаяся другими
рыбами). Особенно длинны трофические
цепи в океане, где многие виды
(например, тунцы) занимают место
консументов 4-го порядка.
Детритные
В детритных трофических цепях (цепи
разложения), наиболее
распространенных в лесах, большая
часть продукции растений не
потребляется непосредственно
растительноядными животными, а
отмирает, подвергаясь затем
разложению сапротрофными
организмами и минерализации. Таким
образом, детритные трофические цепи
начинаются от детрита (органических
останков), идут к микроорганизмам,
которые им питаются, а затем к
детритофагам и к их потребителям —
хищникам. В водных экосистемах часть
продукции растений и животных также
поступает в детритные трофические
цепи.

10.

Устойчивость экосистемы
Экосистема может быть описана комплексной схемой прямых и обратных
связей, поддерживающих гомеостаз системы в некоторых пределах
параметров окружающей среды. Таким образом, в некоторых пределах
экосистема способна при внешних воздействиях поддерживать свою
структуру и функции относительно неизменными. Обычно выделяют два типа
гомеостаза: резистентный — способность экосистем сохранять структуру и
функции при негативном внешнем воздействии (см. Принцип Ле Шателье —
Брауна) и упругий — способность экосистемы восстанавливать структуру и
функции при утрате части компонентов экосистемы. В англоязычной
литературе используются сходные понятия: локальная устойчивость —
англ. local stability (резистентный гомеостаз) и общая устойчивость —
англ. global stability (упругий гомеостаз)

11.

Переход вещества и
энергии с одного
трофического уровня на
другой связан с
потерями. Считается,
что на каждом
последующем уровне
усваивается лишь
10% энергии
предыдущего уровня.
Эта
закономерность
получила
название
правила 10-ти % (правило Линдемана).

12.

Продуктивность – это способность живых
организмов и экосистемы в целом производить
органическое вещество. Измеряется в количестве
продукции, образуемой на единице земной
поверхности за единицу времени (г/м2·год или
ккал/м2·год).
Первичная
продукция
–
результат
фотосинтеза растений, а также фотосинтеза и
хемосинтеза бактерий.

13.

Общее количество энергии, связываемой в
органическом
веществе
продуцентами
–
валовая первичная продукция (ВПП).
Чистая первичная продукция представляет
собой разность между ВПП и затратами на
дыхание (Д): ЧПП = ВПП – Д.
Вторичная
продукция
–
продукция
животных. Ее учет еще более сложен. Это
связано с особенностями животных: они растут до
определенного возраста, затем энергия тратится
на дыхание и размножение.

14.

Первичная продуктивность экосистем Земли

15.

Биом – совокупность экосистем одной природноклиматической зоны. Или более крупная, чем
биоценоз, биосистема, включающая в себя множество
тесно связанных биоценозов. Или «крупная
региональная или субконтинентальная биосистема,
характеризующуюся каким-либо основным типом
растительности или другой характерной особенностью
ландшафта» (Ю.Одум).
Существует несколько классификаций биомов,
включающих от 10 до 32 типов. Распределение биомов
происходит по принципу широтной и вертикальной
зональностей.
Примеры крупных биомов:
Сухие субтропики (Крым).
Влажные субтропики на (Кавказское побережье
Черного моря).
Тропические болота (Эверглейдс, штат Флорида, США)

16.

Биосфера,
по
В.И.
Вернадскому,
это
оболочка
Земли,
в
пределах
которой
существует жизнь.
Большинство ученых в
качестве
верхней
теоретической
границы
биосферы
указывают озоновый
слой, средняя высота
которого
составляет
25 км. Выше живые
организмы
погибают
от
жесткого
космического
излучения, хотя споры
бактерий
обнаруживали и на
высоте до 70 км.

17.

Основные характеристики биосферы.
1. Биосфера обладает свойством гомеостаза –
поддержания
постоянства
физических
и
химических
параметров среды.
2. Биосфера имеет мозаичное и иерархическое строение
– состоит из экосистем различного типа и ранга.
3. Важной характеристикой биосферы является
биологическая миграция элементов и их биологический
круговорот.
4. Живые организмы заполняют все пригодные для жизни
среды. Эта закономерность отражает «всюдность жизни».
5. Относительный баланс процессов образования
органического вещества в биосфере и его разложения
обеспечивает постоянство количества живого вещества.

18.

Постоянство биомассы и состава живого
вещества на Земле обеспечивается балансом
процессов биосинтеза и разложения (распада)
органического вещества, а также биогенной
миграцией
химических
элементов
–
биогеохимическими циклами.
Основным
законом
геохимии
биосферы
является закон биогенной миграции В.И.
Вернадского: «миграция химических элементов
на земной поверхности и в биосфере в целом
осуществляется
или
при
непосредственном
участии живого вещества (биогенная миграция),
или же она протекает в среде, геохимические
особенности
которой
обусловлены
живым
веществом, как тем, которое в настоящее время
населяет
биосферу,
так
и
тем,
которое
действовало
на
Земле
в
течение
всей
геологической истории».

19.

20.

Редуценты
Фосфор в
живых
организмах
Поглощение
Отложение
РО43- в почве,
пресной воде,
океане
Фосфаты
горных
пород
Эрозия

21.

Атмосферный
N2
А
з
о
т
ф
и
к
с
а
ц
и
я
Биологическая
фиксация:
клубеньковые
бактерии
Rhizobium, с.-з.
водоросли
Anabaena, Nostoc;
свободноживущие
Azotobacter,
Clostridium
Растения,
микробы
Мертвая органика
Промышленная
фиксация
Восстановление
в расте-ниях
Молнии, промышленная
фиксация
Животные
Thiobacillus
Бактерии,
denitrificans,
Аммонификация: актиномицеты,
Pseudomonas
грибы
denitrificans,
Micrococcus
NH , NH +
3
4
Nitrosomonas
NO2-
Нитрификация
Nitrobacter
NO3-
Д
е
н
и
т
р
и
ф
и
к
а
ц
и
я

22.

поглощение
SO42-
Сера в
организмах
(S-Hгруппы)
Анаэробные
редуценты
аэробные
редуценты
Анаэробные сульфатредуцирующие
бактерии Desulfovibrio
Окисление спонтанное или
серобактериями
Chromatium
S
Окисление
(Thiobacillus)
H2S