Что такое организм в экологии
Основные понятия экологии
Понятие – это форма мышления, отражающая существенные связи и отношения предметов и явлений материального мира в их противоречии и развитии. Понятия сложились в процессе исторического развития познания на основе общественной практики людей. Понятия в экологии отражают, или отображают структурные и функциональные характеристики живых организмов и среды их обитания, а также взаимоотношения между ними.
К числу основных понятий экологии относятся:
— сообщество, или биоценоз;
— экосистема, или биогеоценоз;
— биосфера, или экосфера;
— среда обитания и факторы среды, или экологические факторы;
— поток энергии и круговорот веществ;
Организм – это одна из форм существования жизни на Земле, наряду с геном, клеткой, органом, популяцией, сообществом. В экологии организм (синоним «особь, индивидуум») рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой путем приспособления, или адаптации, к ней. Этому способствуют такие свойства организма, как способность к движению, раздражимость, рост, развитие, размножение и наследственность. Постоянство внутренней среды организмов и их самовозобновляемость поддерживается с помощью обмена веществ, или метаболизма, осуществляемого путем множества химических реакций.
В настоящее время на Земле насчитывается, по разным оценкам, от 2,5 до 5 млн. различных организмов. Преобладают среди них животные организмы.
Популяция – это исторически сложившаяся естественная совокупность особей одного вида, на протяжении длительного времени населяющая определенное пространство, и образующая самостоятельную генетическую и экологическую систему.
Выделяют структурные (статистические) и функциональные (динамические) характеристики популяции. К первым относятся численность и плотность (биомасса) населения, пространственное распределение особей, возрастной, размерный, половой состав, экологические особенности организмов и т.д.
К числу основных функциональных характеристик популяции относятся рождаемость и смертность, которые определяют ее демографический состав и динамику численности (рост популяции).
Сообщество – это более высокий уровень организации жизни, чем популяция. Последняя является составной частью сообщества. Под сообществом понимают совокупность разных видов организмов совместно населяющих некоторое естественное пространство и представляющих функциональное единство.
Нередко в качестве синонима сообщества используется название биоценоз. Понятие сообщества в определенной мере условно, так как вне среды их обитания организмы жить не могут. Фактически в природе существуют экосистемы.
Универсальной формой существования жизни является экосистема. Она не ограничивается какими-то признаками ранга, размера, сложности или происхождения. Экосистемы могут быть естественными (природными) или искусственными. В силу своей универсальности экосистема является основным объектом экологии. Понятие «экосистема» впервые ввел в 1935 г. английский ботаник А.Тенсли.
Академик В.Н. Сукачев предложил для определения продуцирующей экосистемы термин биогеоценоз(от греч. биос – жизнь, гео – Земля, ценоз –сообщество), который включает совокупность живых и неживых компонентов в их взаимосвязи. Таким образом, биоценоз и экосистема не являются синонимами.
Биогеоценоз– экосистема в границах фотосинтеза. Совокупность неживых факторов среды он определил как экотоп,который состоит из:
— климата, т.е. сочетания физических характеристик (освещенность, давление, температура, ветер, течения и др.) среды обитания организмов;
— эдафотопа – участка среды, однородного по (почвеyнногрунтовым) условиям, т.е. условий среды, создаваемых почвой;
Совокупность живых факторов В.Н. Сукачев определил как биоценоз, состоящий из:
— фитоценоза – организмов, продуцирующих биохимические вещества для самих себя и всех других живых организмов;
— зооценоза – организмов (включая человека), употребляющих животную или растительную пищу;
— микробоценоза – организмов, минерализирующих органические отходы.
Структура биогеоценоза представлена на рис. 2.1.
За счет функциональных связей, по которым передается вещество, энергия и информация внутри компонентов экосистемы и происходит обмен ее с внешней средой, осуществляется саморегуляция и самосохранение биогеоценоза (экосистемы).
Важным следствием иерархической организации экосистем является то, что по мере их объединения в более крупные функциональные единицы возникают новые свойства, отсутствующие на предыдущих ступенях.
К числу основных характеристик экосистемы относятся размер, устойчивость, способность к самовосстановлению и самоочищению.
Размер экосистемы– пространство, в котором возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления всех составляющих экосистему элементов.
Устойчивость экосистемы – способность сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних или внутренних факторов.
Самовосстановление экосистемы– самостоятельный возврат к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных и антропогенных факторов.
Самоочищение экосистемы – естественное разрушение загрязнителя в среде в результате процессов, происходящих в экосистеме.
Экосистемы принято классифицировать по биомному или энергетическим признакам.
Биомная классификация экосистемоснована на преобладающем типе растительности в крупных регионах. В водных местообитаниях, где растительность малозаметна, выделение экосистем производят по главным физическим чертам среды, например «стоячая вода», «текущая вода» и т.
Живые организмы и Экология
Представление о биосфере позволяет увидеть жизнь как сплошной, непрерывный во времени и пространстве поток, в котором беспрестанно преобразуются вещество, энергия и информация. Однако и здесь мы в очередной раз сталкиваемся с диалектическим противоречием — формой существования и эволюции этого непрерывного потока являются дискретные, ограниченные в пространстве и времени, выделенные из окружающей среды образования — отдельные живые организмы.
Каждый живой организм — это сгусток, в котором концентрируются вещество, энергия и информация. Их запасы организм пополняет из окружающей среды, в которой они находятся в более рассеянном и менее упорядоченном виде.
Живой организм перерабатывает эти ресурсы, переводя их в качественно новое, более организованное состояние. Взаимодействие организма с окружающей средой, и прежде всего с другими организмами, есть несущая конструкция того потока жизни, которым охвачена поверхность нашей планеты.
Если посмотреть теперь на живой организм с точки зрения его внутреннего устройства, то опять можно обнаружить противоречие: с одной стороны, существуют общие, единые для всех организмов законы их строения, функционирования и развития, а с другой — каждый организм уникален по характерному для него набору генов, следовательно, и по специфике тех биохимических процессов, которые контролируются генами, и, далее,— по чертам строения, поведения и т. д., определяемым взаимодействием генетической программы живого организма и условий его обитания. (Исключением из этого правила уникальности являются клоны — генетически идентичные копии, происходящие от одной материнской клетки.
Размножение путем клонирования в естественных условиях наблюдается лишь у простейших организмов. Что касается высших организмов, то в настоящее время получение их клонов искусственным путем, методами генной инженерии, стало одним из направлений биотехнологических исследований.) Каждая отдельная жизнь, хотя она и включена в единый необозримый поток жизни, случается всего лишь один раз, она неповторима, в чем-то отлична от любой другой и невосполнима.
Всякая индивидуальная жизнь конечна, и в этом заключен глубокий смысл, ибо она, во-первых, дает начало новым жизням и, во-вторых, с течением времени уступает им дорогу. Бесконечная продолжительность жизни отдельного живого организма закрывала бы возможность для порождения и отбора новых форм, то есть для эволюционного ее развития. Конечный же организм, хотя сам по себе он индивидуален и даже уникален, можно уподобить эксперименту, который проводит сама жизнь: она порождает бесчисленные вариации, при этом сохраняя и распространяя те из них, которые лучше приспособлены к меняющимся условиям среды обитания.
Основным источником этих вариаций служат комбинирование генов, которые при оплодотворении исходят от каждого из родителей (в случае полового размножения), и, главное, мутации — изменения генов, происходящие под действием самых разнообразных причин (известно, например, что частота мутаций возрастает при повышении уровня радиоактивности или под влиянием некоторых химических соединений). Существенно то, что мутации носят ненаправленный характер, то есть не ведут к так называемой «адекватной изменчивости», которая автоматически делала бы их носителей более приспособленными к окружающим условиям.
В этом смысле их называют случайными. Подавляющее большинство мутаций являются вредными, либо вообще блокируя развитие жизнеспособного организма, либо порождая уродливые и малоприспособленные к среде формы. И тем не менее из того материала, который поставляют мутации, биологическая эволюция путем отбора выискивает новые, более приспособленные к условиям обитания и более жизнеспособные организмы. А чем более жизнеспособен организм, тем у него большая вероятность оставить жизнеспособное потомство, в котором свойства, обеспечивающие возрастание жизнеспособности, будут закреплены уже генетически. Так сочетание самых разных факторов, действующих независимо друг от друга, случайным образом, порождает в качестве необходимого результата новые формы живого.
К числу наиболее характерных отличительных особенностей живой материи, как правило, относят удивительное, превосходящее все возможности нашего воображения, поистине неисчислимое многообразие форм, в которых она существует. Кажется, в живом мире природа использует всю палитру цветов, контрастов, оттенков и переходов, любые мыслимые и немыслимые сочетания геометрических фигур и размеров, звуков и запахов, бесконечный диапазон внешних условий, пригодных для обитания различных видов организмов. Это многоцветье и пестрота питает не только чувства человека, но и его разум, побуждая искать единство в многообразии, постоянное в изменяющемся.
Стремление классифицировать и упорядочить разнообразие живого — один из важных побудительных импульсов биологического познания. Современная биология рассматривает само это разнообразие как необходимое для существования и продолжения жизни.
Экология — отрасль биологии, изучающая взаимоотношения живых организмов со средой их обитания — позволяет выявить сложные, многократно переплетающиеся цепи зависимостей, которые стягивают различные виды в единое целое — биосферу, если говорить обо всей жизни на планете, или биоценоз применительно к определенному участку земной поверхности.
Живая природа во многих отношениях является учителем человечества, в том числе и в умении создавать безотходные или малоотходные технологии: продукты жизненной активности одних видов утилизируются, используются другими видами организмов. В рамках целого каждый вид занимает отведенное ему место — он живет, потребляя то, что производят другие виды, и вместе с тем его жизненный процесс выступает как необходимое условие для существования многих других видов.
И здесь можно отчетливо видеть, как научное познание жизни воздействует на восприятие ее человеком. Современное развитие экологии помогает осознавать узость и ограниченность, относительность разделения биологических видов на полезные и вредные для человека. Не раз уже выяснялось, что виды, вредные в каком-то отношении, при более детальном рассмотрении оказываются весьма ценными в других отношениях. Увы, порой это становится понятным только после того, как чрезвычайно интенсивное истребление «вредных» видов приводит к плачевным результатам, прямо противоположным тому, что было задумано. Массовое уничтожение какого-то одного вида может повлечь за собой цепную реакцию непредвиденных последствий, вплоть до деградации биоценоза в целом.
Экология, таким образом, не только позволяет с особой остротой ощутить ценность всякой жизни, но и вызывает серьезные изменения в стратегии природопользования. Особенно перспективными в этом отношении представляются такие методы (преимущественно биологические) борьбы с «вредными» видами, которые направлены не столько на истребление этих видов, сколько на то, чтобы свести к минимуму приносимый ими конкретный вред.
В свое время В. И. Вернадский писал: «Яркая, вечно изменчивая, полная красок, случайностей, не поддающаяся нашему чувству разнообразия живая природа, в сущности, построена на мере и на числе. Она согласована в своих тончайших проявлениях и по существу является частью единого стройного целого, единой структуры — организованности». Эти слова примечательны как тем, что они наглядно демонстрируют тесную связь, переплетение в научном мышлении эстетического и познавательного отношения к живому, так и тем, что в них отчетливо выражено стремление научного мышления измерить и исчислить разнообразие живого, выявить лежащую в основе этого разнообразия организованность — еще одну фундаментальную характеристику живого.
Потребляя в процессах своего функционирования и развития из окружающей среды вещество, энергию и информацию, живой организмупорядочивает материю, переводит ее из менее организованного состояния в более организованное. Такая же работа самоорганизации осуществляется и на всех других уровнях живого — от молекулы и клетки до биосферы в целом. Биологическая организованность проявляется и в повсеместном распространении в мире живого правильных, пространственно упорядоченных структур и конфигураций, и во временной согласованности химических реакций, обменных процессов, схем поведения организмов и, наконец, взаимодействий между видами и популяциями.
Конечно, в живой природе беспрестанно происходят процессы, ведущие не только к повышению, но и к понижению уровня организованности,— процессы отмирания, распада, разложения и т. п., то есть деградации органической материи. Эти процессы являются необходимым и закономерным звеном в общем круговороте биосферы, в которой, однако, в целом преобладает тенденция к поддержанию и повышению уровня организованности. Таким образом, в целом можно охарактеризовать жизнь как борьбу организованности, порядка с хаосом. Такие воззрения, заметим кстати, были не чужды и античным философам-диалектикам.
Экология: организмы и среды их обитания, деятельность организмов, экологические факторы и ресурсы
ЧТО ИЗУЧАЕТ ЭКОЛОГИЯ
В последнее время слово «экология» стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин используют в сочетании с такими словами, как «общество», «семья», «культура», «здоровье». Неужели экология столь обширная наука, что способна охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством? Можно ли дать конкретный ответ на вопрос — что же изучает эта наука?
С первых шагов своего развития человек неразрывно связан с природой. Он всегда находился в тесной зависимости от растительного и животного мира, от их ресурсов и был вынужден повседневно считаться с особенностями распределения и образа жизни зверей, рыб, птиц и др. Конечно, представления древнего человека об окружающей среде не носили научного характера и были не всегда осознанными, но с течением времени именно они послужили источником накопления экологических знаний.
Уже в самых древних рукописях не только упоминаются различные животные и растения, но приведены и некоторые сведения об их образе жизни, о значении окружающей среды обитания для организмов, в том числе и для человека.
Термин экология был предложен в 1866 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем. Слово «экология» (от греч. ойкос — дом, жилище, родина и логос — наука) означает дословно «наука о доме, о месте своей жизни». В более общем смысле экология — это наука, изучающая взаимоотношения организмов с окружающей их средой обитания (в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).
В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в XX в. А по-настоящему большое значение экологии как науки стали понимать недавно. Этому есть объяснение, которое связано с тем, что рост численности населения Земли и усиливающееся воздействие на природную среду поставили человека перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа. Экология как раз и изучает эти проблемы.
Идеи экологии как фундаментальной научной дисциплины имеют очень важное значение. И если мы признаём актуальность этой науки, нам надо научиться правильно пользоваться ее законами, понятиями, терминами. Ведь они помогают людям определять свое место в окружающей их среде, правильно и рационально использовать природные богатства.
Во второй половине XX в. происходит своего рода «экологизация» современных наук. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не только наносит вред окружающей среде, но, воздействуя на нее негативно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.
Если в период своего возникновения экология в основном изучала взаимоотношения организмов со средой и была составной частью биологии, то современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук. Среди них прежде всего биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура.
В настоящее время в экологии выделяют такие научные отрасли, как популяционная экология, географическая экология, химическая экология, промышленная экология, экология растений, животных, человека. В основе всех направлений современной экологии лежат фундаментальные биологические идеи об отношениях живых организмов с окружающей их средой.
Следовательно, результаты нашей деятельности можно предвидеть, только всесторонне проанализировав ее влияние на природу. Для экологического анализа необходимо привлечь знания различных наук, чтобы понять, каким образом происходит воздействие человека на окружающую среду, и найти те пределы изменения условий, которые позволяют не допускать экологического кризиса. Таким образом, экология становится теоретической основой для рационального использования природных ресурсов.
Современная экология — универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология — наука будущего, и возможно, само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки.
ОРГАНИЗМЫ И СРЕДЫ ИХ ОБИТАНИЯ
СРЕДЫ ЖИЗНИ
Поверхность Земли (ее суша, воды) и окружающее воздушное пространство, населенные живыми организмами, образуют биосферу, то есть область жизни. Биосфера — закономерный продукт эволюции Земли, в преобразованиях которой живое вещество играет огромную роль. К такому выводу пришел Владимир Иванович Вернадский. Исследуя химический состав и химическую эволюцию земной коры, он доказал, что они не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учета роли живого вещества в геохимической миграции атомов.
Биосфера характеризуется многообразием природных условий, зависящих от географической широты, рельефа местности, от сезонных изменений климата. Но основной источник разнообразия биосферы — это деятельность самих живых организмов.
Между организмами и окружающей их неживой природой происходит непрерывный обмен веществ, и поэтому в каждый данный момент различные участки суши и моря отличаются друг от друга по физическим и химическим показателям.
В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и среду, образуемую самими живыми организмами.
Вода служит средой обитания многих организмов. Из водной среды они получают необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Водные организмы приспособлены к главным особенностям водной среды в своих способах движения, дыхания, питания и размножения.
Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, требует более высокого уровня организации живого.
Наиболее важным фактором жизни пребывающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо меньше плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани — внутренний и наружный скелет. Формы движения наземных животных крайне разнообразны, например бег, прыжки, ползание, полет. По воздуху передвигаются птицы и летающие насекомые. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.
Почва — верхний слой суши, образованный минеральными частицами, переработанными жизнедеятельностью живых существ. Это важный и очень сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями. Жизнь почвы необычайно богата. Некоторые организмы проводят в почве всю жизнь, другие — часть жизни. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и дышащие воздухом организмы. Огромную роль играет почва в жизни растений.
Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов. Очевидно, что жизнь внутри другого организма характеризуется большим постоянством по сравнению с жизнью в открытой среде. Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. Взамен органов чувств или органов движения у них возникают приспособления (часто весьма изощренные) для удержания себя в теле хозяина и эффективного размножения.
СРЕДООБРАЗУЮЩАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМОВ
Живые организмы не только испытывают влияние со стороны окружающей их среды, но сами активно влияют на среду своего обитания. В результате жизнедеятельности физические и химические свойства среды (газовый состав воздуха и воды, структура и свойства почвы, даже климат местности) могут заметно меняться.
Наиболее простым влиянием жизни на среду является механическое воздействие. Строя норы, прокладывая ходы, животные сильно изменяют свойства грунта. Почва изменяется и под действием корней высших растений, она уплотняется, становясь менее подверженной разрушению потоками воды или ветром.
Живущие в толще воды мелкие рачки, личинки насекомых, моллюски, многие рыбы имеют своеобразный тип питания — фильтрацию. Постоянно пропуская воду через ротовой аппарат, эти животные непрерывно отцеживают из нее пищевые частицы, содержащиеся в твердых взвесях. Эта деятельность оказывает огромное воздействие на качество вод. Ее можно сравнить с гигантским фильтром, ведущим постоянную очистку природных вод.
Однако влияние механического воздействия гораздо слабее воздействия организмов на физические и химические свойства среды. Наибольшая роль здесь принадлежит зеленым растениям, благодаря которым формируется химический состав атмосферы. Фотосинтез является главным поставщиком кислорода в атмосферу, обеспечивая тем самым жизнь многочисленным организмам, включая и человека.
Растения перемещают огромные массы воды и растворенных в ней веществ снизу вверх из почвенного раствора — в корни, стебли, листья. Живые организмы оказываются важнейшим звеном в глобальном переносе химических элементов — постоянно происходящем в биосфере круговороте веществ.
Организмы оказывают решающее влияние на состав и плодородие почв. Благодаря их деятельности, в частности переработке организмами мертвых корней, опавших листьев, иных омертвевших тканей, в почве образуется особое вещество — гумус. В его образовании участвует огромное число организмов: бактерий, грибов, простейших клещей, многоножек, дождевых червей, насекомых и их личинок, пауков, моллюсков, кротов и других землероев. Питаясь, они не только преобразуют мертвое органическое вещество в гумус, но и перемешивают его, соединяют его с минеральными частицами, формируя тем самым почвенную структуру.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. УСЛОВИЯ СРЕДЫ
Экологическими факторами называют любые внешние факторы, оказывающие прямое или опосредованное влияние на численность (обилие) и географическое распространение животных, растений и других обитателей нашей планеты.
Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяют на три большие группы — абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы — это факторы неживой природы, прежде всего климатические: солнечный свет, температура, влажность воздуха, и местные: рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т. д. Эти факторы могут влиять на организм прямо, то есть непосредственно, например свет и тепло; либо косвенно, например рельеф, что обусловливает действие прямых факторов — освещенности, увлажнения, ветра и прочих.
Биотические факторы — это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга (например, опыление растений насекомыми, поедание одних организмов другими, конкуренция между ними за те или иные виды ресурсов — пищу, пространство, свет и т. д., паразитизм и многое другое). Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными. Различные формы этих факторов рассматриваются в главе 3.
Антропогенные факторы — это те формы деятельности человека, которые, воздействуя на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. Одним из наиболее важных антропогенных факторов является загрязнение.
Условиями среды, или экологическими условиями, называют изменяющиеся во времени и пространстве абиотические факторы среды, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы. Условия среды налагают определенные ограничения на организмы. Наиболее важные факторы, определяющие условия всех сред, — температура, влажность и свет.
Если нарисовать на графике кривую, характеризующую скорость того или иного процесса (дыхания, движения, питания и др.) в зависимости от одного из факторов внешней среды (конечно, при условии, что этот фактор оказывает влияние на основные жизненные процессы), то эта кривая почти всегда будет иметь форму колокола. Такая кривая и аналогичные ей называются кривыми толерантности (от греч. толеранция — терпение). Положение вершин кривых указывает на оптимальные условия для данного процесса.
Для некоторых особей и видов характерны кривые с очень острыми пиками. Это означает, что диапазон условий, при которых скорость процесса достигает максимума, очень узок.
Плавные кривые соответствуют широкому диапазону толерантности, или устойчивости.
Толерантность может измениться (соответственно изменится и положение кривой), если организм попадет в иные внешние условия. Попадая в такие условия, он через некоторое время как бы привыкает, адаптируется, к ним (от лат. адаптации — приспособлять). Следствием этого является изменение положений физиологического оптимума, что изображается на графике как сдвиг купола кривой толерантности.
Виды с широким географическим распространением популяции, обитающие в климатически разных зонах, часто оказываются приспособленными наилучшим образом именно к тем условиям, которые характерны для данной местности. Это явление называют акклиматизацией.
Интенсивность тех или иных биологических процессов часто оказывается чувствительной к двум или большему числу факторов окружающей среды. В этом случае решающее значение будет принадлежать такому фактору, который имеется в минимальном с точки зрения потребностей организма количестве. Это простое правило получило название закона минимума.
Разные факторы среды могут взаимодействовать, то есть нехватка одного вещества может приводить к дефициту и других веществ. Поэтому в целом закон минимума можно сформулировать следующим образом: успешное выживание организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим, или лимитирующим, фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов данного вида.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
Ресурсами называют вещества и энергию, вовлекаемые организмами в процессы их жизнедеятельности. За этим понятием стоят количества: ресурс может расходоваться и исчерпываться (в отличие от условий). Ресурс живых существ — это в основном вещества, идущие на построение их тел, и энергия, необходимая для их жизнедеятельности. Иногда к ресурсам относят и пространство, если обладание этим пространством — необходимое условие жизни организмов.
Тело зеленого растения состоит из органических веществ, которые растение само создает из неорганических веществ. Эти вещества представляют собой пищевой ресурс зеленого растения. Для фотосинтеза и построения своего тела растению требуется энергия, которая черпается только от солнечного излучения.
Солнечное излучение — это ресурс энергетический. Сами зеленые растения являются пищевыми ресурсами для травоядных животных, которые, в свою очередь, являются пищевыми ресурсами для хищников и паразитов, а после смерти — для микроорганизмов, использующих запасенную в трупах энергию и вещество.
Функционируя как ресурс, поток солнечного излучения, достигающий растений, может быть прямым, либо отраженным от других предметов, либо сквозь них прошедшим.
Энергия излучения, связанная при фотосинтезе в виде химической энергии соединений углерода (глюкозы), проделывает свой земной путь лишь однажды. Этим она отличается от атомов углерода или от молекул воды, которые неоднократно проходят через бесчисленные поколения живых существ.
Далеко не вся энергия солнечного излучения может улавливаться и использоваться растениями. Лишь около 44% всей падающей на земную поверхность лучистой энергии Солнца может служить источником энергии для зеленого растения. Если лучистая энергия при попадании на лист в тот же миг не улавливается, она безвозвратно утрачивается.
Известны и другие виды ресурсов в природе. Помимо лучистой энергии в процесс фотосинтеза вовлекаются углекислый газ (диоксид углерода) и вода, вступающие между собой в сложные взаимодействия.
Практически весь углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, поступает из атмосферы, где концентрация углекислого газа остается практически постоянной (0,03%). Большая часть используемой наземными растениями воды находится в почве, где происходит ее всасывание корнями растений.
Важным пищевым ресурсом для растений являются элементы минеральных веществ, которые в растворах извлекаются из почвы (если растение наземное) или из воды (если оно водное). К питательным минеральным веществам относятся: азот, фосфор, сера, кальций, магний, железо и др. Пищевым ресурсом организмов (за исключением зеленых растений и некоторых видов бактерий, способных использовать неорганические соединения, превращая их в молекулы белков, жиров и углеводов) обычно являются сами же организмы.
Авторские права на материалы принадлежат Всероссийскому Экологическому порталу, за исключением тех, где указан автор или источник. При полном или частичном цитировании всех материалов активная гиперссылка на Всероссийский Экологический портал (ecoportal.su) обязательна.
Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов новостных и других материалов, публикуемых на сайте. Сайт, для обеспечения работоспособности, использует файлы cookie. Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с их использованием.
Все предложения по работе сайта отправляйте на электронный ящик, опубликованный в разделе контакты.