Свойства и функции экосистем
Взаимодействие автотрофных и гетеротрофных процессов является наиболее важной функцией любых экосистем. В течение значительного геологического периода, начиная приблизительно с кембрия (600 млн. – 1 млрд. лет назад), небольшая, но заметная часть синтезируемого органического вещества не расходовалась, а сохранялась и накапливалась в осадках. Именно преобладание скорости синтеза над скоростью разложения органических веществ и явилось причиной уменьшения содержания углекислого газа и накопления кислорода в атмосфере.
Зеленые организмы сыграли основную роль в формировании геохимической среды Земли, благоприятной для существования всех других организмов.
Значительное накопившееся количество кислорода сделало возможным появление и эволюцию высших форм жизни. Примерно 300 млн. лет назад отмечался особенно большой избыток органической продукции, что привело к образованию горючих ископаемых. За счет накоплений этой энергии позже человек смог совершить промышленную революцию. За последние 60 млн. лет в атмосфере выработалось относительно постоянное соотношение кислорода (21%) и углекислого газа (0,03%).
|
|
Обеспечивается внутренними механизмами, устойчивыми связями между их компонентами, трофическими и энергетическими взаимоотношениями.
Сообщество организмов и физическая среда развиваются и функционируют как единое целое.
Экосистемы имеют кибернетическую природу (искусство управления) и характеризуются развитыми информационными сетями, состоящими из потоков физических и химических сигналов, связывающих все их части в единое целое. Эти потоки управляют системой.
Гомеостаз – это способность популяции или экосистемы поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды.
Стабильность экосистем в экологии означает свойство любой системы возвращаться в исходное состояние после того, как она была выведена из состояния равновесия. Стабильность определяется устойчивостью экосистем к внешним воздействиям. Выделяют два типа устойчивости: резистентную и упругую.
Резистентная устойчивость (сопротивляемость) – это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменными свою структуру и функцию.
Упругая устойчивость – способность системы быстро восстанавливаться после нарушения структуры и функции.
Например, калифорнийский лес из секвойи устойчив к пожарам (высокая резистентная устойчивость), но, если сгорит, то восстанавливается очень медленно или вовсе не восстанавливается (низкая упругая устойчивость). А заросли вереска очень легко выгорают (низкая резистентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (высокая упругая устойчивость).
|
|
Образование органических веществ на свету называется фотосинтезом (свет, соединение).
Фотосинтез есть накопление части солнечной энергии путем превращения ее в потенциальную энергию, химических связей органических веществ.
Фотосинтез - необходимое связующее звено между живой и неживой природой. Синтезированные растениями углеводы (глюкоза, сахароза, крахмал и др.) являются главным источником энергии для большинства гетеротрофных организмов, населяющих нашу планету.
Разложение органических веществ происходит в процессе метаболизма (изменение) в живых клетках.
Метаболизм - это совокупность биохимических реакций и превращений энергии в живых клетках, сопровождающихся обменом веществ между организмами и средой. Сумма реакций, ведущих к распаду или деградации молекул и выделению энергии, называется катаболизмом, а приводящих к образованию новых молекул - анаболизмом.
Дыхание может происходить как в аэробных, т. е. в присутствии кислорода, так и в анаэробных - бескислородных условиях.
Аэробное дыхание - процесс, обратный нормальному фотосинтезу, анаэробное дыхание протекает без участия газообразного кислорода.
Бескислородное дыхание служит основой жизнедеятельности многих сапротрофов (бактерий, дрожжей, плесневых грибков, простейших), но может встречаться и в тканях высших животных. Брожение - это анаэробное дыхание.
Разложение органических веществ есть результат добывания необходимых химических элементов и энергии организмами при преобразовании пищи внутри клеток их тела. Если бы вдруг эти процессы прекратились, то все биогенные элементы оказались бы связанными в мертвых остатках, а продолжение жизни стало бы невозможным. Комплекс разрушителей в биосфере состоит из огромного числа видов, которые, действуя последовательно, осуществляют распад органических веществ до минеральных. Процессы образования органических веществ и их распад называют также процессами продукции (создание, производство) и деструкции (разрушение).