29. Брожение. Его роль в экосистемах.

Броже́ние — это метаболический процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода. Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы.

Участвуя в анаэробной деградации органических веществ (особенно целлюлозы), брожение играет обязательную роль в энергетике экосистем. Важное значение в ценоэкосистемах имеет сбраживание белков и аминокислот гнилостными бактериями.

31. Что такое факультативный аэроб?

АЭРОБЫ(аэробные организмы), организмы, способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода, который они используют для дыхания. К аэробам относятся все растения, большинство простейших и многоклеточных животных, почти все грибы, т. Е. Подавляющее большинство живых организмов. У животных жизнь в отсутствие кислорода встречается как вторичное приспособление. Кислород может поглощаться всей поверхностью их тела или специальными органами дыхания.

ФАКУЛЬТАТИВНЫЕ АЭРОБЫ

— организмы, прекрасно живущие и размножающиеся при достаточном доступе кислорода воздуха, но не гибнущие и при отсутствии кислорода.

31. Продуценты. Определение и роль в экосистемах. Примеры.

ПРОДУЦЕНТЫ

[от лат. Producens (producentis) — производящий, создающий], автотрофные (фотосинтезирующие или хемосинтезирующие) организмы, способные производить сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Основные продуценты в водных и наземных экосистемах — зеленые растения. Составляют основание (первую ступень) экологической пирамиды.( Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.)

Велика роль водорослей в природе, они являются продуцентами органического вещества в водоемах. Установлено, что морские водоросли фиксируют столько же органического углерода, сколько и наземные растения. От водорослей прямо или косвенно зависит существование всего живого в воде. Интересным представляется и тот факт, что водоросли присутствуют также в почве, на коре деревьев и на камнях.

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистеме возможны только за счет постоянного притока высокоорганизованной энергии. Основным первичным источником энергии на Земле является солнечная энергия. В экосистемах наблюдается постоянный поток энергии, которая переходит из одной формы в другую. Фотосинтезирующие организмы переводят энергию солнечного света в энергию химических связей органических веществ. Эти организмы являются производителями, или продуцентами органического вещества. В большинстве случаев функции продуцентов в экосистемах выполняют растения.

Продуценты и редуценты обеспечивают круговорот веществ в экосистеме: окисленные формы углерода и минеральных веществ превращаются в восстановленные и наоборот; происходит превращение неорганических веществ в органические, а органических – в неорганические.

Продуценты.

Продуценты (от лат. Ptoducentis — производящий) — автотрофные (фотосинтезирующие или хемосинтезирующие) организмы, способные производить сложные органические вещества из простых неорганических соединений с использованием внешних источников энергии. (Отметим, что получение энергии извне — общее условие жизнедеятельности всех организмов; по энергии все биологические системы — открытые) Их называют также автотрофами, поскольку они сами снабжают себя органическим веществом. В природных сообществах продуценты выполняют функцию производителей органического вещества, накапливаемого в тканях этих организмов. Органическое вещество служит и источником энергии для процессов жизнедеятельности; внешняя энергия используется лишь для первичного синтеза.

Все продуценты по характеру источника энергии для синтеза органических веществ подразделяются на фотоавтотрофов(используют энергию солнечного света) и хемоавтотрофов(используют энергию химических связей).

При всем многообразии конкретных форм продуцентов-автотрофов их общая биосферная функция едина и заключается в вовлечении элементов неживой природы в состав тканей организмов и таким образом в общий биологический круговорот. Суммарная масса автотрофов-продуцентов составляет более 95 % массы всех живых организмов в биосфере.

Велика роль водорослей в природе, они являются продуцентами органического вещества в водоемах. Установлено, что морские водоросли фиксируют столько же органического углерода, сколько и наземные растения. От водорослей прямо или косвенно зависит существование всего живого в воде.

31. Редуце́нты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические и простейшие органические соединения.

В категорию редуцентов входят многие виды бактерий и грибов. По характеру метаболизма это организмы-восстановители. Так, денитрифицирующие бактерии восстанавливают азот до элементарного состояния, сульфатредуцирующие бактерии — серу до сероводорода. Конечные продукты разложения органических веществ — диоксид углерода, вода, аммиак, минеральные соли. В анаэробных условиях разложение идет дальше — до водорода; образуются также углеводороды.

Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот).

Консументы - организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые продуцентами, но в ходе потребления не доводящие разложение органических веществ до простых минеральных составляющих.

К консументам относятся все растительноядные, паразитические ихищные животные, часть микроорганизмов, паразитические инасекомоядные растения. В экосистемах консументы играют роль управляющего звена. Различают консументы первого (растительноядные животные), второго и других порядков (хищники ипаразиты).

Консументы первого порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы.^[2]

Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.^[3]

Отдельно взятый организм может являться в разных трофических цепях консументом разных порядков, например, сова, поедающая мышь, является одновременно консументом второго и третьего порядка, а мышь — первого и второго, так как мышь питается и растениями, и растительноядными насекомыми.

К консументам относится огромное количество живых организмов из разных таксонов. Их нет лишь среди цианобактерии и водорослей. Из высших растений к консументам относятся бесхлорофилльные формы, паразитирующие на других растениях; частично положение консументов занимают и растения со смешанным питанием (например, насекомоядные типа росянки). Все животные —консументы, и их роль в поддержании устойчивого биогенного круговорота очень велика. Консумент и означает потребитель (от лат. Consume — потреблять, съедать).

Основная роль консументов (лат. Consume — потребляю) — преобразование органики. В отличие от них редуценты (лат.reducere — возвращать) выполняют функцию разрушения органических веществ до неорганических. 

34.

Пищевая (или трофическая) цепь - это последовательный ряд групп живых организмов, в котором организмы каждого последующего звена питаются организмами предыдущего, а сами, в свою очередь, являются объектами питания следующего звена и т. Д.

В самом начале пищевой цепи в океанах и морях находятся хлорофиллосодержащие планктонные водоросли (так называемый фитопланктон), широко распространенные в океанах и морях. Под влиянием излучения Солнца они накапливают химическую энергию и синтезируют из неорганических веществ органические (углеводы, жиры, белки и др.). Это звено гидробионтов (обитателей гидросферы - водной оболочки Земли) называют продуцентами.

Следующее звено - это первичные консументы. Сюда входит, например, зоопланктон, мелкие планктонные животные (планктон - парящий, лат.), питающиеся продуцентами, фитопланктоном; фитофаги.

Вторичные консументы - третье звено пищевой цепи, сюда входят гидробионты, питающиеся первичными консументами, фитофагами. В океане это так называемые планктофаги.

Четвертое звено - это хищники, питающиеся обычно другими крупными гидробионтами.

И конечное, пятое, звено - это деструкторы. Деструкторами являются микроорганизмы (бактерии, дрожжи, некоторые грибы), которые разлагают органические вещества и вновь приводят их в первоначальное неорганическое состояние. Органическое вещество растений обычно разлагают грибы, органику животных - бактерии.

На этом пищевая цепь замыкается, и начинается новый цикл. Микроорганизмы кроме роли деструкторов могут выполнять и другие функции, в частности, быть ингибиторами (пример - антибиотики) или стимуляторами (пример - некоторые витамины).

35.

Каждая экосистема имеет собственное материально-энергетическое обеспечение и определенную функциональную структуру, основанную на пищевых (трофических) взаимоотношениях (рис. 3.2). Эта структура составлена несколькими группами организмов, каждая из которых выполняет определенную работу в круговороте веществ. Организмы, относящиеся к одному такому звену, образуют трофический уровень, а последовательные связи между трофическими уровнями образуют цепи питания, или трофические цепи. В экосистему входят организмы, различаемые по способу питания - автотрофы и гетеротрофы.

Рис. 3.2. Упрощенная схема переноса веществ и энергии в экосистеме

- перенос веществ, - перенос энергии