Pirámides ecológicas. Cadenas alimentarias y niveles tróficos. Características generales y estructura del tipo de protozoos Los peces llegan a la tierra.

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§ 8. Niveles tróficos. Pirámides ecológicas

El concepto de niveles tróficos. Nivel trópico- Se trata de un conjunto de organismos que ocupan una determinada posición en la cadena alimentaria general. A Los organismos que reciben su energía del Sol a través del mismo número de pasos pertenecen al mismo nivel trófico.

Tal secuencia y subordinación de grupos de organismos conectados en forma de niveles tróficos representa el flujo de materia y energía en un ecosistema, la base de su organización.

Estructura trófica del ecosistema. Como resultado de la secuencia de transformaciones energéticas en las cadenas alimentarias, cada comunidad de organismos vivos en un ecosistema adquiere una cierta estructura trófica. La estructura trófica de una comunidad refleja la relación entre productores, consumidores (por separado de primer, segundo, etc. orden) y descomponedores, expresada por el número de individuos de organismos vivos o ph biomasa, o la energía contenida en ellas, calculada por unidad de superficie por unidad de tiempo.

La estructura trófica generalmente se representa como pirámides ecológicas. Este modelo gráfico fue desarrollado en 1927 por el zoólogo estadounidense Charles Elton. La base de la pirámide es el primer nivel trófico, el nivel de productores, y los siguientes pisos de la pirámide están formados por niveles posteriores, consumidores de varios órdenes. La altura de todos los bloques es la misma y la longitud es proporcional al número, biomasa o energía en el nivel correspondiente. Hay tres formas de construir pirámides ecológicas.

1. Pirámide de números(abundancia) refleja el número de organismos individuales en cada nivel. Por ejemplo, para alimentar a un lobo, necesita al menos varias liebres para cazar; Para alimentar a estas liebres, se necesita una variedad bastante grande de plantas. A veces, las pirámides de números se pueden invertir o al revés. Esto se aplica a las cadenas alimentarias forestales, donde los árboles actúan como productores y los insectos como consumidores primarios. En este caso, el nivel de consumidores primarios es numéricamente más rico que el nivel de productores (una gran cantidad de insectos se alimentan de un árbol).

2. Pirámide de biomasa- la proporción de masas de organismos de diferentes niveles tróficos. Por lo general, en las biocenosis terrestres la masa total de productores es mayor que cada eslabón posterior. A su vez, la masa total de consumidores de primer orden es mayor que la de consumidores de segundo orden, etc. Si los organismos no difieren demasiado en tamaño, el gráfico generalmente resulta en una pirámide escalonada con una punta ahusada. Así, para producir 1 kg de carne de vacuno se necesitan entre 70 y 90 kg de hierba fresca.

En los ecosistemas acuáticos, también se puede obtener una pirámide de biomasa invertida o invertida, cuando la biomasa de los productores es menor que la de los consumidores y, a veces, la de los descomponedores. Por ejemplo, en el océano, con una productividad bastante alta de fitoplancton, su masa total en un momento dado puede ser menor que la de los consumidores (ballenas, peces grandes, mariscos).

Pirámides de números y biomasa reflejan estático sistemas, es decir, caracterizan el número o biomasa de organismos en un determinado período de tiempo. No proporcionan información completa sobre la estructura trófica de un ecosistema, aunque permiten resolver una serie de problemas prácticos, especialmente relacionados con el mantenimiento de la sostenibilidad de los ecosistemas. La pirámide de números permite, por ejemplo, calcular la cantidad permitida de captura de peces o caza de animales durante la temporada de caza sin consecuencias para su reproducción normal.

3. Pirámide de Energía refleja la cantidad de flujo de energía, la velocidad de paso de la masa de alimentos a través de la cadena alimentaria. La estructura de la biocenosis está influenciada en mayor medida no por la cantidad de energía fija, sino por la tasa de producción de alimentos.

Se ha establecido que la cantidad máxima de energía transferida al siguiente nivel trófico puede ser en algunos casos el 30% del anterior, y esto es en el mejor de los casos. En muchas biocenosis y cadenas alimentarias, la cantidad de energía transferida puede ser sólo del 1%.

En 1942, el ecologista estadounidense R. Lindeman formuló ley de la pirámide de energías (ley del 10 por ciento), según el cual, en promedio, alrededor del 10% de la energía recibida en el nivel anterior de la pirámide ecológica pasa de un nivel trófico a través de las cadenas alimentarias a otro nivel trófico. El resto de la energía se pierde en forma de radiación térmica, movimiento, etc. Como resultado de los procesos metabólicos, los organismos pierden aproximadamente el 90% de toda la energía en cada eslabón de la cadena alimentaria, que se gasta en el mantenimiento de sus funciones vitales.

Si una liebre comió 10 kg de materia vegetal, su propio peso puede aumentar en 1 kg. Un zorro o un lobo, al comer 1 kg de carne de liebre, aumenta su masa en sólo 100 g. En las plantas leñosas esta proporción es mucho menor debido a que los organismos absorben mal la madera. En el caso de las gramíneas y las algas, este valor es mucho mayor, ya que no presentan tejidos de difícil digestión. Sin embargo, el patrón general del proceso de transferencia de energía se mantiene: a través de los niveles tróficos superiores pasa mucha menos energía que a través de los inferiores.

Esta es la razón por la que las cadenas alimentarias normalmente no pueden tener más de 3-5 (raramente 6) eslabones, y las pirámides ecológicas no pueden constar de una gran cantidad de pisos. El último eslabón de la cadena alimentaria, al igual que el último piso de la pirámide ecológica, recibirá tan poca energía que no será suficiente si aumenta el número de organismos.

Esta afirmación se puede explicar rastreando dónde se gasta la energía de los alimentos consumidos (C). Parte de ello se destina a la construcción de nuevas células, es decir. por aumento (P). Parte de la energía de los alimentos se gasta en el metabolismo energético 7 o en la respiración (i?). Dado que la digestibilidad de los alimentos no puede ser completa, es decir 100%, luego se elimina del cuerpo parte de los alimentos no digeridos en forma de excrementos (F). La ecuación del balance se verá así:

C = P+R + F .

Teniendo en cuenta que la energía gastada en la respiración no se transfiere al siguiente nivel trófico y abandona el ecosistema, queda claro por qué cada nivel posterior siempre será menor que el anterior.

Por eso los grandes animales depredadores son siempre raros. Por tanto, tampoco existen depredadores que se alimenten de lobos. En este caso, simplemente no tendrían suficiente comida, ya que los lobos son pocos.

La estructura trófica de un ecosistema se expresa en relaciones alimentarias complejas entre las especies que lo constituyen. Las pirámides ecológicas de números, biomasa y energía, representadas en forma de modelos gráficos, expresan las relaciones cuantitativas de organismos con diferentes métodos de alimentación: productores, consumidores y descomponedores.

1. Definir nivel trófico. 2. Dé ejemplos de organismos pertenecientes al mismo nivel trófico. 3. ¿Según qué principio se construyen las pirámides ecológicas? 4. ¿Por qué una cadena alimentaria no puede incluir más de 3 a 5 eslabones?

Biología general: Libro de texto para el grado 11 de una escuela secundaria de 11 años, para niveles básico y avanzado. Dakota del Norte Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza y otros, Ed. Dakota del Norte Lisova.- Mn.: Bielorrusia, 2002.- 279 p.

Contenido del libro de texto Biología general: Libro de texto para 11º grado:

Capítulo 1. Especie: una unidad de existencia de organismos vivos.

• § 2. La población es una unidad estructural de una especie. Características de la población

Capítulo 2. Relaciones de especies, poblaciones con el medio ambiente. Ecosistemas

• § 6. Ecosistema. Conexiones de organismos en un ecosistema. Biogeocenosis, estructura de la biogeocenosis.
• § 7. Movimiento de materia y energía en un ecosistema. Circuitos y redes de potencia.
• § 9. La circulación de sustancias y el flujo de energía en los ecosistemas. Productividad de las biocenosis.

Capítulo 3. Formación de puntos de vista evolutivos.

• § 13. Requisitos previos para el surgimiento de la teoría evolutiva de Charles Darwin.
• § 14. Características generales de la teoría evolutiva de Charles Darwin.

Capítulo 4. Ideas modernas sobre la evolución.

• § 18. Desarrollo de la teoría de la evolución en el período posdarwiniano. Teoría sintética de la evolución.
• § 19. La población es una unidad elemental de evolución. Requisitos previos para la evolución

Capítulo 5. Origen y desarrollo de la vida en la Tierra.

• § 27. Desarrollo de ideas sobre el origen de la vida. Hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra
• § 32. Las principales etapas de la evolución de la flora y la fauna.
• § 33. La diversidad del mundo orgánico moderno. Principios de taxonomía

Capítulo 6. Origen y evolución del hombre.

• § 35. Formación de ideas sobre el origen del hombre. El lugar del hombre en el sistema zoológico.
• § 36. Etapas y direcciones de la evolución humana. Predecesores del hombre. Ancianos
• § 38. Factores biológicos y sociales de la evolución humana. Diferencias cualitativas de una persona.

Como se sabe, en 1675, es decir, hace más de trescientos años, A. Leeuwenhoek descubrió los “animálculos” (pequeños animales), que más tarde fueron llamados ciliados. Desde 1820 se estableció el nombre Protozoa, que traducido del griego significa "animales protozoarios". El zoólogo K. Siebold los consideró un tipo especial del reino animal e identificó dos clases: ciliados y rizomas. También determinó que la sencillez de su organización corresponde a una sola célula. Desde entonces, la unicelularidad de los protozoos se ha vuelto generalmente aceptada y los nombres "unicelular" y "protozoos" se han convertido en sinónimos.

Según el nivel de organización, todos los organismos vivos se clasifican en dos grupos. La división habitual en organismos unicelulares y multicelulares requirió una aclaración después de que se utilizó un microscopio electrónico para estudiar la estructura de los organismos y aparecieron nuevos métodos de investigación. Surgieron preguntas sobre las principales diferencias que definen los niveles de desarrollo, así como sobre los planos de construcción. Por tanto, es necesario considerar la organización de los más simples, un grupo parafilético que une a representantes del mundo orgánico, previamente clasificados como plantas, animales y hongos, pero que tienen sus propias características específicas.

Generación espontánea

La naturaleza de los protozoos ha sido durante mucho tiempo un tema de debate. Algunos científicos los consideraron moléculas vivas, o complejos simples de tales moléculas que son capaces de generarse espontáneamente, es decir, aparecer por sí solas. Pocas enseñanzas se adhirieron a estos puntos de vista, especialmente desde los brillantes experimentos de L. Spalanzani en el siglo XVIII. L. Pasteur en el siglo XIX. Refutó la idea de generación espontánea.

Celularización

Otros científicos consideraban que los protozoos eran criaturas organizadas de manera muy compleja, que estructuralmente pueden compararse con animales altamente organizados. La base de esto vieron en el hecho de que en el cuerpo de los organismos multicelulares hay estructuras que no están divididas en células, por ejemplo, los sincitios. Sobre la base de puntos de vista similares, el zoólogo J. Hadji en los años 50-60 del siglo XX. Incluso propuso una teoría sobre el origen de los animales multicelulares a través de la celularización. Habiendo descubierto la similitud de los ciliados con los gusanos ciliados más primitivos, los llamados intestinales, Hadji sugirió que cuando se separan partes del cuerpo de los ciliados que contienen orgánulos y se forman particiones entre ellos, surge un organismo multicelular. En consecuencia, por su naturaleza, el ciliado es comparable a todo el organismo de los organismos multicelulares inferiores. Sin embargo, después de estudios con microscopía electrónica, se demostró que la teoría de la celularización se basa únicamente en analogías externas y similitudes convergentes.

Teoría celular de T. Schwann.

Desde el punto de vista de la teoría celular desarrollada por M. Schleiden y T. Schwann, los protozoos son organismos unicelulares. Según los científicos modernos que comparten estos puntos de vista, los protozoos son células que funcionalmente son organismos. Sin embargo, las funciones no pueden existir separadas de determinadas estructuras. Por tanto, la definición moderna de protozoos como animales microscópicos unicelulares que son organismos fisiológicamente independientes no se corresponde con el nivel actual de conocimiento. Se puede dar una definición satisfactoria de protozoos después de responder las siguientes preguntas: ¿son los protozoos sólo organismos unicelulares? ¿Sus tamaños son siempre microscópicamente pequeños? ¿Son exclusivamente animales? ¿Son organismos sólo en un sentido fisiológico?

El subreino Unicelular (Protozoos) une animales cuyo cuerpo consta de una célula. Realiza las funciones de un organismo independiente. Una célula protozoaria consta de citoplasma, orgánulos y uno o más núcleos. Es donde tiene lugar el intercambio de sustancias con el medio externo y los procesos de reproducción y desarrollo.

Muchos organismos unicelulares tienen orgánulos especiales (movimiento, nutrición, excreción), que surgieron como resultado de la adaptación a su entorno.

Celúla es una formación autorreproductora, separada de su entorno por una membrana plasmática que contribuye a la regulación del intercambio entre el entorno interno y externo.

Los protozoos son un grupo próspero y diverso (alrededor de 70.000 especies) que habitan cuerpos de agua y suelos húmedos. Son predominantemente parte del zooplancton, un conjunto de animales diminutos que viven en cuerpos de agua dulce y marinos. En tierra, también se encuentran en el medio acuático: en el agua que gotea del suelo, así como en el medio líquido del interior de animales y plantas multicelulares. Aunque los protozoos del suelo pueden influir significativamente en el número de bacterias, su valor sigue siendo incomparablemente menor que el de los protozoos en cuerpos de agua dulce y marina.

Muchos de los animales más simples son tan pequeños y de construcción tan simple como algunas de las células de animales grandes. Pero se diferencian de ellos en que pueden vivir de forma independiente. Los animales unicelulares son organismos bien coordinados que se encargan de la nutrición, la respiración, la excreción, la reproducción, el crecimiento, el desarrollo y el metabolismo. En su protoplasma hay, por así decirlo, una división del trabajo: cada una de sus formaciones aisladas y más pequeñas realiza su propia tarea especial.

Por ejemplo, el núcleo regula la actividad vital de todo el organismo unicelular y se reproduce, por lo que se forman nuevos organismos descendientes; los alimentos se digieren en la vacuola digestiva; La vacuola contráctil elimina el exceso de agua y las sustancias disueltas en ella que son nocivas para el organismo.

En condiciones desfavorables, muchos protozoos dejan de alimentarse, pierden sus órganos de movimiento, se cubren con una membrana gruesa y forman un quiste. Cuando se presentan condiciones favorables, los organismos unicelulares adquieren su aspecto anterior.

Según el nombre Protozoa, este subreino solo debería incluir animales. Pero el sistema moderno de protozoos contiene flagelados verdes (los botánicos los consideran algas), mixomicetos y plasmodiofóridos (según los micólogos, son hongos), etc. En este sentido, los protozoos antiguos probablemente pueden considerarse como el grupo original que dio origen a y hongos, plantas y animales. Por tanto, en la actualidad debe considerarse reconocida la identificación de un reino especial de protistas y su oposición a los reinos de plantas y animales. La identificación del reino de los protistas pertenece al famoso zoólogo y evolucionista E. Haeckel (1866). Los protozoos se pueden distinguir en el sistema protista como un subreino.

Los organismos unicelulares han pasado por un largo camino de evolución, durante el cual surgió su enorme diversidad. Dependiendo de la complejidad de la estructura y los métodos de movimiento, se distinguen varios tipos de protozoos. Material del sitio

• Sarcoflagelados (sarcomastigóforos).
  • Sarcodáceas.

Desde la época de Linneo hasta nuestros días, los protozoos han atraído la atención de los científicos por diversos motivos. Incluso surgió una ciencia especial: protozoología.

Todas las comunidades de plantas, animales, microorganismos, hongos, que están en estrecha conexión entre sí, creando un sistema inextricable de organismos que interactúan y sus poblaciones. biocenosis, que también se llama comunidad.

Los productores del bosque son árboles, arbustos, pastos y musgos.

Los consumidores son animales, pájaros, insectos.

Los descomponedores son terrestres.

Los productores en el estanque son plantas flotantes, algas y plantas azul verdosas.

Los consumidores son insectos, anfibios, crustáceos, herbívoros y peces depredadores.

Los descomponedores son formas acuáticas de hongos y plantas.

Un ejemplo de ecosistema es un bosque caducifolio. Los bosques caducifolios incluyen hayas, robles, carpes, tilos, arces, álamos y otros árboles cuyo follaje cae en otoño. Hay varios niveles de plantas en el bosque: leñosas altas y bajas, arbustos, pastos y cobertura del suelo con musgo. Las plantas de los niveles superiores aman más la luz y se adaptan mejor a las fluctuaciones de temperatura y humedad que las plantas de los niveles inferiores. Los arbustos, hierbas y musgos del bosque toleran la sombra; en verano existen en el crepúsculo, que se forma después de que las hojas de los árboles se han expandido por completo. En la superficie del suelo se encuentra una hojarasca formada por restos semidescompuestos, hojas caídas, ramitas de árboles y arbustos y hierba muerta.

La fauna de los bosques caducifolios es rica. Hay muchos roedores excavadores, insectívoros excavadores y depredadores. Hay mamíferos que viven en los árboles. Las aves anidan en diferentes capas del bosque: en el suelo, en arbustos, en troncos o en huecos y en las copas de los árboles. Hay muchos insectos que se alimentan de hojas y madera. En la hojarasca y en los horizontes superiores del suelo vive una gran cantidad de animales invertebrados, hongos y bacterias.

Propiedades de las biogeocenosis.

Sostenibilidad.

La resiliencia es la capacidad de una comunidad y un ecosistema para resistir los cambios creados por influencias externas. La capacidad de los organismos para tolerar condiciones desfavorables y el alto potencial de reproducción aseguran la preservación de las poblaciones en el ecosistema, lo que garantiza su sostenibilidad.

Autorregulación.

Biogeocenosis (usando el ejemplo de un bosque de robles)
1. Dubrava como comunidad natural (biogeocenosis), caracterizada por la integridad y la sostenibilidad

• El tipo de comunidad natural que examinamos durante la excursión, el bosque de robles, es una de las más complejas entre las biogeocenosis terrestres. Bueno, antes que nada, ¿qué es la biogeocenosis? La biogeocenosis es un complejo de especies interconectadas (poblaciones de diferentes especies) que viven en un determinado territorio con condiciones de vida más o menos homogéneas. Esta definición será necesaria para uso futuro. El robledal es un sistema ecológico perfecto y sostenible, capaz de existir durante siglos bajo condiciones externas constantes. La biogeocenosis del bosque de robles consta de más de un centenar de especies de plantas y varios miles de especies de animales. Está claro que con tal diversidad de especies que habitan el robledal, será difícil sacudir la estabilidad de esta biogeocenosis exterminando una o varias especies de plantas o animales. Es difícil, porque como resultado de la larga coexistencia de especies vegetales y animales, a partir de especies dispares se convirtió en una biogeocenosis única y perfecta: un bosque de robles que, como se mencionó anteriormente, es capaz de existir durante siglos en condiciones externas constantes.

2. Los principales componentes de la biogeocenosis y las conexiones entre ellos; Las plantas son el eslabón principal del ecosistema.

• La base de la gran mayoría de las biogeocenosis son las plantas verdes que, como saben, son productoras de materia orgánica (productoras). Y dado que en la biogeocenosis hay necesariamente animales herbívoros y carnívoros, consumidores de materia orgánica viva (consumidores) y, finalmente, destructores de residuos orgánicos, principalmente microorganismos que provocan la descomposición de sustancias orgánicas en compuestos minerales simples (descomponedores), no es difícil. adivinar por qué las plantas son el eslabón principal del ecosistema. Sino porque en una biogeocenosis todo el mundo consume sustancias orgánicas, o compuestos formados tras la descomposición de sustancias orgánicas, y está claro que si las plantas, principal fuente de materia orgánica, desaparecen, entonces la vida en la biogeocenosis prácticamente desaparecerá.

3. La circulación de sustancias en la biogeocenosis. Importancia en el ciclo de las plantas que utilizan energía solar.

• La circulación de sustancias en la biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de vida. Surgió en el proceso de formación de la vida y se volvió más complejo durante la evolución de la naturaleza viva. Por otro lado, para que la circulación de sustancias sea posible en una biogeocenosis, es necesario tener en el ecosistema organismos que creen sustancias orgánicas a partir de inorgánicas y conviertan la energía de la radiación solar, así como organismos que las utilicen. sustancias orgánicas y convertirlas nuevamente en compuestos inorgánicos. Todos los organismos se dividen en dos grupos según su método de nutrición: autótrofos y heterótrofos. Los autótrofos (principalmente plantas) utilizan compuestos inorgánicos del medio ambiente para sintetizar sustancias orgánicas. Los heterótrofos (animales, humanos, hongos, bacterias) se alimentan de sustancias orgánicas preparadas que fueron sintetizadas por los autótrofos. Por tanto, los heterótrofos dependen de los autótrofos. En cualquier biogeocenosis, todas las reservas de compuestos inorgánicos se agotarían muy pronto si no se renovaran durante la vida de los organismos. Como resultado de la respiración, la descomposición de cadáveres de animales y restos de plantas, las sustancias orgánicas se transforman en compuestos inorgánicos, que regresan nuevamente al medio natural y pueden ser nuevamente utilizados por los autótrofos. Así, en una biogeocenosis, como resultado de la actividad vital de los organismos, hay un flujo continuo de átomos desde la naturaleza inanimada a la naturaleza viva y viceversa, cerrando un ciclo. Para la circulación de sustancias es necesaria una afluencia de energía desde el exterior. La fuente de energía es el sol. El movimiento de la materia provocado por la actividad de los organismos se produce de forma cíclica, se puede utilizar muchas veces, mientras que el flujo de energía en este proceso es unidireccional. La energía de radiación del Sol en la biogeocenosis se convierte en varias formas: en energía de enlaces químicos, en energía mecánica y, finalmente, en energía interna. De todo lo dicho se desprende claramente que la circulación de sustancias en una biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de la vida y de las plantas (autótrofos), el eslabón más importante de la misma.

4. Diversidad de especies en la biogeocenosis, su adaptabilidad a la convivencia.

• Un rasgo característico del bosque de robles es la diversidad de especies de vegetación. Como se mencionó anteriormente, la biogeocenosis del bosque de robles consta de más de un centenar de especies de plantas y varios miles de especies de animales. Existe una intensa competencia entre las plantas por las condiciones básicas de vida: espacio, luz, agua con minerales disueltos en ella. Como resultado de una selección natural a largo plazo, las plantas del bosque de robles han desarrollado adaptaciones que permiten que diferentes especies existan juntas. Esto se manifiesta claramente en las capas características de los bosques de robles. El nivel superior está formado por las especies de árboles más amantes de la luz: roble, fresno, tilo. Abajo se encuentran los árboles que le acompañan, menos amantes de la luz: arces, manzanos, perales, etc. Aún más abajo hay una capa de sotobosque formada por varios arbustos: avellanos, euonymus, espino amarillo, viburnum, etc. Finalmente, en la parte superior crece una capa de plantas herbáceas. suelo. Cuanto más bajo sea el nivel, más tolerantes a la sombra serán las plantas que lo forman. La estratificación también se expresa en la ubicación de los sistemas de raíces. Los árboles de las capas superiores tienen el sistema de raíces más profundo y pueden utilizar agua y minerales de las capas más profundas del suelo.

5. Conexiones alimentarias, pirámide ecológica.

6. Poblaciones de plantas y animales; factores que causan cambios en los números; autorregulación en biogeocenosis.

7. Cambios en la biogeocenosis en primavera: en la vida de plantas y animales.

8. Posibles direcciones de cambio en la biogeocenosis.

• Cualquier biogeocenosis se desarrolla y evoluciona. El papel principal en el proceso de cambio de las biogeocenosis terrestres pertenece a las plantas, pero su actividad es inseparable de la actividad de otros componentes del sistema, y ​​la biogeocenosis siempre vive y cambia como un todo. Los cambios se producen en determinadas direcciones y la duración de la existencia de las distintas biogeocenosis es muy diferente. Un ejemplo de un cambio en un sistema insuficientemente equilibrado es el crecimiento excesivo de un embalse. Debido a la falta de oxígeno en las capas inferiores de agua, parte de la materia orgánica permanece sin oxidar y no se utiliza en el ciclo posterior. En la zona costera se acumulan restos de vegetación acuática formando depósitos turbosos. El embalse se está volviendo poco profundo. La vegetación acuática costera se extiende hasta el centro del embalse y se forman depósitos de turba. El lago se va convirtiendo poco a poco en un pantano. La vegetación del terreno circundante se está desplazando gradualmente hacia el lugar del antiguo embalse. Dependiendo de las condiciones locales, aquí puede aparecer una pradera de juncos, un bosque u otro tipo de biogeocenosis. El bosque de robles también puede convertirse en otro tipo de biogeocenosis. Por ejemplo, después de talar árboles, puede convertirse en un prado, un campo (agrocenosis) u otra cosa.

9. La influencia de la actividad humana en la biogeocenosis; medidas que deben tomarse para protegerlo.

• Recientemente, el hombre ha comenzado a influir muy activamente en la vida de la biogeocenosis. La actividad económica humana es un factor poderoso en la transformación de la naturaleza. Como resultado de esta actividad, se forman biogeocenosis únicas. Estos incluyen, por ejemplo, las agrocenosis, que son biogeocenosis artificiales que surgen como resultado de la actividad agrícola humana. Los ejemplos incluyen prados, campos y pastos creados artificialmente. Las biogeocenosis artificiales creadas por el hombre requieren una atención incansable y una intervención activa en sus vidas. Por supuesto, existen muchas similitudes y diferencias entre las biogeocenosis artificiales y naturales, pero no nos detendremos en esto. Los seres humanos también influyen en la vida de las biogeocenosis naturales, pero, por supuesto, no tanto como influyen en las agrocenosis. Un ejemplo es la silvicultura creada para plantar árboles jóvenes, así como para limitar la caza. Un ejemplo también pueden ser las reservas naturales y los parques nacionales creados para proteger determinadas especies de plantas y animales. También se están creando sociedades de masas que promueven la conservación y protección del medio ambiente, como la sociedad “verde”, etc.

10. Conclusión: utilizando el ejemplo de una excursión a través de una biogeocenosis natural: un robledal, descubrimos y analizamos por qué el robledal es holístico y estable, cuáles son los componentes principales de la biogeocenosis, cuál es su papel y qué conexiones. existen entre ellos, también analizamos por qué la circulación de sustancias en una biogeocenosis es una condición necesaria para la existencia de vida, también descubrimos cómo toda la diversidad de especies que viven en el robledal no entran en conflicto entre sí, permitiéndose desarrollarse normalmente. , analizó qué conexiones alimentarias existen en el robledal y analizó un concepto como pirámide ecológica, fundamentó los factores que causan cambios en el número y un fenómeno como la autorregulación, descubrió qué cambios ocurren en la biogeocenosis en la primavera y analizó los posibles direcciones de evolución de la biogeocenosis, así como cómo los humanos influyen en la vida en las biogeocenosis. En general, utilizando el ejemplo de los robledales, se analizó completamente la vida de las biogeocenosis.

La vida en la Tierra apareció hace miles de millones de años y desde entonces los organismos vivos se han vuelto cada vez más complejos y diversos. Existe amplia evidencia de que toda la vida en nuestro planeta tiene un origen común. Aunque los científicos aún no comprenden completamente el mecanismo de la evolución, su hecho mismo está fuera de toda duda. Esta publicación trata sobre el camino que tomó el desarrollo de la vida en la Tierra desde las formas más simples hasta los humanos, como lo fueron nuestros ancestros lejanos hace muchos millones de años. Entonces, ¿de quién vino el hombre?

La Tierra surgió hace 4.600 millones de años a partir de una nube de gas y polvo que rodeaba al Sol. En el período inicial de existencia de nuestro planeta, las condiciones en él no eran muy cómodas: todavía había muchos escombros volando en el espacio exterior circundante, que bombardeaban constantemente la Tierra. Se cree que hace 4.500 millones de años la Tierra chocó con otro planeta, lo que provocó la formación de la Luna. Inicialmente, la Luna estaba muy cerca de la Tierra, pero poco a poco se fue alejando. Debido a las frecuentes colisiones en aquella época, la superficie de la Tierra estaba en estado fundido, tenía una atmósfera muy densa y las temperaturas superficiales superaban los 200°C. Después de un tiempo, la superficie se endureció, se formó la corteza terrestre y aparecieron los primeros continentes y océanos. Las rocas más antiguas estudiadas tienen 4 mil millones de años.

1) El ancestro más antiguo. Arqueas.

La vida en la Tierra apareció, según las ideas modernas, hace 3.800-4.100 millones de años (los primeros rastros de bacterias encontrados tienen 3.500 millones de años). Aún no se ha establecido de manera confiable cómo surgió exactamente la vida en la Tierra. Pero probablemente hace 3.500 millones de años existía un organismo unicelular que tenía todas las características inherentes a todos los organismos vivos modernos y era un ancestro común de todos ellos. De este organismo, todos sus descendientes heredaron características estructurales (todos consisten en células rodeadas por una membrana), un método para almacenar el código genético (en moléculas de ADN retorcidas en una doble hélice), un método para almacenar energía (en moléculas de ATP). , etc. De este ancestro común hubo tres grupos principales de organismos unicelulares que todavía existen en la actualidad. Al principio, las bacterias y las arqueas se dividieron entre sí, y luego los eucariotas evolucionaron a partir de las arqueas, organismos cuyas células tienen un núcleo.

Las arqueas apenas han cambiado a lo largo de miles de millones de años de evolución; los ancestros más antiguos de los humanos probablemente tenían más o menos el mismo aspecto

Aunque las arqueas dieron origen a la evolución, muchas de ellas han sobrevivido hasta el día de hoy casi sin cambios. Y esto no es sorprendente: desde la antigüedad, las arqueas han conservado la capacidad de sobrevivir en las condiciones más extremas, en ausencia de oxígeno y luz solar, en ambientes agresivos, ácidos, salados y alcalinos, en altura (algunas especies se sienten muy bien incluso en agua hirviendo) y bajas temperaturas, a altas presiones, también son capaces de alimentarse de una gran variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas. Sus descendientes lejanos y muy organizados no pueden presumir de ello en absoluto.

2) Eucariotas. Flagelados.

Durante mucho tiempo, las condiciones extremas del planeta impidieron el desarrollo de formas de vida complejas, y las bacterias y arqueas reinaban de forma suprema. Hace unos 3 mil millones de años aparecieron en la Tierra las cianobacterias. Comienzan a utilizar el proceso de fotosíntesis para absorber carbono de la atmósfera, liberando oxígeno en el proceso. El oxígeno liberado se consume primero por la oxidación de las rocas y el hierro en el océano y luego comienza a acumularse en la atmósfera. Hace 2.400 millones de años se produjo una "catástrofe del oxígeno": un fuerte aumento del contenido de oxígeno en la atmósfera terrestre. Esto conduce a grandes cambios. Para muchos organismos, el oxígeno resulta nocivo y mueren, siendo reemplazados por aquellos que, por el contrario, utilizan oxígeno para respirar. La composición de la atmósfera y el clima están cambiando, volviéndose mucho más fríos debido a la caída de los gases de efecto invernadero, pero aparece una capa de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta.

Hace unos 1.700 millones de años, los eucariotas evolucionaron a partir de arqueas, organismos unicelulares cuyas células tenían una estructura más compleja. Sus células, en particular, contenían un núcleo. Sin embargo, los eucariotas emergentes tuvieron más de un predecesor. Por ejemplo, las mitocondrias, componentes esenciales de las células de todos los organismos vivos complejos, evolucionaron a partir de bacterias de vida libre capturadas por antiguos eucariotas.

Existen muchas variedades de eucariotas unicelulares. Se cree que todos los animales, y por tanto los humanos, descienden de organismos unicelulares que aprendieron a moverse mediante un flagelo situado en la parte posterior de la célula. Los flagelos también ayudan a filtrar el agua en busca de alimento.

Coanoflagelados bajo un microscopio, como creen los científicos, de tales criaturas alguna vez descendieron todos los animales.

Algunas especies de flagelados viven unidas en colonias; se cree que los primeros animales multicelulares surgieron de tales colonias de flagelados protozoarios.

3) Desarrollo de organismos multicelulares. Bilatería.

Hace aproximadamente 1.200 millones de años aparecieron los primeros organismos multicelulares. Pero la evolución sigue avanzando lentamente y, además, el desarrollo de la vida se ve obstaculizado. Así, hace 850 millones de años comenzó la glaciación global. El planeta está cubierto de hielo y nieve desde hace más de 200 millones de años.

Lamentablemente, se desconocen los detalles exactos de la evolución de los organismos multicelulares. Pero se sabe que después de algún tiempo los primeros animales multicelulares se dividieron en grupos. Las esponjas y esponjas laminares que han sobrevivido hasta el día de hoy sin ningún cambio especial no tienen órganos ni tejidos separados ni filtran los nutrientes del agua. Los celentéreos no son mucho más complejos, ya que tienen una sola cavidad y un sistema nervioso primitivo. Todos los demás animales más desarrollados, desde los gusanos hasta los mamíferos, pertenecen al grupo de los bilateria y su característica distintiva es la simetría bilateral del cuerpo. No se sabe con certeza cuándo apareció la primera bilateria; probablemente ocurrió poco después del fin de la glaciación global. La formación de la simetría bilateral y la aparición de los primeros grupos de animales bilaterales probablemente se produjeron hace entre 620 y 545 millones de años. Los hallazgos de huellas fósiles de la primera bilateria se remontan a hace 558 millones de años.

Kimberella (huella, apariencia): una de las primeras especies descubiertas de Bilateria

Poco después de su aparición, los bilateria se dividen en protostomos y deuterostomos. Casi todos los animales invertebrados descienden de protóstomos: gusanos, moluscos, artrópodos, etc. La evolución de los deuteróstomos conduce a la aparición de equinodermos (como erizos de mar y estrellas), hemicordados y cordados (que incluyen a los humanos).

Recientemente, los restos de criaturas llamadas Saccorhytus coronarius. Vivieron hace aproximadamente 540 millones de años. Según todos los indicios, esta pequeña criatura (de sólo 1 mm de tamaño) fue el antepasado de todos los animales deuteróstomos y, por tanto, de los humanos.

Saccorhytus coronario

4) La aparición de cordados. El primer pez.

Hace 540 millones de años, se produjo la "explosión cámbrica": en muy poco tiempo apareció una gran cantidad de especies diferentes de animales marinos. La fauna de este período ha sido bien estudiada gracias a Burgess Shale en Canadá, donde se han conservado los restos de una gran cantidad de organismos de este período.

Algunos de los animales del Cámbrico cuyos restos se encontraron en Burgess Shale

En el esquisto se encontraron muchos animales sorprendentes, lamentablemente extintos hace mucho tiempo. Pero uno de los hallazgos más interesantes fue el descubrimiento de los restos de un pequeño animal llamado pikaia. Este animal es el primer representante encontrado del filo cordado.

Pikaya (restos, dibujo)

Pikaia tenía branquias, intestino simple y sistema circulatorio, así como pequeños tentáculos cerca de la boca. Este pequeño animal, de unos 4 cm de tamaño, se parece a las lancetas modernas.

Los peces no tardaron en aparecer. Se considera que el primer animal encontrado que puede clasificarse como pez fue el Haikouichthys. Era incluso más pequeño que Pikaiya (sólo 2,5 cm), pero ya tenía ojos y cerebro.

Así era Haykowihthys

Pikaia y Haikouihthys aparecieron hace entre 540 y 530 millones de años.

Siguiéndolos, pronto aparecieron en los mares muchos peces más grandes.

Primer pez fósil

5) Evolución de los peces. Peces acorazados y óseos primitivos.

La evolución de los peces duró bastante tiempo y al principio no eran en absoluto el grupo dominante de seres vivos en los mares, como lo son hoy. Al contrario, tuvieron que escapar de depredadores tan grandes como los crustáceos. Aparecieron peces en los que la cabeza y parte del cuerpo estaban protegidas por un caparazón (se cree que el cráneo se desarrolló posteriormente a partir de dicho caparazón).

Los primeros peces no tenían mandíbulas; probablemente se alimentaban de pequeños organismos y restos orgánicos, succionando y filtrando agua. Hace sólo unos 430 millones de años aparecieron los primeros peces con mandíbulas: los placodermos o peces con armadura. Su cabeza y parte de su torso estaban cubiertos por una coraza de hueso cubierta de piel.

Mariscos antiguos

Algunos de los peces con armadura crecieron y comenzaron a llevar un estilo de vida depredador, pero se dio un paso más en la evolución gracias a la aparición de peces óseos. Presumiblemente, el ancestro común de los peces cartilaginosos y óseos que habitan los mares modernos se originó a partir de peces con armadura, y los propios peces con armadura, los acantodos que aparecieron aproximadamente al mismo tiempo, así como casi todos los peces sin mandíbula, se extinguieron posteriormente.

Entelognathus primordialis: una probable forma intermedia entre los peces óseos y acorazados, vivió hace 419 millones de años

Se considera que el primer pez óseo descubierto y, por tanto, el antepasado de todos los vertebrados terrestres, incluido el hombre, fue Guiyu Oneiros, que vivió hace 415 millones de años. En comparación con los peces depredadores con armadura, que alcanzaban una longitud de 10 m, este pez era pequeño: sólo 33 cm.

Guiyu Oneiros

6) Los peces llegan a tierra.

Mientras los peces seguían evolucionando en el mar, plantas y animales de otras clases ya habían llegado a la tierra (hace 480 millones de años se descubrieron rastros de la presencia de líquenes y artrópodos). Pero al final, los peces también empezaron a desarrollar la tierra. De los primeros peces óseos surgieron dos clases: los de aletas radiadas y los de aletas lobuladas. La mayoría de los peces modernos tienen aletas radiadas y están perfectamente adaptados a la vida en el agua. Los peces con aletas lobuladas, por el contrario, se han adaptado a la vida en aguas poco profundas y pequeños cuerpos de agua dulce, como resultado de lo cual sus aletas se han alargado y su vejiga natatoria se ha convertido gradualmente en pulmones primitivos. Como resultado, estos peces aprendieron a respirar aire y a arrastrarse por la tierra.

Eustenopterón ( ) es uno de los peces fósiles con aletas lobuladas, considerado el antepasado de los vertebrados terrestres. Estos peces vivieron hace 385 millones de años y alcanzaron una longitud de 1,8 m.

Eustenopteron (reconstrucción)

- otro pez con aletas lobuladas, que se considera una probable forma intermedia de evolución de los peces hasta convertirse en anfibios. Ya podía respirar con los pulmones y arrastrarse hasta la tierra.

Panderichthys (reconstrucción)

Tiktaalik, cuyos restos se encontraron hace 375 millones de años, estaba aún más cerca de los anfibios. Tenía costillas y pulmones, podía girar la cabeza por separado del cuerpo.

Tiktaalik (reconstrucción)

Uno de los primeros animales que ya no fueron clasificados como peces, sino como anfibios, fueron los ictiostegas. Vivieron hace unos 365 millones de años. Estos pequeños animales, de aproximadamente un metro de largo, aunque ya tenían patas en lugar de aletas, apenas podían moverse en tierra y llevaban un estilo de vida semiacuático.

Ichthyostega (reconstrucción)

En el momento de la aparición de los vertebrados en la tierra, se produjo otra extinción masiva: el Devónico. Comenzó hace aproximadamente 374 millones de años y condujo a la extinción de casi todos los peces sin mandíbulas, peces con armadura, muchos corales y otros grupos de organismos vivos. Sin embargo, los primeros anfibios sobrevivieron, aunque les llevó más de un millón de años adaptarse más o menos a la vida en tierra.

7) Los primeros reptiles. Sinápsidas.

El período Carbonífero, que comenzó hace aproximadamente 360 ​​millones de años y duró 60 millones de años, fue muy favorable para los anfibios. Una parte importante de la tierra estaba cubierta de pantanos, el clima era cálido y húmedo. En tales condiciones, muchos anfibios continuaron viviendo en el agua o cerca de ella. Pero hace aproximadamente 340-330 millones de años, algunos anfibios decidieron explorar lugares más secos. Desarrollaron extremidades más fuertes, pulmones más desarrollados y su piel, por el contrario, se secó para no perder humedad. Pero para poder vivir lejos del agua durante mucho tiempo, era necesario otro cambio importante, porque los anfibios, al igual que los peces, desovaban y sus crías tenían que desarrollarse en un entorno acuático. Y hace unos 330 millones de años aparecieron los primeros amniotas, es decir, animales capaces de poner huevos. La cáscara de los primeros huevos aún era blanda y no dura, sin embargo, ya podían ser depositados en tierra, lo que significa que la descendencia ya podía aparecer fuera del embalse, sin pasar por la etapa de renacuajo.

Los científicos todavía están confundidos acerca de la clasificación de los anfibios del período Carbonífero y si algunas especies fósiles deben considerarse reptiles primitivos o todavía anfibios que adquirieron sólo algunas características reptiles. De una forma u otra, estos primeros reptiles o anfibios reptiles se parecían a esto:

Westlotiana es un animal pequeño de unos 20 cm de largo, que combina características de reptiles y anfibios. Vivió hace aproximadamente 338 millones de años.

Y luego los primeros reptiles se dividieron, dando lugar a tres grandes grupos de animales. Los paleontólogos distinguen estos grupos por la estructura del cráneo, por la cantidad de agujeros a través de los cuales pueden pasar los músculos. En la imagen de arriba a abajo hay calaveras. anápsido, sinápsido Y diápsido:

Al mismo tiempo, los anápsidos y los diápsidos a menudo se combinan en un grupo. saurópsidos. Parecería que la diferencia es completamente insignificante, sin embargo, la evolución posterior de estos grupos tomó caminos completamente diferentes.

Los saurópsidos dieron origen a reptiles más avanzados, incluidos los dinosaurios, y luego a las aves. Los sinápsidos dieron origen a una rama de lagartos parecidos a animales y luego a los mamíferos.

Hace 300 millones de años comenzó el período Pérmico. El clima se volvió más seco y frío, y los primeros sinápsidos comenzaron a dominar la tierra. pelicosaurios. Uno de los pelicosaurios era Dimetrodon, que medía hasta 4 metros de largo. Tenía una gran "vela" en la espalda, que ayudaba a regular la temperatura corporal: enfriarse rápidamente cuando se sobrecalentaba o, por el contrario, calentarse rápidamente exponiendo su espalda al sol.

Se cree que el enorme Dimetrodon es el antepasado de todos los mamíferos y, por tanto, de los humanos.

8) Cinodontes. Los primeros mamíferos.

A mediados del período Pérmico, los terápsidos evolucionaron a partir de los pelicosaurios, más parecidos a animales que a lagartos. Los terápsidos se parecían a esto:

Un terápsido típico del período Pérmico.

Durante el período Pérmico surgieron muchas especies de terápsidos, grandes y pequeños. Pero hace 250 millones de años ocurre un poderoso cataclismo. Debido al fuerte aumento de la actividad volcánica, la temperatura aumenta, el clima se vuelve muy seco y caluroso, grandes extensiones de tierra se llenan de lava y la atmósfera se llena de gases volcánicos nocivos. Se produce la Gran Extinción Pérmica, la mayor extinción masiva de especies en la historia de la Tierra, hasta el 95% de las especies marinas y alrededor del 70% de las terrestres se extinguen. De todos los terápsidos, sólo sobrevive un grupo: cinodontes.

Los cinodontos eran predominantemente animales pequeños, desde unos pocos centímetros hasta 1-2 metros. Entre ellos se encontraban tanto depredadores como herbívoros.

Cynognathus es una especie de cinodonte depredador que vivió hace unos 240 millones de años. Medía aproximadamente 1,2 metros de largo y era uno de los posibles ancestros de los mamíferos.

Sin embargo, después de que el clima mejoró, los cinodontos no estaban destinados a apoderarse del planeta. Los diápsidos tomaron la iniciativa: los dinosaurios evolucionaron a partir de pequeños reptiles, que pronto ocuparon la mayoría de los nichos ecológicos. Los cinodontes no podían competir con ellos, los aplastaban, tenían que esconderse en agujeros y esperar. Tomó mucho tiempo vengarse.

Sin embargo, los cinodontos sobrevivieron lo mejor que pudieron y continuaron evolucionando, volviéndose cada vez más parecidos a los mamíferos:

Evolución de los cinodontes

Finalmente, los primeros mamíferos evolucionaron a partir de los cinodontes. Eran pequeños y presumiblemente nocturnos. La existencia peligrosa entre una gran cantidad de depredadores contribuyó al fuerte desarrollo de todos los sentidos.

Megazostrodon es considerado uno de los primeros mamíferos verdaderos.

Megazostrodon vivió hace aproximadamente 200 millones de años. Su longitud era de sólo unos 10 cm y el Megazostrodon se alimentaba de insectos, gusanos y otros animales pequeños. Probablemente él u otro animal similar fue el antepasado de todos los mamíferos modernos.

Consideraremos una mayor evolución, desde los primeros mamíferos hasta los humanos, en.

1. Tamaño del protozoo normalmente alrededor de 10-40 metros. En algunos casos, los organismos o colonias de organismos pueden alcanzar varios mm.
2. Hábitat de protozoos- agua y suelo en los que habitan todos los niveles tróficos.
3. Nutrición de protozoos. Pueden alimentarse de algas unicelulares o filamentosas, otros tipos de protozoos, hongos microscópicos, así como de bacterias y detritos (producto de la descomposición de los tejidos).
4. Reproducción de protozoos se produce por división en dos partes o división múltiple. Hay protozoos que se reproducen sólo sexual o asexualmente, pero la mayoría de las especies hacen ambas cosas.

El significado de los protozoos.

Los protozoos forman parte de la microfauna y la meiofauna y sirven de alimento a invertebrados microscópicos y alevines. Los protozoos transportan productos de algas y bacterias a los siguientes niveles tróficos. Son agentes causantes de muchas enfermedades. flagelados Y ciliados ayudar a sus dueños a descomponer la celulosa.

Clasificación de protozoos.

Los más simples se dividen en:

• Ciliados;
• Radiolarios;
• Flagelados;
• Esporozoos;
• Solnechniki;
• Raíces.