Ekološke piramide. Prehranjevalne verige in trofični nivoji. Splošne značilnosti in zgradba vrste praživali Ribe pridejo na kopno

] [ Ruski jezik ] [ Ukrajinski jezik ] [ Beloruski jezik ] [ Ruska književnost ] [ Beloruska književnost ] [ Ukrajinska književnost ] [ Osnove zdravja ] [ Tuja književnost ] [ Naravoslovje ] [ Človek, družba, država ] [ Drugi učbeniki ]

§ 8. Trofične ravni. Ekološke piramide

Koncept trofičnih nivojev. Trofična raven- To je skupek organizmov, ki zasedajo določen položaj v celotni prehranjevalni verigi. TO organizmi, ki prejemajo energijo od sonca skozi enako število korakov, pripadajo isti trofični ravni.

Takšno zaporedje in podrejenost skupin organizmov, povezanih v obliki trofičnih nivojev, predstavlja pretok snovi in ​​energije v ekosistemu, osnovo njegove organizacije.

Trofična struktura ekosistema. Zaradi zaporedja energetskih transformacij v prehranjevalnih verigah vsaka združba živih organizmov v ekosistemu pridobi določeno trofična struktura. Trofična struktura skupnosti odraža razmerje med proizvajalci, potrošniki (ločeno prvega, drugega itd. reda) in razkrojevalci, izraženo bodisi s številom posameznikov živih organizmov ali tel biomaso ali energijo, ki jo vsebujejo, izračunano na enoto površine na enoto časa.

Trofična struktura je običajno prikazana kot ekološke piramide. Ta grafični model je leta 1927 razvil ameriški zoolog Charles Elton. Osnova piramide je prva trofična raven - raven proizvajalcev, naslednja nadstropja piramide pa tvorijo naslednje ravni - potrošniki različnih vrst. Višina vseh blokov je enaka, dolžina pa je sorazmerna s številom, biomaso ali energijo na ustreznem nivoju. Obstajajo trije načini gradnje ekoloških piramid.

1. Piramida števil(številčnost) odraža število posameznih organizmov na vsaki ravni. Na primer, da bi nahranil enega volka, potrebuje vsaj več zajcev, da jih lovi; Za hranjenje teh zajcev potrebujete precej veliko različnih rastlin. Včasih so piramide števil lahko obrnjene ali obrnjene na glavo. To velja za gozdne prehranjevalne verige, kjer drevesa služijo kot proizvajalci, žuželke pa kot primarni potrošniki. V tem primeru je raven primarnih potrošnikov številčno bogatejša od ravni proizvajalcev (na enem drevesu se hrani veliko število žuželk).

2. Piramida biomase- razmerje mas organizmov različnih trofičnih ravni. Običajno je v kopenskih biocenozah skupna masa proizvajalcev večja od vsake naslednje povezave. Po drugi strani pa je skupna masa porabnikov prvega reda večja od mase porabnikov drugega reda itd. Če se organizmi po velikosti ne razlikujejo preveč, je rezultat grafa običajno stopničasta piramida s zoženo konico. Torej, za proizvodnjo 1 kg govejega mesa potrebujete 70-90 kg sveže trave.

V vodnih ekosistemih lahko dobite tudi obrnjeno ali obrnjeno piramido biomase, ko je biomasa proizvajalcev manjša od biomase porabnikov, včasih pa tudi razkrojevalcev. Na primer, v oceanu z dokaj visoko produktivnostjo fitoplanktona je lahko njegova skupna masa v danem trenutku manjša od mase potrošnikov (kitov, velikih rib, školjk).

Piramide števil in biomase odražajo statična sistemi, tj. označujejo število ali biomaso organizmov v določenem časovnem obdobju. Ne zagotavljajo popolnih informacij o trofični strukturi ekosistema, vendar omogočajo reševanje številnih praktičnih problemov, zlasti povezanih z ohranjanjem trajnosti ekosistemov. Piramida števil omogoča na primer izračun dovoljene količine ulova rib ali odstrela živali med lovno sezono brez posledic za njihovo normalno razmnoževanje.

3. Piramida energije odraža količino pretoka energije, hitrost prehajanja živilske mase skozi prehranjevalno verigo. Na strukturo biocenoze v večji meri ne vpliva količina stalne energije, temveč stopnja proizvodnje hrane.

Ugotovljeno je bilo, da je lahko največja količina energije, prenesene na naslednjo trofično raven, v nekaterih primerih 30% prejšnje, in to je v najboljšem primeru. V mnogih biocenozah in prehranjevalnih verigah je lahko količina prenesene energije le 1 %.

Leta 1942 je ameriški ekolog R. Lindeman formuliral zakon piramide energij (zakon 10 odstotkov), po katerem v povprečju približno 10 % energije, prejete na prejšnji ravni ekološke piramide, preide iz ene trofične ravni skozi prehranjevalne verige na drugo trofično raven. Preostala energija se izgubi v obliki toplotnega sevanja, gibanja itd. Zaradi presnovnih procesov organizmi izgubijo približno 90% vse energije v vsakem členu prehranjevalne verige, ki se porabi za vzdrževanje njihovih vitalnih funkcij.

Če je zajec pojedel 10 kg rastlinske snovi, se lahko njegova lastna teža poveča za 1 kg. Lisica ali volk, ki poje 1 kg zajčjega mesa, poveča svojo maso le za 100 g, pri lesnih rastlinah pa je ta delež precej manjši zaradi dejstva, da organizmi slabo absorbirajo les. Pri travah in morskih algah je ta vrednost veliko večja, saj nimajo težko prebavljivih tkiv. Vendar pa splošni vzorec procesa prenosa energije ostaja: veliko manj energije prehaja skozi zgornje trofične ravni kot skozi spodnje.

Zato prehranjevalne verige običajno ne morejo imeti več kot 3-5 (redko 6) členov, ekološke piramide pa ne morejo biti sestavljene iz velikega števila nadstropij. Zadnji člen prehranjevalne verige bo tako kot zgornje nadstropje ekološke piramide dobil tako malo energije, da je ne bo dovolj, če se bo število organizmov povečalo.

To trditev je mogoče razložiti s sledenjem, kje se porabi energija zaužite hrane (C). Del gre za gradnjo novih celic, t.j. na povečanje (P). Del energije hrane se porabi za energijsko presnovo 7 ali za dihanje (i?). Ker prebavljivost hrane ne more biti popolna, t.j. 100 %, potem se del neprebavljene hrane v obliki iztrebkov odstrani iz telesa (F). Bilančna enačba bo videti takole:

C = P+R + F .

Glede na to, da se energija, porabljena za dihanje, ne prenese na naslednjo trofično raven in zapusti ekosistem, postane jasno, zakaj bo vsaka naslednja raven vedno manjša od prejšnje.

Zato so velike plenilske živali vedno redke. Zato tudi ni plenilcev, ki bi se hranili z volkovi. V tem primeru preprosto ne bi imeli dovolj hrane, saj je volkov malo.

Trofična struktura ekosistema se izraža v zapletenih prehranjevalnih odnosih med njegovimi sestavnimi vrstami. Ekološke piramide števil, biomase in energije, upodobljene v obliki grafičnih modelov, izražajo kvantitativna razmerja organizmov z različnimi načini prehranjevanja: proizvajalci, potrošniki in razkrojevalci.

1. Določite trofično raven. 2. Navedite primere organizmov, ki pripadajo isti trofični ravni. 3. Po kakšnem principu so zgrajene ekološke piramide? 4. Zakaj prehranjevalna veriga ne more vsebovati več kot 3-5 členov?

Splošna biologija: Učbenik za 11. razred 11-letne srednje šole za osnovno in nadaljevalno raven. N.D. Lisov, L.V. Kamlyuk, N.A. Lemeza et al. Ed. N.D. Lisova.- Mn .: Belorusija, 2002.- 279 str.

Vsebina učbenika Splošna biologija: Učbenik za 11. razred:

Poglavje 1. Vrsta - enota obstoja živih organizmov

• § 2. Populacija je strukturna enota vrste. Značilnosti populacije

Poglavje 2. Odnosi vrst, populacij z okoljem. Ekosistemi

• § 6. Ekosistem. Povezave organizmov v ekosistemu. Biogeocenoza, struktura biogeocenoze
• § 7. Gibanje snovi in ​​energije v ekosistemu. Močnostni tokokrogi in omrežja
• § 9. Kroženje snovi in ​​pretok energije v ekosistemih. Produktivnost biocenoz

Poglavje 3. Oblikovanje evolucijskih pogledov

• § 13. Predpogoji za nastanek evolucijske teorije Charlesa Darwina
• § 14. Splošne značilnosti evolucijske teorije Charlesa Darwina

Poglavje 4. Sodobne ideje o evoluciji

• § 18. Razvoj evolucijske teorije v postdarvinističnem obdobju. Sintetična teorija evolucije
• § 19. Prebivalstvo je osnovna enota evolucije. Predpogoji za evolucijo

Poglavje 5. Izvor in razvoj življenja na Zemlji

• § 27. Razvoj idej o izvoru življenja. Hipoteze o nastanku življenja na Zemlji
• § 32. Glavne stopnje evolucije rastlinstva in živalstva
• § 33. Raznolikost sodobnega organskega sveta. Načela taksonomije

Poglavje 6. Izvor in razvoj človeka

• § 35. Oblikovanje idej o izvoru človeka. Mesto človeka v zoološkem sistemu
• § 36. Stopnje in smeri človeškega razvoja. Predhodniki človeka. Najzgodnejši ljudje
• § 38. Biološki in družbeni dejavniki človeške evolucije. Kvalitativne razlike osebe

Kot je znano, je leta 1675, torej pred več kot tristo leti, A. Leeuwenhoek odkril »animalcules« (majhne živali), ki so jih kasneje poimenovali migetalke. Od leta 1820 se je uveljavilo ime Protozoa, kar v prevodu iz grščine pomeni "praživali". Zoolog K. Siebold jih je štel za posebno vrsto živalskega kraljestva in identificiral dva razreda: ciliate in korenike. Ugotovil je tudi, da preprostost njihove organizacije ustreza eni celici. Od takrat je enoceličnost protozojev postala splošno sprejeta, poimenovanja "enocelični" in "praživali" pa sta postala sinonima.

Glede na stopnjo organiziranosti delimo vse žive organizme v dve skupini. Običajna delitev na enocelične in večcelične organizme je zahtevala pojasnitev, potem ko so z elektronskim mikroskopom preučevali zgradbo organizmov in so se pojavile nove raziskovalne metode. Pojavila so se vprašanja o glavnih razlikah, ki opredeljujejo stopnje zazidave, pa tudi o zazidalnih načrtih. Zato je treba upoštevati organizacijo protozojev - parafiletične skupine, ki združuje predstavnike organskega sveta, ki so bili prej razvrščeni kot rastline, živali in glive, vendar imajo svoje posebne značilnosti.

Spontana generacija

Narava praživali je že dolgo predmet razprave. Nekateri znanstveniki so jih imeli za žive molekule ali preproste komplekse takšnih molekul, ki so sposobne spontanega nastajanja, to je, da se pojavijo same od sebe. Le malo naukov se je držalo teh nazorov, zlasti od sijajnih poskusov L. Spalanzanija v 18. stoletju. L. Pasteur v 19. stoletju. ovrgel idejo o spontani generaciji.

Celularizacija

Drugi znanstveniki so praživali imeli za zelo kompleksno organizirana bitja, ki jih lahko strukturno primerjamo z visoko organiziranimi živalmi. Osnovo za to so videli v dejstvu, da v telesu večceličnih organizmov obstajajo strukture, ki niso razdeljene na celice, na primer sincicij. Na podlagi podobnih pogledov je zoolog J. Hadji v 50-60-ih letih 20. stoletja. celo postavil teorijo o nastanku večceličnih živali s celularizacijo. Ko je odkril podobnost ciliatov z najbolj primitivnimi ciliiranimi črvi, tako imenovanimi črevesnimi, je Hadji predlagal, da ko se deli telesa ciliatov, ki vsebujejo organele, ločijo in med njimi nastanejo predelne stene, nastane večcelični organizem. Posledično je migetalka po svoji naravi primerljiva s celotnim organizmom nižjih večceličnih organizmov. Vendar pa je bilo po elektronskih mikroskopskih študijah dokazano, da teorija celularizacije temelji le na zunanjih analogijah in konvergentnih podobnostih.

Celična teorija T. Schwanna

S stališča celične teorije, ki sta jo razvila M. Schleiden in T. Schwann, so praživali enocelični organizmi. Po mnenju sodobnih znanstvenikov, ki se držijo teh pogledov, so praživali celice, ki so funkcionalno organizmi. Vendar funkcije ne morejo obstajati ločeno od določenih struktur. Tako sodobna definicija praživali kot mikroskopskih enoceličnih živali, ki so fiziološko samostojni organizmi, ne ustreza sedanji ravni znanja. Zadovoljivo definicijo praživali lahko damo po odgovoru na naslednja vprašanja: ali so praživali samo enocelični organizmi? Ali so njihove velikosti vedno mikroskopsko majhne? So izključno živali? So organizmi samo v fiziološkem smislu?

Podkraljestvo Enocelični (Protozoa) združuje živali, katerih telo je sestavljeno iz ene celice. Izvaja funkcije samostojnega organizma. Protozojska celica je sestavljena iz citoplazme, organelov in enega ali več jeder. V njem poteka izmenjava snovi z zunanjim okoljem ter procesi razmnoževanja in razvoja.

Mnogi enocelični organizmi imajo posebne organele (gibanje, prehrana, izločanje), ki so nastali kot posledica prilagajanja okolju.

Celica je samoreproduktivna tvorba, ločena od okolja s plazemsko membrano, ki prispeva k uravnavanju izmenjave med notranjim in zunanjim okoljem.

Praživali so uspešna in raznolika skupina (približno 70.000 vrst), ki naseljujejo vodna telesa in vlažna tla. Večinoma so del zooplanktona – zbirke drobnih živali, ki živijo v morskih in sladkovodnih telesih. Na kopnem jih najdemo tudi v vodnem okolju – v talni kapnici, pa tudi v tekočem okolju v notranjosti večceličnih živali in rastlin. Čeprav lahko talne praživali pomembno vplivajo na število bakterij, je njihova vrednost še vedno neprimerljivo manjša od vrednosti praživali v sladkih in morskih vodah.

Mnoge najpreprostejše živali so tako majhne in preprosto zgrajene kot nekatere celice velikih živali. Od njih pa se razlikujejo po tem, da so sposobni samostojnega življenja. Enocelične živali so dobro koordiniran organizem, ki izvaja prehranjevanje, dihanje, izločanje, razmnoževanje, rast, razvoj in presnovo. V njegovi protoplazmi je tako rekoč delitev dela: vsaka njena izolirana, manjša tvorba opravlja svojo posebno nalogo.

Na primer, jedro uravnava življenjsko aktivnost celotnega enoceličnega organizma in se razmnožuje, zaradi česar nastajajo novi hčerinski organizmi; hrana se prebavlja v prebavni vakuoli; Kontraktilna vakuola odvaja odvečno vodo in v njej raztopljene snovi, ki so škodljive za telo.

V neugodnih razmerah se številne praživali prenehajo hraniti, izgubijo gibalne organe, se prekrijejo z debelo membrano in tvorijo cisto. Ko nastopijo ugodni pogoji, enocelični organizmi prevzamejo svoj prejšnji videz.

Glede na ime Praživali naj bi to podkraljestvo vključevalo samo živali. Toda sodobni sistem praživali vsebuje zelene flagelate (botaniki jih štejejo za alge), miksomicete in plazmodioforide (po mnenju mikologov so to glive) itd. V zvezi s tem se starodavne praživali najverjetneje štejejo za prvotno skupino, ki je povzročila in gobe, rastline in živali. Zato je trenutno treba šteti za priznano identifikacijo posebnega kraljestva protistov in njegovo nasprotje kraljestvom rastlin in živali. Identifikacija kraljestva protistov pripada slavnemu zoologu in evolucionistu E. Haeckelu (1866). Praživali lahko ločimo v sistemu protistov kot podkraljestvo.

Enocelični organizmi so šli skozi dolgo pot evolucije, med katero je nastala njihova ogromna raznolikost. Glede na kompleksnost strukture in metode gibanja ločimo več vrst praživali. Material s strani

• Sarkoflagelati (Sarcomastigophores).
  • Sarcodaceae.

Od Linnejevega časa do danes so praživali pritegnili pozornost znanstvenikov iz različnih razlogov. Nastala je celo posebna znanost - protozoologija.

Vse skupnosti rastlin, živali, mikroorganizmov, gliv, ki so med seboj tesno povezane in ustvarjajo neločljiv sistem medsebojno delujočih organizmov in njihovih populacij - biocenoza, ki se imenuje tudi skupnosti.

Proizvajalci v gozdu so drevesa, grmičevje, trave in mahovi.

Porabniki so živali, ptice, žuželke.

Razkrojevalci so zemeljski.

Proizvajalci v ribniku so plavajoče rastline, alge in modrozelene.

Porabniki so žuželke, dvoživke, raki, rastlinojede živali in ribe plenilke.

Razkrojevalci so vodne oblike gliv in rastlin.

Primer ekosistema je listopadni gozd. Med listopadne gozdove spadajo bukve, hrasti, gabri, lipe, javorji, trepetlike in druga drevesa, ki jim jeseni odpade listje. V gozdu je več slojev rastlin: visoko in nizko lesnato, grmičevje, trave in mah. Rastline v zgornjih slojih so bolj svetloljubne in bolje prilagojene nihanjem temperature in vlažnosti kot rastline v spodnjih slojih. Grmičevje, trave in mahovi v gozdu so odporni na senco, poleti obstajajo v mraku, ki nastane, ko se listi dreves popolnoma razširijo. Na površini zemlje leži stelja, sestavljena iz napol razpadlih ostankov, odpadlega listja, vejic dreves in grmovnic ter odmrle trave.

Favna listnatih gozdov je bogata. Veliko je rovnih glodalcev, rovih žužkojedih in plenilcev. Obstajajo sesalci, ki živijo na drevesih. Ptice gnezdijo v različnih slojih gozda: na tleh, v grmovju, na deblih ali v duplih in na vrhovih dreves. Obstaja veliko žuželk, ki se hranijo z listi in lesom. Ogromno število nevretenčarjev, gliv in bakterij živi v stelji in zgornjih horizontih tal.

Lastnosti biogeocenoz.

Trajnost.

Odpornost je sposobnost skupnosti in ekosistema, da preneseta spremembe, ki jih povzročajo zunanji vplivi. Sposobnost organizmov, da prenašajo neugodne razmere, in visok razmnoževalni potencial zagotavljata ohranitev populacij v ekosistemu, kar zagotavlja njegovo trajnost.

Samoregulacija.

Biogeocenoza (na primeru hrastovega gozda)
1. Dubrava kot naravna združba (biogeocenoza), za katero je značilna celovitost in trajnost

• Vrsta naravne združbe, ki smo jo obravnavali med ekskurzijo, hrastov gozd, je ena najkompleksnejših med kopenskimi biogeocenozami. No, najprej, kaj je biogeocenoza? Biogeocenoza je kompleks med seboj povezanih vrst (populacij različnih vrst), ki živijo na določenem ozemlju z bolj ali manj homogenimi življenjskimi razmerami. Ta definicija bo potrebna za prihodnjo uporabo. Hrastov gaj je popoln in trajnosten ekološki sistem, ki lahko ob nenehnih zunanjih pogojih obstaja stoletja. Biogeocenozo hrastovega gozda sestavlja več kot sto rastlinskih vrst in več tisoč živalskih vrst. Jasno je, da bo ob takšni pestrosti vrst, ki naseljujejo hrastov gozd, težko omajati stabilnost te biogeocenoze z iztrebljanjem ene ali več vrst rastlin ali živali. Težko je, ker so zaradi dolgotrajnega sožitja rastlinskih in živalskih vrst iz različnih vrst postale enotna in popolna biogeocenoza - hrastov gozd, ki je, kot je navedeno zgoraj, sposoben obstajati stoletja pod stalnimi zunanjimi pogoji.

2. Glavne sestavine biogeocenoze in povezave med njimi; Rastline so glavni člen v ekosistemu.

• Osnova velike večine biogeocenoze so zelene rastline, ki so, kot je znano, proizvajalci organske snovi (proizvajalci). In ker so v biogeocenozi nujno rastlinojede in mesojede živali - porabniki žive organske snovi (potrošniki) in končno uničevalci organskih ostankov - predvsem mikroorganizmi, ki razgradijo organske snovi v preproste mineralne spojine (razkrojevalci), ni težko ugibati, zakaj so rastline glavni člen v ekosistemu. Ker pa v biogeocenozi vsi porabljajo organske snovi oziroma spojine, ki nastanejo po razpadu organskih snovi, je jasno, da če izginejo rastline, glavni vir organske snovi, potem bo življenje v biogeocenozi praktično izginilo.

3. Kroženje snovi v biogeocenozi. Pomen v ciklu rastlin, ki uporabljajo sončno energijo

• Kroženje snovi v biogeocenozi je nujen pogoj za obstoj življenja. Nastala je v procesu nastajanja življenja in se je med razvojem žive narave vse bolj zapletala. Da pa je v biogeocenozi možno kroženje snovi, so v ekosistemu potrebni organizmi, ki ustvarjajo organske snovi iz anorganskih in pretvarjajo energijo sončnega sevanja, ter organizmi, ki te izkoriščajo. organske snovi in ​​jih ponovno pretvori v anorganske spojine. Vse organizme glede na način prehranjevanja delimo v dve skupini - avtotrofe in heterotrofe. Avtotrofi (predvsem rastline) uporabljajo anorganske spojine iz okolja za sintezo organskih snovi. Heterotrofi (živali, ljudje, glive, bakterije) se hranijo z že pripravljenimi organskimi snovmi, ki so jih sintetizirali avtotrofi. Zato so heterotrofi odvisni od avtotrofov. V kateri koli biogeocenozi bi vse zaloge anorganskih spojin zelo kmalu izpuhtele, če se med življenjsko aktivnostjo organizmov ne bi obnavljale. Zaradi dihanja, razgradnje živalskih trupel in rastlinskih ostankov se organske snovi pretvorijo v anorganske spojine, ki se ponovno vrnejo v naravno okolje in jih lahko ponovno uporabijo avtotrofi. Tako v biogeocenozi kot rezultat vitalne dejavnosti organizmov obstaja stalen pretok atomov iz nežive narave v živo naravo in nazaj, ki se zapira v cikel. Za kroženje snovi je potreben dotok energije od zunaj. Vir energije je Sonce. Gibanje snovi, ki ga povzroča delovanje organizmov, poteka ciklično, lahko se uporablja večkrat, medtem ko je pretok energije v tem procesu enosmeren. Energija sončnega sevanja se v biogeocenozi pretvarja v različne oblike: v energijo kemičnih vezi, v mehansko in na koncu v notranjo energijo. Iz vsega povedanega je razvidno, da je kroženje snovi v biogeocenozi nujen pogoj za obstoj življenja in rastlin (avtotrofov), najpomembnejši člen v njem.

4. Raznolikost vrst v biogeocenozi, njihova prilagodljivost na skupno življenje.

• Značilnost hrastovega gozda je vrstna pestrost vegetacije. Kot že omenjeno, biogeocenozo hrastovega gozda sestavlja več kot sto rastlinskih vrst in več tisoč živalskih vrst. Med rastlinami je močna konkurenca za osnovne življenjske pogoje: prostor, svetlobo, vodo z minerali, raztopljenimi v njej. Zaradi dolgotrajne naravne selekcije so rastline hrastovega gozda razvile prilagoditve, ki omogočajo skupen obstoj različnih vrst. To se jasno kaže v plastovitosti, značilni za hrastove gozdove. Zgornji sloj tvorijo najbolj svetloljubne drevesne vrste: hrast, jesen, lipa. Spodaj so spremljajoča manj svetloljubna drevesa: javor, jablana, hruška itd. Še nižje pa je plast podrasti, ki jo tvorijo različni grmi: leska, ruševje, krhlika, kalina itd. Na koncu raste plast zelnatih rastlin. prst. Nižji kot je nivo, bolj so rastline, ki ga tvorijo, tolerantne na senco. Stopnjevanje se izraža tudi v lokaciji koreninskih sistemov. Drevesa v zgornjih plasteh imajo najgloblji koreninski sistem in lahko uporabljajo vodo in minerale iz globljih plasti zemlje.

5. Prehranske povezave, ekološka piramida.

6. Populacije rastlin in živali; dejavniki, ki povzročajo spremembe števila; samoregulacija v biogeocenozi.

7. Spremembe v biogeocenozi spomladi: v življenju rastlin in živali.

8. Možne smeri spreminjanja biogeocenoze.

• Vsaka biogeocenoza se razvija in razvija. Vodilna vloga v procesu spreminjanja kopenskih biogeocenoz pripada rastlinam, vendar je njihova dejavnost neločljiva od dejavnosti drugih komponent sistema, biogeocenoza pa vedno živi in ​​se spreminja kot ena sama celota. Spremembe se dogajajo v določenih smereh, trajanje obstoja različnih biogeocenoz pa je zelo različno. Primer spremembe v nezadostno uravnoteženem sistemu je zaraščanje akumulacije. Zaradi pomanjkanja kisika v spodnjih plasteh vode del organske snovi ostane neoksidiran in se ne uporabi v nadaljnjem kroženju. V obalnem pasu se kopičijo ostanki vodne vegetacije, ki tvorijo šotne usedline. Rezervoar se plitvi. Obalna vodna vegetacija se razširi do središča rezervoarja in nastanejo šotne usedline. Jezero se postopoma spreminja v močvirje. Okoliška talna vegetacija se postopoma pomika proti mestu nekdanjega rezervoarja. Odvisno od lokalnih razmer se lahko tu pojavi šašov travnik, gozd ali druga vrsta biogeocenoze. Hrastov gozd se lahko spremeni tudi v drugačno biogeocenozo. Na primer, po poseku dreves se lahko spremeni v travnik, polje (agrocenoza) ali kaj drugega.

9. Vpliv človekove dejavnosti na biogeocenozo; ukrepe, ki jih je treba sprejeti za njegovo zaščito.

• Človek je nedavno začel zelo aktivno vplivati ​​na življenje biogeocenoze. Človekova gospodarska dejavnost je močan dejavnik preoblikovanja narave. Kot rezultat te dejavnosti nastanejo edinstvene biogeocenoze. Sem spadajo na primer agrocenoze, ki so umetne biogeocenoze, ki nastanejo kot posledica človekove kmetijske dejavnosti. Primeri vključujejo umetno ustvarjene travnike, polja in pašnike. Umetne biogeocenoze, ki jih je ustvaril človek, zahtevajo neutrudno pozornost in aktivno posredovanje v njihovem življenju. Seveda obstaja veliko podobnosti in razlik v umetnih in naravnih biogeocenozah, vendar se na tem ne bomo zadrževali. Človek vpliva tudi na življenje naravnih biogeocenoz, vendar seveda ne toliko, kot vpliva na agrocenoze. Primer je gozdarstvo, ustvarjeno za sajenje mladih dreves, pa tudi za omejevanje lova. Primer so lahko tudi naravni rezervati in nacionalni parki, ustvarjeni za zaščito določenih vrst rastlin in živali. Ustvarjajo se tudi množična društva, ki spodbujajo ohranjanje in varstvo okolja, kot je »zelena« družba itd.

10. Zaključek: na primeru ekskurzijskega sprehoda po naravni biogeocenozi - hrastovem gozdu smo ugotovili in analizirali, zakaj je hrastov gozd celosten in stabilen, katere so glavne sestavine biogeocenoze, kakšna je njihova vloga in kakšne povezave. med njimi obstaja, analizirali smo tudi, zakaj je kroženje snovi v biogeocenozi nujen pogoj za obstoj življenja, ugotovili tudi, kako si vsa pestrost vrst, ki živijo v hrastovem gozdu, ne nasprotuje med seboj in si omogoča normalen razvoj , analiziral, kakšne prehranjevalne povezave obstajajo v hrastovem nasadu in analiziral koncept ekološke piramide, utemeljil dejavnike, ki povzročajo spremembe v številu in tak pojav, kot je samoregulacija, ugotovil, kakšne spremembe se spomladi zgodijo v biogeocenozi in analiziral možne smeri razvoja biogeocenoz, pa tudi, kako človek vpliva na življenje v biogeocenozah. Na splošno je bilo na primeru hrastovih nasadov popolnoma analizirano življenje biogeocenoz

Življenje na Zemlji se je pojavilo pred milijardami let in od takrat živi organizmi postajajo vse bolj zapleteni in raznoliki. Obstaja veliko dokazov, da ima vse življenje na našem planetu skupen izvor. Čeprav mehanizma evolucije znanstveniki še ne razumejo popolnoma, je njegovo dejstvo nedvomno. Ta objava govori o poti razvoja življenja na Zemlji od najpreprostejših oblik do človeka, kakršni so bili pred mnogimi milijoni let naši daljni predniki. Torej, od koga je prišel človek?

Zemlja je nastala pred 4,6 milijarde let iz oblaka plina in prahu, ki je obdajal Sonce. V začetnem obdobju obstoja našega planeta razmere na njem niso bile zelo udobne - v okoliškem vesolju je še vedno letelo veliko odpadkov, ki so nenehno bombardirali Zemljo. Domneva se, da je pred 4,5 milijarde let Zemlja trčila v drug planet, kar je povzročilo nastanek Lune. Sprva je bila Luna zelo blizu Zemlje, a se je postopoma oddaljevala. Zaradi pogostih trkov v tem času je bilo Zemljino površje v staljenem stanju, imelo je zelo gosto atmosfero, površinske temperature pa so presegale 200 °C. Čez nekaj časa se je površje utrdilo, oblikovala se je zemeljska skorja in pojavile so se prve celine in oceani. Najstarejše raziskane kamnine so stare 4 milijarde let.

1) Najstarejši prednik. Arheje.

Življenje na Zemlji se je po sodobnih predstavah pojavilo pred 3,8-4,1 milijarde let (prve najdene sledi bakterij so stare 3,5 milijarde let). Kako natančno je nastalo življenje na Zemlji, še ni zanesljivo ugotovljeno. Toda verjetno je že pred 3,5 milijarde let obstajal enocelični organizem, ki je imel vse lastnosti, ki so značilne za vse sodobne žive organizme, in je bil vsem skupni prednik. Od tega organizma so vsi njegovi potomci podedovali strukturne značilnosti (vse so sestavljene iz celic, obdanih z membrano), način shranjevanja genetske kode (v molekulah DNK, zvitih v dvojno vijačnico), način shranjevanja energije (v molekulah ATP) , itd. Iz tega skupnega prednika so nastale tri glavne skupine enoceličnih organizmov, ki obstajajo še danes. Najprej so se med seboj razdelile bakterije in arheje, nato pa so se iz arhej razvili evkarionti – organizmi, katerih celice imajo jedro.

Arheje se v milijardah let evolucije skorajda niso spremenile; najstarejši predniki človeka so verjetno izgledali približno enako

Čeprav so arheje sprožile evolucijo, so mnoge od njih preživele do danes skoraj nespremenjene. In to ni presenetljivo - že od antičnih časov so arheje ohranile sposobnost preživetja v najbolj ekstremnih pogojih - v odsotnosti kisika in sončne svetlobe, v agresivnih - kislih, slanih in alkalnih okoljih, pri visoki (nekatere vrste se počutijo odlično tudi v vrelo vodo) in nizke temperature, pri visokih tlakih pa se lahko hranijo tudi z najrazličnejšimi organskimi in anorganskimi snovmi. Njihovi daljni, visoko organizirani potomci se s tem sploh ne morejo pohvaliti.

2) Evkarionti. Flagelati.

Ekstremne razmere na planetu so dolgo časa preprečevale razvoj zapletenih oblik življenja, kraljevale pa so bakterije in arheje. Pred približno 3 milijardami let so se na Zemlji pojavile cianobakterije. Začnejo uporabljati proces fotosinteze za absorbiranje ogljika iz atmosfere, pri tem pa sproščajo kisik. Izpuščeni kisik se najprej porabi z oksidacijo kamnin in železa v oceanu, nato pa se začne kopičiti v ozračju. Pred 2,4 milijarde let se zgodi "kisikova katastrofa" - močno povečanje vsebnosti kisika v zemeljski atmosferi. To vodi do velikih sprememb. Za mnoge organizme se kisik izkaže za škodljivega in izumrejo, nadomestijo jih tisti, ki, nasprotno, uporabljajo kisik za dihanje. Sestava ozračja in podnebja se spreminjata, zaradi upada toplogrednih plinov se močno ohladita, pojavi pa se ozonska plast, ki ščiti Zemljo pred škodljivim ultravijoličnim sevanjem.

Pred približno 1,7 milijarde let so se evkarionti razvili iz arhej – enoceličnih organizmov, katerih celice so imele bolj zapleteno strukturo. Zlasti njihove celice so vsebovale jedro. Vendar pa so nastajajoči evkarionti imeli več kot enega predhodnika. Na primer, mitohondriji, bistveni sestavni deli celic vseh kompleksnih živih organizmov, so se razvili iz prosto živečih bakterij, ki so jih ujeli starodavni evkarionti.

Obstaja veliko vrst enoceličnih evkariontov. Menijo, da so vse živali in s tem tudi ljudje potomci enoceličnih organizmov, ki so se naučili premikati s pomočjo bička, ki se nahaja na zadnji strani celice. Bički pomagajo tudi filtrirati vodo pri iskanju hrane.

Choanoflagellates pod mikroskopom, kot verjamejo znanstveniki, so iz takšnih bitij nekoč izšle vse živali

Nekatere vrste bičkovarjev živijo združene v kolonije, domnevajo, da so iz takšnih kolonij bičkovarjev protozojev nekoč nastale prve večcelične živali.

3) Razvoj večceličnih organizmov. Bilateria.

Pred približno 1,2 milijarde let so se pojavili prvi večcelični organizmi. Toda evolucija še vedno napreduje počasi, poleg tega pa je oviran razvoj življenja. Tako se je pred 850 milijoni let začela globalna poledenitev. Planet je že več kot 200 milijonov let pokrit z ledom in snegom.

Natančne podrobnosti evolucije večceličnih organizmov žal niso znane. Vendar je znano, da so se čez nekaj časa prve večcelične živali razdelile v skupine. Spužve in ploščate spužve, ki so se brez posebnih sprememb ohranile do danes, nimajo ločenih organov in tkiv ter filtrirajo hranila iz vode. Koelenterati niso veliko bolj zapleteni, saj imajo samo eno votlino in primitiven živčni sistem. Vse druge bolj razvite živali, od črvov do sesalcev, sodijo v skupino bilaterijev, njihova odlika pa je dvostranska simetrija telesa. Ni zagotovo znano, kdaj se je pojavila prva bilaterija, verjetno kmalu po koncu svetovne poledenitve. Oblikovanje dvostranske simetrije in pojav prvih skupin bilateralnih živali se je verjetno zgodilo med 620 in 545 milijoni let. Najdbe fosilnih odtisov prve bilaterije segajo v obdobje pred 558 milijoni let.

Kimberella (odtis, videz) - ena prvih odkritih vrst Bilaterije

Kmalu po nastanku se bilateriji delijo na protostome in deuterostome. Skoraj vsi nevretenčarji izvirajo iz protostomov - črvi, mehkužci, členonožci itd. Evolucija devterostomov vodi do pojava iglokožcev (kot so morski ježki in zvezde), hemikordatov in hordatov (vključno s človekom).

Pred kratkim ostanke bitij, imenovanih Saccorhytus coronarius.Živeli so pred približno 540 milijoni let. Po vseh znakih je bilo to majhno (le približno 1 mm veliko) bitje prednik vseh devterostomov in torej človeka.

Saccorhytus coronarius

4) Videz hordatov. Prva riba.

Pred 540 milijoni let se zgodi "kambrijska eksplozija" - v zelo kratkem času se pojavi ogromno število različnih vrst morskih živali. Favna tega obdobja je bila dobro raziskana zahvaljujoč Burgess Shale v Kanadi, kjer so ohranjeni ostanki ogromnega števila organizmov iz tega obdobja.

Nekaj ​​kambrijskih živali, katerih ostanki so bili najdeni v Burgess Shale

V skrilavcih so našli veliko neverjetnih živali, ki so na žalost že zdavnaj izumrle. Toda ena najbolj zanimivih najdb je bilo odkritje ostankov majhne živali, imenovane pikaia. Ta žival je najzgodnejši najden predstavnik vrste hordatov.

Pikaya (ostanki, risba)

Pikaia je imela škrge, preprosto črevo in obtočni sistem ter majhne lovke v bližini ust. Ta majhna žival, velika približno 4 cm, spominja na sodobne lancelete.

Ni trajalo dolgo, da se je pojavila riba. Prva najdena žival, ki jo lahko uvrstimo med ribe, je Haikouichthys. Bil je celo manjši od Pikaiya (samo 2,5 cm), vendar je že imel oči in možgane.

Tako je izgledal Haykowihthys

Pikaia in Haikouihthys sta se pojavila med 540 in 530 milijoni let nazaj.

Za njimi so se v morju kmalu pojavile številne večje ribe.

Prve fosilne ribe

5) Razvoj rib. Oklepne in zgodnje koščene ribe.

Razvoj rib je trajal precej dolgo in sprva sploh niso bile prevladujoča skupina živih bitij v morjih, kot so danes. Nasprotno, morali so pobegniti pred tako velikimi plenilci, kot so raki. Pojavile so se ribe, pri katerih sta bila glava in del telesa zaščitena z lupino (domneva se, da se je iz takšne lupine pozneje razvila lobanja).

Prve ribe so bile brez čeljusti; verjetno so se prehranjevale z majhnimi organizmi in organskimi ostanki, srkale in filtrirale vodo. Šele pred približno 430 milijoni let so se pojavile prve ribe s čeljustmi - plakodermi ali oklepne ribe. Njihova glava in del trupa sta bila prekrita s kostnim oklepom, prekritim s kožo.

Starodavne školjke

Nekatere oklepne ribe so postale velike in začele voditi plenilski način življenja, vendar je bil nadaljnji korak v evoluciji narejen zaradi pojava koščenih rib. Verjetno skupni prednik hrustančnic in koščenih rib, ki naseljujejo sodobna morja, izvira iz oklepnih rib, same oklepne ribe, akantode, ki so se pojavile približno ob istem času, pa tudi skoraj vse ribe brez čeljusti so pozneje izumrle.

Entelognathus primordialis - verjetno vmesna oblika med oklepnimi in koščenimi ribami, živel pred 419 milijoni let

Za prvo odkrito kostno ribo in s tem prednika vseh kopenskih vretenčarjev, vključno s človekom, velja Guiyu Oneiros, ki je živel pred 415 milijoni let. V primerjavi z plenilskimi oklepnimi ribami, ki so dosegle dolžino 10 m, je bila ta riba majhna - le 33 cm.

Guiyu Oneiros

6) Ribe pridejo na kopno.

Medtem ko so se ribe v morju še naprej razvijale, so rastline in živali drugih razredov že dosegle kopno (sledi prisotnosti lišajev in členonožcev na njem so odkrili že pred 480 milijoni let). Toda na koncu so tudi ribe začele razvijati kopno. Iz prvih koščenih rib sta nastala dva razreda - žarkoplavuti in reženjskoplavuti. Večina sodobnih rib je žarkoplavutih in so popolnoma prilagojene za življenje v vodi. Nasprotno so se ribe z režnimi plavutmi prilagodile življenju v plitvih vodah in majhnih sladkovodnih telesih, zaradi česar so se njihove plavuti podaljšale, njihov plavalni mehur pa se je postopoma spremenil v primitivna pljuča. Posledično so se te ribe naučile dihati zrak in plaziti po kopnem.

evstenopteron ( ) je ena izmed fosilnih rib z režnjami, ki velja za prednika kopenskih vretenčarjev. Te ribe so živele pred 385 milijoni let in so dosegle dolžino 1,8 m.

Evstenopteron (rekonstrukcija)

- še ena riba s plavuti, ki velja za verjetno vmesno obliko evolucije rib v dvoživke. Lahko je že dihala s pljuči in se splazila na kopno.

Panderichthys (rekonstrukcija)

Še bližje dvoživkam je bil Tiktaalik, čigar ostanki so bili najdeni izpred 375 milijonov let. Imel je rebra in pljuča, glavo je lahko obračal ločeno od telesa.

Tiktaalik (rekonstrukcija)

Ena prvih živali, ki jih niso več uvrščali med ribe, ampak med dvoživke, so bile ihtiostege. Živeli so pred približno 365 milijoni let. Te majhne živali, dolge približno meter, čeprav so že imele tace namesto plavuti, so se še vedno komaj premikale po kopnem in vodile polvodni življenjski slog.

Ihtiostega (rekonstrukcija)

V času pojava vretenčarjev na kopnem je prišlo do drugega množičnega izumrtja - devonskega. Začelo se je pred približno 374 milijoni let in povzročilo izumrtje skoraj vseh brezčeljustnih rib, oklepnih rib, številnih koral in drugih skupin živih organizmov. Kljub temu so prve dvoživke preživele, čeprav so potrebovale več kot milijon let, da so se bolj ali manj prilagodile življenju na kopnem.

7) Prvi plazilci. Sinapsidi.

Karbonsko obdobje, ki se je začelo pred približno 360 milijoni let in je trajalo 60 milijonov let, je bilo za dvoživke zelo ugodno. Velik del zemlje je bil pokrit z močvirji, podnebje je bilo toplo in vlažno. V takih razmerah so mnoge dvoživke še naprej živele v vodi ali ob njej. Toda pred približno 340-330 milijoni let so se nekatere dvoživke odločile raziskati sušnejše kraje. Razvili so močnejše ude, bolj razvita pljuča, njihova koža pa je, nasprotno, postala suha, da ne bi izgubila vlage. A da bi res dolgo živeli daleč od vode, je bila potrebna še ena pomembna sprememba, saj so se dvoživke, tako kot ribe, drstile, njihovi potomci pa so se morali razvijati v vodnem okolju. In pred približno 330 milijoni let so se pojavili prvi amnioti, torej živali, ki so lahko odlagale jajca. Lupina prvih jajčec je bila še vedno mehka in ne trda, vendar so jih že lahko odložili na kopno, kar pomeni, da se lahko potomci že pojavijo zunaj rezervoarja, mimo stopnje paglavca.

Znanstveniki so še vedno v zadregi glede klasifikacije dvoživk iz obdobja karbona in glede tega, ali je treba nekatere fosilne vrste šteti za zgodnje plazilce ali še vedno za dvoživke, ki so pridobile le nekatere plazilske lastnosti. Tako ali drugače so bili ti bodisi prvi plazilci bodisi plazilske dvoživke videti nekako takole:

Westlotiana je majhna žival, dolga približno 20 cm, ki združuje lastnosti plazilcev in dvoživk. Živel pred približno 338 milijoni let.

In potem so se zgodnji plazilci razdelili, kar je povzročilo tri velike skupine živali. Paleontologi razlikujejo te skupine po zgradbi lobanje – po številu lukenj, skozi katere lahko prehajajo mišice. Na sliki od zgoraj navzdol so lobanje anapsid, sinapsid in diapsid:

Hkrati so anapsidi in diapsidi pogosto združeni v skupino sauropsidi. Zdi se, da je razlika povsem nepomembna, a nadaljnji razvoj teh skupin je šel po povsem različnih poteh.

Sauropsidi so povzročili naprednejše plazilce, vključno z dinozavri, in nato ptice. Iz sinapsidov je nastala veja živalim podobnih kuščarjev in nato sesalcev.

Pred 300 milijoni let se je začelo obdobje perma. Podnebje je postalo bolj suho in hladnejše, na kopnem pa so začeli prevladovati zgodnji sinapsidi – pelikozavri. Eden od pelikozavrov je bil Dimetrodon, ki je bil dolg do 4 metre. Na hrbtu je imel veliko "jadro", ki je pomagalo uravnavati telesno temperaturo: hitro se je ohladil ob pregretju ali, nasprotno, hitro segrel z izpostavljanjem hrbta soncu.

Ogromni Dimetrodon naj bi bil prednik vseh sesalcev in s tem tudi človeka.

8) Cinodonti. Prvi sesalci.

Sredi permskega obdobja so se iz pelikozavrov razvili terapsidi, bolj podobni živalim kot kuščarjem. Terapsidi so izgledali nekako takole:

Tipičen terapsid permskega obdobja

V permskem obdobju se je pojavilo veliko vrst terapsidov, velikih in majhnih. Toda pred 250 milijoni let se zgodi močna kataklizma. Zaradi močnega povečanja vulkanske aktivnosti se temperatura dvigne, podnebje postane zelo suho in vroče, velike površine zemlje so napolnjene z lavo, ozračje pa s škodljivimi vulkanskimi plini. Zgodi se veliko permsko izumrtje, največje množično izumrtje vrst v zgodovini Zemlje, izumre do 95 % morskih in približno 70 % kopenskih vrst. Od vseh terapsidov preživi samo ena skupina - cinodonti.

Cinodonti so bili večinoma majhne živali, velike od nekaj centimetrov do 1-2 metra. Med njimi so bili tako plenilci kot rastlinojedci.

Cynognathus je vrsta plenilskega cinodonta, ki je živel pred približno 240 milijoni let. Bil je dolg približno 1,2 metra, eden od možnih prednikov sesalcev.

Vendar po izboljšanju podnebja cinodontom ni bilo usojeno, da zavzamejo planet. Diapsidi so prevzeli pobudo - dinozavri so se razvili iz majhnih plazilcev, ki so kmalu zasedli večino ekoloških niš. Cinodonti niso mogli tekmovati z njimi, zdrobili so jih, morali so se skriti v luknje in čakati. Dolgo je trajalo maščevanje.

Vendar so cinodonti preživeli po svojih najboljših močeh in se še naprej razvijali ter postajali vse bolj podobni sesalcem:

Evolucija cinodontov

Končno so se iz cinodontov razvili prvi sesalci. Bili so majhni in domnevno nočni. Nevaren obstoj med velikim številom plenilcev je prispeval k močnemu razvoju vseh čutov.

Megazostrodon velja za enega prvih pravih sesalcev.

Megazostrodon je živel pred približno 200 milijoni let. Njegova dolžina je bila le približno 10 cm, megazostrodon pa se je hranil z žuželkami, črvi in ​​drugimi majhnimi živalmi. Verjetno je bil on ali druga podobna žival prednik vseh sodobnih sesalcev.

Upoštevali bomo nadaljnji razvoj - od prvih sesalcev do človeka - v.

1. Velikost praživali običajno okoli 10-40 metrov. V nekaterih primerih lahko organizmi ali kolonije organizmov dosežejo več mm.
2. Habitat praživali- voda in prst, v kateri naseljujejo vse trofične ravni.
3. Prehrana praživali. Prehranjujejo se lahko z enoceličnimi ali nitastimi algami, drugimi vrstami praživali, mikroskopskimi glivami, pa tudi z bakterijami in detritusom (produkt razgradnje tkiva).
4. Razmnoževanje praživali nastane z delitvijo na dva dela ali večkratno delitvijo. Obstajajo praživali, ki se razmnožujejo samo spolno ali nespolno, vendar večina vrst počne oboje.

Pomen praživali.

Praživali so del mikrofavne in meiofavne in služijo kot hrana za mikroskopske nevretenčarje in ribje mladice. Praživali prenašajo produkte alg in bakterij na naslednje trofične ravni. So povzročitelji številnih bolezni. Flagelati in migetalke svojim lastnikom pomagajo pri razgradnji celuloze.

Razvrstitev praživali.

Najenostavnejši so razdeljeni na:

• Ciliates;
• radiolariji;
• flagelati;
• Sporozoji;
• Solnečniki;
• Korenine.