Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Однією з екологічно суттєвих форм партнерства живлення є підготовка їжі одним видом іншому. Це добре виражено у ґрунтових сапрофітних мікроорганізмів. Утилізація органічної речовини опаду рослин відбувається внаслідок послідовності роботи ряду мікроорганізмів, які здійснюють поетапну мінералізацію.

У рослиноїдних тварин важливою формою партнерства в живленні, що впливає на біопродукційний процес, є симбіоз із мікроорганізмами, які оселяються безпосередньо в їхній травній системі. Цією особливістю відрізняються ссавці та комахи-фітофаги. Симбіотична мікрофлора кишечнику травоїдних ссавців не просто полегшує травлення, що само по собі є дуже важливим, а й додатково забезпечує організм тварини вітамінами, амінокислотами та іншими біологічно активними речовинами. Мікрофлора кишечнику - це ще й надійний захист від патогенних мікроорганізмів. За нормальних умов вона їх швидко пригнічує, не дає можливості для масового розмноження та появи захворювання. З цієї причини небезперечним виявилося розпочате в 1960-ті роки широке застосування антибіотиків як добавок до корму сільськогосподарських тварин. Вони дійсно сприяли збільшенню ваги, але водночас, знищуючи корисну мікрофлору кишечнику, робили тварин вразливими до різного роду інфекцій. Додавання антибіотиків до кормів сприяє появі нових штамів мікроорганізмів, стійких до них. Тому в ряді країн Західної Європи та в Китаї використання антибіотиків при вигодовуванні сільськогосподарських тварин заборонено.

Б.М. Міркін (1995) [9] особливо підкреслював, що в природних екосистемах існує мовби система «договорів», завдяки яким трофічні ресурси, як правило, не виїдаються повністю. Кочове стадо диких оленів ніколи повністю не знищує травостій пасовища. Вовки та інші хижаки вилучають зі стада хворих та послаблених тварин, але поголовно не знищують здобич. Це один із видів забезпечення стійкості взаємного існування організмів із різними типами живлення в одному й тому ж біотипі. Раніше вважали, що у тварин основним фактором величини біопродукції є доступність кормів. Останні дослідження екологів показали, що це не так і на перше місце за важливістю треба ставити якість їжі. У це поняття входить калорійність їжі, кількість та співвідношення в ній білків, жирів та вуглеводів, наявність незамінних амінокислот та вітамінів і т.п.

Розглянутий матеріал про особливості біопродукційного процесу, який лежить в основі життєдіяльності усіх живих організмів, показує, що збіднення живої природи на кінець нашого століття далеко не завжди є результатом прямого знищення людиною того чи іншого виду живого організму. Частіше вимирання або укорочення чисельності рослин або тварин є результатом порушення людиною тих тонких зв'язків у живленні, до яких вони пристосувалися. Так, в Україні вже давно заборонено відстрілювати хижих птахів (соколів, шулік та ін.), але вони все одно стають все більш рідкісними. Це є результатом знищення людиною їхньої природної кормової бази - зайців, куріпок, тетеруків.

Людина за типом харчування є гетеротрофною. За формами харчування вона займає проміжне положення між фітофагами та м'ясоїдними організмами. До їжі сучасної людини входять і рослинні, і тваринні продукти. Сам процес перетравлювання їжі має симбіотичний характер. У кишечнику людини живе 400-500 видів корисних мікроорганізмів, які забезпечують перетравлювання клітковини та інших продуктів харчування. Важливою особливістю харчування, що відрізняє людину від тварин, є попередня підготовка їжі до споживання різними видами кулінарної обробки.

Формально ефективність харчування в людини досить висока: на процес харчування витрачається всього 1 година на добу. Але тут час перестає бути критерієм ефективності харчування, адже людина витрачає на добу 6-8 годин на те, щоб заробити гроші, необхідні для купівлі продуктів харчування.

Людині важлива якість їжі не менше, ніж тваринам. Дефіцит в їжі будь-якого одного, але важливого компоненту не тільки погіршує здоров'я, але й веде до серйозних захворювань. Загальновідомо, що дефіцит йоду в їжі, що є характерним для деяких регіонів, сприяє розвитку так званого ендемічного вола - захворювання щитовидної залози.

Склад їжі людини певною мірою залежить від національних традицій та кліматичного регіону, де вона проживає. Для населення прибережних районів Північного Льодовитого океану, наприклад, характерне використання в їжу переважно м'яса та риби. У ряді тропічних країн і до цього часу основу раціону складають рослинні продукти - фрукти та овочі. Але сучасне населення більшості регіонів Землі все більше відходить від традиційних національних типів харчування і використовує змішану дієту з м'яса, риби, овочів та фруктів. Вуглеводистий компонент їжі представлений переважно хлібом або рисом. Національні особливості їжі зберігаються лише в способах її приготування та застосування різних приправ.

1.3 Продукційний процес: продуценти, консументи і редуценти

Усі екологічні системи - від екосистем до біосфери - відрізняються наявністю живої речовини. Постійна присутність живої матерії в екосистемах забезпечується безперервним процесом оновлення живої речовини, її синтезом. Процес продукування живої речовини, що здійснюється в ході живлення, є центральною екосистемною функцією життя, її прийнято називати біологічною продуктивністю. У біологічній продуктивності беруть участь усі живі організми, і цим вони здійснюють свій внесок у підтримку існування біосфери.

Мірою біологічної продуктивності служить величина продукції біомаси, яка створюється за одиницю часу, віднесеної до одиниці площі або об'єму простору (м³ та м²).

В екології розрізняють первинну та вторинну продукцію. Первинна продукція - це частина живої речовини, яка створюється завдяки діяльності організмів з автотрофним типом живлення. У межах первинної продукції розрізняють валову та чисту продукцію. Валовою продукцією називають масу органічної речовини, яка утворюється при фотосинтезі або хемосинтезі. Але, природно, якась частина первинної продукції витрачається на дихання. Залишок органічних речовин після цих витрат і становить чисту продукцію. Різниця між валовою та чистою продукцією досить велика, чиста продукція складає 40-80% валової продукції. Для екології основне значення має чиста продукція і тому, оцінюючи біопродукційний процес, звичайно мають на увазі саме чисту продукцію.

Вторинна продукція складається з органічних речовин, які утворюються при гетеротрофному типі харчування. Вторинна продукція завжди нижча, ніж первинна, оскільки, по-перше, не вся первинна продукція з'їдається гетеротрофними організмами, частина її накопичується у ґрунті у формі гумусу (до речі, кам'яне вугілля - це також залишок мінералізованої біомаси, яка створена автотрофними організмами), і, по-друге, гетеротрофи не можуть забезпечити 100% перетворення первинної продукції у вторинну.

Загальна біологічна продукція на планеті не перевищує 0,3-0,5 кг/м² за рік унаслідок того, що на Землі переважають території з низькою продуктивністю (пустелі, океани) [2].

Можна говорити про біомасу окремого організму або про біомасу того чи іншого виду рослини чи тварини. Біомасу вимірюють в одиницях маси (сухого залишку) на одиницю поверхні, тобто у вигляді кг/м², ц/га, т/кмг і т.п. У зв'язку з тим, що біомаса формується в результаті процесу живлення, спорідненого зі зв'язуванням енергії, для оцінки розміру біомаси придатні й енергетичні одиниці (джоулі, калорії та ін.). Ця енергетична форма вираження має дві переваги. Вона показує, наскільки енергетично ефективними були процеси утворення біологічної маси даного виду, а також дозволяють об'єктивно порівнювати організми або екосистеми, в яких біомаса має різний хімічний склад. Оцінка розміру продукції та запасів біомаси в масштабах земної кулі в цілому - досить важка справа. Загальна її методика ще не розроблена, і дані різних авторів відрізняються. Сумарна біомаса всієї біосфери Землі в середньому оцінюється в 1,8х10¹⁸ г або 30х10²¹ Дж. Первинна продукція земної кулі досягає 100 млрд. т/рік. За даними В А. Ковди (1973), загальна біомаса суходолу дорівнює 3х10¹² - 1х10¹³ тонн. На суходолі основний внесок роблять ліси. У тропічних лісах чиста первинна продукція досягає 2016, а в лісах помірної зони - 1 242 г/м²/рік. Океани мають низьку первинну продукцію, що пов'язано, головним чином, із нестачею поживних речовин для рослин. На долю океанів та морських акваторій припадає 55x10⁹ тонн сухої біомаси. У природному середовищі всі живі організми мешкають поряд. Співіснуючі рослини та тварини звичайно мають різні типи та способи живлення. Але для певних груп, що проживають разом, базовий тип живлення є однаковим. У цьому випадку й роль цих організмів в екосистемі є також однаковою. Так, наприклад, у лісі ростуть і великі дуби, і ліани, і трави, і мохи. Конкретні механізми оптимізації фотосинтезу в них різні, але роль в екосистемі ідентична: усі вони мають автотрофне живлення та здійснюють первинний синтез органічних речовин. У цьому зв'язку з урахуванням основної екосистемної функції живі організми об'єднуються в три важливі групи: продуценти, консументи та редуценти. Групу консументів поділяють на кілька підгруп: первинні, вторинні і т.д.

Продуценти - це всі організми з автотрофним живленням. Як компоненти екосистеми вони синтезують органічну речовину та накопичують рослинну біомасу. Унаслідок цього при вирішенні суто екологічних проблем іноді неважливо, до якого конкретного виду належить даний організм - він оцінюється лише за кількістю та якістю біомаси, яку продукує.

Первинними консументами називаються всі рослиноїдні організми, тобто всі фітофаги, їхня їжа - це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її в нову форму - в органічні речовини свого тіла. Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони - первинні консументи.

Групу вторинних консументів складають усі м'ясоїдні організми, їжею їм служать фітофаги, тобто рослиноїдні організми. Основними представниками цієї екологічної групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами.

І, нарешті, редуцентами називають групу мікроорганізмів (але не лише їх), у ході трофічної діяльності яких органічна речовина руйнується та мінералізується. Так, у ґрунті різні дрібні черв'яки та личинки комах живляться органічними речовинами відмерлих частин рослин (опад) та відмерлими тваринами. Органічні речовини, проходячи через їхній травний шлях, сильно спрощуються та, у свою чергу, стають їжею для ґрунтових мікроорганізмів і грибів, які завершують деструкцію органічних речовин.

Розглянуті групи організмів, кожна з яких виконує свою екосистемну функцію, відповідно складають так звані трофічні рівні. У спеціальній екології дуже важливо знати, до якого трофічного рівня належить той чи інший організм. Це відразу визначає його екосистемну позицію.

РОЗДІЛ 2. Фактори продуктивності та її контроль

2.1 Генетичні фактори продуктивності

У всіх живих організмів рівень біопродуктивності чітко зумовлений їхньою видовою належністю і, відповідно, контролюється генотипом. Генотип визначає й іншу властивість живих організмів, що впливає на планетарне накопичення біомаси, темпи розмноження. У результаті продукція, що створюється тим чи іншим живим організмом, залежить від двох факторів:

1) інтенсивності біопродукційного процесу;

2) темпів розмноження.

Обидва ці фактори мають генетичну зумовленість.

У тих випадках, коли рівень біопродукційного процесу досить високий, він визначає запаси біомаси, які створюються даним організмом. У мікроскопічних організмів при їх мікроскопічних розмірах тіла накопичення біомаси цілком визначається темпами розмноження. Окремі акти розмноження бактерій та інших мікроорганізмів у сприятливих умовах можуть відбуватися кожні 30-60 хвилин. Теоретично це може призвести до того, що вже протягом кількох років мікроорганізми могли б сформувати біомасу розміром із земну кулю. Однак цього не спостерігається, оскільки швидкість розмноження мікроорганізмів обмежена великою кількістю зовнішніх факторів і, перш за все, нестачею органічної речовини для живлення. Тому в сучасній біосфері Землі сумарна біомаса мікроорганізмів невелика. Найбільша її частина зосереджена у ґрунті. За підрахунками спеціалістів ґрунт містить 0,3 кг/м² бактерій, 0,3 - грибків, 0,15 - актиноміцетів.

У вищих зелених рослин продукування біомаси коливається в дуже широких межах. Це пов'язано з розмірами їхнього тіла. Особини ряски, наприклад, мають масу всього в кілька грамів, а маса найбільшого на нашій планеті дерева секвої гігантської, що росте в Каліфорнії (СІЛА), становить приблизно 2 тис. тонн.

Дослідження селекціонерів та тисячолітній досвід ведення сільського господарства показали, що як у рослин, так і у тварин продукція дійсно контролюється генетично, але спеціального «гену врожайності» немає. Здатність до формування біомаси визначається генотипом у цілому. Незалежні набори генів впливають на морфологічні, фізіологічні та біохімічні параметри, що контролюють процес накопичення біомаси.

Світу живих істот властива загальна закономірність: чим більший розмір біомаси особини певного виду рослини чи тварини, тим нижчий темп розмноження та менша кількість потомства продукується за один акт репродукції. Природа немовби контролює продукційний процес, не допускаючи перевиробництва біомаси одного виду та сприяючи збільшенню біомаси різних видів.

Характеристики

Список файлов курсовой работы