1. Охарактеризуйте значение ярусного расположения для жизнедеятельности растений и животных в биогеоценозах. 2. Какова роль экологических ниш в экосистеме? Охарактеризуйте экологические ниши папоротника, лесной мыши, пчелы, гриба-подберёзовика. 3. Почему человек разводит в основном растительноядных животных? 4. Почему пищевые цепи обычно включают не более 3–5 звеньев? 5. Почему биосферу называют глобальной экосистемой? 6. Роль продуцентов, консументов, редуцентов в круговороте веществ.

1. Значение ярусного расположения для жизнедеятельности растений и животных в биогеоценозах

Ярусность — это вертикальное “расслоение” сообщества (например, в лесу): верхний ярус образуют высокие деревья, ниже — подрост и кустарники, ещё ниже — травянистые растения, мхи и лишайники, отдельно выделяют подстилку и почвенный ярус.

Почему это важно:

• Более полное использование ресурсов. Разные ярусы по-разному получают свет, влагу и минеральные вещества. Верхние листья ловят максимум света, нижние приспособлены к затенению, корни разных растений часто располагаются на разных глубинах.

• Снижение конкуренции. Когда виды “разводят” свои жизненные зоны по высоте, им легче сосуществовать: меньше прямого соперничества за свет и пространство.

• Больше мест обитания (микросред). Каждый ярус — отдельные условия: температура, влажность, освещённость, ветровой режим. Это создаёт множество экологических “адресов” для животных.

• Распределение животных по ярусам. Птицы и насекомые часто связаны с кроной, многие млекопитающие и насекомые — с кустарниками и травами, часть организмов живёт в подстилке и почве. Так повышается видовое разнообразие.

• Устойчивость биогеоценоза. Разнообразие ярусов означает разнообразие связей и путей передачи энергии; система лучше переносит изменения (например, засуху или похолодание).

2. Роль экологических ниш в экосистеме. Экологические ниши папоротника, лесной мыши, пчелы, гриба-подберёзовика

Экологическая ниша — это “профессия и образ жизни” вида в экосистеме: какие ресурсы он использует, где живёт, когда активен, чем питается, с кем конкурирует и какие функции выполняет.

Роль ниш в экосистеме:

• Снижают конкуренцию (виды разделяют ресурсы: пищу, место, время активности).

• Обеспечивают совместное существование большого числа видов.

• Формируют устойчивость экосистемы: чем больше разнообразных ниш занято, тем стабильнее круговороты и пищевые сети.

• Определяют связи в сообществе: кто кого “обслуживает” (опыление, разложение, хищничество, паразитизм и т.д.).

Примеры ниш:

Папоротник (в лесу)

• Трофическая роль: продуцент (фотосинтезирует, создаёт органическое вещество).

• Среда и место: обычно нижние ярусы леса, тенистые и влажные участки, опушки, овраги; часто — под пологом деревьев.

• Ресурсы: рассеянный свет, влага, минеральные вещества из почвы.

• Взаимодействия: конкурирует с другими теневыносливыми травами; создаёт укрытия и микроклимат для мелких животных и беспозвоночных.

Лесная мышь

• Трофическая роль: консумент (в основном I порядка, но может быть всеядной).

• Питание: семена, плоды, зелёные части растений, иногда насекомые и другие мелкие беспозвоночные.

• Место обитания: подстилка, травяной и кустарниковый ярус, норы, укрытия под корягами и валежником.

• Экологическая функция: важное звено передачи энергии от растений к хищникам; участвует в расселении семян (часть запасов забывается), влияет на численность насекомых.

Пчела

• Трофическая роль: консумент (питается нектаром и пыльцой; сама служит пищей другим животным).

• Главная функция в экосистеме: опылитель — обеспечивает половое размножение многих цветковых растений и повышает их урожайность/семенное возобновление.

• Ресурсы и условия: цветущие растения (нектар как источник энергии, пыльца как белковый корм для личинок); активна в тёплое время суток и сезона.

• Взаимодействия: конкурирует с другими опылителями за цветочные ресурсы; зависит от разнообразия цветущих видов и погоды.

Гриб-подберёзовик

• Трофическая роль: консумент (гетеротроф), но ключевая особенность — часто симбиотроф.

• Экологическая ниша: образует микоризу с берёзой (взаимовыгодное сожительство): гриб помогает дереву лучше поглощать воду и минеральные вещества, а получает от берёзы органические вещества.

• Место обитания: почва и подстилка в берёзовых лесах/смешанных лесах, рядом с берёзами.

• Экологическая функция: усиливает питание и устойчивость деревьев; участвует в разложении органических остатков и в почвенных процессах.

3. Почему человек разводит в основном растительноядных животных?

Потому что растительноядные энергетически выгоднее для получения продукции (мяса, молока, шерсти, яиц, кожи) и проще в содержании:

• Растения — первичная продукция, её много и она дешевле. Растительноядные потребляют корм первого трофического уровня, где энергии больше всего.

• Хищников “кормить дороже”: чтобы получить килограмм массы хищника, нужно гораздо больше биомассы добычи (а та уже сама съела растения).

• Безопасность и управляемость. Растительноядные обычно менее опасны, проще группируются, легче контролируются на пастбищах.

• Более стабильная кормовая база. Растительные корма можно выращивать, хранить, нормировать.

4. Почему пищевые цепи обычно включают не более 3–5 звеньев?

Потому что при переходе энергии по трофическим уровням большая её часть теряется:

• На каждом уровне значительная доля энергии уходит на дыхание, движение, поддержание температуры, выделения, а не превращается в биомассу.

• В среднем к следующему уровню переходит лишь небольшая часть энергии (порядка десяти процентов, величина может меняться).

• Поэтому на высоких уровнях просто не хватает энергии и биомассы, чтобы поддерживать многочисленные популяции.

• Дополнительно ограничивают длину цепей: неполное поедание организмов, потери на разложение, сезонность, колебания численности.

5. Почему биосферу называют глобальной экосистемой?

Потому что биосфера включает все живые организмы Земли и все среды их обитания, связанные обменом веществ и потоками энергии:

• Есть единый источник энергии (в основном Солнце) и глобальные потоки энергии.

• Круговороты веществ (воды, углерода, азота и др.) идут планетарно, связывая океаны, сушу, атмосферу и живое вещество.

• Экосистемы планеты взаимозависимы: изменения климата, состава атмосферы, океанических течений, миграции организмов соединяют их в единую систему.

6. Роль продуцентов, консументов, редуцентов в круговороте веществ

Продуценты (производители) — зелёные растения, водоросли, цианобактерии:

• Создают органическое вещество из неорганического (CO₂, H₂O, минеральные соли) за счёт фотосинтеза (или хемосинтеза у некоторых бактерий).

• Являются входом энергии в экосистему: превращают энергию света в энергию химических связей.

• Формируют основу пищевых цепей и первичную биомассу.

Консументы (потребители) — животные, многие простейшие, часть микроорганизмов:

• Питаются готовым органическим веществом продуцентов или других консументов.

• Переносят вещество и энергию по трофическим уровням, преобразуют органику в собственную биомассу.

• Возвращают часть веществ в среду через дыхание (CO₂), выделения, отмирание.

Редуценты (разрушители) — бактерии и грибы (а также детритофаги как “помощники” разложения):

• Разлагают мёртвые остатки и продукты жизнедеятельности до минеральных соединений (минерализация).

• Замыкают круговорот: возвращают в почву и воду доступные для растений формы веществ (например, соединения азота, фосфора и др.).

• Без редуцентов органические остатки накапливались бы, а минеральные вещества “застревали” в мёртвой биомассе, и продуктивность экосистем резко падала бы.

В итоге: продуценты создают органику, консументы перераспределяют её по пищевой сети, редуценты возвращают вещества в неорганическую форму, обеспечивая непрерывность круговорота веществ и устойчивость экосистем.