Екосистема

Сукупність різних організмів і неживих компонентів серед­овища, тісно пов'язаних між собою потоками речовини та енергії, називають екосистемою. Прикладами екосистем можуть бути озеро, ліс, ділянка степу, окремий гнилий пень або навіть вміст шлунка травоїдної свійської тварини, наприклад корови. Вивча­ючи екосистеми, учні акцентують увагу саме на процесах пере­творення речовини та енергії. У тому разі, коли екологи мають справу тільки із сукупністю різних видів, які спільно живуть і між якими не спостерігається зв'язків, використовують такі терміни, як угруповання, або біоценоз.

Різні групи організмів, що входять до складу однієї екосис­теми, виконують у ній різні функції. Організми-продуценти (латин, рґо&исепііз — той, що виробляє, створює) утворюють органічну речовину з неорганічних компонентів. Мабуть, усі продуценти обов'язково мають бути автотрофами. Основні про­дуценти як в океані, так і в усіх великих внутрішніх водоймах (і солоних, і прісних) — водорості. Саме вони дають життя всім істотам в океані, і тому рівень розвитку фітопланктону в тому чи іншому районі океану визначає там кількість риби та морських ссавців.

У водоймах продуценти можуть бути представлені й вищими квітковими рослинами, коренева система яких перебуває на міл­ководді водойми: ліліями, лататтям, очеретом тощо. Але порів­няно з водоростями їхня роль в утворенні органічної речовини незначна. На суші основними продуцентами є великі за розміром вищі рослини: трави, чагарники та дерева.

Дві інші важливі групи організмів, що входять до складу будь-якої екосистеми,— консументи (латин, сопзитепііз — той, що споживає) і редуценти (латин, гейисепіів — той, що повертає, поновлює). До консументів зазвичай відносять усіх тварин, а до редуцентів — гриби та бактерії. І ті й інші є гетеротрофами, тобто живуть за рахунок органічної речовини, утвореної про­дуцентами.

Сонячну енергію, зв'язану в процесі фотосинтезу у вигляді біологічної маси рослин, поїдають травоїдні тварини, які, у свою чергу, служать їжею для хижаків. Так речовина й енергія пе­редаються від одних організмів до інших, об'єднуючи екосис­тему в єдине ціле. Послідовність живих істот, які передають

одне одному цю енергію, називають харчовим ланцюгом. За тим місцем, що його організми посідають у харчовому ланцюзі, їх молена об'єднати в кілька груп, або харчових рівнів. Перший із них, що утворює фундамент усієї екосистеми,— це рівень рослин, або продуцентів. Над ним ідуть рівні, які займають кон-сументи. Перший рівень консументів — рослиноїдні тварини, другий рівень консументів — хижаки першого порядку, які їдять травоїдних тварин, і ще вище — хижаки другого порядку, які живляться вже хижаками. Наприклад, у водоймі риби, що живляться зоопланктоном (дрібними тваринами), є хижаками першого порядку, або консументами першого порядку, а великі хижі риби, що їх поїдають,— це хижаки, або консументи, дру­гого порядку.

Харчова піраміда

У процесі своєї життєдіяльності кожний організм витрачає енергію, яку одержав із їжею (а зелені рослини — із сонячним світлом), ЇЇ кількість із кожним наступним рівнем зменшується. Відповідно приріст біомаси всіх організмів будь-якого рівня за­вжди менший від маси попереднього рівня.

Травоїдні тварини в наземних екосистемах з'їдають тільки частину рослин. Певна кількість енергії, отриманої з їжею, ви­трачається у вигляді тепла, тому біомаса консументів завжди менша від маси продуцентів. Хижакам так само дістаються не всі можливі жертви, і частина енергії теж розсіюється.

Так утворюється харчова піраміда біомас: чим вищий хар­човий рівень, що його займає організм, тим меншими є його чисельність і маса (в розрахунку на одиницю площі).

Згідно із сучасними розрахунками, з одного на інший рі­вень може переходити не більше 30% продукції. Щодо числа харчових рівнів, то їх в екосистемах суші зазвичай буває 2—З, а у відкритому океані від 4—5 до шести. Такі розходження в дов­жині харчового ланцюга обумовлені тим, що на суші основними продуцентами є великі рослини (трави, дерева й чагарники), тим часом як в океані основні продуценти — мікроскопічні планк­тонні водорості.