Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

24.3: Екосистеми

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5724

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ще один день, ще один гній м'яч

    Чорний жук на малюнку\(\PageIndex{1}\) зробив кульку з гною (фекалій) ссавця і відкочує його від гнойової купи. Після формування кулі з гною жук котить м'яч по прямій лінії, незважаючи на всі перешкоди, до безпечного місця, щоб інші гнойовики не могли його вкрасти. Гнойові жуки можуть катати гнойові кульки, які до десяти разів перевищують власну вагу. Що вони роблять з усім цим гноєм? Взагалі, закопують його. Потім, залежно від виду гнойового жука, вони або використовують гнойовий куля як джерело збереженої їжі, або відкладають всередині нього свої ікри. В останньому випадку, коли личинки вилуплюються з яєць, вони мають під рукою живильне джерело їжі. Ням!

    Гнойовий жук
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Гнойовий жук

    Навіщо зосереджуватися на цьому поглинає какашки комасі? Гнойові жуки відіграють дуже важливу роль у сільськогосподарських районах, а також у багатьох природних екосистемах. Захоплюючи та споживаючи гній, вони покращують переробку поживних речовин та структуру ґрунту. Вони також захищають худобу від шкідників, таких як мухи, яких інакше приваблює гній. Гнойові жуки рятують американську промисловість великої рогатої худоби приблизно 380 мільйонів доларів на рік, закопуючи фекалії худоби. Це лише одна з безлічі цінних послуг, які надаються людині екосистемами та їх організмами.

    Що таке екосистема?

    Як і інші системи, екосистема - це сукупність взаємодіючих компонентів, які утворюють складне ціле. Взаємодіючі компоненти екосистеми - це все її живі істоти та її неживе середовище. Неживе середовище включає в себе такі абіотичні фактори, як температура, вода, сонячне світло, мінерали в грунті. Спільнота - це біотична частина екосистеми. Він складається з усіх популяцій всіх видів, які живуть і взаємодіють в екосистемі. Абіотичні та біотичні частини екосистеми пов'язані між собою потоками енергії та циклами поживних речовин через систему.

    Не існує широко узгодженого способу розмежування конкретної екосистеми. Теоретично екосистеми можуть сильно відрізнятися за розмірами. Розглянемо ліс як приклад. Він може охоплювати сотні або навіть тисячі гектарів, утворюючи велику екосистему, в якій окреме дерево має мало наслідків. Однак окреме дерево також можна вважати екосистемою, в якій живуть мільйони організмів і на ньому, починаючи від мікробів і закінчуючи дрібними ссавцями. Навіть один лист можна вважати екосистемою. Кілька поколінь популяції попелиці можуть існувати протягом усього життя листа, як на малюнку\(\PageIndex{2}\). Кожна з попелиць, в свою чергу, підтримує різноманітне співтовариство бактерій.

    попелиця на листку
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Крихітні комахи, звані попелиць, живуть і харчуються цим листом. Поряд з бактеріями вони утворюють мініатюрну екосистему листя.

    Екосистемні процеси

    Екосистемні процеси переміщують енергію і речовину через біотичні та абіотичні компоненти системи. Ці процеси починаються з первинного виробництва виробниками. Енергія, яка протікає майже через всі екосистеми, отримується насамперед від сонця і потрапляє в екосистеми через процес фотосинтезу. Цей процес здійснюється виробниками, які можуть включати рослини, певні мікроби та/або водорості. Ці виробники захоплюють енергію від сонячного світла і використовують її для перетворення неорганічного вуглекислого газу (з атмосфери) та води в органічні молекули вуглецю та кисень.

    Гриб
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Такі гриби (гриби) є основними розкладачами рослинного сміття в багатьох екосистемах.

    Переробка мінеральних поживних речовин

    Екосистеми постійно беруть енергію з більш широкого середовища навколо них. Мінеральні поживні речовини, з іншого боку, в основному переробляються в екосистемах серед живих істот та абіотичних компонентів екосистем. Наприклад, азот в атмосфері засвоюється певними ґрунтовими бактеріями, які змінюють азот до форми, яку можуть використовувати рослини. Від рослин азот циклічний до тварин і врешті-решт до розкладників, які повертають азот в грунт. У більшості наземних екосистем азот є обмежуючим фактором росту рослин. Обмежуючим фактором є будь-який фактор, який обмежує чисельність популяції одного або декількох видів в екосистемі. Оскільки більшість наземних екосистем обмежені азотом, циклічність азоту є важливим контролем виробництва екосистем. Інші поживні речовини, які переробляються в екосистемах, включають фосфор, калій та магній.

    Товари та послуги екосистеми

    Екосистеми надають різноманітні товари та послуги, від яких залежать люди. Без здорових природних екосистем ми не могли б вижити як вид.

    Екосистемні товари

    Екосистемні товари включають матеріальні продукти екосистемних процесів, включаючи такі продукти, як дичина та фрукти, будівельні матеріали, такі як дерево та бамбук, а також лікарські рослини, такі як верба, зображена на малюнку\(\PageIndex{4}\). Екосистемні товари також включають менш відчутні речі, такі як особливості екосистеми, які забезпечують туристичні пам'ятки та рекреаційні можливості. Гени диких рослин і тварин - ще одна хороша екосистема. Ці організми забезпечують джерело генетичного матеріалу, який можна використовувати для поліпшення домашніх видів.

    Дерево верби
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Багато дикорослих рослин виробляють хімічні сполуки, які виявилися корисними як ліки для людини. Листя верби, як ця, використовуються для полегшення болю та лихоманки більше 2000 років. Листя містять з'єднання, яке зараз виготовляється штучно і продається як аспірин.

    Екосистемні послуги

    Екосистеми послуг надають, можливо, навіть важливіше, ніж товари, але вони традиційно сприймаються як належне. До них відносяться процеси, які підтримують кругообіг води, забезпечують киснем повітря, видаляють парникові гази з атмосфери, фільтрують забруднюючі речовини з води, запилюють культури. Ці послуги не тільки мають економічну цінність, вони також неоціненні для підтримки людського життя.

    Як приклад розглянемо екосистемну послугу запилення. Більшість квітучих рослин потребують допомоги запилювачів, таких як комахи та птахи, для отримання плодів та насіння. Запилювачі відіграють істотну роль у виробництві понад 150 продовольчих культур в США, включаючи майже всі плодові та зернові культури, від яблук до люцерни. Єдиним найважливішим запилювачем культур є медоносна бджола (як на малюнку\(\PageIndex{5}\)). Медоносні бджоли надають приблизно 1,6 мільярда доларів послуг із природного запилення сільському господарству лише в Сполучених Штатах.

    Медоносна бджола на щитівці
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Медоносна бджола на квітці. Медоносна бджола невелика і може здатися незначною, але послуги з запилення, які вона надає, надзвичайно важливі.

    Характеристика: Біологія людини в новині

    Однією з найбільших і потенційно найбільш руйнівних загадок, що відбуваються в екосистемах в останні роки, є занепад медоносних бджіл. Бджолярі зазвичай очікують, що частина їх медоносних бджіл відмирає від одного сезону до наступного, але останні втрати вдвічі перевищують втрати минулого. Різке скорочення популяцій медоносних бджіл зробило новину не лише тому, що воно настільки шокує своїм спустошенням, але й через надзвичайно цінну екосистемну послугу, яку бджоли медоносні бджоли надають як запилювачі. Бджолярі повинні витрачати більше грошей, щоб спробувати зберегти своїх бджіл в живих і завести нові колонії, щоб замінити ті, що вимерли. Ця вартість передається фермерам, які використовують медоносні бджолині запилювачі. Зрештою, вартість передається таким споживачам, як ви.

    Дослідники відчайдушно намагаються знайти відповідь на таємничу загибель медоносних бджіл, щоб вони могли розробити плани щодо їх захисту. Однією з можливих причин, яка була виявлена останнім часом, є паразитичний кліщ влучно названого виду Varroa destructor. Показано на малюнку\(\PageIndex{6}\), цього кліща називають «вампіром» бджолиного світу, оскільки він харчується комахою еквівалентом крові (званої гемолімфою) як дорослих, так і юнацьких медоносних бджіл. Уявіть собі кровоссального комара розміром з обідню тарілку, який нападає на вас за вашу кров. Ось про те, наскільки великі кліщі вампірів щодо своїх господарів медоносних бджіл. Що ще гірше, окремі бджоли часто піддаються нападу множинних кліщів. Крім того, крім смоктання «крові» бджоли, кліщі передають і інші патогенні мікроорганізми, які пригнічують імунну систему бджолиного господаря. Не дивно, що кліщі беруть такий збиток на популяції медоносних бджіл!

    Кліщ Ворроа на лялечці
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Темно-коричневі паразитичні кліщі Варроа на лялечці медоносної бджоли (більша біла структура.)

    Доступні хімічні речовини, звані мітицидами, які можуть вбити кліщів Варроа. На жаль, на медоносних бджіл також негативно впливають хімічні речовини. Використання мітицидів може навіть сприяти смертності медоносних бджіл. Інша проблема полягає в тому, що кліщі виробляють стійкість до найбільш часто використовуваних мітицидів. Однією з потенційних стратегій, які зараз досліджуються, є розведення медоносних бджіл, які природно стійкі до кліщів. Однак ця стратегія може зайняти тривалий період часу, щоб досягти успіху, якщо це дійсно так.

    А поки може бути реалізована інша стратегія. Ця стратегія полягає в зміцненні імунної системи медоносних бджіл шляхом забезпечення бджіл більшою різноманітністю легкодоступних кормових рослин. Дані свідчать про те, що коли медоносні бджоли мають оптимальне харчування, вони краще справляються з кліщами та іншими потенційними причинами смертності. Однак сучасне агробізнес і зростання міст зменшили кількість і різноманітність природних квітучих рослин, які потрібні бджолам для процвітання. Вам не потрібно бути бджоляром чи вченим, щоб допомогти протистояти цій тенденції та сприяти здоров'ю та виживанню медоносних бджіл. Якщо ви домовласник, ви можете вирощувати польові квіти у своєму дворі, обов'язково включивши види, які цвітуть в різний час року.

    Рецензія

    1. Визначте екосистему та визначте компоненти, що складають екосистему.
    2. Як функціонують екосистеми?
    3. Які матеріали переробляються в екосистемах?
    4. Визначте та наведіть приклади екосистемних товарів і послуг.
    5. Як ви думаєте, чому фермери іноді використовують добриво, яке містить азот на своїх посівах?
    6. Розкладачі:
      1. А. є первинними виробниками.
      2. Б. не грають важливої ролі в екосистемах.
      3. С. допомогти переробляти поживні речовини в екосистемі.
      4. Д., як правило, абіотичні.

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?17816#Explore_More

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися про важливість біорізноманіття

    Перегляньте це відео, щоб дізнатися більше про зниження популяції бджіл

    Атрибуції

    1. Гній жук від Bayhaus через ліцензію Pixabay
    2. Афідоідея Томаса Брессона, ліцензована CC BY 3.0 через Wikimedia Commons
    3. Гриби від adeg через ліцензію Pixabay
    4. Плакуча верба від daledbe через ліцензію Pixabay
    5. Медоносна бджола від Orangeaurochs, ліцензована CC BY 2.0 через Вікісховище
    6. Кліщі Vorroa, суспільне надбання через Вікісховище
    7. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0