Если заговорить о грибах, первое, что приходит в голову - осенний лес, тихая охота. Еще можно вспомнить про дрожжи, сыр с плесенью и пенициллин. А вот о том, какую роль в экосистеме играют грибы, зачем они нужны природе, мало кто задумывается. Давайте поговорим об этом.

Вред или польза?

Говорят, что если положить на одну чашу весов пользу, которую человек получает от этих организмов, а на другую - их вред, чаши уравновесятся. Хотя, рассуждая о том, какую роль в экосистеме играют грибы, так ставить вопрос нельзя. Природе важно и нужно все.

Изучающая грибы наука микология считается одним из разделов ботаники. Но грибы давно уже выделены в отдельное царство. То есть существует и отдельно - царство грибов.

Одной из главных особенностей является то, что структурный углевод в составе клеточной стенки этих организмов - хитин. Он же является составной частью наружного скелета насекомых, членистоногих. Хитин обладает интересными свойствами, одно из которых - способность выводить из организма человека вредные вещества, уменьшать содержание холестерина. В то же время из-за него грибы считаются тяжелой пищей. Детям до 6-7 лет их лучше не давать, кормящим матерям тоже лучше не есть их. Ферментная система ребенка может не справиться с таким продуктом.

Зачем природе нужны грибы?

Одна из основных их функций - разложение, переработка органических остатков. В результате биодеструкции погибших растительных и животных организмов в природный круговорот возвращаются углерод и минеральные вещества.

Грибы участвуют в процессах почвообразования, влияют на их структуру, состав и даже температурный режим. Ведь при гниении повышается температура разлагающихся остатков. Это хорошо известно огородникам, выращивающим овощи на теплых грядках.

Грибы в процессе своей жизнедеятельности создают биомассу из мицелия и плодовых тел (то, что мы с детства знаем как мухоморы, сыроежки, подберезовики и др.). Ими питаются не только люди, но также насекомые и различные животные.

Грибокорень

Неоценимо значение грибов в создании микоризы. Оказывается, грибы не только разрушают деревья, но могут быть полезными для них. В природе широко распространено явление симбиоза - выгодного для обоих организмов сосуществования.

Микоризу образует ассоциация из нитей мицелия и корней деревьев. Гриб получает от высшего растения питательные вещества в доступной форме и, в свою очередь, помогает ему добывать воду и фосфор из почвы. У дерева фактически появляются дополнительные корни.

Микориза может быть внешней, окружающей корни, а также может проникать внутрь. Между клетками двух организмов идет активный обмен веществ. Какую роль в экосистеме играют грибы в данном случае? Жизнь леса просто невозможна без них, особенно в засушливых областях.

На грани выживания

В местах, где климат суров и растительность очень скудная, грибы образуют симбиотические сообщества не с деревьями, а с водорослями, известные как лишайники. Их можно встретить в тундре и пустыне, на скалах, зданиях, коре деревьев - там, где, казалось бы, для жизни условий нет. Но грибы добывают воду даже из воздуха, из росы, а водоросль преобразует на свету углекислый газ в органическое питание для обоих.

Обживание новых пространств, наработка в этих местах органики - таково еще одно значение грибов в природе.

Грибы-хищники

По образу жизни и способу питания грибы подразделяют на:

На навозных кучах живут грибы-копрофилы, на пожарищах - карбофилы.

А еще некоторые грибы способны «охотиться». Их добычей могут быть амебы, насекомые, нематоды. Нити гриба прилипают к жертве, окутывают слизью, некоторые даже способны задушить ее, затем прорастают внутрь и питаются ею. Это еще один пример того, какую роль в экосистеме играют грибы.

Огромный и многоликий

Видимый для человека мир грибов составляет крошечную часть от существующего многообразия их видов. Грибы, фото и названия которых знакомы с детства, - это мухомор, белый, опенок, сыроежка, и многие другие. Они - в детских раскрасках и кулинарных книгах, справочниках по неотложной медицине и учебниках фармакологии. Грибы для человека могут быть изысканной пищей и смертельной отравой, способны лечить и вызывать болезни, спасать и губить урожай, делать непригодным жилье.

С грибов началась эра антибиотиков в медицине. Сейчас все больше подтверждений находит использование для поднятия иммунитета, борьбы с онкологическими заболеваниями кордицепса, шиитаке и др.

Такие они, наши видимые и невидимые, нужные и опасные соседи.

Образование

Какую роль в экосистеме играют грибы? Значение грибов в природе

Если заговорить о грибах, первое, что приходит в голову - осенний лес, тихая охота. Еще можно вспомнить про дрожжи, сыр с плесенью и пенициллин. А вот о том, какую роль в экосистеме играют грибы, зачем они нужны природе, мало кто задумывается. Давайте поговорим об этом.

Вред или польза?

Говорят, что если положить на одну чашу весов пользу, которую человек получает от этих организмов, а на другую - их вред, чаши уравновесятся. Хотя, рассуждая о том, какую роль в экосистеме играют грибы, так ставить вопрос нельзя. Природе важно и нужно все.

Изучающая грибы наука микология считается одним из разделов ботаники. Но грибы давно уже выделены в отдельное царство. То есть существует царство растений и отдельно - царство грибов.

Одной из главных особенностей является то, что структурный углевод в составе клеточной стенки этих организмов - хитин. Он же является составной частью наружного скелета насекомых, членистоногих. Хитин обладает интересными свойствами, одно из которых - способность выводить из организма человека вредные вещества, уменьшать содержание холестерина. В то же время из-за него грибы считаются тяжелой пищей. Детям до 6-7 лет их лучше не давать, кормящим матерям тоже лучше не есть их. Ферментная система ребенка может не справиться с таким продуктом.

Зачем природе нужны грибы?

Одна из основных их функций - разложение, переработка органических остатков. В результате биодеструкции погибших растительных и животных организмов в природный круговорот возвращаются углерод и минеральные вещества.

Грибы участвуют в процессах почвообразования, влияют на их структуру, состав и даже температурный режим. Ведь при гниении повышается температура разлагающихся остатков. Это хорошо известно огородникам, выращивающим овощи на теплых грядках.

Грибы в процессе своей жизнедеятельности создают биомассу из мицелия и плодовых тел (то, что мы с детства знаем как мухоморы, сыроежки, подберезовики и др.). Ими питаются не только люди, но также насекомые и различные животные.

Грибокорень

Неоценимо значение грибов в создании микоризы. Оказывается, грибы не только разрушают деревья, но могут быть полезными для них. В природе широко распространено явление симбиоза - выгодного для обоих организмов сосуществования.

Микоризу образует ассоциация из нитей мицелия и корней деревьев. Гриб получает от высшего растения питательные вещества в доступной форме и, в свою очередь, помогает ему добывать воду и фосфор из почвы. У дерева фактически появляются дополнительные корни.

Микориза может быть внешней, окружающей корни, а также может проникать внутрь. Между клетками двух организмов идет активный обмен веществ. Какую роль в экосистеме играют грибы в данном случае? Жизнь леса просто невозможна без них, особенно в засушливых областях.

На грани выживания

В местах, где климат суров и растительность очень скудная, грибы образуют симбиотические сообщества не с деревьями, а с водорослями, известные как лишайники. Их можно встретить в тундре и пустыне, на скалах, зданиях, коре деревьев - там, где, казалось бы, для жизни условий нет. Но грибы добывают воду даже из воздуха, из росы, а водоросль преобразует на свету углекислый газ в органическое питание для обоих.

Обживание новых пространств, наработка в этих местах органики - таково еще одно значение грибов в природе.

Грибы-хищники

По образу жизни и способу питания грибы подразделяют на:

На навозных кучах живут грибы-копрофилы, на пожарищах - карбофилы.

А еще некоторые грибы способны «охотиться». Их добычей могут быть амебы, насекомые, нематоды. Нити гриба прилипают к жертве, окутывают слизью, некоторые даже способны задушить ее, затем прорастают внутрь и питаются ею. Это еще один пример того, какую роль в экосистеме играют грибы.

Огромный и многоликий

Видимый для человека мир грибов составляет крошечную часть от существующего многообразия их видов. Грибы, фото и названия которых знакомы с детства, - это мухомор, белый, опенок, сыроежка, бледная поганка и многие другие. Они - в детских раскрасках и кулинарных книгах, справочниках по неотложной медицине и учебниках фармакологии. Грибы для человека могут быть изысканной пищей и смертельной отравой, способны лечить и вызывать болезни, спасать и губить урожай, делать непригодным жилье.

С грибов началась эра антибиотиков в медицине. Сейчас все больше подтверждений находит использование для поднятия иммунитета, борьбы с онкологическими заболеваниями трутовика лакированного, кордицепса, шиитаке и др.

Такие они, наши видимые и невидимые, нужные и опасные соседи.

Состав и структура экосистем.

Энергетика и продукция экосистемы

Экологические пирамиды

Виды экосистем.

Состав и структура экосистем

Если обратится к лекции №1 данного курса можно обнаружить, что в область изучения экологии входят три основных уровня организации жизни: популяционный, экосистемный и биосферный. Для решения многих глобальных проблем и принятия решений ключевую роль играет изучение организменного уровня.

Как известно, живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение неразделимо связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии, образуя экосистемы.

Экосистема – это совокупность всех живых организмов, проживающих на общей территории вместе с окружающей их неживой средой.

Экосистема - основная функциональная единица в экологии, поскольку в неё входят и организмы и неживая среда - компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той её форме, которая существует на Земле.

Примером может служить луг, лес, озеро.

Достаточно часто понятие экосистемы отождествляют с понятием биогеоценоз, однако эти термины не являются синонимами. Понятие экосистемы более широкое, охватывает все виды совокупностей живых организмов и среды обитания, биогеоценозом можно назвать лишь природные образования (лес, луг и т.п.). Т.о. любой биогеоценоз является экосистемой, но не любая экосистема является биогеоценозом.

В состав экосистемы представлен двумя группами компонентов: абиотическими – компоненты неживой природы (экотоп) и биотическими - компоненты живой природы (биоценоз).

Биоценоз – совокупность представителей растительного (фитоценоз), животного (зооценоз) мира и мира микроорганизмов (микробиоценоз). Экотоп включает две главные составляющие: климат во всех его многообразных проявлениях и геологическую среду – почвы-грунты или эдафотоп. Все компоненты данной системы находятся в постоянном и сложном взаимодействии (рис. 1).

Совершенно очевидным является тот факт, что экосистема является не однородной в пространстве и времени, в связи с чем, достаточно важным является рассмотрение пространственной структуры биогеоценоза. Прежде всего это ярусное строение фитоценозов, являющееся приспособлением в борьбе за солнечный свет. В широколиственных лесах выделяют до 6 ярусов.

В пространственной структуре биогеоценоза наблюдается также мозаичность – изменение растительного и животного сообщества по площади (концентрирование растительности вокруг водоемов).

Участие различных видов в формировании экосистемы не одинаково, так в экосистеме представители одного вида могут доминировать (например: сосна обыкновенная в сосновом бору), другие могут встречаться единично (снежный барс).

Виды, которые преобладают по численности, называются доминантными . Среди них есть такие, без которых другие виды существовать не могут или эдифакторы . Второстепенные виды - малочисленные и даже редкие играют огромную роль в формировании устойчивой экосистемы. Так был установлен всемирный закон устойчивости экосистем, согласно которому: чем выше биоразнообразие экосистемы, соответственно, чем больше «второстепенных» видов, тем она устойчивее.

С точки зрения трофической структуры (от греч. trophe – питание) экосистему можно разделить на два яруса:

верхний автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус или «зеленый пояс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений. Организмы, входящие в «зеленый пояс», называются автотрофными (от лат.: auto-сам, trofo-питание). Основной особенностью данных организмов является способность синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза. Так как, будучи автотрофами, они создают первичное органическое вещество, продуцируя его из неорганического, они носят название продуцентов .

нижний гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс», в котором преобладает использование, трансформация и разложение сложных соединений. Организмы, входящие в данный пояс не могут строить собственное вещество из минеральных компонентов, вынуждены использовать то, что создано автотрофами, поедая их. Они называются гетеротрофами (от лат.: hetero-другими trofo-питание).

Однако специфика гетеротрофов может быть различна. Так часть организмов, использующая в питании готовые питательные вещества растений называются фитофагами - травоядными (фитос - pастение, фагос - пожиpатель, гр.) или растительноядными. Фитофаги - вторичные аккумуляторы солнечной энергии, первоначально накопленной растениями. консументами первого порядка (например: заяц, корова). Данная группа организмов относится к первичным консументам .

Многим животным эволюция предопределила необходимость использования животных белков. Это группа зоофагов или хищников, поедающих фитофагов и более мелких хищников. Хищники - важнейшие pегулятоpы биологического равновесия: они не только pегулиpуют количество животных-фитофагов, но выступают как санитары, поедая в первую очередь животных больных и ослабевших. Примером может служить поедание хищными птицами мышей-полевок. Данная группа организмов относится к вторичным консументам . Животные, питающиеся консументами второго порядка носят название консументов третьего порядка и т.д.

В любой системе неизбежно образуются органические отходы (трупы животных, экскременты и т.п.), которые также могут служить пищей для гетеротрофных организмов, получивших название редуцентов или сапрофитов .

Поэтому с биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты:

неорганические вещества (C, N, CO2, H2O и др.) включающееся в круговороты.

органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества), связывающие биотическую и абиотическую части.

воздушную, водную и субстратную среду, включающую климатический режим и другие физические факторы.

продуцентов, автотрофных организмов, в основном зеленые растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ.

макроконсументов или фаготрофов (от греч. phagos - пожиратель) - гетеротрофных организмов, основном животных, питающихся другими организмами или частицами органического вещества.

микроконсументов, сапротрофов, деструктрофов - гетеротрофных организмов, в основном бактерий и грибов, получающих энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного сапротрофами из растений и других организмов.

Все организмы, входящие в состав экосистемы, связаны тесными пищевыми связями (так один организм служит пищей для другого, который поедается третьим и т.д.). таким образом, в биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим, или так называемая трофическая цепь.

Примерами таких цепей могут служить:

ягель олень волк (экосистема тундры);

трава корова человек (антропогенная экосистема);

микроскопические водоросли (фитопланктон) жучки и дафнии (зоопланктон) плотва щука чайки (водная экосистема).

Одна трофичиские цепи в экосистеме тесно переплетаются, образуя трофические сети. Так широко известно явление «трофического каскада»: морские вадры питаются морскими ежами, которые едят бурые водоросли, уничтожение охотниками выдр привело к уничтожению водорослей вследствие роста популяции ежей. Когда запретили охоту на выдр, водоросли стали возвращаться на места обитания.

Значительную часть гетеротрофов составляют сапрофаги и сапрофиты (грибы), использующие энергию детрита. Поэтому различают два вида трофических цепей: цепи выедания , или пастбищные, которые начинаются с поедания фотосинтезирующих организмов, и детритные цени разложения, которые начинаются с остатков отмерших растений, трупов и экскрементов животных

Рассмотрим, какую роль в экосистеме играют представители разных групп живых организмов, как растения, животные, грибы.

Экологическая система

Такая биологическая система включает совокупность живых организмов и среды их обитания, а также, системы связей между ними, благодаря которым происходит взаимный обмен энергией и веществами.

Примером экосистемы для нашей задачи, может служить лес. Экосистема которого включает:

• растения - деревья и травы, растущие в нем;
• животные - обитающие в заданном ареале;
• грибы - растущие в лесу.
• птицы - живущие на ветках деревьев

В зависимости от территориальных особенностей ареала, в определенных местах могут находится и другие виды. Например, если в лесу есть пруд или протекает речка, то к этой системе можно добавить и рыб.

В целом экосистема подразумевает в себе совокупность всех обитателей этой системы, которые находятся и живут в одних условиях. При этом все элементы системы связаны между собой пищевой цепочкой. Связь заключается в адаптации и роли каждого элемента системы для других видов организмов этой системы.

Роль растений, животных и грибов

Разнообразные виды живых организмов в экосистеме тесно связаны между собой и по отдельности не могут существовать. Растения, животные и грибы пользуются результатами жизнедеятельности друг друга. Они служат как пищей друг для друга, так и создают определенные особенности поведения.

Например, растения питаются влагой из земли и минеральными веществами. В результате фотосинтеза, образуются питательные вещества. Сами растения растут и размножаются благодаря этому и создают пищевую среду для животных.

Животные питаются растениями и с одной стороны получают питательные вещества для себя, а с другой стороны ограничивают количество растений. Также животные могут использовать растения для маскировки, для своей жизнедеятельности.

Грибы перерабатывают погибшие организмы в гной, что дает минеральные вещества земле из которой питаются растения. Также грибы являются пищей для животных, а погибшие животные органическими веществами для растений.

В состав экосистемы входят живые организмы (их совокупность назвается биоценозом , или биотой, экосистемы), факторы неживой природы (абиотические) – атмосфера, вода, питательные элементы, свет и мертвое органическое вещество – детрит .

Все живые организмы по способу питания (по функциональной роли) разделяются на две группы – автотрофов (от греческих слов аутос – сам и трофо – питание) и гетеротрофов (от греческого слова гетерос - другой).

Автотрофы . Эти организмы для синтеза органического вещества используют неорганический углерод, это – продуценты экосистемы. По используемому источнику энергии они, в свою очередь, также делятся на две группы.

Фотоавтотрофы используют свет. Это зеленые растения, цианобактерии, а также многие окрашенные бактерии, имеющие хлорофилл (и другие пигменты) и усваивающие солнечную энергию. Процесс, при котором происходит ее усвоение, называется фотосинтезом.

Хемоавтотрофы используют химическую энергию окисления неорганических веществ (серы, сероводорода, аммиака, железа и др.). Это серобактерии, водородобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии и др. Хемоавтотрофы играют главную роль в экосистемах подземных вод, а также в особых экосистемах рифтовых зон дна океана, где из разломов плит выделяется сероводород, который окисляют серобактерии. В наземных экосистемах существенную роль играют роль нитрифицирующие бактерии.

Гетеротрофы. Эти организмы питаются готовыми органическими веществами, которые синтезированы продуцентами, и вместе с этими веществами получают энергию. Гетеротрофы в экосистеме являются консументами (от латинского слова консумо – потребляю), потребляющими органическое вещество, и редуцентами , разлагающими его до простых соединений. Существует несколько групп консументов.

Фитофаги (растительноядные). К ним относятся животные, которые питаются живыми растениями. Среди фитофагов есть и небольшие организмы, такие, как тля или кузнечик, и гиганты, такие, как слон. Фитофагами являются почти все сельскохозяйственные животные: корова, лошадь, овца, кролик. Главные фитофаги в водных экосистемах – это микроскопические организмы растительноядного планктона, питающиеся водорослями. Есть в этих экосистемах и крупные фитофаги, например, рыба белый амур, поедающий растения, которыми зарастают оросительные каналы. Важный фитофаг – бобр. Он питается ветками деревьев, а из стволов сооружает плотины, регулирующие водный режим территории.

Зоофаги (хищники, плотоядные). Зоофаги очень разнообразны. Это и мелкие животные, питающиеся амебами, червями или рачками. И крупные, такие, как волк. Хищники, питающиеся более мелкими хищниками, называются хищниками второго порядка. В водных экосистемах широко распространены зоофаги-фильтраторы , в составе этой группы – и микроскопические рачки и кит. Фильтраторы играют огромную роль в самоочищении загрязненных вод (рис. 30). Только планктонные морские веслоногие раки из рода каланус за несколько лет способны профильтровать воды всего Мирового океана!

Есть растения-хищники (росянка, пузырчатка), которые используют в пищу насекомых. Правда, их способ питания отличается от хищников-животных. Они «ловят» мелких насекомых, но не заглатывают их, а «переваривают», выделяя ферменты на свою поверхность. Есть хищники и среди почвенных грибов, которые «ловят» микроскопических круглых червей-нематод.

Симбиотрофы. Это бактерии и грибы, которые питаются корневыми выделениями растений. Симбиотрофы очень важны для жизни экосистемы. Нити грибов, опутывающие корни растений, помогают всасыванию воды и минеральных веществ. Бактерии-симбиотрофы усваивают газообразный азот из атмосферы и связывают его в доступные растениям соединения (аммиак, нитраты). Этот азот называется биологическим (в отличие от азота минеральных удобрений).

К симбиотрофам относятся и микроорганизмы (бактерии, одноклеточные животные), которые обитают в пищеварительном тракте животных-фитофагов и помогают им переваривать пищу. Такие животные, как корова, без помощи симбиотрофов не способны переварить поедаемую траву.

Детритофаги – организмы, питающиеся мертвым органическим веществом. Это многоножки, дождевые черви, жуки-навозники, раки, крабы, шакалы и многие другие. Значительное разнообразие видов-детритофагов связано с почвой. Многочисленны детритофаги, разрушающие древесину (рис. 31).

Организмы, которые питаются экскрементами, называются копрофагами . Некоторые организмы используют в пищу как растения, так и животных и даже детрит и относятся к эврифагам (всеядным) – медведь, лиса, свинья, крыса, курица, ворона, тараканы. Эврифагом является и человек.

Редуценты – организмы, которые по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как они тоже питаются мертвым органическим веществом. Однако редуценты – бактерии и грибы – разрушают органические вещества до минеральных соединений, которые возвращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Для переработки мертвого органического вещества редуцентам нужно время. Поэтому в экосистеме всегда есть запас этого вещества – детрит. Детрит – это опад листьев на поверхности лесной почвы (сохраняется 2–3 года), ствол упавшего дерева (сохраняется 5–10 лет), гумус почвы (сохраняется сотни лет), отложения органического вещества на дне озера – сапропель и торф на болоте (сохраняется тысячи лет). Наиболее долго сохраняющимся детритом являются каменный уголь и нефть.

Продуценты, фитофаги, хищники связаны в процессе «работы» экосистемы, то есть усвоении и расходовании энергии при производстве органического вещества и как бы участвуют в «эстафете» передачи энергии. Номер участника «эстафеты» – это его трофический уровень . Первый трофический уровень – продуценты, второй – фитофаги, третий – хищники первого порядка, четвертый – хищники второго порядка. В некоторых экосистемах, например в озере, количество трофических уровней может достигать 5-6.

На рис. 32 показана структура экосистемы, основу которой составляют растения – фотоавтотрофы, а в табл. 1 приведены примеры представителей разных трофических групп для некоторых экосистем.

Таблица 1

Представители разных трофических групп в некоторых экосистемах