Что является продуцентом в биоценозе
Что такое продуценты — определение, типы и примеры
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Любая экосистема (в том числе и вся планета в целом) – это совокупность множества организмов.
Эти организмы отличаются друг от друга по огромному числу биологических признаков, типу питания и другим особенностям.
Но все организмы можно разбить на три большие группы по их функциональному назначению — это продуценты, консументы и редуценты.
Сегодня мы подробно поговорим про группу под названием продуценты, которых можно по праву считать основой жизни на нашей планете.
Продуценты — это.
Продуценты — это организмы, которые создают органические вещества (в основном углеводы) из неорганических соединений (главным образом из углекислого газа). Их ещё называют автотрофами (что это?).
К этой категории относятся практически все зелёные растения, так как только они способны использовать солнечную энергию для получения питательных веществ из воды, почвы и воздуха. Этот процесс называется фотосинтезом, а сами растения получили название фотоавтотрофы.
К продуцентам относятся и некоторые виды бактерий, которые умеют синтезировать органику даже при отсутствии солнечного излучения, получая энергию за счёт сложных химических реакций. Эти микроорганизмы классифицируются как хемоавтотрофы.
Характерной особенностью продуцентов является то, что им совсем необязательно заниматься поиском пищи: их прирождённые, данные природой способности позволяют обеспечивать рост и дальнейшее полноценное развитие.
В результате своей деятельности продуценты выделяют в экосистему (что это такое?) Земли биологическую массу. Её суммарный годовой объём (первичная валовая продукция) на суше оценивается в 220-240 млрд.тонн, а на море – в 100-120 млрд.тонн сухой массы.
Примерно половина этого громадного количества идёт на поддержание жизнедеятельности самих продуцентов (дыхание и корневые выделения), так что чистая первичная продукция будет в два раза меньше.
Именно она составляет пищевую цепочку потребителей – консументов.
Приведённые цифры являются усреднёнными, так как разные источники приводят довольно сильно отличающиеся друг от друга данные в зависимости от принятого метода исследований.
Продуценты-фотоавтотрофы
Клетки фотоавтотрофов содержат хлорофилл, который участвует в процессе фотосинтеза, то есть в образовании органической материи из неорганических субстанций, в основном из углекислого газа (СО2) и воды (Н2О).
Как уже отмечалось, эти организмы представлены, главным образом, зелёными растениями, которые являются первичными и основными производителями органических веществ. То есть, они служат питательной средой для остальных организмов.
Сюда же относятся и цианобактерии – единственные микроорганизмы, обладающие способностью к фотосинтезу.
Фотоавтотрофы присутствуют не только на суше, но и в водной среде, но только там, куда проникает солнечный свет (так называемая фотическая зона).
Они нередко вступают в симбиоз (что это такое?) с другими растениями, которые не в состоянии использовать энергию солнца для фотосинтеза. В качестве примера можно привести лишайник – ассимилированное образование, состоящее из зелёных микроскопических водорослей (либо цианобактерий) и грибов.
Продуценты-хемоавтотрофы
Хемотрофы, не имея возможности поглощать энергию солнечного света, используют другую альтернативу – окислительно-восстановительную химическую реакцию с участием сероводорода, метана, серы, двухвалентного железа и других неорганических соединений.
Эти организмы встречаются только среди бактерий, причём их количество по сравнению с фотоавтотрофами невелико. Тем не менее их физиологические, биологические и химические свойства имеют большое значение для функционирования экосистемы в целом.
Хемоавтотрофов классифицируют по типу вещества, принимающего участие в окислительной реакции:
На сегодняшний день науке известны несколько тысяч видов этих микроорганизмов, и новые открытия наверняка продолжатся.
Продуценты, редуценты и консументы
Любой биоценоз – это совокупность множества организмов. Они отличаются по биологическим признакам, типу питания и другим особенностям.
Однако по функциональной значимости это многообразие сводится к трём большим группам:
У каждой группы – свои задачи, но в совокупности они обеспечивают общий баланс экосистемы.
Ниже приводится сравнительная таблица главных участников биоценоза:
Экосистема и ее факторы
Продуценты, консументы и редуценты
Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические вещества, потребляемые животными.
Пищевые цепи
Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.
В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем, что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.
Экологическая пирамида
Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы (пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей с повышением трофического уровня.
Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.
Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и 10000 кг фитопланктона.
Агроценоз
Факторы экосистемы
К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).
В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.
За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ, растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого организма вырабатывается своя адаптация.
Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.
Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность человека играет решающий фактор в исчезновении видов.
Закон оптимума
За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума, то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.
Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим (лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.
Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора сводит на нет благоприятность остальных факторов.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Продуценты и консументы
Невозможно себе представить общую характеристику экосистем, без функциональных групп организмов, среди которых нас интересуют именно продуценты и консументы. Живые организмы в биоценозе выполняют различные функции, поэтому необходимо разобраться с тем, что собой представляет биоценоз.
Состав, виды биоценозов
Биоценоз является важнейшей частью глобальной земной экосистемы. Сегодня под этим термином подразумевают биотическое сообщество, совокупность живого в условиях однородной среды обитания (участок суши, акватория). Впервые это понятие появилось в трудах Карла Мебия. Опираясь на биоразнообразие, можно объяснить устойчивость всей экосистемы.
Биологические сообщества могут быть:
Эволюционно сформировались два главных типа питания: автотрофный и гетеротрофный. За круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме отвечают живые организмы, которые принято делить на три группы.
Продуценты
Представителями автотрофного типа питания являются – продуценты. Они способны производить органические вещества из неорганических, обеспечивая собственную жизнедеятельность и являются участниками пищевой цепи для гетеротрофов.
Отдельного внимания заслуживают лишайники, которые произрастают в тундровых климатических условиях. Они способны за счет взаимного симбиоза сочетать в себе уникальные качества: фотосинтез и защита гриба. Трудно переоценить роль продуцентов, которые являются более древними формами жизни.
Консументы
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Невероятно, но факт, плотоядное растение – мухоловка Венеры является консументом, несмотря на ряд оговорок. Ученые выделили три группы консументов:
Животные, которые восполняют запасы энергии посредством употребления растительной пищи – формируют группу первичных потребителей. Плотоядные животные являются вторичными потребителями и поедают других животных. Куда отнести животных, которые питаются и растениями и ведут хищный образ жизни? Они тоже являются вторичными потребителями. Вершину пищевой цепи возглавляют хищники, которые питаются вторичными потребителями и в своем большинстве всеядны.
Сбалансированная пищевая цепь формируется за счет участи консументов. Таким образом удается сдерживать популяцию тех или иных растений на должном уровне. Нарушение баланса в экосистеме приводит к глобальному сбою всех процессов, могут быть колоссальные потери всех видов. Если сеть потребителей теряет функциональность, экосистема будет обречена.
Продуктивность экосистемы: графические пирамиды
Основу математических формул и расчетов продуктивности экосистемы заложены фундаментальные знания о биоценозе, пищевой цепи, консументах, продуцентах, их соотношении и т. д. Моделируем ситуацию: есть некоторая группировка, мы знаем продукцию популяций, наполняющих ее, но рассчитать общую продуктивность не представляется возможным. Тогда необходимо задействовать иной подход к расчету отдельных составляющих биопродукции процесса группировки в целом.
Нужно иметь следующие параметры: валовая и чистая продукция и общая деструкция. Как получить валовую? Путем прибавления к чистой продукции значение дыхания. Таким образом, формула расчета продукционного процесса группировки n трофических уровней выглядит так:
Для большего понимания приведем расшифровки некоторых параметров. Чистая продукция группировки обозначена буквой « \(Р\) ». \(А1\) – продукция, полученная путем ассимиляции первым трофическим уровнем (уровнем продуцентов). Первый трофический уровень затрачивает на дыхание определенную часть энергии, которая рассеивается и обозначена в схеме как « \(R1\) », а \(R2\) – соответственно вторым и \(Rn \) – n-ным трофическим уровнем.
Экосистемы: новый взгляд с позиций термодинамики
Энергия не может возникнуть из ниоткуда и бесследно исчезнуть. Консументы ответственны за энтропизацию энергии, количество которой пропорционально величине их дыхания. Как показывает практика, между параметрами первичной и вторичной продукции имеется прямая зависимость.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Энтропия является мерой беспорядка, так называемого, хаоса. Так как экосистемы являются неравновесными термодинамическими системами, они способны к снижению энтропии посредством роста внешней энтропии. Здесь на первый план выходит соотношение трофических уровней.
Энергетические превращения в биосфере основываются на фотосинтетическом восстановлении диоксида углерода.
Результатом этих превращений является:
В зависимости от особенностей участников процесса, донором водорода может быть вода для цианобактерий, растений или сероводород для серобактерий, способных к фотосинтетической активности.
Имеем дело с графическими моделями (экологическими пирамидами), которые отражают численность особой (пирамиды чисел), количество их биомассы (пирамиды биомассы) и другие. Пирамиды энергии и производства имеют наиболее правильную форму.
Продуценты и консументы
Вы будете перенаправлены на Автор24
Понятия о продуцентах и консументах непосредственно связаны с понятием о биоценозе.
Биоценоз
Основываясь на концепции биоценоза, экологические сообщества могут принимать различные формы:
Географическая протяженность биоценозов ограничена требованием более или менее однородного видового состава. По участию в биогенном круговороте веществ в биоценозе различают три основные группы организмов:
Продуценты
Почти во всех случаях это фотосинтетически активные организмы (растения, цианобактерии, протисты и ряд других одноклеточных организмов). Однако есть примеры архей и бактерий (одноклеточных организмов), которые продуцируют биомассу при окислении неорганических химических соединений (химиоавтотрофов) в гидротермальных ваннах в глубоком океане. Эти организмы считаются существующими на самом низком трофическом уровне.
Грибы и другие организмы, которые получают свою биомассу от окисляющих органических материалов, называются разлагающими и не являются первичными производителями. Однако лишайники, расположенные в тундровом климате, являются исключительным примером первичного производителя, который посредством взаимного симбиоза сочетает в себе фотосинтез водорослями (или, кроме того, азотную фиксацию цианобактериями) с защитой разлагающегося гриба.
Готовые работы на аналогичную тему
Консументы
Некоторые плотоядные растения, такие как мухоловка Венеры, также классифицируются как консумент. В рамках экологической пищевой цепи консументы подразделяются на первичных, вторичных и третичных потребителей. Первичные потребители являются травоядными животными, питающимися растениями. Вторичные потребители, с другой стороны, являются плотоядными животными и охотятся на других животных. Животные, которые питаются как растениями, так и животными, также могут считаться вторичными консументами. Третичные потребители, иногда также называемые хищниками-вершинами, обычно находятся на вершине пищевой цепи и способны питаться вторичными потребителями и основными потребителями. Третичные потребители могут быть либо полностью плотоядными, либо всеядными.
Консументы играют важную роль в экосистеме, например, балансируют цепочку продуктов питания, удерживая популяцию растений на разумном уровне. Без надлежащего баланса экосистема может разрушиться и вызвать снижение всех затронутых видов. Это приведет к серьезной нарушенной экосистеме и нефункциональной сети потребителей.
Продукция группировки и трофические (экологические) пирамиды
Если к величине чистой продукции добавить величину дыхания, получим величину валовой продукции. Таким образом, получаются все основные продукционно-деструкционные показатели продуктивности экосистемы: валовая и чистая продукция и общая деструкция. В общем виде все расчеты продукционного процесса группировки n трофических уровней основываются на такой схеме:
Таким образом, «вклад» консументов всех трофических уровней в формирование продукции группировки заключается в энтропизации энергии, пропорциональной величине их дыхания.
В большинстве случаев между величиной первичной и вторичной продукции существует прямая зависимость. Вместе с тем, следует иметь в виду, что в биотической группировке консументы всех порядков существенно влияют на уровень биопродукционного процесса предварительного трофического уровня.
Таким образом, эко- и био-системы являются открытыми неравновесными термодинамическими системами, которые постоянно уменьшают энтропию за счет роста внешней энтропии согласно законам термодинамики.
Продуценты – что это за организмы, какое место они занимают в круговороте органических веществ и что про них надо знать
Организмы, которые «продуцируют», то есть создают органические вещества и запускают пищевые цепочки в биогеоценозах.
Продуценты – это общее название организмов, которые «продуцируют», то есть создают органические вещества «с нуля». То есть были сначала только неорганические вещества (например, вода и минеральные соли), продуценты их впитали и превратили в органические.
Если не будет продуцентов – вымрут вообще все: и консументы, и редуценты. Жизнь остановится.
Какие организмы относятся к продуцентам
Все автотрофы. Они делятся на две группы: фототрофы и хемотрофы.
К фототрофам относятся растения и цианобактерии. Их особенность – наличие хлоропластов (это такие органоиды в клетках, которые придают листьям бактерий и цианобактериям зеленый цвет). Хлоропласты умеют накапливать энергию солнечного света и на ее основе создавать органические вещества. Процесс, в рамках которого это происходит, называется фотосинтез.
«Материалом» для органики будет служить вода и минеральные соли. Растения добывают их с помощью корней, а бактерии просто впитывают через оболочку.
К хемотрофам относятся только некоторые бактерии. Их очень мало. Они интересны тем, что обитают на самом дне океанов, где собирается сероводород и некоторые другие химические соединения. Клетки бактерий-хемотрофов устроены таким образом, что умеют расщеплять сероводород, получать энергию от его распада и использовать ее для синтеза органики.
Хемотрофы производят совсем крошечный объем органики. Он почти полностью потребляется ими самими.
Зачем нужны продуценты
С них начинается зарождение жизни. Во всех смыслах этого слова. Первыми живыми организмами на земле были именно продуценты, которые могли сами себя обеспечивать органическими веществами. Они усиленно размножались, их становилось все больше, масса органики на земле постоянно нарастала.
С продуцентов начинается развитие любого биогеоценоза. Например, появляется где-то в океане большой-большой остров. Сначала он пустынный, на нем ничего нет. А потом на этой пустынной земле появляются первые продуценты – лишайники, затем травянистые растения, кустарники, деревья.
Если остров не совсем отрезан от суши, то на него могут прийти звери и прилететь птицы. Если полностью отрезан, то на нем будут только продуценты (растения) и редуценты (бактерии), которые будут разлагать мертвые растения, чтобы эта мертвая масса не накапливалась.
Продуцентов в любом биогеоценозе всегда большинство. Если предположить, что продуценты каким-то образом будут полностью уничтожены, то биогеоценоз исчезнет.
Заключение
Подпишитесь на рассылку сайта, чтобы получать информацию о новых статьях в рубрике «Образование». Ссылки на статьи будут приходить вам на почту.
Под статьей есть форма для комментариев. Напишите в ней, пожалуйста, понятно ли я объяснил вам, кто такие продуценты, и как вам в целом статья. Если есть недостатки – я буду их править.
Если есть вопросы по этой теме или по любой другой, связанной с биологией, – пишите их тоже. Я всегда отвечаю на все комментарии.