Quel est le rôle du producteur ? Catégories écologiques d'organismes : producteurs, consommateurs, décomposeurs, leur rôle dans le cycle biotique. Perte d'énergie lors des transitions d'un niveau de la chaîne alimentaire à un autre

Tout ensemble d'organismes et de composants inorganiques dans lequel le cycle de la matière peut être maintenu est appelé système écologique ou écosystème.
Les écosystèmes naturels peuvent être de volume et de longueur différents : une petite mare avec ses habitants, un étang, un océan, une prairie, un bosquet, une taïga, une steppe - tous ces exemples d'écosystèmes à différentes échelles. Tout écosystème comprend une partie vivante - une biocénose et son environnement physique. Des écosystèmes plus petits font partie d'écosystèmes toujours plus grands, jusqu'à l'écosystème général de la Terre. Le cycle biologique général de la matière sur notre planète consiste également en l'interaction de nombreux cycles plus particuliers.
Un écosystème ne peut assurer la circulation de la matière que s'il comprend les quatre composantes nécessaires à celle-ci : réserves d'éléments biogéniques, producteurs, consommateurs et décomposeurs.
Les producteurs sont des plantes vertes qui créent de la matière organique à partir d'éléments biogéniques, c'est-à-dire de produits biologiques, en utilisant les flux d'énergie solaire.
Les consommateurs sont des consommateurs de cette matière organique, la transformant en de nouvelles formes. Les animaux agissent généralement comme des consommateurs. Distinguer les consommateurs du premier ordre - les espèces herbivores et du second ordre - les carnivores.
Décomposeurs - organismes qui finissent par détruire composés organiques aux minéraux. Le rôle des décomposeurs dans les biocénoses est joué principalement par les champignons et les bactéries, ainsi que par d'autres petits organismes qui traitent les restes morts de plantes et d'animaux.
La vie sur Terre dure depuis environ 4 milliards d'années, sans interruption, précisément parce qu'elle se déroule dans le système des cycles biologiques de la matière. La base en est la photosynthèse des plantes et les relations alimentaires des organismes dans les biocénoses.
Or, le cycle biologique de la matière nécessite une dépense constante d'énergie.

Contrairement à éléments chimiques impliquée à plusieurs reprises dans les corps vivants, l'énergie rayons de soleil, retardée par les plantes vertes, ne peut être utilisée indéfiniment par les organismes.
Selon la première loi de la thermodynamique, l'énergie ne disparaît pas sans laisser de trace, elle est stockée dans le monde qui nous entoure, mais elle passe d'une forme à une autre. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, toute transformation d'énergie s'accompagne du passage d'une partie de celle-ci à un état où elle ne peut plus être utilisée pour le travail. Dans les cellules des êtres vivants, l'énergie qui fournit réactions chimiques, à chaque réaction, il se transforme partiellement en chaleur, et la chaleur est dissipée par le corps dans l'espace environnant. Un dur travail cellules et organes s'accompagne donc d'une perte d'énergie de l'organisme. Chaque cycle de circulation des substances, en fonction de l'activité des membres de la biocénose, nécessite de plus en plus d'énergie.
Ainsi, la vie sur notre planète s'effectue comme une circulation constante de substances, soutenue par le flux d'énergie solaire. La vie est organisée non seulement en biocénoses, mais aussi en écosystèmes, dans lesquels il existe une relation étroite entre les composants vivants et non vivants de la nature.
La diversité des écosystèmes sur Terre est associée à la fois à la diversité des organismes vivants et aux conditions de l'environnement physique et géographique. Les communautés de toundra, de forêt, de steppe, de désert ou tropicales ont leurs propres caractéristiques de cycles biologiques et de relations avec l'environnement. Les écosystèmes aquatiques sont également extrêmement diversifiés. Les écosystèmes diffèrent par le rythme des cycles biologiques et par la quantité totale de matière impliquée dans ces cycles.
Le principe de base de la stabilité des écosystèmes - la circulation de la matière soutenue par le flux d'énergie - assure essentiellement l'existence sans fin de la vie sur Terre.
Selon ce principe, des écosystèmes artificiels durables et des technologies de production peuvent être organisés dans lesquels l'eau ou d'autres ressources sont économisées. La violation de l'activité coordonnée des organismes dans les biocénoses entraîne généralement de graves changements dans les cycles de la matière dans les écosystèmes. Ce raison principale des catastrophes écologiques telles que la baisse de la fertilité des sols, la baisse des rendements végétaux, la croissance et la productivité des animaux, la destruction progressive du milieu naturel.

1) quel est le rôle des producteurs, consommateurs, décomposeurs dans le cycle du carbone 2) Pourquoi l'humanité est-elle confrontée au problème de la maîtrise des nouvelles sources d'énergie ? 3) Comment les organismes sont-ils liés à l'environnement dans les processus du cycle de l'azote ? 4) Que se passe-t-il si les réducteurs cessent de fonctionner dans les cycles du carbone, de l'azote, du soufre et du phosphore

Producteurs - organismes qui créent de la matière organique à partir de composés inorganiques (autotrophes - plantes qui créent de la matière organique par photosynthèse, chimiotrophes - certains organismes qui créent de la matière organique par des réactions chimiques) .

Réducteurs - organismes qui, au cours de la vie, transforment la matière organique en inorganique (la plupart des micro-organismes, champignons).

Les décomposeurs vivent de la matière organique morte, la reconvertissant en composés inorganiques. Cette classification est relative, puisque les consommateurs et les producteurs eux-mêmes agissent en partie comme des décomposeurs, libérant des produits métaboliques minéraux dans l'environnement au cours de leur vie.
En principe, la circulation des atomes peut être maintenue dans le système sans lien intermédiaire - les consommateurs, en raison de l'activité de deux autres groupes. Cependant, de tels écosystèmes se trouvent plutôt comme des exceptions, par exemple dans les zones où fonctionnent des communautés formées uniquement de micro-organismes. Le rôle des consommateurs dans la nature est joué principalement par les animaux, et leur activité de maintien et d'accélération de la migration cyclique des atomes dans les écosystèmes est complexe et diversifiée.

Chaînes alimentaires et niveaux trophiques

molécules organiques, synthétisés par les autotrophes, servent de source de nutrition (substance et énergie) aux animaux hétérotrophes. Ces animaux, à leur tour, sont mangés par d'autres animaux, et de cette manière l'énergie est transférée à travers une série d'organismes, où chacun suivant se nourrit du précédent. Une telle séquence s'appelle une chaîne alimentaire, et chaque maillon de la chaîne correspond à un certain niveau trophique (du grec troph - nourriture). Le premier niveau trophique est toujours constitué d'autotrophes, appelés producteurs (du latin producteure - produire). Le deuxième niveau est celui des herbivores (phytophages), appelés consommateurs (du latin consumo - «je dévore») du premier ordre; le troisième niveau (par exemple, les prédateurs) - les consommateurs de second ordre, etc.

Généralement dans un écosystème arrive 4-5 niveaux trophiques et rarement plus de 6. Ceci est en partie dû au fait qu'à chacun des niveaux une partie de la substance et de l'énergie est perdue (alimentation incomplète des aliments, respiration des consommateurs, mort "naturelle" des organismes, etc.).

Le rôle des producteurs, consommateurs et décomposeurs dans la préservation de la vie sur Terre

P.); ces pertes sont reflétées dans la figure et sont discutées plus en détail dans l'article correspondant. Cependant, selon des études récentes, la longueur des chaînes alimentaires est limitée par d'autres facteurs. Il est possible que la disponibilité de la nourriture préférée et le comportement territorial jouent un rôle important, ce qui réduit la densité de population des organismes et, par conséquent, le nombre de consommateurs d'ordre supérieur dans un habitat particulier. Selon les estimations existantes, jusqu'à 80 % de la production primaire dans certains écosystèmes n'est pas consommée par les phytophages. Le matériel végétal mort devient la proie d'organismes qui se nourrissent de détritus (détritivores) ou de décomposeurs (destructeurs). Dans ce cas, on parle de chaînes alimentaires détritiques. Les chaînes alimentaires détritiques dominent, par exemple, dans les forêts tropicales humides.

Producteurs

Presque tous les producteurs- les photoautotrophes, c'est-à-dire les plantes vertes, les algues et certains procaryotes, comme les cyanobactéries (anciennement appelées algues bleues). Le rôle des chimioautotrophes à l'échelle de la biosphère est négligeable. Les algues microscopiques et les cyanobactéries qui composent le phytoplancton sont les principaux producteurs des écosystèmes aquatiques. Au contraire, au premier niveau trophique des écosystèmes terrestres, les grandes plantes prédominent, par exemple, les arbres dans les forêts, les herbes dans les savanes, les steppes, les champs, etc.

Flux d'énergie et cycle de la matière dans une chaîne alimentaire typique. A noter qu'entre prédateurs et détritivores, ainsi qu'entre décomposeurs, un échange à double sens est possible : les détritivores se nourrissent de prédateurs morts, et dans certains cas les prédateurs mangent des détritivores et décomposeurs vivants. Les phytophages sont des consommateurs de premier ordre ; carnivore - consommateurs des deuxième, troisième, etc. ordres.

Consommateurs de premier ordre

Sur terre, les principaux phytophages- insectes, reptiles, oiseaux et mammifères. en frais et eau de mer il s'agit généralement de petits crustacés (daphnies, glands de mer, larves de crabe, etc.) et de bivalves ; la plupart d'entre eux sont des filtreurs, épuisant les producteurs, comme décrit dans l'article correspondant. Avec les protozoaires, beaucoup d'entre eux font partie du zooplancton - une collection d'hétérotrophes dérivants microscopiques qui se nourrissent de phytoplancton. La vie des océans et des lacs dépend presque entièrement des organismes planctoniques, qui sont en fait le début de toutes les chaînes alimentaires de ces écosystèmes.

Les producteurs sont des organismes capables de produire (produire) de la matière organique à partir de substances inorganiques.

Dans les communautés naturelles, le rôle de producteurs est le plus souvent joué par les plantes, très rarement - par certains organismes procaryotes capables de photosynthèse ou de chimiosynthèse. Ainsi, la caractéristique A appartient au groupe 2.

Les chaînes alimentaires commencent généralement par les producteurs, c'est-à-dire les usines. Puisqu'il est indiqué que la chaîne alimentaire est le pâturage, elle inclut clairement les organismes végétaux comme premier maillon. Ainsi, la caractéristique B appartient aux producteurs. Il y a des communautés dans lesquelles il n'y a pas de plantes (par exemple, dans les profondeurs de l'océan, dans le sol). La matière organique vient ici de l'extérieur et les chaînes alimentaires ne comprennent que des consommateurs et des décomposeurs.

Les consommateurs sont des organismes qui se nourrissent de producteurs ou d'autres consommateurs. La plupart des animaux sont des consommateurs (quelques-uns sont des décomposeurs, se nourrissant de matière organique morte). Par conséquent, la caractéristique B fait référence aux consommateurs.

La caractéristique G reproduit en fait A et est apparemment conçue pour semer la confusion. Bien que vous puissiez voir une certaine subtilité. Seuls les organismes autotrophes créent de la matière organique à partir d'inorganiques. Cependant, tous les organismes créent des matières organiques en décomposant les substances organiques qui accompagnent les aliments. Après cela, "leurs" substances organiques complexes sont à nouveau synthétisées. Cependant, en biologie (surtout en écologie lorsqu'on considère les communautés naturelles), il est généralement admis que seuls les autotrophes (plantes, procaryotes photosynthétiques et chimiosynthétiques) créent de la matière organique.

Les concepts d'"autotrophes" et de "producteurs" regroupent les mêmes groupes d'organismes. Cependant, le terme "autotrophe" est principalement utilisé dans l'étude de la structure et de la physiologie des organismes. "Producteur" est un terme écologique.

Les autotrophes sont divisés en phototrophes et chimiotrophes. Les premiers à synthétiser des substances organiques utilisent de l'énergie lumière du soleil(du mot "photons"). La seconde est l'énergie libérée à la suite de réactions chimiques (et donc «chimio-») oxydatives. Les plantes sont phototrophes, elles sont aussi productrices, donc D correspond à 2.

Le rôle des organismes vivants dans le cycle biologique

Le cycle biologique est un phénomène de nature continue, cyclique, régulier, mais non uniforme dans le temps et dans l'espace, la redistribution des substances, de l'énergie et de l'information au sein de systèmes écologiques de différents niveaux hiérarchiques d'organisation - de la biogéocénose à la biosphère. La circulation des substances à l'échelle de toute la biosphère s'appelle un grand cercle, et dans une biogéocénose spécifique - un petit cercle d'échange biotique.

Académicien V.I. Vernadsky a été le premier à postuler la thèse sur le rôle le plus important des organismes vivants dans la formation et le maintien des propriétés physiques et chimiques de base des coquilles terrestres. Dans son concept, la biosphère est considérée non seulement comme un espace occupé par la vie, mais comme un système fonctionnel intégral, au niveau duquel se réalise la connexion inséparable des processus géologiques et biologiques. Les principales propriétés de la vie qui assurent cette connexion sont la forte activité chimique des organismes vivants, leur mobilité et leur capacité à s'auto-reproduire et à évoluer. Dans le maintien de la vie en tant que phénomène planétaire essentiel prend des formes variées, se différenciant par l'ensemble des substances consommées et des déchets rejetés dans l'environnement. La diversité biologique est à la base de la formation de cycles biogéochimiques stables de matière et d'énergie dans la biosphère terrestre.

Une propriété spécifique de la vie est l'échange de substances avec l'environnement. Tout organisme doit recevoir certaines substances de l'environnement extérieur comme sources d'énergie et de matériau pour construire son propre corps. Les produits métaboliques qui ne conviennent plus à une utilisation ultérieure sont sortis. Ainsi, chaque organisme ou ensemble d'organismes identiques au cours de son activité vitale aggrave les conditions de son habitat. Opportunité processus inverse- le maintien des conditions de vie voire leur amélioration - est déterminé par le fait que la biosphère est habitée par différents organismes aux type différent métabolisme.

Dans sa forme la plus simple, un ensemble de formes de vie qualitatives est représenté par des producteurs, des consommateurs et des décomposeurs, Travail en équipe qui assure l'extraction de certaines substances de l'environnement, leur transformation à différents niveaux des chaînes trophiques et la minéralisation de la matière organique en composants disponibles pour la prochaine inclusion dans le cycle (les principaux éléments migrant le long des chaînes du cycle biologique sont le carbone, hydrogène, oxygène, potassium, phosphore, soufre, etc.).

Producteurs

Les producteurs sont des organismes vivants capables de synthétiser de la matière organique à partir de composants inorganiques en utilisant des sources d'énergie externes. (Notez que recevoir de l'énergie de l'extérieur - conditions générales l'activité vitale de tous les organismes; énergétiquement, tous les systèmes biologiques sont ouverts) on les appelle aussi autotrophes, car ils s'alimentent en matière organique. Dans les communautés naturelles, les producteurs remplissent la fonction de producteurs de matière organique accumulée dans les tissus de ces organismes. La matière organique sert également de source d'énergie pour les processus vitaux; l'énergie externe n'est utilisée que pour la synthèse primaire.

Tous les producteurs, selon la nature de la source d'énergie pour la synthèse des substances organiques, sont divisés en photoautotrophes et chimioautotrophes. Les premiers utilisent l'énergie pour la synthèse radiation solaire dans la partie du spectre avec une longueur d'onde de 380-710 nm. Il s'agit principalement de plantes vertes, mais des représentants de certains autres royaumes du monde organique sont également capables de photosynthèse. Parmi eux, les cyanobactéries ("algues" bleu-vert), qui, apparemment, ont été les premières photosynthétiques dans l'évolution de la vie sur Terre, revêtent une importance particulière. De nombreuses bactéries sont également capables de photosynthèse, qui utilisent cependant un pigment spécial - la bactériochlorine - et ne libèrent pas d'oxygène lors de la photosynthèse. Les principales matières premières utilisées pour la photosynthèse sont le dioxyde de carbone et l'eau (la base de la synthèse des glucides), ainsi que l'azote, le phosphore, le potassium et d'autres nutriments minéraux.

En créant des substances organiques basées sur la photosynthèse, les photoautotrophes lient ainsi les énergie solaire comme si vous le stockiez. Destruction ultérieure liaisons chimiques conduit à la libération de cette énergie "emmagasinée". Cela s'applique non seulement à l'utilisation de combustibles fossiles ; L'énergie « stockée » dans les tissus végétaux est transférée sous forme de nourriture le long des chaînes trophiques et sert de base aux flux énergétiques qui accompagnent le cycle biogénique des substances.

Les chimioautotrophes utilisent l'énergie des liaisons chimiques dans les processus de synthèse de la matière organique. Ce groupe ne comprend que les procaryotes : bactéries, archaebactéries et en partie bleu-vert. L'énergie chimique est libérée dans les processus d'oxydation des substances minérales. Les procédés oxydatifs exothermiques sont utilisés par les bactéries nitrifiantes (oxydent l'ammoniac en nitrites puis en nitrates), les bactéries ferreuses (oxydation du fer ferreux en oxyde), les bactéries soufrées (sulfure d'hydrogène en sulfates). Le méthane, le CO et certaines autres substances sont également utilisés comme substrat pour l'oxydation.

Avec toute la variété des formes spécifiques de producteurs autotrophes, leur fonction biosphérique générale est une et consiste à impliquer des éléments de nature inanimée dans la composition des tissus corporels et donc dans le cycle biologique général. La masse totale des producteurs autotrophes représente plus de 95% de la masse de tous les organismes vivants de la biosphère.

Consommateurs

Les êtres vivants qui ne sont pas en mesure de construire leur corps sur la base de l'utilisation de substances inorganiques, nécessitant l'apport de matière organique de l'extérieur, dans le cadre de l'alimentation, appartiennent au groupe des organismes hétérotrophes qui vivent de produits synthétisés par photo- ou chimiosynthétiques.

La nourriture extraite d'une manière ou d'une autre de l'environnement extérieur est utilisée par les hétérotrophes pour construire leur propre corps et comme source d'énergie pour diverses formes de vie. Ainsi, les hétérotrophes utilisent l'énergie stockée par les autotrophes sous forme de liaisons chimiques de substances organiques synthétisées par eux. Dans le flux de substances au cours du cycle, ils occupent le niveau de consommateurs obligatoirement associés aux organismes autotrophes (consommateurs de 1er ordre) ou à d'autres hétérotrophes dont ils se nourrissent (consommateurs de 2ème ordre).

L'importance générale des consommateurs dans la circulation des substances est particulière et ambiguë. Ils ne sont pas nécessaires dans le processus direct de circulation : des systèmes modèles fermés artificiels, composés de plantes vertes et de microorganismes du sol, en présence d'humidité et de sels minéraux, peuvent exister indéfiniment. pendant longtemps du fait de la photosynthèse, destruction des résidus végétaux et implication des éléments libérés dans un nouveau cycle. Mais cela n'est possible que dans des conditions de laboratoire stables. Dans un environnement naturel, la probabilité de la mort de systèmes aussi simples pour de nombreuses causes augmente.

7.2 Ecosystème (biogéocénose), ses composantes : producteurs, consommateurs, décomposeurs, leur rôle

Les « garants » de la stabilité du cycle sont d'abord les consommateurs.

Au cours de leur propre métabolisme, les hétérotrophes décomposent les substances organiques obtenues dans la composition des aliments et, sur cette base, construisent les substances de leur propre corps. La transformation de substances principalement produites par les autotrophes en organismes consommateurs conduit à une augmentation de la diversité de la matière vivante. La diversité est une condition nécessaire à la stabilité de tout système cybernétique sur fond de perturbations externes et internes. Les systèmes vivants - de l'organisme à la biosphère dans son ensemble - fonctionnent selon le principe cybernétique de la rétroaction.

Les animaux, qui constituent l'essentiel des organismes consommateurs, se caractérisent par la mobilité, la capacité de se déplacer activement dans l'espace. Par là, ils participent effectivement à la migration de la matière vivante, sa dispersion à la surface de la planète, ce qui, d'une part, stimule l'implantation spatiale de la vie, et d'autre part, sert en quelque sorte de « mécanisme de garantie ». " en cas de destruction de la vie dans n'importe quel endroit pour diverses raisons. .

Un exemple d'une telle «garantie spatiale» est la catastrophe bien connue d'environ. Krakatau : à la suite de l'éruption volcanique de 1883, la vie sur l'île a été complètement détruite, mais elle s'est rétablie en seulement 50 ans - environ 1200 espèces ont été enregistrées. La colonisation s'est faite principalement aux dépens de Java, Sumatra et des îles voisines, qui n'ont pas été touchées par l'éruption, d'où, de différentes manières, des plantes et des animaux ont repeuplé l'île recouverte de cendres et de coulées de lave gelée. Dans le même temps, des pellicules de cyanobactéries sont apparues en premier (au bout de 3 ans) sur le tuf et les cendres volcaniques. Le processus d'établissement de communautés durables sur l'île se poursuit ; les cénoses forestières sont toujours allumées étapes préliminaires succession et une structure grandement simplifiée.

Enfin, le rôle des consommateurs, principalement des animaux, est extrêmement important en tant que régulateurs de l'intensité des flux de matière et d'énergie le long des chaînes trophiques. La capacité d'autorégulation active de la biomasse et du taux de son changement au niveau des écosystèmes et des populations d'espèces individuelles est finalement réalisée sous la forme du maintien de la correspondance entre les taux de création et de destruction de la matière organique dans les systèmes du cycle global. Non seulement les consommateurs participent à un tel système de régulation, mais ces derniers (en particulier les animaux) se distinguent par la réaction la plus active et la plus rapide à toute perturbation de l'équilibre de la biomasse des niveaux trophiques adjacents.

En principe, le système de régulation des flux de matière dans le cycle biogénique, basé sur la complémentarité des catégories écologiques d'organismes vivants qui composent ce système, fonctionne sur le principe d'une production sans déchets. Cependant, idéalement, ce principe ne peut pas être observé en raison de la grande complexité des processus en interaction et des facteurs qui les influencent. Le résultat de la violation de l'intégralité de la circulation a été des dépôts de pétrole, houille, tourbe, sapropelle. Toutes ces substances transportent l'énergie stockée à l'origine dans le processus de photosynthèse. Leur utilisation par une personne est en quelque sorte l'achèvement des cycles du cycle biologique "retardé dans le temps".

décomposeurs

Cette catégorie écologique comprend les organismes hétérotrophes qui, en utilisant la matière organique morte (cadavres, excréments, litière végétale, etc.) comme nourriture, la décomposent en composants inorganiques au cours du processus de métabolisme.

La minéralisation partielle des substances organiques se produit dans tous les organismes vivants. Ainsi, lors du processus de respiration, du CO2 est libéré, de l'eau, des sels minéraux, de l'ammoniac, etc. sont excrétés du corps. Les vrais décomposeurs, qui complètent le cycle de destruction des substances organiques, ne doivent donc être considérés que comme des organismes qui ne libèrent dans le milieu extérieur que des substances inorganiques prêtes à être impliquées dans un nouveau cycle.

La catégorie des décomposeurs comprend de nombreux types de bactéries et de champignons. De par la nature de leur métabolisme, ce sont des organismes réducteurs. Ainsi, les bactéries dévitrifiantes réduisent l'azote à son état élémentaire, tandis que les bactéries sulfato-réductrices réduisent le soufre en sulfure d'hydrogène. Les produits finaux de la décomposition des substances organiques sont le dioxyde de carbone, l'eau, l'ammoniac et les sels minéraux. Dans des conditions anaérobies, la décomposition va plus loin - en hydrogène; des hydrocarbures se forment également.

Le cycle complet de réduction de la matière organique est plus complexe et implique plus participants. Il consiste en une série de chaînons successifs, dans une série desquels divers organismes destructeurs transforment progressivement les substances organiques, d'abord en plus formes simples et seulement après cela en composants inorganiques par l'action de bactéries et de champignons.

Niveaux d'organisation de la matière vivante

L'activité conjointe des producteurs, des consommateurs et des décomposeurs détermine le maintien continu du cycle biologique global des substances dans la biosphère terrestre. Ce processus est soutenu par les relations naturelles des parties spatiales et fonctionnelles qui composent la biosphère et est fourni par un système spécial de connexions qui agissent comme un mécanisme d'homéostasie de la biosphère - maintenant son fonctionnement stable dans le contexte de changements externes et facteurs internes. Par conséquent, la biosphère peut être considérée comme un système écologique global qui assure le maintien durable de la vie dans sa manifestation planétaire.

Tout système biologique (y compris écologique) est caractérisé par une fonction spécifique, des relations ordonnées des parties (sous-systèmes) qui composent le système et basées sur ces interactions. mécanismes de régulation, qui déterminent l'intégrité et la stabilité du système dans le contexte de conditions externes fluctuantes. D'après ce qui a été dit ci-dessus, il est clair que la biosphère dans sa structure et sa fonction correspond au concept de système biologique (écologique).

Au niveau de la biosphère dans son ensemble, une connexion fonctionnelle universelle de la matière vivante avec la nature inanimée est réalisée. Ses composantes structurelles et fonctionnelles (sous-systèmes), au niveau desquelles s'effectuent des cycles spécifiques du cycle biologique, sont les biogéocénoses (écosystèmes).

Facteurs environnementaux biotiques (facteurs biotiques ; facteurs environnementaux; Facteurs biotiques ; facteurs biologiques; du grec Biotikos - vital) - facteurs du milieu de vie qui affectent l'activité vitale des organismes.

L'action des facteurs biotiques s'exprime sous la forme d'influences mutuelles de certains organismes sur l'activité vitale d'autres organismes et tous ensemble sur habitat. Il existe des relations directes et indirectes entre les organismes.

Les interactions intraspécifiques entre individus d'une même espèce consistent en effets de groupe et de masse et compétition intraspécifique.

Les relations interspécifiques sont beaucoup plus diverses. Les types de combinaison possibles reflètent différents types de relations :

La totalité des facteurs physiques et chimiques de nature inanimée qui affectent l'organisme dans son habitat - facteur abiotique

Producteurs, Consommateurs, Décomposeurs

Producteurs sont des organismes qui produisent des composés organiques à partir de composés inorganiques. Les producteurs (principalement des plantes vertes) créent de la matière organique dans le processus photosynthèse ou chimiosynthèse. Ces substances organiques sont utilisées par les producteurs comme source d'énergie et comme materiel de construction pour les cellules et les tissus du corps.

Photosynthèse peut être représenté comme suit :

Chimiosynthèse - la conversion de composés inorganiques en substances organiques nutritives en l'absence de lumière solaire, en raison de l'énergie des réactions chimiques.

Seuls les producteurs sont capables de produire de la nourriture pour eux-mêmes. De plus, ils fournissent directement ou indirectement des nutriments aux consommateurs et aux décomposeurs.

Par type de nutrition, tous les producteurs sont autotrophes Ils produisent eux-mêmes des substances organiques à partir de substances inorganiques. Les consommateurs et les décomposeurs par type de nutrition sont hétérotrophes- se nourrissent de matière organique produite par d'autres organismes vivants.

Consommateurs- organismes qui obtiennent les nutriments et l'énergie nécessaire en mangeant les organismes vivants- producteurs ou autres consommateurs.

Selon les sources d'énergie, les consommateurs sont divisés en trois grandes classes :

— phytophages(herbivores) sont consommateurs de 1er ordre se nourrissant exclusivement de plantes vivantes. Par exemple, les oiseaux mangent des graines, des bourgeons et des feuilles.

— prédateurs(carnivore) - Consommateurs de 2ème ordre qui se nourrissent exclusivement d'animaux herbivores (phytophages), ainsi que Consommateurs de 3ème ordre qui se nourrissent uniquement de carnivores.

— euryphages(omnivore) qui peut manger à la fois des aliments végétaux et animaux. Les exemples sont les porcs, les rats, les renards, les cafards et les humains.

décomposeurs- organismes qui reçoivent les nutriments et l'énergie nécessaire en mangeant les restes d'organismes morts(animaux, végétaux). (Les organismes hétérotrophes d'un écosystème sont aussi appelés décomposeurs.)

Il existe deux grandes classes de réducteurs :

1. Détritivores– consommer directement des organismes morts ou des résidus organiques. (exemple : chacals, vautours, vers de terre).

2. Destructeurs - décomposer la matière organique morte en composés inorganiques simples (processus de putréfaction et de décomposition). Des exemples sont les champignons et les bactéries unicellulaires microscopiques.

Le nombre d'individus d'une espèce donnée par unité de surface ou par unité de volume (par exemple, pour le plancton) est densité de population

LES RÉSEAUX ALIMENTAIRES, le système d'interconnexions entre les CHAÎNES ALIMENTAIRES, sont souvent assez complexes. Schématiquement, il peut être représenté comme des lignes de croisement reliant différents maillons des chaînes alimentaires, ressemblant à un réseau. Un réseau trophique rassemble des plantes et des animaux. Une variété de relations alimentaires entre les organismes dans les écosystèmes, y compris les consommateurs et la gamme complète de leurs sources de nourriture, est assurée par le réseau trophique.

Il existe des interactions nutritionnelles complexes entre les autotrophes et les hétérotrophes dans les écosystèmes. Certains organismes en mangent d'autres, et effectuent ainsi le transfert de substances et d'énergie - la base du fonctionnement de l'écosystème.

Au sein d'un écosystème, la matière organique est créée par des organismes autotrophes, comme les plantes. Les plantes sont mangées par les animaux, qui à leur tour sont mangés par d'autres animaux. Une telle séquence est appelée une chaîne alimentaire (Fig. 1), et chaque maillon de la chaîne alimentaire est appelé niveau trophique.

chaîne alimentaire- un système de transfert de matière et d'énergie d'organisme à organisme, dans lequel chaque organisme précédent est exterminé par le suivant.

Une représentation graphique de la relation entre producteurs, consommateurs et décomposeurs, exprimée en unités de masse, est pyramide des âges.

Biomasse et productivité végétales les plus faibles dans la toundra

La capacité de restaurer et de maintenir un certain nombre dans une population s'appelle autorégulation de la population

Les plantes stockent des réserves pour l'hiver les glucides

Espèces endémiques - un groupe d'organismes limité dans sa distribution et trouvé en un seul endroit (zone géographique)

Un changement dans la composition spécifique de la biocénose, accompagné d'une augmentation de la stabilité de la communauté, est appelé Succession

Facteurs environnementaux interagissant dans la biogéocénose - abiotique et biotique

Parc national - Ce sont des zones exclues de activité économique afin de préserver les complexes naturels qui ont une valeur écologique, historique, esthétique particulière, ainsi que ceux utilisés à des fins récréatives et culturelles.

Monuments de la nature- ce sont des objets naturels uniques ou typiques, scientifiquement, culturellement, pédagogiquement ou esthétiquement précieux (bosquets, lacs, parcs anciens, rochers pittoresques, etc.)

Chaînes trophiques et niveaux

Écosystème A. Tensley

système écologique- un ensemble de communautés (biocénose) et d'habitats en relation régulière les uns avec les autres. Un exemple, un écosystème devrait être, un lac, une goutte d'eau, un vaisseau spatial, etc.

Les termes ʼʼécosystèmeʼʼ et ʼʼbiogéocénoseʼʼ sont proches mais ne sont pas synonymes. Un système écologique est un ensemble d'organismes et leur environnement. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, écosystème - ϶ᴛᴏ et une goutte d'eau avec sa population microbienne, et une forêt, et un pot de fleurs, et un vaisseau spatial habité, et une installation de traitement biologique des eaux usées (aéroréservoir, biofiltre). Ils ne relèvent pas de la définition de la biogéocénose, car ils n'ont pas beaucoup de caractéristiques de cette définition, et tout d'abord, un élément tel que ʼʼgeoʼʼ - la Terre. Biogéocénoses - ϶ᴛᴏ formations naturelles.

Bien sûr, le concept de ʼʼécosystèmeʼʼ est plus large que celui de ʼʼbiogéocénoseʼʼ. Toute biogéocénose est un écosystème, mais tout écosystème n'est pas une biogéocénose.

La fonction principale des biogéocénoses (écosystèmes) est de maintenir la circulation des substances dans la biosphère, elle repose sur les relations nutritionnelles des espèces. De plus, dans la biogéocénose, une chaîne de transfert successif de matière et de son énergie équivalente d'un organisme à un autre se forme (voir Fig. 4.1). Une telle chaîne est appelée trophique (trophée grec - je mange).

Avec toute la diversité des espèces qui composent les différentes communautés, chaque biocénose comprend des représentants des trois groupes environnementaux organismes - producteurs, décomposeurs et consommateurs.

Dans des biocénoses spécifiques, les producteurs, les consommateurs et les décomposeurs sont représentés par des populations de nombreuses espèces, dont la composition est spécifique à chaque communauté individuelle.

Fonctionnellement, toutes les espèces sont divisées en plusieurs groupes en fonction de leur place dans système commun la circulation de la matière et le flux d'énergie.

Les espèces équivalentes en ce sens forment un certain niveau trophique, et la relation entre les espèces de différents niveaux - système d'alimentation.

1. Producteurs(lat. producteurest- produisant) - ϶ᴛᴏ organismes vivants capables de synthétiser des substances organiques à partir de composants inorganiques en utilisant des sources d'énergie externes.

Les producteurs sont répartis en :

photoautotrophes ;
Chimioautotrophes.

Riz. 4.1 Schéma simplifié du transfert de matière et d'énergie dans le processus de cycle biologique.

Photoautotrophes- utiliser l'énergie solaire pour la synthèse dans la partie du spectre, avec une onde longue (380-710 nm).

Ce sont des plantes vertes (portant de la chlorophylle), ainsi que des cyanobactéries (bleu-vert - ʼʼalguesʼʼ).

Chimioautotrophes Ils utilisent l'énergie des liaisons chimiques.

Ceux-ci incluent: les procaryotes (bactéries, archaebactéries et certains bleu-verts). L'énergie chimique est libérée lors de l'oxydation des minéraux.

2. Consommateurs(de lat. consommer- consommer, manger) - êtres vivants incapables de construire leur corps sur la base de l'utilisation de substances inorganiques, la matière organique est requise de l'extérieur, au détriment des producteurs synthétisés par les producteurs.

Subdivisé en :

- consommateurs de 1er ordre - se nourrissent directement des producteurs.

- consommateurs de 2ème ordre - se nourrissent de consommateurs de 1er ordre.

La chaîne trophique ne s'arrête pas toujours là, et le consommateur secondaire peut servir de source de nourriture pour les consommateurs de troisième ordre, etc.

Les chaînes sont relativement simples (ʼʼaspenʼʼ - ʼʼhareʼʼ - ʼʼfoxʼʼ) et plus complexes (ʼʼgrassʼʼ - ʼʼinsectʼʼ - ʼʼfrogʼʼ - ʼʼsnakeʼʼ - ʼʼhawkʼʼ).

La fonction principale des consommateurs: maintenir la stabilité du cycle biologique. Le principe de diversité est important pour le fonctionnement durable des écosystèmes.

3. Réducteurs(de lat. réducteurs- restauration, retour) - organismes vivants qui décomposent les restes organiques de tous les niveaux trophiques des producteurs et des consommateurs en une substance minérale.

Dans le processus d'alimentation à tous les niveaux trophiques, des « déchets » se forment. Les plantes vertes perdent une partie ou la totalité de leurs feuilles chaque année.

Quel est le rôle des producteurs dans les écosystèmes naturels et artificiels ?

Une partie importante des organismes, pour une raison ou une autre, meurt constamment.

En conséquence, toute la matière organique créée doit être remplacée à la suite de la minéralisation. Pour cette raison, la fonction principale des décomposeurs (et ce sont les bactéries, les champignons, les protozoaires, les petits invertébrés) est la décomposition des « déchets » en substances minérales. L'intensité de la minéralisation dépend largement de la température, de l'humidité et d'autres facteurs.

Rôle écologique des décomposeurs

Les décomposeurs restituent les sels minéraux au sol et à l'eau, les mettant à disposition des producteurs autotrophes, et fermant ainsi le cycle biotique. Par conséquent, les écosystèmes ne peuvent pas se passer de décomposeurs (contrairement aux consommateurs, qui étaient probablement absents des écosystèmes au cours des 2 premiers milliards d'années d'évolution, lorsque les écosystèmes n'étaient constitués que de procaryotes).

Facteurs abiotiques et biotiques de la régulation des écosystèmes

Les recherches de NI Bazilevich et al (1993) ont établi que dans les écosystèmes terrestres, il existe deux groupes de facteurs qui régulent les processus destructeurs qui jouent un rôle très important dans le cycle biologique.

voir également

Sources

Bigon M., Harper J., Townsend K. Écologie. Individus, populations et communautés : en 2 volumes M. : Mir, 1989. - 667 p., ill.
Vronsky A.V., Écologie appliquée : Didacticiel. Rostov n / a.: Maison d'édition "Phoenix", 1996, 512 p. ISBN 5-85880-099-8
Garin V. M., Klenova I. A., Kolesnikov V. I. Écologie pour les universités techniques. Série " L'enseignement supérieur". Éd. prof. V.M. Garin. Rostov n / D.: Maison d'édition "Phoenix", 2003, 384 p. ISBN 5-222-03768-1

Écosystème
écosystèmes	Écosystèmes terrestres Écosystèmes marins Écosystèmes d'eau douce Types d'écosystèmes Biogéocénose Biome Biosphère Complexe territorial naturel Écosystèmes artificiels
Composants fonctionnels	Producteurs (autotrophes) Consommateurs décomposeurs
Les composants structuraux	Zoocénose Phytocénose Biocénose Synusie Cellule de prix Consortiums Edifier
Composants abiotiques	Éléments biogéniques Microclimat Facteurs physiques Écotope Climatotope Biotope
Fonctionnement	Succession Série de succession Dégradation des écosystèmes Évolution des écosystèmes
Pollution des écosystèmes	Pollution des eaux douces Pollution des océans Pollution de l'air Pollution des sols

Fondation Wikimédia. 2010 .

Voyez ce que sont les "réducteurs" dans d'autres dictionnaires :

décomposeurs- [de lat. reducens (reducentis) retour, restauration], destructeurs, bioréducteurs, organismes qui décomposent la matière organique morte et la transforment en matière inorganique qui est absorbée par d'autres organismes. Les réducteurs sont... Dictionnaire écologique

Organismes hétérotrophes qui transforment des résidus organiques en substances inorganiques au cours de la vie. Les décomposeurs typiques sont les bactéries et les champignons. Les décomposeurs sont le dernier maillon de la chaîne alimentaire de la pyramide écologique. lat Réducteur ... ... Glossaire des termes commerciaux

- (du lat. reducens, genre p. reducentis revenant, restaurant), organismes (saprotrophes) qui décomposent la matière organique morte (cadavres, ordures) et la transforment en substances inorganiques que d'autres organismes sont capables d'assimiler... Grand Dictionnaire encyclopédique

- (du lat. reducens, genre case reducentis retournant, restaurant), destructeurs, organismes qui se nourrissent de matière organique morte. substance et en la soumettant à la minéralisation (destruction), c'est-à-dire la destruction à b. ou M. inorganique simple. connexions à... Dictionnaire encyclopédique biologique

Organismes qui se nourrissent de matière organique morte et la soumettent à une minéralisation, c'est-à-dire à une destruction en composés inorganiques plus ou moins simples, qui sont ensuite utilisés par les producteurs. R. comprennent principalement des bactéries et des champignons. ... ... Dictionnaire de microbiologie

décomposeurs- Des organismes tels que des bactéries et des champignons qui se nourrissent de protoplasme non vivant, le faisant se décomposer et éventuellement se dissoudre en milieu liquide. Thèmes océanologie FR… … Manuel du traducteur technique

Vo; PL. (décomposeur d'unité, a; m.). [lat. reducens (reducentis) retour, restauration] Biol. Organismes qui décomposent la matière organique morte et la transforment en matière inorganique qui sert de nourriture à d'autres organismes. * * * décomposeurs (de lat ... Dictionnaire encyclopédique

décomposeurs- skaidytojai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Organizmai (pvz., bakterijos, kai kurie grybai), skaidantys organines medžiagas į paprastesnius neorganinius junginius, kuriuos augalai panaudoja savo mitybai. atitikmenys : angl.… … Ekologijos terminų aiskinamasis žodynas

- (lat. reduco reprendre, rendre, restaurer ; de re + duco plomb) organismes qui minéralisent les substances organiques, y compris les produits de dissimilation d'autres organismes ; R. comprend des bactéries et des champignons ... Grand dictionnaire médical

- (du latin reducens, génitif reducentis revenant, restaurant) organismes (Saprophytes) qui minéralisent la matière organique morte, c'est-à-dire la décomposent en composés inorganiques plus ou moins simples ; accablant ... ... Grande Encyclopédie soviétique

Réducteurs - organismes qui, au cours de la vie, transforment la matière organique en inorganique (la plupart des micro-organismes, champignons).

Chaînes alimentaires et niveaux trophiques

Généralement dans un écosystème arrive 4-5 niveaux trophiques et rarement plus de 6. Ceci est dû en partie au fait qu'à chacun des niveaux une partie de la substance et de l'énergie est perdue (alimentation incomplète, respiration des consommateurs, mort « naturelle » des organismes, etc.) ; ces pertes sont reflétées dans la figure et sont discutées plus en détail dans l'article correspondant. Cependant, selon des études récentes, la longueur des chaînes alimentaires est limitée par d'autres facteurs. Il est possible que la disponibilité de la nourriture préférée et le comportement territorial jouent un rôle important, ce qui réduit la densité de population des organismes et, par conséquent, le nombre de consommateurs d'ordre supérieur dans un habitat particulier. Selon les estimations existantes, jusqu'à 80 % de la production primaire dans certains écosystèmes n'est pas consommée par les phytophages. Le matériel végétal mort devient la proie d'organismes qui se nourrissent de détritus (détritivores) ou de décomposeurs (destructeurs). Dans ce cas, on parle de chaînes alimentaires détritiques. Les chaînes alimentaires détritiques dominent, par exemple, dans les forêts tropicales humides.

Producteurs

Consommateurs de premier ordre

Sur terre, les principaux phytophages- insectes, reptiles, oiseaux et mammifères. En eau douce et en eau de mer, il s'agit généralement de petits crustacés (daphnies, glands de mer, larves de crabe, etc.) et de bivalves ; la plupart d'entre eux sont des filtreurs, épuisant les producteurs, comme décrit dans l'article correspondant. Avec les protozoaires, beaucoup d'entre eux font partie du zooplancton - une collection d'hétérotrophes dérivants microscopiques qui se nourrissent de phytoplancton. La vie des océans et des lacs dépend presque entièrement des organismes planctoniques, qui sont en fait le début de toutes les chaînes alimentaires de ces écosystèmes.

Parmi les composantes biologiques qui composent un écosystème, on distingue clairement trois groupes d'organismes : les producteurs, les consommateurs et les décomposeurs.

Réducteurs - organismes qui, au cours de la vie, transforment la matière organique en inorganique (la plupart des micro-organismes, champignons).

Le rapport de la biomasse des producteurs, des consommateurs et des décomposeurs détermine la structure de trame de l'écosystème. Habituellement, ce rapport est représenté graphiquement sous forme de pyramide (une pyramide de masses, moins souvent de nombres, le nombre d'individus est implicite). En règle générale, la part principale de la biomasse est représentée par les producteurs, le nombre de consommateurs de premier ordre est nettement inférieur, le nombre total de consommateurs de second ordre est encore plus petit, etc. Lors du passage d'une marche à l'autre de la pyramide, de 7 à 15% d'énergie est perdue. Par conséquent, le nombre de marches de la pyramide est limité, généralement 5 à 7.

Le composant le plus important de l'écosystème - les organismes - détermine d'une manière ou d'une autre son apparence. En même temps, certains d'entre eux le forment plus que d'autres. Les espèces qui jouent un rôle majeur dans la création du bioenvironnement dans un écosystème sont appelées édificateurs. Ce sont généralement des plantes. Cependant, les animaux peuvent aussi jouer ce rôle, par exemple, le geai qui répand les glands, les marmottes qui créent (modifient) les conditions de croissance des plantes dans la steppe, les animaux du sol ou des grands fonds (il n'y a pas de plantes dans les profondeurs de l'océan). Les organismes qui ont moins d'influence sur la création de l'environnement et l'apparence de l'écosystème sont appelés assecteurs. Les conditions de leur existence sont déterminées par les édificateurs.

Une propriété essentielle d'un écosystème est le temps de son existence. D'une manière générale, le temps système (temps propre caractéristique du système) s'entend comme le temps considéré à l'échelle de la durée d'existence du système donné ou des processus qui s'y déroulent. Par exemple, la durée de vie d'un individu, le changement de générations, la durée d'existence d'une espèce d'organismes sur la planète. Chacun des systèmes énumérés ci-dessus a sa propre étendue spatiale (volume, surface) et sa masse, ainsi que le nombre (minimum) de sous-systèmes qui permet au système d'exister et de fonctionner. On peut noter que la durée de vie de la biosphère est plus longue que la durée de vie des forêts tempérées de l'hémisphère nord de la planète, et la durée de vie d'une zone forestière ou d'une clairière particulière est plus courte que la durée de vie de la zone forestière dans son ensemble.

Au cours du développement de notre planète, la composition des composants a changé qualitativement et quantitativement. Naturellement, les écosystèmes eux-mêmes ont également changé. La capacité des écosystèmes à s'adapter au changement est essentielle. Un écosystème est un ensemble de différents composants. Dans le même temps, ses caractéristiques sont déterminées non seulement par la somme de leurs propriétés. La propriété universelle des écosystèmes est leur émergence (de l'anglais - l'émergence, l'émergence d'un nouveau). Ainsi, la forêt n'est pas un arbre, mais un ensemble qui forme une nouvelle propriété. Il est clair qu'un arbre ou même une douzaine d'arbres n'est pas encore une forêt.

Il existe des dynamiques cycliques (fluctuation) et progressives des écosystèmes (dans ce dernier cas, on peut parler de développement). Les changements cycliques incluent différents types de dynamiques (dans le temps). Le plus simple d'entre eux est diurne (associé aux changements d'éclairement, à la photosynthèse, à l'activité des animaux diurnes, crépusculaires ou nocturnes). La dynamique saisonnière est déterminée par la position de la planète par rapport au soleil, qui provoque l'alternance du printemps, de l'été, de l'automne et de l'hiver. Activité solaire détermine la dynamique à long terme des écosystèmes (cycles de 2, 4, 11 ans, etc.). Des cycles plus longs sont déterminés par des processus cosmiques et planétaires plus complexes, dont la durée couvre des périodes allant de plusieurs décennies à des millions d'années. Les changements cycliques des écosystèmes se caractérisent par leur périodicité plus ou moins régulière.

La dynamique progressive des écosystèmes est généralement associée à l'introduction de nouvelles espèces dans leur composition ou au remplacement de certaines espèces par d'autres.

En fin de compte, les deux processus conduisent à un changement des biocénoses ou des écosystèmes dans leur ensemble. Ces changements sont appelés successions (du latin succession - continuité, héritage). Si la succession est causée par des facteurs extérieurs aux écosystèmes, on parle de successions exogènes, lorsqu'un changement se produit sous l'influence de causes internes - endogènes.

Des successions exogènes peuvent être causées par le changement climatique, de tels processus peuvent prendre une centaine voire des milliers d'années, ils sont donc appelés séculaires.

Au cours de l'évolution de la vie sur Terre, les espèces biologiques se transforment en de nouvelles formes. Dans ce cas, on peut parler de successions endogènes.

Si les changements sont causés par l'activité humaine, ils parlent de successions anthropiques. Ainsi, sur le site d'un défrichement ou d'un incendie qui a détruit la forêt (il faut savoir que 98% des incendies de forêt dans notre pays sont causés par l'homme), les territoires apparaissent systématiquement envahis par plantes herbacées, puis des arbustes apparaissent, les arbustes finissent par disparaître sous la canopée des feuillus. Sous la canopée de la forêt de feuillus poussent des conifères qui, pénétrant dans le niveau supérieur, forment une forêt mixte. Les arbres à feuilles caduques sont de courte durée de vie par rapport aux conifères, ils tombent progressivement de Échelon supérieur, à la suite de quoi, à la fin, une forêt de conifères se forme sur le site de brûlage et de défrichage.

En général, qu'il y ait une succession naturelle exogène ou endogène ou anthropique, les schémas généraux seront

- colonisation successive par des organismes vivants ;

– augmentation de la diversité spécifique des organismes vivants ;

– enrichissement progressif du sol en matière organique ;

– augmentation de la fertilité des sols ;

- renforcer les liens entre divers types ou groupes trophiques d'organismes;

– évolution du nombre de niches écologiques ;

- la formation progressive d'écosystèmes et de biocénoses de plus en plus complexes.

Les espèces plus petites, en particulier les espèces végétales, sont généralement remplacées par de plus grandes, les processus de métabolisme, la circulation des substances, etc. sont intensifiés. Ces séries successives se terminent par des écosystèmes faiblement changeants, appelés climax (du grec klimaks - échelle), indigènes ou nodaux. Sous certaines conditions climatiques, la séquence des changements, la composition spécifique des espèces qui y participent, ont leurs propres spécificités. Dans le même temps, chaque étape, y compris l'apogée, a son propre ensemble d'espèces, qui, d'une part, est typique d'une région donnée et, d'autre part, se compose d'organismes les plus adaptés à une étape particulière.

Il convient de noter que le développement de l'écosystème se poursuit même après avoir atteint le stade climax.

La composition et l'abondance des espèces individuelles peuvent changer, tandis que dans le même temps, la similitude des espèces édificatrices est commune aux climax, qui déterminent dans la plus grande mesure les conditions d'existence de tous les organismes de l'écosystème. Puisque dans les mêmes conditions climatiques l'ensemble des édificateurs est prédéterminé, chaque rangée se termine par le même type d'écosystème (monoclimax).

Les rangées les plus typiques de la bande de la taïga méridionale de la Russie׃

– forêts de conifères sombres;

– forêts claires de conifères;

– les forêts de saules et d'aulnes ;

– écosystèmes de prairies, etc. (3.1, 3.2).

Les tableaux illustrent les changements typiques dans chaque ligne (sur l'exemple de l'Oural de Kama et de la Haute Lena). Ainsi, la capacité des écosystèmes au développement successif est leur propriété fonctionnelle, qui détermine la possibilité de leur autorégulation (auto-récupération). Dans une certaine mesure, une autre propriété non moins fondamentale des écosystèmes est associée à cette capacité - leur durabilité (stabilité).

Le concept de durabilité des écosystèmes a été développé dans le cadre d'un certain nombre de sciences fondamentales. Ainsi, les mathématiciens pensent que stabilité mathématique s'exprime dans le fait que le processus étudié, qui se manifeste par la transformation d'une certaine quantité (fonction), à partir d'une région fixe, ne doit pas conduire à la sortie de cette quantité au-delà d'une région prédéterminée, ce qui dans le cas général ne coïncide pas avec l'initiale.

physiquement stable est un tel état du système auquel il revient spontanément, en étant éloigné par des forces extérieures. D'un point de vue physique, l'état le plus probable est restauré - avec le niveau le plus bas énergie gratuite. Un modèle illustratif d'un système physiquement stable est une boule de métal roulant jusqu'à la partie la plus basse de la fosse, peu importe à quel point nous l'élevons vers les "pentes".

Parallèlement à la durabilité, le terme «homéostasie» ou «homéostasie» est largement utilisé en écologie, peut-être emprunté à la physiologie. Un système homéostatique est un système dans lequel la stabilité des paramètres importants pour son existence est maintenue par des régulateurs spéciaux malgré les changements de l'environnement. En écologie sous résilience des écosystèmes comprendre sa capacité à des réactions proportionnelles à l'ampleur de la force d'impact. Instabilité de l'écosystème– sa réponse disproportionnée à un impact relativement faible. Ainsi, en parlant de durabilité environnementale, nous entendons la capacité d'un écosystème à maintenir sa structure et ses caractéristiques fonctionnelles sous l'influence de facteurs externes (et internes pour les écosystèmes mondiaux).

Souvent, la durabilité environnementale est considérée comme synonyme de durabilité, c'est-à-dire comme la capacité d'un écosystème à résister aux facteurs environnementaux abiotiques et biotiques, y compris les impacts anthropiques.

Tableau 3.1

Série de déplacements de biocénoses de la taïga méridionale de la Haute-Léna

Étapes indigènes (point culminant)	Étapes dérivées
Étapes indigènes (point culminant)
Forêt de conifères sombre du bassin versant	Cendre sèche	forêt à petites feuilles	forêt mixte
Forêt de conifères sombre du bassin versant	Cendre humidifiée	forêt à petites feuilles	forêt mixte
Forêt de conifères sombre du bassin versant humide		forêt à petites feuilles	forêt mixte
forêt de conifères sombre de l'île		forêt à petites feuilles	forêt mixte
forêt de conifères clairs		forêt à petites feuilles	forêt mixte
forêt de conifères clairs				jeune pinède

Étapes indigènes (point culminant)	Étapes dérivées
Étapes indigènes (point culminant)
Forêt de conifères légers de la steppe		"Stepoïde"
		des buissons	Jeune forêt de conifères légers
		forêt à petites feuilles	forêt mixte
Forêt d'épinettes de Prirechny			fourrés d'arbustes
Forêt d'épinettes de Prirechny		forêt à petites feuilles	forêt mixte
Forêt d'épicéas de Priruchevy		des buissons	forêt mixte
		forêt à petites feuilles	forêt mixte
				forêt à petites feuilles	forêt mixte

Tableau 3.2

Série de changements dans les biocénoses de la taïga méridionale du Kama Cis-Oural

Étapes indigènes (ménopause *)	Étapes dérivées
Étapes indigènes (ménopause *)
forêt de conifères sombre	couper l'herbe	Abattage d'arbustes	Bereznik	forêt mixte
forêt de conifères sombre	couper l'herbe	Abattage d'arbustes	Jeune forêt d'épicéas
forêt de conifères clairs	couper l'herbe	Abattage d'arbustes	Bereznik	forêt mixte
	couper l'herbe	Abattage d'arbustes	Jeune pinède (polewood)
	Plantations artificielles de pins sur le site de pinèdes abattues	jeune pinède	forêt mixte
	couper l'herbe	prairie continentale	des buissons	Berezniak jeune pinède	forêt mixte

* Un certain nombre de changements dans la forêt de feuillus de conifères n'est pas pris en compte, car dans la région de Kama, ces plantations sont caractéristiques de la sous-zone forestière mixte et non de la taïga méridionale.

Si l'on tente d'analyser les mécanismes qui assurent la pérennité (stabilité) des écosystèmes, on constate qu'ils peuvent être mis en œuvre au niveau des écosystèmes eux-mêmes et à deux niveaux inférieurs, la population et l'organisme individuel.

Il existe sept mécanismes de ce type

1. De nombreux systèmes abiotiques ont la propriété de stabilité en ce sens qu'après des perturbations causées par l'intervention de certaines forces extérieures, ils restaurent leur structure. Un exemple est un lac sans drain, qui rétablit automatiquement l'équilibre neutre de sa masse d'eau.

6 autres groupes de mécanismes de maintien de la durabilité des écosystèmes sont associés à la matière vivante.

Niveau d'organismes individuels

2. Adaptations physiologiques des êtres vivants aux influences environnementales défavorables. Ainsi, la régulation de la transpiration (évaporation de l'eau) permet aux plantes d'exister à différents niveaux d'humidité de l'air et de substrats, ainsi qu'à différentes températures.

3. La variabilité phénotypique des organismes leur confère à l'état adulte la plus grande correspondance avec l'environnement. Par exemple, chez les animaux élevés en conditions différentes, fait varier la longueur du pelage, l'épaisseur de la couche de graisse sous-cutanée, etc.

4. "Échapper" aux influences néfastes. Ainsi, les habitants du désert, étant à la surface de la terre, mourraient instantanément de surchauffe, tout en étant sur une branche de saxaul ou s'enfouissant dans le sol, ils semblent "fuir" l'impact hautes températures. De nombreux animaux se sauvent des gelées hivernales en tombant en hibernation, etc.

niveau de population

5. Le mécanisme évolutif conduisant et stabilisant les sélections, décrit par l'académicien russe I.I. Schmalhausen, permet aux populations de résister aux changements environnementaux à long terme en développant et en fixant des adaptations appropriées dans la progéniture, la sélection stabilisatrice préserve les individus avec une valeur moyenne de traits. Oui, sur les îles ouvert à l'action vents, la sélection de déchirure domine, gardant les individus volant bien (avec de longues ailes, vol rapide) ou ne volant pas du tout (oiseaux non volants de Nouvelle-Zélande, guêpes sans ailes, mouches, etc. sur d'autres îles). De fortes rafales de vent peuvent tuer des oiseaux à ailes courtes qui n'ont pas le temps de se mettre à l'abri, ou, à l'inverse, des oiseaux à ailes longues qui tentent de résister à de fortes rafales de vent (sélection stabilisatrice). Ce dernier a été montré par I.I. Schmalhausen sur les moineaux, parmi lesquels, en règle générale, les individus avec une longueur d'aile moyenne sont préservés.

Niveau de l'écosystème

6. Le mécanisme écosystémique assure le remplacement d'organismes individuels et même de populations entières en cas de mort à la suite d'effets néfastes. Cela permet à l'écosystème de restaurer la structure externe, tout en maintenant un niveau élevé d'utilisation des ressources énergétiques et matérielles. La possibilité de remplacer plus le choix des types d'espèces par différents caractéristiques écologiques. À partir de là, on comprend clairement ce qui explique le modèle découvert par les écologistes : avec une augmentation de la diversité des espèces dans un écosystème, sa résistance aux impacts naturels et anthropiques augmente.

7. L'activité des populations humaines, exprimée dans la création de moyens artificiels de protection de la durabilité, est à part. Cela comprend non seulement les vêtements, le logement, mais aussi les outils, les armes de chasse et militaires, les voitures et bien plus encore. Ce mécanisme, qui est mis en œuvre dans la création de systèmes d'information spécialisés, sciences, technologies, peut être appelé social.

Un aspect essentiel de la durabilité des écosystèmes est la nature de l'impact de divers facteurs sur ceux-ci. Ainsi, les impacts à court terme ont peu d'effet sur la durabilité, mais les impacts à long terme peuvent provoquer un changement catastrophique dans l'écosystème. Des impacts sur un grand nombre de composants ou sur une partie importante du territoire occupé par un écosystème entraînent les mêmes conséquences destructrices. On peut dire que plus l'impact dure longtemps, plus grande surface il capture que plus le nombre de composants affectés est élevé, plus la probabilité de destruction de l'écosystème est grande.

Il existe des écosystèmes avec une résilience différente. Ainsi, les écosystèmes de la toundra et du désert sont considérés comme instables, et forêts tropicales, la plus riche en composition spécifique, comme la plus stable.

Les écosystèmes à faible stabilité se caractérisent par des flambées d'abondance d'espèces individuelles (dans la toundra, certaines années, le nombre de lemmings est incroyablement élevé). De plus, les systèmes à faible résistance sont facilement détruits sous l'influence de influences externes(surpâturage, charges techniques, etc.). Par exemple, dans la toundra, après le passage de véhicules tout-terrain lourds, des ornières peuvent subsister pendant de nombreuses années. Les agro-écosystèmes créés par l'homme font également partie des écosystèmes instables, ce qui s'explique généralement par la culture d'une seule culture (monoculture) ou de très peu d'espèces végétales (champ de vesce-avoine, etc.).