Факультет

Студентам

Посетителям

Пример экосистемы: озеро, расположенное в умеренном поясе

Тема: Экология  

То, что озеро представляет собой хороший пример экосистемы, определяется уже тем, что оно имеет совершенно четкие границы и населено водными обитателями, не способными жить на соседней суше.

Озеро очень удобно для изучения и потому, что между ним и сушей наблюдается слабый обмен. Строго говоря, в пределах самого озера можно выделить известное число достаточно различающихся местообитаний, имеющих несколько разное население. При первом знакомстве этими различиями можно, однако, пренебречь и рассматривать озеро как единую экосистему.

В составе флоры озера — ряд водных растений, относящихся к разным группам цветковых, одни из которых растут на берегу, другие — в воде. Но основная часть растительной массы представлена микроскопическими водорослями — диатомовыми, перидинеями, зелеными типа вольвокса. Все эти растения благодаря энергии солнечной радиации, легко проникающей на небольшую глубину, поглощают минеральные соли и углекислый газ, растворенные в воде, и синтезируя с их помощью собственное, вещество, растут и размножаются. Потребности в минеральных солях у разных видов, конечно, не одинаковы, но достаточно велики. В целом масса взвешенных в воде микроскопических водорослей приблизительно соответствует общей концентрации растворенных солей, достигающей максимума в мае и сентябре. Все растения, и главным образом микроскопические водоросли, называемые фитопланктоном и образующие, несмотря на крошечные размеры, основную часть растительной массы озера, составляют то, что называют первичными продуцентами, поскольку из всего населения озера только они создают органическое вещество за счет неорганического при участии солнечной энергии.

Фитопланктоном питаются очень многие животные, чаще всего мелкие, неспособные к большим и быстрым передвижениям. Вместе они образуют зоопланктон. Это в основном веслоногие (циклопы) и ветвистоусые (дафнии) рачки и остракоды (ракушковые рачки); сюда же входят мелкие личинки некоторых насекомых, например комаров. В крупных альпийских озерах некоторые рыбы, способные достигать довольно крупных размеров, наподобие сиговых, поедают большие количества фитопланктона. Всех этих животных, питающихся непосредственно первичными продуцентами, называют первичными консументами. Вполне понятно, что самые мелкие из них, главным образом членистоногие, появляются в огромных количествах обычно тогда, когда много пищи; следовательно, в своем развитии они всецело следуют за развитием фитопланктона. Напротив, рыбы, обладающие значительной продолжительностью жизни, способны подолгу голодать или менять объекты питания. Все первичные консументы используют уже готовое органическое вещество, ограничиваясь его преобразованием; создать его заново они не способны.

Зоопланктон, в свою очередь, служит пищей более крупным животным, в основном личинкам насекомых, например стрекоз; им питаются также некоторые рыбы. Всех таких плотоядных животных, т. е. питающихся другими животными, называют вторичными консументами. Отсюда видно, что живые существа, относящиеся к различным систематическим группам, могут играть в экосистеме одинаковую роль: они принадлежат к одному пищевому, или, как чаще говорят, трофическому уровню. Трофические уровни связаны между собой зависимостями, складывающимися из ряда элементарных связей в виде цепочки, примеры которых были рассмотрены. Вместе они образуют так называемую пищевую цепь, звенья которой зависят друг от друга: исчезновение фитопланктона приводит к исчезновению зоопланктона, а значит и вторичных консументов.

Описанная выше пищевая цепь играет в озере доминирующую роль. Но помимо нее в нем существует немало других цепей. В начале книги говорилось о прибрежных растениях, наполовину находящихся под водой. На их надводных частях живут насекомые-фитофаги, питающиеся листьями. За счет этих насекомых в свою очередь кормятся птицы. Подводные части растений обгладывают водные насекомые и их личинки — жуки-водолюбы, личинки ручейников, а также брюхоногие моллюски типа прудовиков и катушек. Растительная пища далеко не полно переваривается первичными консументами. В экскрементах последних содержится еще много растительных органических веществ, особенно легко усвояемых благодаря тому, что они размельчены в пищеварительном канале. Ими питается большое число видов, среди которых в основном преобладают равноногие ракообразные Asellus и личинки хирономид, называемые в обиходе червями. Пройдя через их пищеварительный канал, остатки органической пищи становятся добычей бактерий, которые окончательно разлагают их до минеральных солей и углекислого газа, вновь используемых растениями. Отсюда видно, что в природе существуют также пищевые цепи деструкторов, которые полностью разлагают органическое вещество.

Если продолжить анализ, представленный здесь в сильно упрощенном виде, то можно обнаружить, что пищевые цепи не изолированы друг от друга. Многие их уровни более или менее совпадают, и определенные виды полифагов могут участвовать в нескольких цепях и уровнях. Таким образом, получается очень сложная картина. Понятие пищевой цепи удобно для изложения, оно соответствует в отдельных, особенно схематичных, случаях и реально наблюдаемым явлениям, но в целом носит несколько упрощенный характер. Точнее было бы говорить об очень сложной трофической сети, объединяющей все виды, обитающие в озере, и охватывающей все совершающиеся в нем обменные процессы. Таким образом, непрерывный поток материи и энергии постоянно пронизывает экосистему; если экосистема стабильна, то ее можно сравнить с большой трубой, в один конец которой поступают минеральные соли и солнечная энергия, а из другого выходит живое вещество. Последнее может быть использовано внешними хищниками, например человеком, который, вылавливая из озера рыбу и поедая ее, составляет последнее звено пищевой сети.

Человек в данном случае играет роль третичного или четвертичного консумента, но не будем упускать из вида, что собирая кресс-салат на берегах озера по примеру многих других организмов, он может быть и первичным консументом.