🌍
Тема 37 · НМТ з біології Основи екології. Екосистеми. Біосфера
Екологічні чинники, популяція, ланцюги живлення, кругообіг речовин, біосфера та ноосфера
🗣️ Простими словами
Екологія вивчає, як живе пов’язане між собою і з довкіллям. Усі організми в одному місці + неживі умови = екосистема. Енергія тече в ній ланцюгами живлення (хто кого їсть), а вся «жива оболонка» Землі — це біосфера.
Що вивчає екологія
Визначення
Екологія — наука про взаємозв'язки організмів між собою та з навколишнім середовищем.
Термін увів німецький біолог Ернст Геккель (1866): від грецьких «ойкос» (дім, оселя) + «логос» (наука).
Ключова ідея: жоден організм не живе ізольовано — усе пов'язане потоками речовини, енергії та інформації.
Термін увів німецький біолог Ернст Геккель (1866): від грецьких «ойкос» (дім, оселя) + «логос» (наука).
Ключова ідея: жоден організм не живе ізольовано — усе пов'язане потоками речовини, енергії та інформації.
Рівні організації життя, які вивчає екологія
Екологію цікавлять надорганізмові рівні:
• Популяційно-видовий — популяції.
• Екосистемний (біогеоценотичний) — угруповання + середовище.
• Біосферний — уся жива оболонка Землі.
Тобто екологія «дивиться» ширше за окремий організм.
• Популяційно-видовий — популяції.
• Екосистемний (біогеоценотичний) — угруповання + середовище.
• Біосферний — уся жива оболонка Землі.
Тобто екологія «дивиться» ширше за окремий організм.
Екологічні чинники
Три групи чинників
Екологічний чинник — будь-який елемент середовища, що впливає на організм.
• Абіотичні — чинники неживої природи: температура, світло, вологість, тиск, солоність, рельєф.
• Біотичні — вплив живих організмів одне на одного: хижацтво, паразитизм, конкуренція, симбіоз.
• Антропогенні — вплив діяльності людини: вирубка лісів, забруднення, розорювання.
• Абіотичні — чинники неживої природи: температура, світло, вологість, тиск, солоність, рельєф.
• Біотичні — вплив живих організмів одне на одного: хижацтво, паразитизм, конкуренція, симбіоз.
• Антропогенні — вплив діяльності людини: вирубка лісів, забруднення, розорювання.
Закон оптимуму й обмежувальний чинник
Для кожного чинника є зона оптимуму (найкращі умови), зони песимуму (пригнічення) та межі витривалості.
Чинник, що виходить за межі витривалості й стримує життєдіяльність, — обмежувальний (лімітуючий).
За законом мінімуму Лібіха життя обмежує саме той ресурс, якого найменше.
Чинник, що виходить за межі витривалості й стримує життєдіяльність, — обмежувальний (лімітуючий).
За законом мінімуму Лібіха життя обмежує саме той ресурс, якого найменше.
🧠 Як запам'ятати
А-Б-А — три чинники: Абіотичні (нежива природа), Біотичні (живі), Антропогенні (людина).
Підказка: антропогенний = «Антон-руйнівник» — усе, що робить руками ЛЮДИНА (грец. «антропос» — людина).
Підказка: антропогенний = «Антон-руйнівник» — усе, що робить руками ЛЮДИНА (грец. «антропос» — людина).
Популяція
Що таке популяція
Популяція — сукупність особин одного виду, які тривало живуть на спільній території, вільно схрещуються й дають плідне потомство.
Популяція — елементарна одиниця еволюції (саме в ній діє природний добір), а не окрема особина.
Популяція — елементарна одиниця еволюції (саме в ній діє природний добір), а не окрема особина.
Характеристики популяції
• Чисельність — загальна кількість особин.
• Щільність — кількість особин на одиницю площі чи об'єму.
• Народжуваність і смертність.
• Віковий склад — співвідношення молодих, зрілих, старих.
• Статевий склад — співвідношення самців і самиць.
• Просторова структура — як особини розподілені по території.
• Щільність — кількість особин на одиницю площі чи об'єму.
• Народжуваність і смертність.
• Віковий склад — співвідношення молодих, зрілих, старих.
• Статевий склад — співвідношення самців і самиць.
• Просторова структура — як особини розподілені по території.
Екосистема та біогеоценоз
Екосистема
Екосистема — сукупність організмів різних видів (біоценоз) разом із неживим середовищем, поєднана кругообігом речовин і потоком енергії. Термін увів англієць Артур Тенслі (1935).
Екосистемою може бути й калюжа, і акваріум, і океан — межі задають довільно.
Екосистемою може бути й калюжа, і акваріум, і океан — межі задають довільно.
Біогеоценоз
Біогеоценоз (термін В. Сукачова) — це екосистема з чіткими природними межами, прив'язана до однорідної ділянки суходолу.
Складники: біоценоз (усі живі організми) + біотоп (неживе середовище — ґрунт, клімат, вода).
Приклад: сосновий ліс, ділянка степу.
Правило: усякий біогеоценоз — екосистема, але не всяка екосистема — біогеоценоз.
Складники: біоценоз (усі живі організми) + біотоп (неживе середовище — ґрунт, клімат, вода).
Приклад: сосновий ліс, ділянка степу.
Правило: усякий біогеоценоз — екосистема, але не всяка екосистема — біогеоценоз.
Ланцюги й сітки живлення
Три ланки за роллю в кругообігу
• Продуценти — автотрофи (рослини, ціанобактерії), що з неорганічних речовин створюють органічні у процесі фотосинтезу (деякі бактерії — хемосинтезу). Це виробники.
• Консументи — гетеротрофи, які споживають готову органіку: I порядку (рослиноїдні), II і далі (хижаки). Це споживачі.
• Редуценти (деструктори) — бактерії та гриби, що розкладають рештки до неорганічних речовин, замикаючи кругообіг. Це руйнівники.
• Консументи — гетеротрофи, які споживають готову органіку: I порядку (рослиноїдні), II і далі (хижаки). Це споживачі.
• Редуценти (деструктори) — бактерії та гриби, що розкладають рештки до неорганічних речовин, замикаючи кругообіг. Це руйнівники.
Ланцюг і сітка живлення
Ланцюг живлення — послідовність організмів, де кожен попередній є їжею для наступного.
Приклад: конюшина → миша → лисиця → редуценти.
Реально ланцюги переплітаються в сітку (мережу) живлення, бо один вид входить у кілька ланцюгів одночасно. Це підвищує стійкість екосистеми.
Приклад: конюшина → миша → лисиця → редуценти.
Реально ланцюги переплітаються в сітку (мережу) живлення, бо один вид входить у кілька ланцюгів одночасно. Це підвищує стійкість екосистеми.
Правило екологічної піраміди
На кожен наступний трофічний рівень переходить лише близько 10 % енергії попереднього (правило 10 % Ліндемана); решта розсіюється як тепло.
Тому будують піраміди: енергії, біомаси, чисельності — зазвичай звужені догори.
Наслідок: ланцюги живлення короткі (3–5 ланок), а хижаків зазвичай менше, ніж жертв.
Тому будують піраміди: енергії, біомаси, чисельності — зазвичай звужені догори.
Наслідок: ланцюги живлення короткі (3–5 ланок), а хижаків зазвичай менше, ніж жертв.
🧠 Як запам'ятати
«ПРО-КОН-РЕ» — три ролі в екосистемі:
ПРОдуценти виробляють → КОНсументи з'їдають → РЕдуценти розкладають.
А «правило 10 %» легко: дев'ять десятих енергії згоряє на життя, догори «повзе» лише десятина — тому лев не їсть лева, енергії б не вистачило.
ПРОдуценти виробляють → КОНсументи з'їдають → РЕдуценти розкладають.
А «правило 10 %» легко: дев'ять десятих енергії згоряє на життя, догори «повзе» лише десятина — тому лев не їсть лева, енергії б не вистачило.
Кругообіг речовин
Навіщо потрібен кругообіг
Запас хімічних елементів на Землі скінченний, тому вони мають рухатися по колу: жива речовина → нежива → знову жива.
Рушій кругообігу — енергія Сонця. Продуценти «зв'язують» елементи в органіку, редуценти повертають їх у ґрунт і атмосферу.
Приклади: кругообіг Карбону (через CO₂ і фотосинтез/дихання), Нітрогену (за участю бактерій), води.
Рушій кругообігу — енергія Сонця. Продуценти «зв'язують» елементи в органіку, редуценти повертають їх у ґрунт і атмосферу.
Приклади: кругообіг Карбону (через CO₂ і фотосинтез/дихання), Нітрогену (за участю бактерій), води.
Біосфера
Що таке біосфера
Біосфера — оболонка Землі, заселена живими організмами й перетворена їхньою діяльністю.
Термін увів Едуард Зюсс (1875), а цілісне вчення про біосферу створив Володимир Вернадський (праця «Біосфера», 1926).
Термін увів Едуард Зюсс (1875), а цілісне вчення про біосферу створив Володимир Вернадський (праця «Біосфера», 1926).
Межі біосфери
Життя охоплює частини трьох оболонок:
• Атмосфера — до озонового шару, приблизно 20–25 км угору (вище згубне УФ-випромінювання).
• Гідросфера — уся, включно з дном найглибших западин (до ~11 км).
• Літосфера — до кількох км углиб (обмежує температура надр).
Найгустіше життя — на межі оболонок, у «плівці життя».
• Атмосфера — до озонового шару, приблизно 20–25 км угору (вище згубне УФ-випромінювання).
• Гідросфера — уся, включно з дном найглибших западин (до ~11 км).
• Літосфера — до кількох км углиб (обмежує температура надр).
Найгустіше життя — на межі оболонок, у «плівці життя».
Жива речовина та її функції
Жива речовина (за Вернадським) — сукупність усіх живих організмів планети, найпотужніша геологічна сила.
Основні функції:
• Газова — утворення й перетворення газів (O₂, CO₂).
• Окисно-відновна — перетворення речовин.
• Концентраційна — накопичення елементів (вапняк, крейда, поклади).
• Енергетична — накопичення й передавання енергії Сонця.
Основні функції:
• Газова — утворення й перетворення газів (O₂, CO₂).
• Окисно-відновна — перетворення речовин.
• Концентраційна — накопичення елементів (вапняк, крейда, поклади).
• Енергетична — накопичення й передавання енергії Сонця.
Ноосфера
Ноосфера (від грец. «ноос» — розум) — «сфера розуму», новий стан біосфери, коли розумна діяльність людини стає визначальним чинником її розвитку.
Поняття розвинули В. Вернадський та Е. Ле-Руа, П. Тейяр де Шарден.
Головна умова ноосфери — розумне, а не хижацьке ставлення людини до природи.
Поняття розвинули В. Вернадський та Е. Ле-Руа, П. Тейяр де Шарден.
Головна умова ноосфери — розумне, а не хижацьке ставлення людини до природи.
Охорона природи
Охорона природи та заповідні території
Охорона природи — система заходів для збереження, раціонального використання й відновлення природних ресурсів.
Категорії природно-заповідного фонду України: природний заповідник (найсуворіший режим, вхід заборонено), біосферний заповідник, національний природний парк, заказник, пам'ятка природи, ботанічний сад.
Категорії природно-заповідного фонду України: природний заповідник (найсуворіший режим, вхід заборонено), біосферний заповідник, національний природний парк, заказник, пам'ятка природи, ботанічний сад.
Червона книга
Червона книга України — офіційний перелік видів рослин, тварин і грибів, які потребують охорони (рідкісні або під загрозою зникнення).
Кольори тут символічні: червоний — тривога, небезпека.
Приклади: зубр, рись, чорний лелека, беркут, підсніжник, сон-трава, тис ягідний. Знищення таких видів заборонене законом.
Кольори тут символічні: червоний — тривога, небезпека.
Приклади: зубр, рись, чорний лелека, беркут, підсніжник, сон-трава, тис ягідний. Знищення таких видів заборонене законом.
Ключові терміни
Вивчи напам'ять
Екологія — Геккель, 1866.
Популяція — одиниця еволюції, один вид, спільна територія.
Біогеоценоз = біоценоз (живе) + біотоп (неживе), автор терміна — В. Сукачов.
Продуценти → консументи → редуценти — виробники → споживачі → руйнівники.
Правило 10 % — Ліндеман, енергія піраміди.
Біосфера — вчення В. Вернадського; ноосфера — сфера розуму.
Популяція — одиниця еволюції, один вид, спільна територія.
Біогеоценоз = біоценоз (живе) + біотоп (неживе), автор терміна — В. Сукачов.
Продуценти → консументи → редуценти — виробники → споживачі → руйнівники.
Правило 10 % — Ліндеман, енергія піраміди.
Біосфера — вчення В. Вернадського; ноосфера — сфера розуму.
Часті пастки НМТ
Не переплутай
• Термін «біосфера» запропонував Зюсс, а вчення створив Вернадський — це різні заслуги.
• Редуценти (бактерії, гриби) НЕ те саме, що консументи; вони розкладають, а не просто їдять.
• Гриби — це редуценти (гетеротрофи), а НЕ продуценти.
• Не всяка екосистема — біогеоценоз: біогеоценоз має чіткі природні межі (акваріум — екосистема, але не біогеоценоз).
• Хижацтво, паразитизм, конкуренція — біотичні чинники, а не абіотичні.
• Догори пірамідою переходить лише ~10 % енергії, а не біомаси «як є».
• Редуценти (бактерії, гриби) НЕ те саме, що консументи; вони розкладають, а не просто їдять.
• Гриби — це редуценти (гетеротрофи), а НЕ продуценти.
• Не всяка екосистема — біогеоценоз: біогеоценоз має чіткі природні межі (акваріум — екосистема, але не біогеоценоз).
• Хижацтво, паразитизм, конкуренція — біотичні чинники, а не абіотичні.
• Догори пірамідою переходить лише ~10 % енергії, а не біомаси «як є».
🗣️ Простими словами
Якщо зовсім коротко: екосистема — це організми + умови; енергія тече ланцюгами живлення (від рослин-продуцентів); уся жива оболонка Землі — біосфера, і її треба берегти 😉
Закріпи тему «Основи екології. Екосистеми. Біосфера» на тестах 🎯
Пройди тести формату НМТ саме з цієї теми — безкоштовно, з розбором кожної помилки.