Определение биотических факторов
Биотические факторы являются живыми частями экосистема.
Из-за того, как экосистемы работают – как сложные системы соревнование и сотрудничество, в котором действие каждой жизненной формы может влиять на все остальные – любое живое существо в экосистеме можно считать биотическим фактором.
Биотические факторы, такие как почва бактерии, растение Жизнь, главные хищники и загрязнители могут глубоко определять, какие организмы могут жить в экосистемах и какие стратегии выживания они используют.
Биотические факторы вместе с неживыми абиотические факторы такие как температура, солнечный свет, география и химия, определяют, как выглядят экосистемы и какие экологические ниши имеются.
Типы биотических факторов
Биотические факторы сгруппированы учеными в три основные группы, которые определяют их роль в потоке энергии, необходимом для выживания всего живого в экосистеме. Этими группами являются производители или автотрофы, потребители или гетеротрофы, а также разлагающиеся или детритиворы.
Производители
Производители – также известные как автотрофы, от греческих слов «auto» для «себя» и «troph» для «пищи» – это организмы, которые делают свою собственную еду, используя неорганические материалы и источники энергии.
Продюсеры чрезвычайно важны: без них вообще не может быть жизни!
Самые первые формы жизни на Земле должны были научиться делать топливо и строительные материалы, чтобы сделать больше клеток из неживых материалов. Это потому, что, когда появились первые формы жизни, не было других форм жизни, которыми можно было бы питаться! Таким образом, первые формы жизни должны были быть производителями. Производители остаются жизненно важными сегодня как формы жизни, которые могут использовать неорганическую энергию для использования в качестве топлива для жизни.
Существует два основных класса производителей:
1. Фотоавтотрофы, безусловно, самый распространенный тип режиссер на Земле сегодня. Эти производители используют энергию солнечного света для обеспечения жизненных функций. Зеленые растения, зеленые водоросли и некоторые бактерии являются фотоавтотрофами.
Большинство фотоавтотрофов используют пигмент, такой как хлорофилл, чтобы поймать фотоны от Солнца и собрать их энергию. Затем они упаковывают эту энергию в форму, которую могут использовать все формы жизни, и используют ее для создания белков, сахаров, липидов и более важных для жизни материалов.
В большинстве экосистем растения – производители, которые многоклеточный очень сложный и очень эффективный в превращении солнечного света в топливо для живых организмов – образует дно энергетическая пирамида, Все другие организмы зависят от энергии растений, собранных с Солнца, чтобы выжить.
2. Хемоавтотрофы довольно редки в большинстве экосистем. Они получают энергию из химических веществ, таких как водород, железо и сера, которые не распространены в большинстве сред. Тем не менее, они все еще могут играть важную роль в экосистемах из-за их необычного биохимия.
Некоторые метаногены – микроорганизмы, которые производят метан – являются хемоавтотрофами. Метан, парниковый газ, который является гораздо более мощным, чем углекислый газ, может играть важную роль в регулировании температуры планеты. Другие хемоавтотрофы могут производить столь же мощные химические вещества с их уникальным метаболизмом.
На самом деле неизвестно, были ли первые формы жизни на Земле фотоавтотрофами или хемоавтотрофами. Фотоавтотрофы сегодня более распространены, но это может быть просто потому, что солнечный свет более распространен, чем химические вещества, которые хемоавтотрофы используют в качестве источника энергии.
Потребители
Потребители, также называемые «гетеротрофами», – это организмы, которые питаются другими живыми организмами для получения энергии. Их название происходит от греческого «hetero» для «другого» и «troph» для «еды».
Травоядные, которые едят растения, плотоядные животные, которые едят животных, и всеядные животные, которые едят как растения, так и животных, являются гетеротрофами.
Гетеротрофия, вероятно, развилась, когда некоторые организмы обнаружили, что они могут есть автотрофы в качестве источника энергии вместо создания своей собственной энергии и органических материалов.
Некоторые автотрофы впоследствии развили симбиотические отношения с потребителями, такими как покрытосеменные растения – растения, которые производят нектары и фрукты для привлечения животных, которые в конечном итоге помогают им размножаться.
Большинство уровней энергетических пирамид большинства экосистем состоят из потребителей – травоядных, мелких хищников и высших хищников, которые питаются другими организмами.
Decomposers
Разложители, или детритоворы, – это организмы, которые используют органические соединения от производителей и потребителей в качестве источника энергии. Они важны для экосистем, потому что они разрушают материалы из других живых существ в более простые формы, которые затем могут снова использоваться другими организмами.
Разлагающие включают почвенные бактерии, грибы, черви, мухи и другие организмы, которые разрушают мертвые материалы или отходы других форм жизни. Они отличаются от потребителей, потому что потребители обычно потребляют другие организмы, пока они еще живы.
Декомпозеры, с другой стороны, усваивают отходы, которые могут не представлять интереса для потребителей, такие как гниющие фрукты и мертвые животные. В процессе они разлагают эти мертвые вещи на более простые химические вещества, которые могут использоваться гетеротрофами для процветания и производства большего количества энергии для экосистемы в целом.
Это принцип, лежащий в основе компостирования – когда отходы растений и продуктов животного происхождения складываются в кучу, где разлагающимся, таким как бактерии, черви и мухи, разрешается процветать. Эти разложители превращают отходы в богатые удобрения для сада компостера, который затем становится больше и здоровее благодаря разложителям, разлагающим отходы компоста.
Декомпозеры являются связующим звеном между дном энергетической пирамиды экосистемы и другими уровнями. Разложители могут получать энергию и сырье от мертвых растений, травоядных животных, мелких плотоядных животных и даже верхушечных плотоядных животных и разбивать их в форму, которую производители экосистемы могут использовать для облегчения использования солнечного света. Таким образом, энергетический цикл экосистемы сохраняется.
Примеры биотических факторов
Цианобактерии и жизнь на Земле
Ученые считают, что самой ранней распространенной формой жизни на Земле была цианобактерия. Эти довольно простые клетки, которые производили пищу и органические материалы из солнечного света, сыграли чрезвычайно важную роль в создании всех современных экосистем Земли.
До успеха цианобактерий Земля не имела кислородной атмосферы. Это означало, что аэробного дыхания было невозможно – а также означало, что никакие организмы не могли или очень трудно жили на земле из-за разрушающего ДНК ультрафиолетового излучения нашего солнца.
Однако цианобактерии разработали метод хранения энергии солнечного света в органических молекулах. Для этого им нужно было взять молекулы углерода из неорганических источников, таких как углекислый газ в воздухе, и превратить их в органические соединения на основе углерода, такие как сахара, белки и липиды.
Чтобы достичь этого, цианобактерии забрали неорганический газ CO2 и выпустили новый газ O2.
O2, или молекулярный кислород, оказался идеальным топливом для самого мощного типа гетеротроф метаболизм: аэробного дыхания, Молекулы O2 также реагировали с ультрафиолетом в верхних слоях атмосферы с образованием O3 – a молекула также известный как озон, который поглощает ультрафиолетовый свет в верхних слоях атмосферы и делает его безопасным для жизни колонизаторами земли.
В ближайшие миллиарды лет цианобактерии будут в основном заменены более искушенными потомками, такими как деревья, трава и водоросли, которые возьмут на себя роль первичных производителей кислорода на Земле. Однако сама цианобактерия все еще появляется в цвету, который иногда можно увидеть из космоса!
Волки в Северной Америке
Когда европейские колонисты прибыли в Северную Америку, волки были обычным явлением во многих экосистемах континента. Эти крупные хищники были главными хищниками во многих местах, используя комбинацию их большого размера и командной работы, чтобы убивать крупных животных-жертв.
Колонисты и их потомки яростно охотились на волков из-за опасений по поводу безо��асности того факта, что волки могут есть овец, от которых зависят фермеры, в пищу и даже могут есть человеческих детей.
Однако исчезновение волков в конечном итоге стало вызывать новые проблемы для людей в Северной Америке. Без их главного хищника, оленя и других травоядных вид умножить на беспрецедентные числа.
Это могло бы показаться хорошим для охотников за людьми, которые сначала ели мясо оленей и продавали шкуры оленей, но проблема стала серьезной, когда олени стали есть так много растений, что посевы, сады и виды диких растений оказались под угрозой исчезновения. Люди стали охотиться на оленей сами, а не только на мясо и кожа, но для предотвращения серьезного ущерба их экосистемам.
Люди не осознавали в полной мере численность волков, пока не был введен запрет на охоту на волков, а разводимых в неволе волков выпустили обратно в дикую природу, чтобы заселить виды волков в некоторых районах.
Области, где волки были повторно представлены, подвергались поразительным преобразованиям. Количество оленей и других крупных видов жертв, несомненно, сократилось, что привело к увеличению популяций многих видов растений.
К удивлению ученых-людей, изучающих экосистемы, даже формы земли начали меняться: оказалось, что олени питались травой и другими мелкими растениями, корневые системы которых удерживали почву на месте от эрозии. Волки держат оленей Население под контролем популяции растений начали возвращаться – и эрозия уменьшилась, а русло рек изменилось! На рыбу также повлияло уменьшение вымывания рыхлой почвы в реку.
Это прекрасный пример того, насколько сложными и взаимосвязанными являются экосистемы – и как удаление одного элемента экосистемы, даже если его единственная роль состоит в том, чтобы есть других животных, может вызвать большие изменения для всех других организмов, живущих в экосистеме.
Люди
В 2016 году биологи всего мира решили объявить, что Земля вступила в новую геологическую эпоху: антропоцен.
Название «Антропоцен» происходит от греческого слова «антропо» для «человек» и «cene», что означает «новый» или «недавний».
Эта эпоха определяется последствиями человеческих технологий, которые вызвали массовые изменения в глобальной экосистеме наравне с последствиями прошлых крупных изменений климата и даже воздействием астероидов.
Человеческая деятельность резко изменила цикл углерода Земли, при сжигании древесины, угля и нефти, выделяющих углекислый газ на миллионы лет в атмосферу всего за пару веков. За тот же период времени люди вырубили около половины всех лесов Земли, которые ранее действовали, чтобы вывести углекислый газ из воздуха и включить его обратно в жизнь растений.
Кроме того, люди начали выпускать много новых веществ в землю, воздух и океаны Земли, включая пластики, тяжелые металлы и радиоактивные материалы, которых в природе не существует.
Результатом стало начало угрожающе быстрого изменения климата и массовое вымирание, в котором виды исчезают быстрее, чем они были после удара астероида, который убил динозавров и проложил путь к росту млекопитающих 65 миллионов лет назад.
Таким образом, люди являются, пожалуй, самым убедительным примером того, как живые факторы в экосистеме могут изменить его после цианобактерий.
Это побудило некоторых защитников окружающей среды предположить, что люди «злы» и «вредны для Земли». Но правда в том, что Земля всегда переживает экологические потрясения. Вопрос лишь в том, доживут ли виды, которые существуют в начале, до конца.
Вот почему многие ученые говорят, что люди должны быть обеспокоены их влиянием на планету. Не потому, что изменение планеты само по себе морально неправильно, а потому, что сами люди полагаются на сложное экологическое взаимодействие тысяч видов в качестве пищи.
Ученые уже начинают поднимать тревогу о том, что опылители, от которых зависят многие пищевые культуры человека, похоже, отмирают из-за новых химических веществ, которые люди выделяют в окружающую среду.
Пищевые культуры для людей также находятся под угрозой из-за изменения климата, вызванного выбросом в атмосферу диоксида углерода, который привел к серьезной засухе во многих районах с плотным населением, которым для выживания требуется большое количество пищи.
Медицинские ученые также предупреждают, что антропогенное изменение климата позволяет опасным болезням, передаваемым насекомыми, которые раньше распространялись только в районах, расположенных вблизи экватора, в новые районы.
Как доминирующий вид на Земле, важно, чтобы люди узнали об экосистемах, от которых они зависят для благополучия и выживания. У нас есть сила, чтобы серьезно разрушить эти экосистемы – и как живые существа, которые полагаются на другие формы жизни для нашего собственного выживания, мы можем привести в движение события, которые могут привести к нашим собственным вымирание если мы не будем осторожны
- экосистема – А сообщество организмов, и их физическое окружение.
- Энергетическая пирамида – Диаграмма, которая показывает поток энергии через организмы в экосистеме.
викторина
1. Что из следующего не является примером производителя, или автотрофного ?A. ЦианобактерииB. МаргариткаC. ВолкD. chemoautotroph
Ответ на вопрос № 1
С верно. Волки – это потребители, которые полагаются на другие организмы в качестве топлива и органических материалов.
2. Что из нижеперечисленного не является примером декомпозеров в действии?A. Фруктовая муха откладывает яйца в гниющих фруктахB. Компостная куча, превращающая пищевые отходы в удобренияC. Грибы растут на клочке мертвого дереваD. Венера мухоловка, поглощающая муху
Ответ на вопрос № 2
D верно. Ловушка мухи Венеры, потребляющая муху, была бы примером гетеротрофии. Муха все еще жива, когда она поймана ловушкой мухи Венеры, а не сломана после того, как она умерла.
3. Что из следующего является примером серьезных изменений в экосистеме, которые НЕ были вызваны биотическими факторами?A. Выделение кислорода в атмосферу, что позволяет аэробному дыханию и колонизации засушливых земель.B. Повышение мировых температур в течение 20-го века, вызванное выделением большого количества углекислого газа.C. Вымирание динозавров после удара астероида на полуострове Юкатан.D. Все вышеперечисленное.
Ответ на вопрос № 3
С верно. Астероид является абиотическим фактором. Предметы A и B были вызваны цианобактериями и людьми, которые являются биотическими факторами.