Автотрофы и гетеротрофы составляют: Автотрофы и гетеротрофы – таблица с отличиями (9 класс, биология)

Гетеротрофные организмы

гетротрофы (от греч. heteros — другой и trophe — пища), живые организмы, использующие для питания готовые сложные органические соединения. Гетеротрофные организмы являются биотическими компонентами биосферы наряду с автотрофными организмами. Гетеротрофные организмы полностью зависят от автотрофов, т. к. богатые энергией сложные органические соединения, потребляемые гетеротрофными организмами, синтезируются автотрофами из простых неорганических соединений. К гетеротрофным организмам относятся все животные, грибы, большинство микроорганизмов (исключение составляют фотосинтезирующие бактерии, содержащие бактериохлорофилл).

Способы добывания и поглощения пищи у гетеротрофных организмов достаточно разнообразны, но путь превращения сложных веществ в усвояемую форму весьма сходен и укладывается в схему из двух этапов: первый — переваривание, или расщепление сложных молекулярных соединений на более простые и растворимые, второй — всасывание растворимых молекул и доставка их к тканям организма. Такой тип питания называют гетеротрофным.

Известны четыре способа гетеротрофного питания: голозойный, сапрофитный, симбиотический и паразитический. Организмы, питающиеся голозойнът способом, обладают специальным пищеварительным трактом — пища захватывается внутрь и там подвергается перевариванию и всасыванию, у таких организмов есть и органы экскреции для удаления непереваренных остатков пищи. Гетеротрофные организмы, питающиеся голозойно — это животные и насекомоядные растения. Сапрофитные гетеротрофные организмы выделяют ферменты на пищевой субстрат, переводя последний в усвояемую, растворимую форму, позволяющую им всасывать и ассимилировать пищу. К сапрофитам относят большинство бактерий и грибы. Симбиотическое (симбиотрофное) питание предполагает объединение организмов в целях получения пищи. При этом один гетеротрофный организм может объединяться с другими: например, жгутиковые простейшие животные, переваривающие целлюлозу сапрофитным способом, обитают в кишечнике термитов, часть переваренной ими пищи используется в собственных целях, а другая часть достается термитам, которые сами переработать целлюлозу не могут. Сами термиты питаются голозойно. Существуют примеры взаимовыгодного сочетания гетеротрофных организмов с автотрофным: лишайники — симбиотрофное питание гриба и водоросли. Паразитический способ питания подразумевает использование одного организма другого в качестве живого пищевого субстрата: иксодовые клещи, питающиеся кровью позвоночных животных; цепни, паразитирующие в кишечнике млекопитающих; галловые растительноядные клещи, использующие листовую паренхиму растения, и т. д. Среди грибов встречаются виды (напр., опенок осенний), которые сначала ведут паразитический образ жизни, а после гибели хозяина питаются сапрофитно на его мертвых остатках. Некоторые зеленые растения (напр. омела белая — паразит древесных растений) являются полупаразитами: они фотосинтезируют как автотрофы, но элементы минерального питания извлекают из тканей хозяина. В связи с паразитическим питанием у соответствующих гетеротрофных организмов существуют различные морфологические (напр. специализированный ротовой аппарат у насекомых-кровососов для питания жидкой пищей), физиологические (напр. образование антиферментов у кишечных паразитов, препятствующих их перевариванию в кишечнике хозяина) и репродуктивные (напр. гермафродитизм у ленточных червей, обеспечивающий им самооплодотворение в организме хозяина) приспособления.

В природе существуют организмы, которые нельзя строго отнести к гетеротрофам или автотрофам. Так, группа растительных жгутиконосцев (эвглена зеленая, вольвокс, пандорина и т. д.), относимых к простейшим животным типа саркомастигофоры, благодаря наличию хлорофилла в клетке способна к фотосинтезу, но при отсутствии света, если имеется источник органического углерода (растворенные в воде органические вещества, органические остатки), питается сапрофитно, как настоящие гетеротрофные организмы. Присущий растительным жгутиконосцам способ питания называется миксотрофным.

Роль гетеротрофных организмов в природных экологических системах огромна: в процессе дыхания гетеротрофные организмы высвобождают диоксид углерода, необходимый фотоавтотрофам для фотосинтеза; продукты жизнедеятельности и мертвые остатки гетеротрофных организмов после биологического разложения поступают в природные круговороты биогенных веществ. В трофической сети любой экосистемы гетеротрофные организмы являются либо консументами (использующими для питания готовое органическое вещество), либо редуцентами (превращающими органические остатки в неорганические вещества).

В природе существуют гетеротрофные экосистемы, в которых присутствует только один биотический компонент — гетеротрофные организмы. Это экосистемы подводных глубоководий: солнечный свет сюда не проникает, в качестве пищи используют т. н. «питательный дождь» — организмы и их остатки, падающие из верхней, освещенной солнцем толщи воды. Гетеротрофными являются и экосистемы снежных высокогорий.

Лит.: О дум, Ю. Экология: в 2-х т. — Т. 1. — М., 1986; Грин, Н., Стаут., Тейлор, Д. Биология: в 3-х т. — Т. 1. — М., 1990; Миллер, Т. Жизнь в окружающей среде. Т. 1. — М., 1993.

Какую роль играют автотрофы в вашем доме. Квартира как экосистема Экология квартиры Автотрофы в квартире(комнатные растения)

Квартира как экосистема

Экология квартиры

Автотрофы в квартире(комнатные растения)

  • Растения в квартире играют эстетическую и гигиеническую роль:улучшают настроение,увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные в-ва – фитонциды.Некоторые комнатные растения используют как лекарство


Фауна квартиры

В домах живет не менее двух десятков видов животных,поселившихся в квартире помимо воли человека.


Загрязнения в квартире

Существует 4 вида загрязнений:

  • Химическое

  • Биологическое

  • Физическое

  • Микроклиматическое


Химическое загрязнение
  • Это загрязнение воздушной среды помещения.Оснывными источниками являются строительные и отделочные материалы,мебель,а также загрязнения с улицы.


Биологическое загрязнение
  • Загрязнения воздуха помещения спорами плесневых грибов,бактериями,вирусами и,наконец,пылью.


пыль
  • Это набор аллергенов,главным из которых является микроскопический клещ,относящийся к сапрофитам и способный вызвать аллергию,сопровождающуюся отеком горла и болезнью органов дыхания.


Физическое загрязнение
  • Это воздействие на организм человека электромагнитных волн,радиационного фона,уровня шума и вибрации.


Микроклиматическое загрязнение
  • Основными параметрами являются температура,влажность и скорость движения воздуха.


Подведем итог
  • Задумавшись об ухудшающейся экологической ситуации,человек старается приложить все усилия и возможности для создания благоприятной среды обитания.Большую часть своего времени каждый из нас проводит в квартирах,поэтому,вопрос экологии квартиры должен стать первостепенным вопросом реорганизации экологически чистого жилища.


Вопрос 1. Какую роль в сообществе играют автотрофные организмы, какую — гетеротрофные?
Первый трофический уровень экосистемы образуют автотрофы — зеленые растения, фото- и хемосинтезирующие бактерии. в результате жизнедеятельности которых образуютсяо рганические вещества, служащие источником энергии для остального населения биогеозеноза. Автотрофные организмы в сообществе производят (продуцируют) первичное биологическое (органическое) вещество и запасают в нем энергию. От этих веществ косвенно зависят все остальные элементы природного сообщества — гетеротрофы, которые усваивают, перестраивают и разлагают готовые органические вещества. К ним относятся консументы, или потребители — организмы, которые живут за счет питательных веществ, созданных продуцентами. Консументы образуют вторичную продукцию экосистемы.

Редуценты, или разлагатели — это комплекс организмов, разлагающих мертвое органическое вещество до минеральных соединений. К ним относятся бактерии, грибы, простейшие и многие многоклеточные животные, например, дождевые черви.
Таким образом, автотрофы образуют сложные органические вещества из простых неорганических под действием энергии Солнца. Образованные органические вещества обладают скрытой энергией химических связей, которая высвобождается при их расщеплении гетеротрофными организмами. При этом гетеротрофные организмы синтезируют новые органические соединения, а продукты их жизнедеятельности, например, диоксид углерода, аммиак и другие, в свою очередь, используются автотрофами. В результате в границах биогеоценоза создается круговорот биогенных элементов и поток энергии. Энергия Солнца поддерживает этот циклический процесс и компенсирует потери энергии в системе, возникающие в результате теплового излучения.

Вопрос 2. Какому правилу подчиняется изменение скорости потока энергии по пищевой цепи?


В каждом звене цепи питания происходит потеря некоторой части энергии. В цепях питания существует закономерность, отражающая эффективность использования и превращения энергии в процессе питания живых организмов. На каждом последующем трофическом уровне утилизируется лишь 5-15 % энергии биомассы, которая превращается во вновь построенное органическое вещество. Остальная энергия рассеивается в виде тепла или просто не усваивается. Таким образом, в результате неминуемой потери энергии количество образующегося органического вещества на каждом следующем. пищевом уровне резко уменьшается. КПД каждого звена в среднем составляет около 10 %. Поэтому цепи питания состоят не более чем из 4-6 пищевых уровней.

Вопрос 3. Что такое перевернутая пирамида численности?
Пирамиды численности отражают только собственно численность организмов на каждом трофическом уровне, но не скорость самовозобновления организмов. Если скорость размножения популяции жертвы высока, то даже при низкой численности такая популяция может быть достаточным источником пищи для хищников, имеющих более высокую численность, но низкую скорость размножения. По этой причине пирамиды численности могут быть перевернутыми. Примеры перевернутой пирамиды численности:

-на одном дереве может жить и кормиться множество насекомых;
-в водных экосистемах первичные продуценты (фитопланктон) быстро делятся и поддерживают большую численность их потребителей (зоопланктона), которые имеют длительный цикл воспроизводства.

Вопрос 4. Назовите виды животных и растений, занимающих смежные трофические уровни и находящихся в единой пищевой цепи.
Единую пищевую цепь образуют виды животных и растений, занимающие смежные трофические уровни. Например, одну цепь могут составлять: крапива (продуцент) — тля (консумент первого порядка) — личинка божьей коровки (консумент второго порядка) — синица (консумент третьего порядка). Другой пример: фитопланктон — зоопланктон — плотва — окунь.

Квартира – это гетеротрофная экосистема, напоминающая город в миниатюре. Как и город, она существует за счет поступления энергии и ресурсов, так как ее главные обитатели – люди и животные, живущие вместе с ними, гетеротрофны.

Автотрофы в квартире – это комнатные растения (цветы в горшках, петрушка в ящике на подоконнике, несколько стебельков водных растений и микроскопический планктон в аквариуме).

Растения в квартире играют эстетическую и гигиеническую роль: улучшают наше настроение, увлажняют атмосферу и выделяют в нее полезные вещества – фитонциды, убивающие микроорганизмы. Существует специальная наука – фитодизайн (дизайном называется вид инженерной конструкторской деятельности для придания промышленным изделиям привлекательного вида) – умение создать красивый интерьер, изящно расположив на подоконнике, стенах или специальных подставках, стойках, пирамидах различные комнатные растения. Чем больше в комнате растений, тем чище атмосфера, тем больше в ней кислорода и меньше микроорганизмов. (Рис. 99.)

Комнатный воздух хорошо очищает хлорофитум, выделяет в воздух много фитонцидов герань.

Фауна квартиры. Кроме кошек, собак, волнистых попугайчиков, хомяков, рыбок в аквариуме в домах живет не менее двух десятков видов животных, поселившихся в квартирах помимо воли человека. Из млекопитающих – это мыши и крысы, а в деревянных домах, кроме того, и обыкновенные полевки. Грызунов особенно много в складских помещениях, начиная с чуланов и кончая большими продуктовыми складами. Чем больше еды, тем они быстрее размножаются, и потому главный способ контроля численности – лишить грызунов питания. Существуют специальные препараты, которыми отравляют крыс и мышей, и механические средства борьбы с ними (мышеловки).

В домах поселилось множество разных насекомых. Самыми обычными насекомыми в квартирах стали различные моли (мебельная, платяная и шубная). Сегодня практически нет химического вещества, которого бы она «боялась». Моль быстро приспосабливается к новым препаратам и может есть носки и шапки, пересыпанные нафталином, табаком, лавандой. Моль предпочитает шерстяные вещи с запахом пота. Поэтому их хорошо проветривают и хранят завернутыми в свежие газеты (типографской краски моль не боится, но не любит) или в закрытых полиэтиленовых пакетах.

Иногда в квартирах появляются вши и блохи, но от этих насекомых несложно избавиться, если соблюдать гигиенические правила. В годы Великой Отечественной войны, когда не хватало мыла, вши становились переносчиком опасных заболеваний, таких, как тиф.

В квартирах могут жить и микроскопические клещи, вызывающие чесотку или разнообразные аллергические заболевания: бронхиальную астму, ринит, конъюнктивит, дерматозы.

Основное место их обитания – перо подушек, матрацы и покрывала, а также старая мебель, ковры, мягкие игрушки. Есть они и на одежде людей, живущих в зараженных квартирах.

Хорошо «встроились» в экосистему квартиры тараканы – черные и рыжие («прусаки»). Бороться с ними можно поддерживанием чистоты: хранить продукты в плотно закрывающихся банках, замазывать щели, по которым эти «квартиранты» ходят из комнаты в комнату или из квартиры в квартиру. Использовать против тараканов ядовитые препараты опасно для человека. Биологи разработали безопасный для людей способ борьбы с тараканами – использование препаратов, которые действуют на их систему размножения. Попробовавшие эти препараты тараканы не дают потомства.

К числу обычных обитателей квартиры относятся также и жучки, разводящиеся в муке или крупах. Для защиты от них продукты нужно хранить в плотно закрытых банках, поместив туда несколько долек чеснока. Можно хранить продукты в холщовых мешочках, предварительно прокипяченных в течение 30 минут в насыщенном растворе соли.

В квартирах много животных, которые проводят в них только часть своего времени. Главные из них летом – это комнатные мухи, опасные тем, что могут переносить болезнетворные микроорганизмы. Личинки зеленых и синих мясных мух могут уничтожить оставленные ненадолго открытыми рыбу и мясо. Борьба с мухами несложна: на окна натягивают сетки, а попавших в квартиру насекомых уничтожают хлопушками, ловят на клейкие ленты.

В последние годы в квартирах появились комары, причем не только те, что залетают с улицы, но и те, которые постоянно живут и плодятся в подвалах и других сырых местах. Этот домовой комар столь мал, что не удается почувствовать, как он садится на тело, а укусы его болезненны. Бороться с комарами можно, только ликвидировав их экологические ниши — течи из труб и влажные места в подвалах.

Только в квартирах живут крошечные желтые фараоновы муравьи, питающиеся остатками еды человека.

Загрязнение воздуха. Источником загрязнения могут быть ядовитые выделения синтетических смол, которыми пропитаны древесностружечные плиты (из них сделана мебель), испарения химических покрытий пола – линолеума и пленки ПХВ, продукты сгорания газа в газовых печах и плитах. Опасно для здоровья загрязнение воздуха табачным дымом.

В каждом случае нужно принимать конкретные меры, чтобы снизить концентрацию вредных загрязнителей в воздухе комнаты. Мебель из древесностружечных плит покрывают краской и лаками, которые снижают выделения вредных веществ, линолеум не используют в спальных комнатах, над газовыми плитами устанавливают вытяжные приборы, которые собирают несгоревшие остатки. И, конечно, для уменьшения загрязнения атмосферы комнаты проветривают. Очищают воздух и некоторые комнатные растения.

Много пыли накапливается на книгах. Поэтому их нужно регулярно чистить пылесосом и, по возможности, держать в застекленных полках и шкафах. Накапливают пыль и ковры, особенно если по ним ходят в той же обуви, что и по улице (переобуваться в домашнюю обувь нужно обязательно). Ковры нужно регулярно чистить пылесосом или выбивать на улице палкой, хорошо очищает от пыли снег. Один из основных загрязнителей — ворс, падающий с постельного, нательного белья и верхней одежды в процессе износа. Источником опасного загрязнения является старый поролон в креслах и диванах, который разрушается и загрязняет воздух мельчайшими частицами. Поролон необходимо заменять каждые 5–7 лет.

Энергосбережение и ресурсосбережение. Как в миниатюрный город, в экосистему квартиры энергия поступает извне – в виде электричества, газа, горячей воды. По водопроводным трубам в квартиру поступает вода. Человек, основной обитатель квартиры, приобретает различные вещи и продукты для питания. Как в городской экосистеме, так и в экосистеме квартиры, очень важно уменьшать потребление ресурсов и особенно энергии. Уменьшает потребление ресурсов любая аккуратная хозяйка, у которой не портятся продукты; за счет своевременного ремонта и аккуратного обращения подолгу носится одежда и долго служит бытовая техника; исправны водопроводные краны и сливные бачки.

Экономия энергии в квартире может быть очень эффективной. Если не горят лишние электролампочки, при открывании холодильника из него быстро извлекают нужные продукты, ограниченное число часов работает телевизор, то экономия электроэнергии будет существенной. Важно экономить тепло, утепляя двери и окна. Экономия газа возможна при использовании газовых плит и колонок.

Проблема отходов. Из отходов, которые образуются в каждой квартире, формируется огромная масса бытовых отходов города на свалках и значительная часть городских стоков. В таких странах, как ФРГ или Швеция, квартирные отходы сам хозяин разделяет на фракции — бумага, органические остатки пищи, пластмасса и т.д., складывает в контейнеры разных цветов и облегчает в дальнейшем их переработку. В России такая сортировка бытовых отходов пока не организована.

Контрольные вопросы

1. Почему экосистема квартиры может быть названа «городом в миниатюре»?

2. Какие растения выращивают в квартире?

3. Какие животные составляют фауну квартиры?

4. Какие источники загрязнения воздуха имеются в квартире?

5. Как можно экономить ресурсы и энергию?

Справочный материал

Некоторые комнатные растения используются как лекарственные средства (например, алоэ и коланхоэ, листья которых прикладывают к нарывам, а сок принимают внутрь при различных внутренних болезнях), от выращенного на подоконнике лука мы получаем витамины и фитонциды.

Электромагнитное загрязнение (электрический смог) представляет немалую опасность для здоровья обитателей современной квартиры, напичканной электроприборами и устланной синтетическими коврами, ходьба по которым заряжает человека статическим электричеством. Все это служит причиной головной боли. Бывали даже случаи, когда такой наэлектризованный жилец, сев за компьютер, стирал всю информацию из его памяти. В особенности опасен электросмог в спальне, где не следует размещать телевизоры и даже электронные будильники.

Вынужденное вдыхание табачного дыма некурящими называется пассивным курением. Оно наносит большой вред здоровью, так как в дыме, который курильщик не вдыхает, многие токсичные вещества могут содержаться в более высоких концентрациях, чем в дыме, вдыхаемом курящим. При затяжке температура в зоне горения сигареты резко повышается, а снабжение кислородом оказывается достаточным для полного сгорания табака. При этом, если курильщик потребляет дым, отфильтрованный сигаретным фильтром, то контактирующие с ним в момент курения некурящие получают продукты сгорания дыма сигареты без какой-либо очистки.

Чтобы сберечь энергию при использовании электроплит, нужно правильно подобрать кастрюли. Дно кастрюли должно быть совершенно ровным и совпадать по диаметру с конфоркой, так как, если оно выпуклое или грязное, контакт дна и конфорки уменьшается, и время нагрева увеличивается. Экономить электроэнергию можно, если после того, как кастрюля нагреется, уменьшить мощность. В Западной Европе и особенно в Японии, где энергия очень дорогая, применяют «башенный» способ приготовления пищи: кастрюля на кастрюле. В верхней кастрюле распаривают горох, фасоль, подогревают вторые блюда.

В Японии созданы СВЧ-печи размером с холодильник, в которых ночью, когда энергия дешевле, сжигают домашний мусор.

Пример одного из вариантов экологически организованного жилища приводит Т. Миллер, автор трехтомника «Жизнь в окружающей среде». Для устройства своего дома он использовал списанный школьный автобус (экономия строительного материала, использование вторичного сырья), который обшил досками и установил на теплоизолирующий фундамент. Колеса от автобуса были проданы. Для обогрева своего жилища Миллер использует солнечные элементы и тепловые коллекторы, а для его охлаждения в жаркое время – холодный воздух, который гонится вентилятором из труб, закопанных в землю на глубину 5,5 м. В перспективе Миллер собирается установить на крыше своего дома такое количество солнечных батарей, которое позволит не только обеспечивать дом электричеством, но еще и продавать его. Для освещения жилища используются лампочки в 2,5 раза более экономичные, чем обычные, и служат они не менее 5 лет. Используется туалет с малым расходом воды. Все органические отходы компостируются и используются как удобрение. Бумага сдается на переработку. Старые вещи не выбрасываются, а бесплатно раздаются нуждающимся. Свою «экологическую берлогу» Миллер постоянно совершенствует с целью снижения расходов энергии и ресурсов на ее обеспечение.

Всем живым существам на Земле нужна еда для того, чтобы выжить. Пища — это не только то, чем питаются люди и животные, это также полезные ископаемые и питательные вещества, которые поглощают растения. Мнение о том, что растения являются начальным источником питания, было бы большим преуменьшением, так как для выживания они тоже должны питаться. Все было создано природой таким способом, чтобы живые существа могли гармонично сосуществовать друг с другом. Говоря простым языком, автотрофы и гетеротрофы — это растения и животные, которые отличаются по своему способу питания.

Автотрофы

Для растений пищей являются крахмал и питательные вещества, которые добываются из почвы и солнечного света. Им не нужно заниматься поисками пропитания, достаточно будет просто использовать свои собственные врожденные способности и особенности для получения необходимых питательных веществ, обеспечивающих рост и развитие. Автотрофы — это растения, которые добывают себе пропитание из дождя, почвы и солнечного света.

Важную роль в снабжении клеток питательными и минеральными веществами играет фотосинтез (использование света), а также хемосинтез (химическая энергия). В ходе этих сложных процессов «сырые» питательные вещества и полезные ископаемые преобразовываются в специальные клетки, которые поглощают солнечный свет и трансформируют его в энергию. Автотрофы также именуются производителями.

Гетеротрофы

Гетеротрофы — это организмы, которые не в силах самостоятельно синтезировать себе пищу. Сюда относятся животные и человек, то есть потребители, которые нуждаются во внешних источниках пропитания. Выработка энергии для сохранения жизни и правильного функционирования организма требуют поглощения и переваривания пищи. Без этих процессов гетеротрофы просто не смогли бы существовать.

Гетеротрофов также называют потребителями. Сюда входят травоядные животные (например, крупный рогатый скот, олени, слоны и так далее), плотоядные животные (лев, змеи и акулы, все те, кто питаются другими животными), а также всеядные существа (люди). Гетеротрофами также считаются земляные черви, поедающие остатки мертвых растений и животных, грибы.

Автотрофы, гетеротрофы: сравнительная характеристика

Автотрофы получают углерод из неорганических источников, например, углекислый газ (CO2), в то время как гетеротрофы получают свою долю углерода от других организмов. Автотрофы обычно являются растениями, гетеротрофы — животными. Автотрофы и гетеротрофы отличаются друг от друга по многим показателям. Автотрофы создают себе питание фотосинтезом или хемосинтезом при помощи неживых компонентов экосистемы.

Гетеротрофы зависят от автотрофов в пищевом плане. Автотрофы напрямую зависят от энергии от солнца и преобразовывают неорганическое вещество в органику. Гетеротрофы зависят от солнечной энергии лишь косвенно, а органические вещества приобретают от автотрофов и используют их в метаболических процессах.

Фотосинтез и хемосинтез

В процессе фотосинтеза автотрофы используют энергию солнца, чтобы преобразовать воду из почвы и углекислый газ из воздуха в глюкозу. Последняя предоставляет энергию и используется для создания целлюлозы (которая незаменима для строительства клеточных мембран), например, растениями, морскими водорослями, фитопланктоном и некоторыми бактериями. Насекомоядные растения используют фотосинтез для выработки энергии, но зависят и от других организмов для получения таких питательных веществ, как азот, калий и фосфор. Следовательно, эти растения также считаются автотрофами.

Хемотрофы используют энергию, образующуюся в результате химических реакций, для производства пищи. Чаще всего в реакцию вступает сероводород (метан с кислородом). Углекислый газ является главным источником углерода для хемотрофов. Примером могут быть бактерии, найденные в действующих вулканах, термальных источниках, гейзерах и на морском дне. Эти организмы выживают в самых экстремальных условиях.

Пищевая цепочка

Автотрофы не зависят от других организмов, они сами являются основным производителем и занимают начальный уровень пищевой цепочки. Травоядные животные, которые питаются автотрофами, занимают второй трофический уровень. Далее располагаются всеядные и плотоядные гетеротрофы. Наконец, на вершине цепи питания находится человек, который использует для пропитания как первых, так и вторых.

Биологические организмы автотрофы и гетеротрофы — это два типа биотических компонентов экосистемы, которые взаимодействуют друг с другом. Все живые организмы могут быть классифицированы как автотрофы или как гетеротрофы. В экосистеме поток энергии от одного организма к другому описан понятием пищевой цепи. Каждый организм, зависящий от следующего организма в плане пропитания, формирует линейную последовательность, через которую энергия переходит от одного организма к другому. Проще говоря, пищевая цепочка показывает, кто кого ест.

Автотрофы, гетеротрофы, хемотрофы: роль в экосистеме

Все пищевые цепочки начинаются на уровне производителя. Основные потребители едят производителей для получения энергии. Основные потребители съедаются вторичными потребителями; вторичных потребителей едят третичные потребители и так далее.

Общим примером для объяснения понятия пищевой цепи является экосистема, где трава — производитель, и мышь, которая съедает траву, становится основным потребителем. Мышь оказывается добычей для змеи, которая становится вторичным потребителем. Орлы едят змей и становятся третичными потребителями.

Роль гетеротрофов и автотрофов, а также хемотрофов в природе переоценить невозможно. Мертвые животные разлагаются, и таким образом питательные вещества возвращаются назад в почву. Этот цикл потока питательных веществ от одного уровня к следующему периодически повторяется между биотическими и неживыми компонентами экосистемы.

Несмотря на множество отличий, автотрофы и гетеротрофы находятся в прямой зависимости друг от друга. Для выживания в глобальном смысле этого слова они просто необходимы друг другу, так как являются одними из важнейших компонентов экосистемы, хотя в теории хемотрофы и автотрофы смогли бы существовать без гетеротрофов, последние же без чужой жизненной энергии не проживут.

Автотрофы, автотрофные организмы — Справочник химика 21

    В зависимости от того, в какой хим. форме живые организмы способны усваивать из внеш. среды углерод, они делятся на две большие группы-автотрофы и гетеро-трофы. Для первых осн. источником углерода служит СО2, для вторых-разл. орг. соединения. Автотрофное питание осуществляют зеленые растения и фотосинтезирующие бактерии, гетеротрофное-животные и грибы. У микроорганизмов встречаются тот и др. тшш питания. О.в. автотрофных организмов является по преимуществу анаболическим, гетеротрофных-катаболическим. Основу пластического обмена составляет органический обмен. Традиционное разделение его на углеводный обмен, липидный обмен и обмен азотсодержащих соединений обусловлено большой распространенностью в живой природе соед. этих классов и различием их свойств. [c.310]
    Хотя жизнь на нашей планете, вероятно, зародилась примерно 3,5 млрд. лет назад, первые организмы заселили сушу не ранее, чем 420 млн. лет назад. Это были самые первые растения. Растения — автотрофные эукариоты, которые адаптировались к жизни в воздушной среде. Единственные другие автотрофы среди эукариот — это водоросли, специализировавшиеся к жизни в воде. Напоминаем автотрофами называют орга- [c.55]

    Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеротрофы и автотрофы, причем перимущественное развитие та или иная группа получает в зависимости от условий работы системы. Эти две группы бактерий различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатывают их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофные организмы потребляют для синтеза клетки неорганический углерод, а энергшо получают за счет фотосинтеза, используя энергию света, либо хемосинтеза путем окисления некоторых неорганических соединений (например, аммиака, нитритов, солей двухвалентного железа, сероводорода, элементарной серы и Др.). [c.100]

    Бактерии — мельчайшие организмы (ультрапланктон), размер которых не превышает 5 мкм. Бактерии являются автотрофами, гетеротрофами и олиготрофами. Автотрофные бактерии включают фотосинтезирующие формы, использующие для синтеза ОВ из минеральных веществ солнечную энергию, и хемосинтезирующие, использующие для этой цели химическую энергию. Авто- [c.112]

    Вот что пишет Опарин по этому поводу Подавляющее большинство населяющих теперь нашу планету биологических видов вообще может существовать только при наличии готовых органических веществ. Сюда относятся все как высшие, так и низшие животные, в том числе и большинство бактерий и все виды грибов. Уже один этот факт является чрезвычайно показательным. На самом деле, вряд ли можно в настоящее время представить себе эволюцию всех этих разнообразных живых существ… как полную потерю свойственной им когда-то способности к автотрофному питанию. Мы не находим здесь тех специфических ферментных комплексов и сочетаний реакций, которые характерны для автотрофов, и, наоборот, в основе обмена этих последних лйжат те же внутренние химические механизмы, что и у всех других организмов, способных существовать только за счет питания органическими веществами. Именно это позволяет автотрофам так легко возвращаться при известных условиях вновь к органическому питанию  [c.194]

    Дыхание необходимо как автотрофным (главным образом фотосинтезирующим), так и гетеротрофным (т.е. питающимся автотрофами и друг другом) организмам. Дыхание в биохимическом смысле сводится к окислению углеводов. При окислении глюкозы выделяется большое количество энергии [c.103]


    Любая экосистема содержит совокупность животных и растительных организмов, которые по формам питания делятся на три группы. Зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для синтезирования биохимических субстанций, необходимых для их роста и воспроизводства, называются автотрофами. Сообщество автотрофных растений — это продуценты экосистемы. [c.11]

    Есть между этими двумя группами и еще одно важное различие. Многие ав-тотрофные организмы осуществляют фотосинтез, т. е. обладают способностью использовать энергию солнечного света, тогда как гетеротрофные клетки добывают необходимую им энергию, расщепляя органические соединения, вырабатываемые автотрофами. В биосфере автотрофы и гетеротрофы сосуществуют как участники единого гигантского цикла, в котором автотрофные организмы строят из атмосферной СО2 органические биомолекулы и часть их при этом выделяет в атмосферу кислород. Гетеро-трофы используют вырабатываемые автотрофами органические продукты в качестве пищи и возвращают в атмосферу СО2. Таким путем совершается непрерывный круговорот углерода и кислорода между животным и растительным миром. Источником энергии для этого колоссального по своим масштабам процесса служит солнечный свет (рис. 13-1). [c.376]

    Автотрофные организмы (от греч. autos — сам и trophe — питание) способны самостоятельно синтезировать органические питательные вещества из неорганических, гетеротрофные — питаются готовыми органическими веществами. К автотрофам принадлежат зеленые растения и некоторые бактерии, использующие в ходе фотосинтеза энергию света (фототрофы), а также бактерии, способные утилизировать энергию окисления веществ для синтеза органических соединений (хемосинтез). [c.277]

    В общем, анализируя всю совокупность живых организмов с точки зрения потребления различных форм серы и азота, можно обнаружить все возможные степени автотрофности. Вирусы и фаги, а также некоторые бактерии являются полными гетеротрофами. Для них необходимо, чтоб весь азот и сера были в восстановленной форме и притом в виде готовых органических соединений. У животных, некоторых простейших, бактерий и грибов могут сохраняться следы автотрофности. Но максимальная скорость роста достигается у этих организмов только в условиях гетеротрофного питания. Растения, а также некоторые бактерии и грибы при росте в условиях, когда органические соединения серы и азота недоступны, могут быть полными автотрофами. [c.274]

    К фотосинтезирующим организмам относятся также сине-зеленые и некоторые другие бактерии (это уже прокариоты, а не растения). Хемосинте-зирующие бактерии тоже являются автотрофами (разд. 7.2) и участвуют в создании первичной продукции. Общий вклад всех этих организмов невелик по сравнению с автотрофными эукариотами (фотосинтезирующими протоктистами и растениями). [c.346]

    Недостаток метода классификации бактерий на основании сравнения их геномов состоит в том, что с его помои ью оценивается суммарно вся генетическая информация клетки, что делает этот метод нечувствительным к незначительным информационным отклонениям, которые, однако, могут определять важные свойства организма. Поясним это примером. Для автотрофной ассимиляции углекислоты клетка помимо ферментов, имеющихсяу гетеротрофных организмов, должна иметь два специфических фермента рибулозодифосфаткарбоксилазу и фос-форибулокиназу. Информация об этих ферментах записана в геноме с помощью 3-1Q2 пар оснований. Всего же бактериальный геном содержит порядка 10 пар оснований. Таким образом, признак, характеризующий способность к автотрофной ассимиляции углекислоты у бактерий, приводит к ничтожному изменению в общем строении бактериального генома, которое не определяется используемым методом. Однако важность этого признака, определяющего способность микроорганизмов к автотрофии, в таксономическом отношении не вызывает сомнений. [c.139]


Пищевая цепь — характеристика, типы, схема, звенья и примеры

Время чтения 7 мин.Просмотры 37.3k.Обновлено

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Что такое пищевая цепь?

Пищевая (трофическая) цепь – это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.

Читайте также: Отличие пищевой цепи от пищевой сети в экосистеме

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы – живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:

  • Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений – сахаров – из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
  • Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Люди, животные, грибы и многие бактерии – гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.

Деструкторы (редуценты)

Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Схема уровней пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма – это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных – их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники – третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником – животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются “хозяевами” своих экосистем.

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

Типы пищевых цепей

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:

  • пастбищную
  • детритную

Пастбищная пищевая цепь

Схема пастбищной пищевой цепи

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;

Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Схема детритной пищевой цепи

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала – детрита – который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них – приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

  • На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
  • Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
  • Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
  • Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает – все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

  1. Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.
  2. Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.
  3. Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.

Гугломаг

Спрашивай! Не стесняйся!

Задать вопрос

Мне нравится5Не нравится

Не все нашли? Используйте поиск по сайту

Экосистема

Экосистема Экосистема :

Экосистема – это совокупность живых организмов, их физических окружающей среды и всех их взаимосвязей в той или иной единице Космос.

Принципы, лежащие в основе изучения экосистем, основаны на считают, что все элементы жизнеобеспечивающей среды любой размеры, будь то естественные или искусственные, являются частью целостной сети в котором каждый элемент прямо или косвенно взаимодействует со всеми других и влияет на функцию целого.Все экосистемы являются содержится в самой крупной из них — экосфере, которая охватывает всю физическую Землю (геосферу) и все ее биологические компоненты (биосфера).

Экосистему можно разделить на абиотические составляющие, включая полезные ископаемые, климат, почву, воду, солнечный свет и все другие неживых элементов и его биотических составляющих, состоящих из всех его живые члены. Связывание этих компонентов вместе является двумя основными силы: поток энергии через экосистему и круговорот питательных веществ в экосистеме.

Основным источником энергии почти во всех экосистемах является излучение. энергия от солнца. Энергия солнечного света используется в автотрофные, или самоподдерживающиеся, организмы экосистемы. Состоит в основном из зеленой растительности, эти организмы способны фотосинтеза, т. е. они могут использовать энергию солнечного света для преобразования углекислый газ и воду в простые, богатые энергией углеводы. автотрофы используют энергию, запасенную в простых углеводах, для образуют более сложные органические соединения, такие как белки, липиды, и крахмалы, которые поддерживают жизненные процессы организмов. Автотрофный сегмент экосистемы обычно называют уровень производителя.

Органическое вещество, генерируемое автотрофами прямо или косвенно поддерживает гетеротрофные организмы. Гетеротрофы – потребители экосистема; они не могут приготовить себе еду. Они используют, перестраивают, и в конечном итоге разложить сложные органические материалы, созданные автотрофы. Все животные и грибы являются гетеротрофами, как и большинство бактерии и многие другие микроорганизмы.

Вместе автотрофы и гетеротрофы образуют различные трофические (кормящие) уровни в экосистеме: уровень производителей, состоящий из те организмы, которые производят себе пищу; уровень первичного потребителя, состоит из тех организмов, которые питаются продуцентами; в вторичный потребительский уровень, состоящий из тех организмов, которые питаются первичные потребители; и так далее.Движение органических веществ и энергия от уровня производителя через различные уровни потребления делает вверх по пищевой цепочке. Например, типичная пищевая цепь на лугу. может быть трава (производитель) мышь (основной потребитель) змея (вторичный потребитель) ястреб (третичный потребитель). Собственно, в во многих случаях пищевые цепи экосистемы перекрываются и соединяются между собой, образуя то, что экологи называют пищевой сетью. Последнее звено во всей еде цепи состоит из редуцентов, тех гетеротрофов, которые разрушают мертвые организмы и органические отходы.Пищевая цепь, в которой первичным потребление пищи на живых растениях называется пастбищным путем; что в который основной потребитель питается отмершим растительным веществом, известен как детритный путь. Оба пути важны для учета энергетический баланс экосистемы.

По мере того, как энергия перемещается по экосистеме, большая ее часть теряется при каждом трофический уровень. Например, только около 10 процентов энергии хранится в траве, входит в тело мыши, которая ест трава. Остальные 90 процентов хранятся в соединениях, которые не может быть разрушен мышью или теряется в виде тепла во время метаболические процессы мыши.Потери энергии аналогичной величины происходят на каждом уровне пищевой цепи; следовательно, несколько пищевых цепей выходить за пределы пяти членов (от производителя до разложителя), потому что энергия, доступная на более высоких трофических уровнях, слишком мала, чтобы поддерживать дальнейших потребителей.

Поток энергии через экосистему приводит к движению питательных веществ в экосистеме. Питательные вещества – это химические элементы и соединений, необходимых живым организмам. В отличие от энергии, которая постоянно теряется из экосистемы, питательные вещества проходят через экосистема, колеблющаяся между биотическими и абиотическими компонентами в так называемых биогеохимических циклах.Основные биогеохимические циклы включают круговорот воды, круговорот углерода, круговорот кислорода, круговорот азота, круговорот фосфора, цикл серы и цикл кальция. Декомпозеры играют ключевую роль во многих из этих циклов, возвращая питательные вещества в почву, воды или воздуха, где они снова могут использоваться биотическими составляющие экосистемы.

Упорядоченная замена одной экосистемы другой – это процесс известный как развитие экосистемы или экологическая сукцессия. Правопреемство возникает, когда стерильная область, такая как голая скала или поток лавы, впервые колонизирована живыми существами или когда существующая экосистема нарушено, как когда лес уничтожен пожаром.Последовательность экосистем обычно происходит в два этапа. Ранний, или рост, Фаза характеризуется экосистемами с небольшим количеством видов и коротким пищевые цепи. Эти экосистемы относительно нестабильны, но очень продуктивны, в том смысле, что они быстрее накапливают органическое вещество чем они его ломают. Экосистемы более поздних, или зрелых, фазы более сложны, разнообразны и более стабильны. Финал, или климакс, экосистема характеризуется большим разнообразием виды, сложные пищевые сети и высокая стабильность.Основной энергетический поток перешел от производства к ремонту.

Широко распространено вмешательство человека в развитие экосистем. Фермерство, например, представляет собой преднамеренное поддержание незрелого Экосистема — высокопродуктивная, но относительно нестабильная. Рациональное управление экосистемами для оптимального производства продуктов питания должно искать компромисс между характеристиками молодых и зрелых экосистемы, и следует учитывать факторы, влияющие на взаимодействие природных циклов. Краткосрочное производство может быть максимизировано путем добавления энергии в экосистему в виде выращивания и оплодотворение.Однако такие усилия могут помешать эффективному использованию энергии. использовать в долгосрочной перспективе, вызывая дисбаланс питательных веществ, увеличение загрязняющих веществ или повышенная восприимчивость к растениям болезни как следствие интенсивного инбридинга культур.

Хотя осознание взаимозависимости между человеческим обществом и его окружение уже занимало видное место в античной философии и религия, формулировка основных принципов системной экологии как научная дисциплина возникла в конце 19 в.Вовремя второй половине 20 века изучение экосистем стало становится все более изощренным и в настоящее время играет важную роль в оценке и контроль за последствиями развития сельского хозяйства и индустриализация на окружающую среду. Например, на фермах показано, что оптимальное долгосрочное производство пастбищ требует умеренный график выпаса скота, чтобы обеспечить постоянное обновление влажность и содержание питательных веществ в почве и подчеркнул необходимость для многоцелевых стратегий при возделывании пахотных земель.Системная экология занимается последствиями накапливали инсектициды и обеспечили способ мониторинга климатическое воздействие атмосферной пыли и углекислого газа, выделяемого сжигание ископаемого топлива (например, угля, нефти и природного газа). Это помог определить региональный потенциал населения и способствовало развитию методов переработки, которые могут стать важное значение для будущего взаимодействия человечества с окружающей средой.

Выдержка из Британской энциклопедии без разрешения.

Как автотроф получает пищу??

Как автотроф получает пищу??

Большинство автотрофов используют процесс , называемый фотосинтезом , для приготовления пищи. В процессе фотосинтеза автотрофы используют энергию солнца для преобразования воды из почвы и углекислого газа из воздуха в питательное вещество, называемое глюкозой. Глюкоза — это разновидность сахара. Глюкоза дает растениям энергию.

Откуда берут пищу автотрофы и гетеротрофы?

Большинство автотрофов производят свою «пищу» посредством фотосинтеза с использованием энергии солнца .Гетеротрофы не могут производить себе пищу, поэтому они должны ее есть или поглощать. Хемосинтез используется для производства пищи с использованием химической энергии, запасенной в неорганических молекулах.

Как гетеротроф получает пищу?

Примеры включают растения, водоросли и некоторые виды бактерий. Гетеротрофы известны как консументы, потому что они потребляют продуцентов или других консументов. Собаки, птицы, рыбы и люди — все это примеры гетеротрофов. … Эти организмы получают пищу , питаясь остатками растений и животных, а также фекалиями.

Какие два способа производства пищи наблюдаются у автотрофов?

Есть два типа автотрофов: фотоавтотрофы и хемоавтотрофы . Фотоавтотрофы получают энергию от солнечного света и преобразуют ее в полезную энергию (сахар). Этот процесс называется фотосинтезом.

Какие примеры автотрофов?

Растения, лишайники и водоросли являются примерами автотрофов, способных к фотосинтезу. Обратите внимание на их зеленый цвет из-за большого количества пигментов хлорофилла внутри их клеток.Синонимы: автофит; автотрофный организм; первичный производитель.

Как автотрофы получают углерод?

Полный ответ: Автотрофы способны производить себе пищу посредством фотосинтеза. Часто известные как производители являются автотрофами. Через устьица они получают углекислый газ из атмосферы.

Какими тремя способами автотрофы получают энергию?

Автотрофы получают энергию и питательные вещества путем использования солнечного света посредством фотосинтеза (фотоавтотрофы) или, реже, получают химическую энергию путем окисления (хемоавтотрофы) для получения органических веществ из неорганических.Автотрофы не потребляют другие организмы; однако они потребляются гетеротрофами.

Откуда автотрофы получают полезный углерод?

Большинство наземных автотрофов получают углекислый газ непосредственно из атмосферы , тогда как морские автотрофы получают его в растворенной форме (угольная кислота, H 2 CO 3 ). Однако при получении углекислого газа побочным продуктом процесса является кислород.

Почему гетеротрофы зависят от автотрофов?

Гетеротрофы зависят от автотрофов в получении энергии от солнца .Затем эта энергия передается гетеротрофам в виде пищи. Без автотрофов солнечная энергия была бы недоступна для гетеротрофов, а гетеротрофы в конечном итоге вымерли бы или нашли новый способ получения энергии.

Чем это отличается от того, как автотрофы получают энергию?

Чем отличаются гетеротрофы и автотрофы в способах получения энергии? Автотрофы получают энергию, производя собственную энергию, используя химические вещества в окружающей среде или путем фотосинтеза , в то время как гетеротрофы получают энергию, потребляя и преобразовывая эту энергию.

Как работают автотрофы?

Автотроф — это организм , который может производить себе пищу, используя свет, воду, углекислый газ или другие химические вещества . Поскольку автотрофы производят свою собственную пищу, их иногда называют продуцентами. … Некоторые виды бактерий являются автотрофами. Большинство автотрофов используют для производства пищи процесс, называемый фотосинтезом.

Какие молекулы производятся автотрофами?

Какие молекулы образуются автотрофами в процессе фотосинтеза? двуокись углерода, вода и энергия .

Как автотрофы получают углекислый газ и азот для приготовления пищи?

Автотрофы способны производить себе пищу в процессе фотосинтеза. Автотрофы также известны как производители. Они получают углекислый газ из атмосферы через устьица . Азот, важный элемент в синтезе белков, поглощается из почвы и превращается в N 2 корневыми клубеньками.

Как автотрофные животные производят себе пищу?

Автотрофы — это организмы, которые создают себе пищу из неорганического материала.Они могут сделать это, используя свет, воду и углекислый газ в процессе, известном как фотосинтез , или используя различные химические вещества посредством метода, называемого хемосинтезом.

Как происходит процесс фотосинтеза?

фотосинтез, процесс , посредством которого зеленые растения и некоторые другие организмы преобразуют энергию света в химическую энергию . Во время фотосинтеза в зеленых растениях энергия света улавливается и используется для преобразования воды, углекислого газа и минералов в кислород и богатые энергией органические соединения.

Что означает автотрофный?

Определение автотрофности

1 : , требующие только двуокиси углерода или карбонатов в качестве источника углерода и простого неорганического соединения азота для метаболического синтеза органических молекул (таких как глюкоза) автотрофные растения — сравните гетеротрофные. 2: не требует определенного экзогенного фактора для нормального метаболизма.

Как автотрофы получают пищу, объясните процесс с помощью сбалансированного химического уравнения?

автотрофы получают пищу в процессе, называемом фотосинтезом .фотосинтез – это процесс, в котором растения используют солнечный свет, воду, углекислый газ для производства пищи. … – темновая реакция протекает в отсутствие солнечного света и также известна как светонезависимая реакция. – в этой реакции НАДФН расщепляется на НАДФ и Н.

Как растения производят себе пищу путем фотосинтеза?

Растения автотрофы , а это значит, что они производят себе пищу. Они используют процесс фотосинтеза для преобразования воды, солнечного света и углекислого газа в кислород и простые сахара, которые растения используют в качестве топлива.Эти первичные продуценты составляют основу экосистемы и питают следующие трофические уровни.

Из чего состоит биомасса автотрофов?

Автотрофы – это организмы, производящие новую биомассу из неорганических ресурсов (углекислого газа и минеральных питательных веществ) , используя либо световую энергию (фотоавтотрофы), либо энергию восстановленных молекул в окружающей среде (хемоавтотрофы).

Как эволюционировали автотрофы на Земле?

Первые автотрофные организмы возникли около 2 миллиардов лет назад.Фотоавтотрофы произошли от гетеротрофных бактерий путем развития фотосинтеза . Первые фотосинтезирующие бактерии использовали сероводород.

Какой процесс происходит только у автотрофных организмов?

Процесс, происходящий только у автотрофных организмов, называется циклом Кальвина . … Организмы, присутствующие в атмосфере, делятся на 2 основных подразделения: автотрофные и гетеротрофные организмы.

Почему растения автотрофы?

Зеленые растения называются автотрофами , так как они способны синтезировать себе пищу .При фотосинтезе солнечная энергия улавливается пигментом хлорофиллом. В процессе фотосинтеза растения потребляют углекислый газ и выделяют кислород.

Почему у автотрофов нет пищеварительной системы?

Автотрофы не имеют пищеварительной системы, так как к автотрофам относятся в основном растения, деревья, водоросли. Они готовят себе пищу в процессе фотосинтеза и хранят приготовленную пищу в виде крахмала для последующего использования. … Они не могут готовить себе еду.

Какой вклад в круговорот углерода вносят автотрофы?

Биологический углеродный цикл — это быстрый обмен углеродом между живыми существами; автотрофы используют углекислый газ, вырабатываемый гетеротрофами, для производства глюкозы и кислорода , которые затем используются гетеротрофами.

Почему автотрофы осуществляют клеточное дыхание?

без кислорода

Перед тем, как автотрофы пройдут процесс клеточного дыхания, у них есть , чтобы пройти процесс фотосинтеза, чтобы приготовить себе пищу .

Как связаны пищевые цепи автотрофов и гетеротрофов?

Организмы получают пищу одним из двух способов. Автотрофы (или производители) производят себе пищу, используя световую или химическую энергию. … Гетеротрофы (или потребители) получают органические молекулы, поедая другие организмы или их побочные продукты . Животные, грибы и многие бактерии являются гетеротрофами.

Зависят ли гетеротрофы от фотосинтеза для питания?

В отличие от автотрофов, гетеротрофы выживают за счет дыхания, используя кислород и источник энергии (углеводы, жиры или белок) для производства АТФ, питающего клетки.Они зависят от других организмов в отношении пищи и кислорода. … Таким образом, гетеротрофы зависят от фотосинтеза как источника кислорода .

Напрямую зависят от автотрофов?

Ответ: Другие организмы, называемые гетеротрофами , потребляют автотрофов в качестве пищи для выполнения функций, необходимых для их жизни. Таким образом, гетеротрофы — все животные, почти все грибы, а также большинство бактерий и простейших — зависят от автотрофов, или первичных продуцентов, в отношении необходимого им сырья и топлива.

Почему автотрофы являются важными компонентами экосистемы?

Автотрофы являются важными компонентами экосистемы , поскольку они являются производителями, производящими пищу для других организмов .

Что лучше всего описывает, почему автотрофы начинают каждую пищевую цепь?

Производители, также известные как автотрофы, сами производят пищу . Они составляют первый уровень каждой пищевой цепи. Автотрофы обычно растения или одноклеточные организмы. Почти все автотрофы используют процесс, называемый фотосинтезом, для создания «пищи» (питательного вещества, называемого глюкозой) из солнечного света, углекислого газа и воды.

Автотроф против гетеротрофа Продуцент против потребителя

Похожие запросы

что такое автотрофы
организмы, которые производят себе пищу, называются
что такое гетеротрофы
откуда автотрофы берут энергию для приготовления пищи
автотрофы и гетеротрофы
хемосинтетические автотрофы
автотрофы против гетеротрофов
примеры автотрофов и гетеротрофов

Смотрите больше статей в категории: Часто задаваемые вопросы Кнопка «Вернуться к началу»

Долевой вклад автотрофного и гетеротрофного дыхания в выброс CO2 через почву в бореальных лесах

Выделение CO2 через почву («почвенное дыхание») составляет примерно две трети дыхания лесных экосистем и может быть разделено на гетеротрофные и автотрофные компоненты.Условно последнее определяется как дыхание корнями растений. Однако в бореальных лесах тонкие корни деревьев неизменно покрыты эктомикоризными грибами, которые по определению являются гетеротрофами, но, как и корни, получают сахара, полученные в результате фотосинтеза. Также происходит значительное вымывание лабильных соединений углерода из эктомикоризных корней. Поэтому более целесообразно в контексте изучения углеродного баланса включать микоризные грибы и другие микоризосферные организмы, зависящие от прямого потока лабильного углерода от фотосинтеза, в автотрофный компонент.Следовательно, гетеротрофная активность сохраняется для разложения более сложных органических молекул в подстилке и других формах органического вещества почвы. В действительности сложную ситуацию лучше всего описать как континуум от строгой автотрофии к строгой гетеротрофии. В результате этого и связанных с ним методологических проблем оценки вклада автотрофного дыхания в общее дыхание почвы сильно различаются. Основываясь на недавних экспериментах по опоясыванию деревьев в масштабе древостоя, мы подсчитали, что автотрофное дыхание в бореальных лесах составляет до 50-65% дыхания почвы в бесснежную часть года.Эксперименты с опоясывающими растениями и исследования дельта(13)С оттока СО2 почвой показывают, что существует задержка в несколько дней между поглощением углерода в результате фотосинтеза и высвобождением ассимилированного углерода в результате автотрофного дыхания почвы. Напротив, оценки «бомбы 14C» и другие подходы предполагают, что между поглощением углерода посредством фотосинтеза и основной гетеротрофной активностью почвы проходят годы или десятилетия. Температура обычно используется в качестве движущей силы в моделях почвенных процессов, и часто предполагается, что автотрофная активность почвы более чувствительна к температуре, чем гетеротрофная активность, но это сомнительно.По своей сути трудно провести точное разделение автотрофного и гетеротрофного дыхания почв. Разделение между этими двумя компонентами весьма изменчиво в пространстве и во времени, и таксономические автотрофы и гетеротрофы могут в какой-то степени выполнять функцию другой группы. Следует позаботиться о том, чтобы как можно меньше нарушать хрупкую систему растение-микроб-почва, и это говорит в пользу неинтрузивных изотопных методов. Однако существуют проблемы с моделированием потока изотопов через эту сложную систему.Опоясывание древостоев является очень надежным альтернативным подходом к проведению различия между автотрофной и гетеротрофной деятельностью, но в конечном итоге убивает деревья и поэтому не всегда может использоваться. Дальнейшим развитием событий было бы обратимое блокирование транспорта сахара флоэмы. Мы предполагаем, что такое предположение нуждается в дальнейшей критической проверке.

Гетеротроф – определение и примеры

Гетеротроф
n.
/ˈhɛtəɹoʊˈtɹoʊf/
Определение: организм, который не способен синтезировать свои собственные органические соединения на основе углерода из неорганических источников, следовательно, питается органическими веществами, произведенными или имеющимися в других организмах.На этой картинке грибы показаны как пример гетеротрофа.

Определение гетеротрофа

Что такое гетеротроф? Делает ли гетеротроф свою пищу? В биологии и экологии гетеротрофом называют организм, не обладающий способностью химически производить (т.е. синтезировать) себе пищу из неорганических молекул. Из-за этой неспособности гетеротроф питается другими формами жизни, чтобы удовлетворить свои потребности в органических питательных веществах. (Ссылка 1) Гетеротроф также может быть определен на основе химического состава пищи, которую он использует для выживания.В частности, организм является гетеротрофом, если он получает питание за счет органических соединений (т. е. сложных молекул, встречающихся в живых существах).

Как правило, эти органические соединения используются гетеротрофами для получения энергии для собственного выживания. Эти органические соединения используются гетеротрофами для образования важных биомолекул, таких как простые сахара, углеводы (т. .е. ДНК и РНК). Они включают эти биомолекулы в свое тело для выполнения всех метаболических функций, необходимых для выживания и размножения.

Гетротроф (биологическое определение): Организм, который не может производить себе пищу; он не может синтезировать свои собственные органические соединения на основе углерода из неорганических источников, и в результате они питаются органическим веществом, произведенным или имеющимся в других организмах.
Этимология: от греческого «гетерос», означает «другой», + «трофос», означает «кормушка». Родственные термины: гетеротрофный (существительное), гетеротрофный (прилагательное), гетеротрофный (наречие).   Синонимы: потребитель. Сравните: автотроф, фототроф

Слово гетеротроф дает начало некоторым словам:

  • Гетеротроф (существительное)
    Состояние гетеротрофа называется гетеротрофией
    .. Например: «Пустой кит, одно из крупнейших существ в океане, проявляет гетеротрофию.Он питается планктоном, одним из самых маленьких организмов в океане».
  • Гетеротрофизм (существительное)
    Что такое гетеротрофизм? Это то же самое, что гетеротрофия? Гетеротрофность относится к способности организма к гетеротрофной жизни.
  • Гетеротрофный (прилагательное)
    По определению, этот термин используется для описания организма, поедающего другие организмы. Например: «Некоторые бактерии гетеротрофны — это означает, что гетеротрофные бактерии будут питаться другими типами бактерий».
  • Гетеротрофно (наречие)
    Гетеротрофно питаться означает питаться другими организмами. Например: «Акула кормится гетеротрофно возле Барьерного рифа. Он охотится на рыбу и других морских обитателей и является очень эффективным хищником».

Типы гетеротрофов

Какие существуют типы гетеротрофов? Давайте узнаем ответ на этот вопрос ниже.

Фотогетеротрофы против хемогетеротрофов

Гетеротрофы потребляют другие организмы, чтобы получить свою энергию для выживания, то есть они получают углерод из органических соединений.Их можно разделить на две основные группы: (1) фотогетеротрофы и (2) хемогетеротрофы . В основном фотогетеротрофы используют световую энергию, тогда как хемогетеротрофы этого не делают. Скорее, последние получают свою энергию от неорганического окисления.

Фотогетеротрофы – это гетеротрофы, которые используют энергию солнечного света, но только как дополнительную энергию (т.е. дополнительную энергию). На самом деле углекислый газ не является их единственным источником энергии.Они используют углерод других форм жизни, то есть питаются и другими организмами. Некоторые примеры фотогетеротрофов встречаются в мире бактерий, таких как различные формы несерных бактерий и гелиобактерии. Есть также насекомые, в частности тля, и вид осы (восточный шершень или Vespa orientalis ), которые также могут использовать энергию солнца в качестве дополнения к своей обычной пище.

Хемогетеротрофы, такие как люди и другие животные, являются более классическими гетеротрофами.Они получают свою энергию из химических веществ, которые они приобретают, питаясь исключительно другими формами жизни.

Органотрофы против литотрофов

Другой способ группировки гетеротрофов — по типу соединений, которые они используют в качестве источников электронов. Органотрофы , в частности, представляют собой гетеротрофы, которые используют соединения восстановленного углерода, т.е. углеводы, жиры и белки. Напротив, литотрофы являются гетеротрофами, использующими неорганические соединения (например,грамм. аммоний, нитрит или сера) в качестве источников электронов.

Хемоорганогетеротрофы

Хемоорганогетеротрофы – это гетеротрофы, характеризующиеся следующими признаками:

  • Органический углерод (например, глюкоза) используется в качестве источника углерода
  • Органические соединения (например, углеводы, белки и липиды) используются в качестве источника электронов

    6

  • Многие гетеротрофы относятся к этому конкретному типу гетеротрофов.

    Гетеротрофы и автотрофы

    В чем разница между автотрофами и гетеротрофами? По сути, автотрофы — это организмы, способные производить питательные органические молекулы из неорганических материалов.Таким образом, они отличаются от гетеротрофов способностью производить свою собственную пищу и не нуждаются в потреблении других организмов для пропитания. Они могут образовывать сложные органические соединения из неорганических веществ, как правило, двумя путями: путем фотосинтеза или путем хемосинтеза. Гетеротрофы лишены этой способности и поэтому вынуждены питаться другими организмами.

    Примерами автотрофов являются наземные растения, лишайники, фотосинтезирующие водоросли (например, хлорофиты, харофиты, динофлагелляты и диатомовые водоросли) и фотосинтезирующие бактерии (например,грамм. цианобактерии). Эти организмы используют фотосинтез для производства органических соединений из неорганических источников. Их конкретно называют фотоавтотрофами . Другая группа автотрофов — хемоавтотрофов . В эту группу входят автотрофы, использующие химическую энергию для образования сложных органических соединений. Примеры включают метаногены, галофилы, нитрификаторы, термоацидофилы и окислители серы.

    Для дальнейшего сравнения между гетеротрофами и автотрофами см. следующую таблицу:

    3
    Гетеротрофы Автотрофы
    Определение: Организмы, способные производить питательные органические молекулы из неорганических материалов
    Потребители в экологической пирамиде Производители в экологической пирамиде
    типов: Photoheterotrophs и Chemoheterotrophs типов: фотоавтотрофов и хемоавтотрофы
    примеров: человека, животные, грибы, различные протисты, а также некоторые бактерии примеров: растений, фотосинтетический водорослей, photosyntheti c бактерии, метаногены, галофилы, нитрификаторы, термоацидофилы и окислители серы

    Роль гетеротрофов в экосистеме

    Почему гетеротрофы важны для экосистемы? Гетеротрофы — это потребителей в пищевой цепи или пищевой сети, то есть они потребляют другие формы жизни.Они не способны производить себе еду, в отличие от производителей. Гетеротрофы встречаются на всех уровнях пищевой цепи в определенной среде, и каждый уровень играет решающую роль в экологии этой среды.

    Некоторые гетеротрофы являются первичными потребителями и также известны как травоядные. Они поедают автотрофные растения и/или другие организмы, способные производить себе пищу, такие как фитопланктон и фотосинтезирующие бактерии. Некоторыми примерами травоядных или первичных потребителей являются олень в лесу, слон в африканской саванне, ламантин на зарослях водорослей во Флориде, улитка в тропическом лесу или морская улитка на коралловом рифе.

    Некоторые гетеротрофы являются вторичными потребителями и также известны как плотоядные или мясоеды , потому что они поедают других гетеротрофов. Примерами вторичных потребителей являются волк в лесу, поедающий оленя, львиный прайд в африканской саванне, поедающий слона, акула, поедающая ламантина на Флорида-Кис, саламандра и жаба, поедающие улиток в тропическом лесу, или гигантский тритон (гигантская морская улитка), поедающий других морских улиток на коралловом рифе.Это вторичные потребители, когда они едят первичных потребителей.

    Некоторые вторичные потребители также могут быть третичными потребителями или высшими хищниками , что означает, что они могут есть как первичных потребителей, так и других вторичных потребителей, таких как они сами. Примерами высших хищников являются волки, которые могут не только съесть оленя, но и, например, лису (собственно хищника). Львы и леопарды в африканской саванне также могут есть крокодилов, ящериц или других хищников. Акула может есть рыбу, некоторые из которых сами являются плотоядными.Косатки — главные хищники в океане, они могут есть не только рыбу, но и акул. Орел или ястреб являются примерами высших хищников в мире птиц. Морская звезда терновый венец — главный хищник кораллового рифа. Люди также являются высшими хищниками.

    Некоторые гетеротрофы всеядны и питаются как первичными продуцентами, так и другими гетеротрофами, подобными им самим.

    A все животные гетеротрофы? Можно сказать, что все животные являются гетеротрофами, но тип меняется в зависимости от того, что они предпочитают есть.Большинство травоядных питаются только растениями и другими фотосинтезирующими автотрофами и никогда не едят других животных. Некоторые из них могут быть как первичными, так и вторичными потребителями. Подумайте, например, о медведе. Медведи могут есть фрукты и овощи, но могут есть и других животных. Люди такие же.

    Являются ли люди гетеротрофами? Люди — гетеротрофы, и многие из нас всеядны. Мы едим различные растения и животных.

    Поедая другие организмы в пищевой цепи, гетеротрофы перерабатывают питательные вещества и органические химические вещества и находят им полезное применение в своем организме или испражняются и, таким образом, помогают семенам различных растений прорастать и распространяться в другие области экосистемы.Некоторым семенам растений необходимо пройти через пищеварительную систему гетеротрофа, или потребителя, чтобы прорасти (этот процесс называется скарификация , и это процесс, который ослабляет оболочку семени, чтобы мог появиться зародыш растения). Гетеротрофы также удобряют землю и/или воду своими фекалиями.

    Потребители или хищники очень важны с экологической точки зрения, потому что они поддерживают популяцию своей добычи в разумных пределах. Например, обзор исследований Ballard et al.(2001) предположили, что койоты, горные львы и волки играют важную роль в определении размера популяций оленей в Соединенных Штатах. Классическое тридцатилетнее исследование, проведенное в Айл-Рояле, штат Мичиган (стр. 1990), ясно показало, как взаимодействуют хищники (в данном случае волки) и добыча (лоси). Размер волчьей стаи определяется тем, сколько лосей доступно в конкретной местности. Если популяция лосей увеличивается, размер волчьей стаи может увеличиваться, и наоборот.

    Кроме того, хищники, как правило, поедают более старых и слабых особей или менее способных к выживанию особей, тем самым поддерживая здоровье популяции своих жертв.Во многих местах, где на хищников охотились и уничтожали, экосистемы нездоровы. Например, в Соединенных Штатах популяции оленей резко возросли во многих районах из-за исчезновения волков, койотов и других естественных хищников. Это вызывает перенаселение, что приводит к чрезмерному выпасу скота (то есть поеданию слишком большого количества растительности), создавая эрозию и бесплодные ландшафты. Слишком много особей в популяции более склонны к распространению болезней, поскольку нездоровые особи не уничтожаются хищником.

    Примеры гетеротрофов

    Что является примером гетеротрофа? А какой организм является гетеротрофом? Все неавтотрофы являются гетеротрофами. Их примерами являются животные, грибы, различные простейшие и некоторые бактерии. Следовательно, гетеротрофы могут быть многоклеточными (т.е. состоящими из многих клеток) или одноклеточными (т.е. состоящими только из одной клетки).

    Мы уже упоминали различных животных, играющих роль гетеротрофов в экосистеме.Обратитесь к предыдущему разделу для конкретных примеров животных как гетеротрофов: Роль гетеротрофов в экосистеме .

    Являются ли грибы автотрофами или гетеротрофами? Грибы гетеротрофны. Эти организмы похожи на растения тем, что имеют клеточные стенки, но у них отсутствует хлорофилл (зеленый пигмент, необходимый для фотосинтеза).

    Coprinaceae или грибы с чернильными шляпками

    Протисты (Kingdom Protista), которые являются гетеротрофами, включают простейших, некоторые нефотосинтезирующие водоросли, водяные и слизевики.Существует такое разнообразие этих простейших, что их описанию посвящены целые книги, а многие существующие виды, вероятно, еще не открыты (ссылка 2). Амеоба — лишь одна из них. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как амеба ловит и поедает свою добычу, парамецию (инфузорное простейшее).

    Многие бактерии являются гетеротрофами. Примерами являются Escherichia coli , обычно встречающиеся в фекалиях, и многие бактерии на нашей коже, в водоемах и во множестве других мест обитания.Интересную группу бактерий составляют микробы, поедающие микробы. Эти бактерии поедают другие бактерии. Ниже представлено видео бактерии ( Bdellovibrio ), которая атакует и питается другой бактерией ( E. coli ).

    Плотоядные растения, такие как Венерина мухоловка, не являются «постоянными» гетеротрофами. Они могут потреблять организмы для питания, но они все еще способны к фотосинтезу. Таким образом, мы можем сказать, что они факультативно гетеротрофны, что означает, что они не являются полностью гетеротрофными и все еще могут выживать посредством фотосинтетического образа жизни и расти, хотя и относительно медленнее, когда не прибегают к гетеротрофии.

    Венерина мухоловка – с пойманным насекомым

     

    Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы уже узнали о гетеротрофах.

    Следующий

    Поток энергии через экосистемы – концепции биологии

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Описать основные типы экосистем на Земле
    • Проведите различие между пищевыми цепями и пищевыми сетями и признайте важность каждой из них
    • Опишите, как организмы получают энергию в пищевой сети и связанных с ней пищевых цепях
    • Объясните, как эффективность передачи энергии между трофическими уровнями влияет на экосистему

    Экосистема – это сообщество живых организмов и их абиотическая (неживая) среда.Экосистемы могут быть небольшими, как, например, приливные бассейны у скалистых берегов многих океанов, или большими, например, в тропических лесах Амазонки в Бразилии ([Рисунок 1]).


    Рисунок 1: Экосистема приливного водоема (а) на острове Матиникус, штат Мэн, представляет собой небольшую экосистему, а (б) тропический лес Амазонки в Бразилии — большую экосистему. (кредит a: модификация работы Джима Куна; кредит b: модификация работы Ивана Млинарича)

    Существуют три широкие категории экосистем, основанные на их общей среде: пресноводные, морские и наземные.В рамках этих трех категорий представлены отдельные типы экосистем, основанные на среде обитания и присутствующих организмах.

    Жизнь в экосистеме часто связана с конкуренцией за ограниченные ресурсы, которая происходит как внутри одного вида, так и между разными видами. Организмы конкурируют за пищу, воду, солнечный свет, пространство и минеральные питательные вещества. Эти ресурсы обеспечивают энергию для метаболических процессов и материю, из которой состоят физические структуры организмов. Другими важными факторами, влияющими на динамику сообщества, являются компоненты его физической среды: климат среды обитания (сезоны, солнечный свет и осадки), высота над уровнем моря и геология.Все они могут быть важными переменными окружающей среды, которые определяют, какие организмы могут существовать в определенной области.

    Пресноводные экосистемы встречаются реже всего, занимая всего 1,8 процента поверхности Земли. Эти системы включают озера, реки, ручьи и родники; они довольно разнообразны и поддерживают множество животных, растений, грибов, протистов и прокариот.

    Наиболее распространены морские экосистемы, занимающие 75 процентов поверхности Земли и состоящие из трех основных типов: мелководья океана, глубоководных вод океана и глубоководного дна океана.Мелководные океанские экосистемы включают чрезвычайно биоразнообразные экосистемы коралловых рифов, однако глубокие океанские воды известны большим количеством планктона и криля (мелких ракообразных), которые поддерживают его. Эти две среды особенно важны для аэробных респираторов во всем мире, поскольку фитопланктон выполняет 40 процентов всего фотосинтеза на Земле. Хотя они не так разнообразны, как две другие, глубоководные донные экосистемы содержат большое разнообразие морских организмов. Такие экосистемы существуют даже на глубинах, куда свет не может проникнуть сквозь воду.

    Наземные экосистемы, также известные своим разнообразием, сгруппированы в большие категории, называемые биомами. Биом представляет собой крупномасштабное сообщество организмов, в первую очередь определяемое на суше доминирующими типами растений, которые существуют в географических регионах планеты со схожими климатическими условиями. Примеры биомов включают влажные тропические леса, саванны, пустыни, луга, леса умеренного пояса и тундры. Группировка этих экосистем всего в несколько категорий биомов скрывает большое разнообразие отдельных экосистем внутри них.Например, кактусы сагуаро ( Carnegiea gigantean ) и другие растения в пустыне Сонора в Соединенных Штатах относительно разнообразны по сравнению с безлюдной каменистой пустыней Боа-Виста, островом у побережья Западной Африки ([Рис. 2]).


    Рисунок 2: Экосистемы пустынь, как и все экосистемы, могут сильно различаться. Пустыня в (а) Национальном парке Сагуаро, штат Аризона, изобилует растениями, в то время как каменистая пустыня (б) острова Боа-Виста, Кабо-Верде, Африка, лишена растительности.(кредит a: модификация работы Джея Галвина; кредит b: модификация работы Инго Вёльберна)

    Экосистемы и нарушения

    Экосистемы сложны и состоят из множества взаимодействующих частей. Они регулярно подвергаются различным возмущениям: изменениям в окружающей среде, влияющим на их состав, например, годовым колебаниям количества осадков и температуры. Многие нарушения являются результатом естественных процессов. Например, когда молния вызывает лесной пожар и уничтожает часть лесной экосистемы, земля в конечном итоге заселяется травой, затем кустами и кустарниками, а позже и взрослыми деревьями: таким образом, лес восстанавливается до прежнего состояния.Этот процесс настолько универсален, что экологи дали ему название — сукцессия. Влияние нарушений окружающей среды, вызванных деятельностью человека, в настоящее время столь же значительно, как и изменения, вызванные природными процессами. Сельскохозяйственные методы человека, загрязнение воздуха, кислотные дожди, глобальная вырубка лесов, чрезмерный вылов рыбы, разливы нефти и незаконный сброс на сушу и в океан — все это оказывает воздействие на экосистемы.

    Равновесие — это динамическое состояние экосистемы, при котором, несмотря на изменения численности и распространенности видов, биоразнообразие остается несколько постоянным.В экологии для измерения изменений в экосистемах используются два параметра: устойчивость и устойчивость. Способность экосистемы оставаться в равновесии, несмотря на возмущения, называется устойчивостью. Скорость, с которой экосистема восстанавливает равновесие после нарушения, называется устойчивостью. Сопротивление и устойчивость экосистемы особенно важны при рассмотрении антропогенного воздействия. Природа экосистемы может измениться до такой степени, что она может полностью потерять свою устойчивость. Этот процесс может привести к полному разрушению или необратимому изменению экосистемы.

    Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, через которую проходят питательные вещества и энергия, когда один организм поедает другой; уровни в пищевой цепи — это производители, первичные потребители, потребители более высокого уровня и, наконец, разлагатели. Эти уровни используются для описания структуры и динамики экосистемы. Существует единственный путь через пищевую цепь. Каждый организм в пищевой цепи занимает определенный трофический уровень (энергетический уровень), свое положение в пищевой цепи или пищевой сети.

    Во многих экосистемах основу или основу пищевой цепи составляют фотосинтезирующие организмы (растения или фитопланктон), которые называются продуцентами.Организмы, которые потребляют производителей, являются травоядными: основными потребителями. Вторичные консументы обычно являются хищниками, которые поедают первичных консументов. Третичные консументы — это хищники, которые поедают других хищников. Консументы более высокого уровня питаются на следующих более низких трофических уровнях и так далее, вплоть до организмов на вершине пищевой цепи: консументов на вершине. В пищевой цепи озера Онтарио, показанной на рис. 3, чавыча является высшим потребителем на вершине этой пищевой цепи.


    Рисунок 3: Это трофические уровни пищевой цепи в озере Онтарио на границе США и Канады.Энергия и питательные вещества поступают от фотосинтезирующих зеленых водорослей к вершине пищевой цепи: чавычи. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований/NOAA)

    Одним из основных факторов, ограничивающих количество звеньев в пищевой цепи, является энергия. Энергия теряется на каждом трофическом уровне и между трофическими уровнями в виде тепла и при передаче редуцентам ([Рисунок 4]). Таким образом, после ограниченного количества трофических переносов энергии количество энергии, остающееся в пищевой цепи, может оказаться недостаточным для поддержания жизнеспособных популяций на еще более высоком трофическом уровне.


    Рисунок 4: Показана относительная энергия на трофических уровнях в экосистеме Сильвер-Спрингс, Флорида. Каждый трофический уровень имеет меньше доступной энергии и обычно, но не всегда, поддерживает меньшую массу организмов на следующем уровне.

    Существует одна проблема при использовании пищевых цепей для описания большинства экосистем. Даже когда все организмы сгруппированы по соответствующим трофическим уровням, некоторые из этих организмов могут питаться более чем на одном трофическом уровне; Точно так же некоторые из этих организмов также могут питаться с нескольких трофических уровней.Кроме того, виды питаются и поедаются более чем одним видом. Другими словами, линейная модель экосистем, пищевой цепи — это гипотетическое, чрезмерно упрощенное представление о структуре экосистемы. Целостная модель, включающая все взаимодействия между различными видами и их сложные взаимосвязанные отношения друг с другом и с окружающей средой, является более точной и описательной моделью экосистем. Пищевая сеть — это концепция, которая объясняет множественные трофические (пищевые) взаимодействия между каждым видом и многими видами, которыми он может питаться или которые питаются им.В пищевой сети несколько трофических связей между каждым видом и другими видами, которые взаимодействуют с ним, могут пересекать несколько трофических уровней. Движение вещества и энергии практически во всех экосистемах более точно описывается пищевыми сетями ([Рисунок 5]).

    Рисунок 5: Эта пищевая сеть показывает взаимодействие между организмами на трофических уровнях. Стрелки указывают от организма, который потребляется, к организму, который его потребляет. Все производители и потребители в конечном итоге становятся пищей для редуцентов (грибков, плесени, дождевых червей и бактерий в почве).(кредит «лиса»: модификация работы Кевина Бачера, NPS; кредит «сова»: модификация работы Джона и Карен Холлингсворт, USFWS; кредит «змея»: модификация работы Стива Джурветсона; кредит «робин»: модификация работа Алана Вернона; кредит «лягушка»: модификация работы Алессандро Катенацци; кредит «паук»: модификация работы «Sanba38»/Wikimedia Commons; кредит «сороконожка»: модификация работы «Bauerph»/Wikimedia Commons; кредит «белка»: модификация работы Дон Хучек; кредит «мышь»: модификация работы NIGMS, NIH; кредит «воробей»: модификация работы Дэвида Фрила; кредит «жук»: модификация работы Скотта Бауэра, Министерство сельского хозяйства США. Исследовательская служба; кредит «грибы»: модификация работы Криса Ви; кредит «плесень»: модификация работы доктора Ви.Люсиль Джордж, CDC; кредит «Дождевой червь»: модификация работы Роба Хилла; кредит «бактерии»: модификация работы Дона Сталона, CDC)

    Отправляйтесь в этот интерактивный онлайн-симулятор, чтобы исследовать функцию пищевой сети. В поле Interactive Labs в разделе Food Web щелкните Step 1 . Сначала прочтите инструкции, а затем щелкните Шаг 2 для получения дополнительных инструкций. Когда вы будете готовы создать симуляцию, в правом верхнем углу окна Interactive Labs нажмите OPEN SIMULATOR .

    Два основных типа пищевых сетей часто взаимодействуют в рамках одной экосистемы. В основе пастбищной пищевой сети лежат растения или другие фотосинтезирующие организмы, за которыми следуют травоядные и различные хищники. Детритная пищевая сеть состоит из основных организмов, которые питаются разлагающимся органическим веществом (мертвые организмы), включая редуцентов (которые разлагают мертвые и разлагающиеся организмы) и детритофагов (которые потребляют органический детрит). Эти организмы обычно представляют собой бактерии, грибы и беспозвоночные животные, которые перерабатывают органический материал обратно в биотическую часть экосистемы, поскольку сами потребляются другими организмами.Поскольку экосистемам требуется метод переработки материала мертвых организмов, пастбищные пищевые сети имеют связанную детритную пищевую сеть. Например, в луговой экосистеме растения могут поддерживать пастбищную пищевую сеть различных организмов, первичных и других уровней потребителей, в то же время поддерживая детритную пищевую сеть бактерий и грибов, питающихся мертвыми растениями и животными. В то же время детритная пищевая сеть может вносить энергию в пастбищную пищевую сеть, например, когда малиновка ест дождевого червя.

    Все живые существа нуждаются в энергии в той или иной форме.Энергия используется наиболее сложными метаболическими путями (обычно в форме АТФ), особенно теми, которые отвечают за построение больших молекул из более мелких соединений. Живые организмы не смогли бы собирать макромолекулы (белки, липиды, нуклеиновые кислоты и сложные углеводы) из своих мономеров без постоянного подвода энергии.

    Диаграммы пищевых сетей иллюстрируют, как энергия течет по экосистемам. Они также могут указывать, насколько эффективно организмы получают энергию, используют ее и сколько ее остается для использования другими организмами пищевой цепи.Энергия приобретается живыми существами двумя способами: автотрофы используют световую или химическую энергию, а гетеротрофы получают энергию за счет потребления и переваривания других живых или ранее живых организмов.

    Фотосинтетические и хемосинтетические организмы — это автотрофы, т. е. организмы, способные синтезировать собственную пищу (точнее, способные использовать неорганический углерод в качестве источника углерода). Фотосинтетические автотрофы (фотоавтотрофы) используют в качестве источника энергии солнечный свет, а хемосинтетические автотрофы (хемоавтотрофы) используют в качестве источника энергии неорганические молекулы.Автотрофы имеют решающее значение для большинства экосистем: они являются трофическим уровнем-продуцентом. Без этих организмов энергия не была бы доступна другим живым организмам, и сама жизнь была бы невозможна.

    Фотоавтотрофы, такие как растения, водоросли и фотосинтезирующие бактерии, являются источником энергии для большинства мировых экосистем. Эти экосистемы часто описываются пастбищными и детритными пищевыми сетями. Фотоавтотрофы используют солнечную энергию, преобразовывая ее в химическую энергию в форме АТФ (и НАДФ).Энергия, запасенная в АТФ, используется для синтеза сложных органических молекул, таких как глюкоза. Скорость, с которой производители фотосинтеза поглощают энергию Солнца, называется валовой первичной продуктивностью. Однако не вся энергия, затрачиваемая продуцентами, доступна другим организмам в пищевой цепи, потому что продуценты также должны расти и размножаться, что требует энергии. Чистая первичная продуктивность – это энергия, которая остается у продуцентов после учета дыхания этих организмов и потери тепла.Затем чистая продуктивность доступна первичным потребителям на следующем трофическом уровне.

    Хемоавтотрофы — это прежде всего бактерии и археи, обитающие в редких экосистемах, где отсутствует солнечный свет, например, в темных пещерах или гидротермальных жерлах на дне океана ([Рисунок 6]). Многие хемоавтотрофы в гидротермальных источниках используют сероводород (H 2 S), который выделяется из источников в качестве источника химической энергии; это позволяет им синтезировать сложные органические молекулы, такие как глюкоза, для получения собственной энергии и, в свою очередь, снабжает энергией остальную часть экосистемы.


    Рисунок 6: Плавающие креветки, несколько приземистых лобстеров и сотни мидий видны у гидротермального источника на дне океана. Поскольку на эту глубину солнечный свет не проникает, экосистема поддерживается хемоавтотрофными бактериями и органическим материалом, который опускается с поверхности океана. Этот снимок был сделан в 2006 году Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) у затопленного северо-западного вулкана Эйфуку у побережья Японии. Вершина этого очень активного вулкана находится на глубине 1535 м от поверхности.

    Одним из наиболее важных последствий динамики экосистем с точки зрения воздействия человека является биомагнификация. Биомагнификация – это увеличение концентрации стойких токсичных веществ в организмах на каждом последующем трофическом уровне. Это жирорастворимые, а не водорастворимые вещества, которые хранятся в жировых запасах каждого организма. Было показано, что многие вещества биоусиливаются, в том числе классические исследования с пестицидом дихлордифенилтрихлорэтаном (ДДТ), которые были описаны в бестселлере 1960-х годов Silent Spring Рэйчел Карсон.ДДТ был широко используемым пестицидом до того, как стало известно о его опасности для высших потребителей, таких как белоголовый орлан. В водных экосистемах организмы каждого трофического уровня потребляли много организмов нижнего уровня, что приводило к увеличению количества ДДТ у птиц (высших потребителей), питавшихся рыбой. Таким образом, птицы накопили достаточное количество ДДТ, чтобы их скорлупа стала хрупкой. Этот эффект увеличивает вероятность поломки яиц во время гнездования и, как было показано, оказывает разрушительное воздействие на популяции этих птиц. Использование ДДТ было запрещено в США в 1970-х годах.

    Другими веществами, способными к биоусилению, являются полихлорированные бифенилы (ПХБ), которые использовались в качестве охлаждающих жидкостей в Соединенных Штатах, пока их использование не было запрещено в 1979 году, и тяжелые металлы, такие как ртуть, свинец и кадмий. Эти вещества лучше всего изучены в водных экосистемах, где хищные виды рыб аккумулируют очень высокие концентрации токсичных веществ, которые в окружающей среде и у продуцентов находятся в достаточно низких концентрациях. Как показано в исследовании, проведенном NOAA в заливе Сагино озера Гурон в Великих озерах Северной Америки ([Рисунок 7]), концентрации ПХБ увеличились от производителей экосистемы (фитопланктона) за счет различных трофических уровней видов рыб.Главный потребитель, судак, содержит более чем в четыре раза больше ПХБ по сравнению с фитопланктоном. Кроме того, основываясь на результатах других исследований, у птиц, которые едят эту рыбу, уровни ПХБ могут быть как минимум на один порядок выше, чем у озерной рыбы.


    Рисунок 7: На этой диаграмме показаны концентрации ПХБ, обнаруженные на различных трофических уровнях в экосистеме залива Сагино на озере Гурон. Обратите внимание, что рыбы более высоких трофических уровней накапливают больше ПХБ, чем рыбы более низких трофических уровней.(Фото: Патрисия Ван Хоф, NOAA)

    Другие опасения вызывает биомагнификация тяжелых металлов, таких как ртуть и кадмий, в некоторых видах морепродуктов. Агентство по охране окружающей среды США рекомендует беременным женщинам и маленьким детям не употреблять рыбу-меч, акулу, королевскую макрель или кафельную рыбу из-за высокого содержания в них ртути. Этим людям рекомендуется есть рыбу с низким содержанием ртути: лосося, креветок, минтая и сома. Биомагнификация — хороший пример того, как динамика экосистемы может влиять на нашу повседневную жизнь, даже на пищу, которую мы едим.

    Экосистемы существуют под землей, на суше, в море и в воздухе. Организмы в экосистеме получают энергию различными способами, которая передается между трофическими уровнями по мере того, как энергия течет от основания к вершине пищевой сети, при этом энергия теряется при каждой передаче. На каждом трофическом уровне теряется энергия, поэтому длина пищевых цепей ограничена, потому что есть точка, в которой энергии недостаточно для поддержания популяции потребителей. Жирорастворимые соединения биомагнифицируют пищевую цепочку, нанося ущерб основным потребителям.даже при низкой концентрации токсина в окружающей среде.

    Редуценты связаны с каким классом пищевой сети?

    1. выпас скота
    2. детрит
    3. перевернутый
    4. водный

    [reveal-answer q=»276629″]Показать ответ[/reveal-answer]
    [hidden-answer a=»276629″]2[/hidden-answer]

    Продуцентом в пасущейся в океане пищевой сети обычно является ________.

    1. завод
    2. животное
    3. грибы
    4. планктон

    [reveal-answer q=»330783″]Показать ответ[/reveal-answer]
    [hidden-answer a=»330783″]4[/hidden-answer]

    Какой термин описывает процесс увеличения содержания токсичных веществ на трофических уровнях экосистемы?

    1. биомассификация
    2. биомагнификация
    3. биоэнтропия
    4. гетеротрофия

    [reveal-answer q=»100762″]Показать ответ[/reveal-answer]
    [hidden-answer a=»100762″]2[/hidden-answer]

    Сравните пастбищные и детритные пищевые сети.Почему они оба должны присутствовать в одной и той же экосистеме?

    Пастбищные пищевые сети имеют в своей основе производителя, который является либо растением для наземных экосистем, либо фитопланктоном для водных экосистем. Продуценты передают свою энергию на различные трофические уровни консументов. В основе детритных пищевых сетей лежат редуценты, которые передают свою энергию множеству других потребителей. Детритные пищевые сети важны для здоровья многих пастбищных пищевых сетей, потому что они удаляют мертвый и разлагающийся органический материал, тем самым освобождая место для новых организмов и устраняя потенциальные причины болезней.

    Глоссарий

    автотроф
    организм, способный синтезировать свои собственные пищевые молекулы из более мелких неорганических молекул
    верхний потребитель
    организм на вершине пищевой цепи
    биоусиление
    увеличение концентрации стойких токсичных веществ в организмах на каждом трофическом уровне, от продуцентов до высших консументов
    биом
    крупномасштабное сообщество организмов, в первую очередь определяемое на суше доминирующими типами растений, которые существуют в географических регионах планеты со сходными климатическими условиями
    хемоавтотроф
    организм, способный синтезировать собственную пищу с использованием энергии неорганических молекул
    детритная пищевая сеть
    тип пищевой сети, которая поддерживается мертвыми или разлагающимися организмами, а не живыми автотрофами; они часто связаны с выпасом пищевых сетей в пределах одной и той же экосистемы
    экосистема
    сообщество живых организмов и их взаимодействие с абиотической средой
    равновесие
    устойчивое состояние системы, при котором отношения между элементами системы не меняются
    пищевая цепь
    линейная последовательность трофических (кормовых) взаимоотношений продуцентов, первичных консументов и консументов более высокого уровня
    пищевая сеть
    сеть трофических (пищевых) отношений между производителями, первичными консументами и консументами более высокого уровня в экосистеме
    пастбищная пищевая сеть
    тип пищевой сети, в которой производителями являются либо растения на суше, либо фитопланктон в воде; часто ассоциируется с детритной пищевой сетью в той же экосистеме
    валовая первичная продуктивность
    скорость, с которой производители фотосинтеза поглощают энергию Солнца
    чистая первичная продуктивность
    энергия, которая остается у продуцентов после учета дыхания организмов и потери тепла
    фотоавтотроф
    организм, использующий солнечный свет в качестве источника энергии для синтеза собственных пищевых молекул
    первичный потребитель
    трофический уровень, получающий энергию от продуцентов экосистемы
    производитель
    трофический уровень, который получает энергию от солнечного света, неорганических химических веществ или мертвого или разлагающегося органического материала
    устойчивость (экологическая)
    скорость, с которой экосистема восстанавливает равновесие после нарушения
    устойчивость (экологическая)
    способность экосистемы оставаться в равновесии, несмотря на возмущения
    вторичный потребитель
    трофический уровень в экосистеме, обычно хищник, питающийся первичным консументом
    третичный потребитель
    трофический уровень в экосистеме, обычно хищники, поедающие других хищников
    трофический уровень
    положение вида или группы видов в пищевой цепи или пищевой сети

     

    Капля в океане кишит жизнью — Океанографический институт Вудс-Хоул

    «Вселенная состоит из историй… » — Мюриэль Рукейзер

    В каждой капле морской воды таится бессчетное количество историй.Но с миллионами и более сюжетными линиями, чем в дневной мыльной опере, за историями может быть немного сложно следить.

    Истории, конечно, зависят от того, какую именно каплю вы смотрите и в какое время настраиваетесь, но в залитых солнцем водах поверхности нашего океана около миллиона микроскопических организмов живут своей жизнью в каждой капле. Они берут то, что им нужно для жизни, выплевывают то, что им не нужно, размножаются и умирают. Они могут быть съедены, умереть от голода или заразиться вирусами и взорваться повсюду.Некоторые сражаются друг с другом за ресурсы, в то время как другие работают вместе и зависят друг от друга. Каплям морской воды может не хватать романтики и перестрелок, но они хранят в себе множество непрекращающихся драматических историй о микроскопической жизни и выживании.

    Капля совсем маленькая, а микроорганизмы еще меньше. Их невидимые сложные микроистории могут показаться несущественными. Так зачем кому-то утруждать себя их просмотром?

    Три четверти нашей планеты покрыты слоем морской воды, глубина которого в среднем превышает две мили.Этот объем составляет где-то около триллиона триллионов капель (или септиллиона, если хотите) и примерно в 100 000 раз больше микробов. Это непостижимое изобилие означает, что жизнь этих маленьких организмов имеет масштабные последствия для нашей планеты. Они играют жизненно важную роль, помогая определить продуктивность морского рыболовства и количество углекислого газа, вызывающего парниковый эффект, в нашей атмосфере.

    Но как увидеть то, что происходит на микроскопическом уровне в океане? Смотреть истории в каплях морской воды не так просто, как включить телевизор.Вы можете весь день смотреть на стакан с морской водой, но вы не узнаете многого (за исключением, может быть, того, что вам действительно нужно найти хобби). Для просмотра историй о микробах в морской воде требуются как биологические, так и химические методы, которые сначала упрощают истории, а затем начинают их раскрывать.

    Кто что делает и что ест?

    Центральное место в любой истории занимает знакомство с персонажами и выяснение того, что они замышляют. Микробиологи-океанографы потратили много времени и усилий, чтобы ответить на два, казалось бы, простых вопроса: «Кто там?» и «Что они делают?»

    Используя гены как способ их идентификации, ученые теперь освещают ряд признаков, которые были совершенно неизвестны нам несколько десятилетий назад.Хотя работа в этой области продолжает расширяться, вопрос «что они делают?» часть истории, о которой мы все еще знаем относительно мало. Простые вопросы о том, как различные морские микробы зарабатывают на жизнь, остаются загадкой, и эти пробелы в наших знаниях подобны отсутствующим страницам или сценам, которые в совокупности мешают нам следить за историей.

    Одна фундаментальная загадка связана с вопросами о еде и отходах, которые производят и потребляют эти микроорганизмы. Несмотря на крошечные размеры, многие океанические микробы весьма активны.В совокупности они похожи на сообщества микроскопических ферм и фабрик, способных потреблять и производить огромное количество материала.

    Ученые называют материал на основе углерода, производимый живыми организмами, просто органическим углеродом. Оказывается, в нашей атмосфере углерода в виде углекислого газа примерно столько же, сколько растворено в океане в виде органического углерода. Но что же такое растворенный органический углерод и откуда он берется?

    Познакомьтесь с главными героями

    Если бы вам пришлось выбирать, лучше всего начать рассказ с автотрофов.Автотрофы — это организмы, которые могут создавать себе пищу, и многие из них делают это с помощью фотосинтеза. Они используют энергию солнечного света для превращения углекислого газа в органический углерод. Затем они используют органические соединения углерода, которые они производят, для роста и размножения. Растение на вашем подоконнике — автотроф, как и многие микроорганизмы, живущие в освещенной солнцем части океана. Эти микробы составляют основу морской пищевой сети, производя органический углерод, который в конечном итоге питает почти всех других живых морских существ.

    Если вы не можете создавать себе еду как автотроф, то вы гетеротроф. Люди — гетеротрофы — плотоядные, вегетарианцы и веганы. Чтобы выжить, вы либо едите что-то, сделанное автотрофом (морковь, кукуруза, яблоко), либо едите то, что раньше ело автотрофов (когда-то гамбургер целый день жевал траву). Многие морские микробы также являются гетеротрофами. Как и нам, им для жизни нужен органический углерод, но они не могут сами создавать органические углеродные соединения из углекислого газа.Они должны получать его прямо или косвенно от автотрофных микробов.

    Так как же гетеротрофный микроб, не имеющий зубов и подручных микроприборов, поедает другой микроб, если они примерно такого же размера? Ответ: нет. В то время как некоторые более крупные морские микробы действительно поглощают или проглатывают других микробов целиком, большинство гетеротрофных микробов в океане на самом деле не потребляют другие организмы. Вместо этого они используют тот факт, что каждая капля морской воды изобилует растворенными органическими соединениями углерода.

    Как туда попадают эти соединения? Все они были произведены автотрофами, но больше не являются частью какого-либо живого организма по разным причинам. Более крупные организмы, поедающие микробы, не всегда проглатывают их целиком и, подобно младенцу на стульчике, оставляют повсюду кусочки микробов. Автотрофы, зараженные морскими вирусами, могут лопнуть и выбросить весь свой органический углерод в воду.

    Известно также, что

    автотрофы просто выделяют органические соединения углерода из своих клеток в воду.Непонятно, почему это происходит. Возможно, они делают дополнительные соединения и выбрасывают их, когда они им не нужны. Они могут паниковать в стрессовых условиях и выпускать материал. Некоторые могут быть просто немного негерметичными. Какой бы ни была причина, большая часть органического углерода, производимого морскими автотрофами, превращается в неживой материал, который становится пищей № 1 для гетеротрофных микробов.

    В центре внимания актеры

    Но эта относительно простая история начинает становиться туманной, если копнуть немного глубже.Что же представляют собой все эти органические соединения углерода? Какие автотрофы производят какие соединения? Потребляют ли разные гетеротрофы разные соединения? Почему определенная часть растворенного органического углерода остается в океане, а другая часть исчезает почти сразу? Если капля морской воды становится теплее, менее соленой или более кислой, изменяются ли составы? Они производятся медленнее или потребляются быстрее?

    На самом деле мы не знаем ответов. Незнание не только ограничивает наше фундаментальное понимание океана, но и ставит под угрозу нашу способность предсказывать, как будущие глобальные изменения могут повлиять на жизнь морских микробов и, в свою очередь, на здоровье нашей планеты.

    Один из способов получить ответы на приведенные выше вопросы — сосредоточиться на отдельных персонажах в капле морской воды. Мы начинаем это делать.

    Достижения в области культивирования позволили нам поддерживать жизнь многих морских микробов в лаборатории, выращивать их большими партиями и изучать их по отдельности в более простых условиях, чем океан. Это позволяет нам исследовать растворенный органический углерод из известного биологического источника, который не был потреблен или каким-либо образом изменен гетеротрофной активностью.Новые инструменты позволяют получить химическую информацию об этих соединениях, поэтому мы можем начать сравнивать органический углерод, производимый различными автотрофными микробами. Это предпосылка моего исследования.

    После того, как я выращиваю партию определенного автотрофа, я отфильтровываю клетки, и у меня остается органический углерод, который они производят и выделяют. В процессе, называемом жидкостной хроматографией, я прокачиваю жидкость, содержащую этот органический углерод, через трубку, заполненную материалом, который связывает органический углерод.В зависимости от своих химических свойств соединения перемещаются в материале с разной скоростью. Этот процесс разделяет органический углерод, так что соединения выходят из трубки в разное время.

    Затем соединения поступают в прибор, известный как масс-спектрометр, который упорядочивает молекулы на основе соотношения их массы и заряда и подсчитывает их количество. Комбинируя вычислительный и статистический анализы, мы обнаруживаем химические соединения, которые различные автотрофы выделяют из своих клеток в океан, и начинаем устанавливать связь между личностью производителя и материалом, который он производит.

    Микробиологическое меню

    Следующий вопрос заключается в том, чтобы выяснить, предпочитают ли определенные гетеротрофы потреблять определенные соединения. Для этого я сотрудничал с доктором Майклом Раппе из Гавайского института морской биологии. Мы скармливаем различные органические соединения углерода, полученные из этих автотрофных культур, культурам различных морских гетеротрофных бактерий, затем измеряем изменения скорости роста гетеротрофов. Таким образом, мы можем начать определять, какие органические соединения, производимые какими автотрофами, какие гетеротрофы предпочитают.

    Мои эксперименты показали, что история действительно довольно запутанная. Некоторые гетеротрофы, по-видимому, не реагируют ни на одно из испытанных соединений; другие будут расти намного быстрее и достигнут более высокой концентрации, если им будут давать соединения одних автотрофов, но не других. Я обнаружил, например, что некоторые подгруппы очень распространенных гетеротрофных бактерий, известных как SAR11, по-видимому, любят перекусывать органическим углеродом, производимым автотрофом Prochlorococcus , но, по-видимому, на них не влияет органический углерод из любого другого источника. мы тестировали.

    Подобные исследования могут выявить ранее неизвестные связи между конкретными автотрофами и гетеротрофами, обусловленные химическими соединениями, которые они производят и потребляют. Внимательно изучая смесь органических соединений углерода, растворенных в океане, мы начинаем узнавать, кто производит и какие соединения потребляет, и как эти процессы объединяются, чтобы заставить мир природы вращаться. Это также научит нас тому, как эти связи и сценарии могут меняться по мере изменения условий в океане, и как это может повлиять на природу и здоровье нашей планеты.Если, например, условия изменятся в пользу автотрофов, отличных от Prochlorococcus , бактерии SAR11 также могут пострадать, что может привести к дальнейшим сдвигам.

    И это только одна сюжетная линия. Нам предстоит еще много работы, прежде чем мы получим полную историю.

    Это исследование финансировалось за счет гранта Фонда Гордона и Бетти Мур и Научно-технического центра микробной океанографии Национального научного фонда: исследования и образование (C-MORE).

    5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем

    Наим, Шахид. «5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем». Функциональные последствия биоразнообразия: эмпирический прогресс и теоретические расширения (MPB-33) , под редакцией Дэвида Тилмана, Энн П. Кинциг и Стивена Пакалы, Принстон: Princeton University Press, 2013, стр.96-119. https://doi.org/10.1515/9781400847303.96 Наим, С. (2013). 5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем. В D. Tilman, A. Kinzig & S. Pacala (Ed.), The Functional Consequences of Biodiversity: Empirical Progress and Theoretical Extensions (MPB-33) (стр. 96-119). Принстон: Издательство Принстонского университета. https://doi.org/10.1515/9781400847303.96 Наим, С.2013. 5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем. В: Тилман, Д., Кинзиг, А. и Пакала, С. изд. Функциональные последствия биоразнообразия: эмпирический прогресс и теоретические расширения (MPB-33) . Принстон: Издательство Принстонского университета, стр. 96–119. https://doi.org/10.1515/9781400847303.96 Наим, Шахид. «5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем» В «Функциональные последствия биоразнообразия: эмпирический прогресс и теоретические расширения» (MPB-33) под редакцией Дэвида Тилмана, Энн П.Кинциг и Стивен Пакала, 96–119. Принстон: издательство Принстонского университета, 2013 г. https://doi.org/10.1515/9781400847303.96. Наим С. 5. Автотрофно-гетеротрофные взаимодействия и их влияние на биоразнообразие и функционирование экосистем. В: Тилман Д., Кинзиг А., Пакала С. (ред.) Функциональные последствия биоразнообразия: эмпирический прогресс и теоретические расширения (MPB-33) . Принстон: Издательство Принстонского университета; 2013. с.96-119. https://doi.org/10.1515/9781400847303.96 .

0 comments on “Автотрофы и гетеротрофы составляют: Автотрофы и гетеротрофы – таблица с отличиями (9 класс, биология)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.