№18. Экосистемы и биосфера: выбор — роли организмов, цепи питания и факторы среды
Задание №18 построено на тексте или списке организмов: нужно выбрать три позиции по темам экосистем — группы организмов, типы взаимоотношений, факторы среды, последствия антропогенного влияния. Всё держится на одном умении: определять роль организма в круговороте веществ и характер его связей с другими организмами.
Начнём с нуля. Экосистема — это совокупность живых организмов и среды их обитания, связанных обменом веществ и потоком энергии. По роли в круговороте веществ организмы делят на три группы. Продуценты — автотрофы, создающие органические вещества из неорганических: растения, водоросли, цианобактерии, а также хемосинтезирующие бактерии. Консументы — гетеротрофы, потребляющие готовое органическое вещество: растительноядные животные, хищники, паразиты. Редуценты — бактерии и грибы, которые разлагают отмершие остатки до минеральных соединений и замыкают круговорот.
продуценты → консументы I порядка → консументы II порядка → редуценты → минеральные вещества → продуценты · вещество движется по кругу, а энергия проходит цепь питания только один раз
| Группа организмов | Кто это по способу питания | Роль в экосистеме | Примеры |
|---|---|---|---|
| Продуценты | автотрофы: фототрофы и хемотрофы | создают первичную продукцию, запасают энергию света в органических веществах, стоят первым звеном цепей питания | растения, водоросли, цианобактерии, нитрифицирующие бактерии |
| Консументы I порядка | растительноядные гетеротрофы | потребляют готовые органические вещества продуцентов | заяц, олень, тля, гусеница |
| Консументы II порядка | хищники и паразиты | передают вещество и энергию дальше по цепи, регулируют численность жертв | лиса, щука, сова, малярийный плазмодий |
| Редуценты | бактерии гниения, сапротрофные бактерии, плесневые и шляпочные грибы | разлагают отмершие остатки и продукты жизнедеятельности до минеральных веществ, обеспечивают замкнутость круговорота | мукор, бактерии-сапрофиты, дождевой червь |
Теперь о связях между организмами, потому что про них спрашивают чаще всего. Симбиоз, или мутуализм, — взаимная выгода: рак-отшельник и актиния, носорог и воловьи птицы, акула и рыба-лоцман, гриб и водоросль в лишайнике, клубеньковые бактерии и бобовые. Паразитизм — один живёт за счёт другого и вредит ему, обычно не убивая: широкий лентец и человек, печёночный сосальщик и корова, минога и рыба, блохи и кошка, малярийный плазмодий и комар. Хищничество — хищник нападает, убивает и поедает жертву: заяц и рысь, карась и щука, сова и мышь. Конкуренция — виды делят один и тот же ограниченный ресурс. Нейтрализм — виды сосуществуют, не влияя друг на друга.
Экосистема устойчива, пока круговорот веществ замкнут и видовое разнообразие велико: чем больше звеньев в цепях питания, тем меньше система теряет от выпадения одного из них. Антропогенные факторы — влияние человека — ломают именно замкнутость. Сточные воды животноводческих ферм приносят готовую органику: сначала бурно размножаются гетеротрофные бактерии, редуценты и миксотрофные одноклеточные водоросли, затем кислород расходуется на разложение и водоём «зацветает». Вырубка леса, распашка степей и внесение пестицидов упрощают цепи питания и снижают устойчивость. По природе факторы делят на абиотические (свет, температура, влажность, солёность), биотические (влияние одних организмов на другие) и антропогенные (деятельность человека).
- Шаг 1. Определи, о какой группе или о каком типе отношений спрашивает задание, и запиши определение своими словами.
- Шаг 2. Для каждого суждения ответь на вопрос: говорится здесь о создании органики, о её потреблении или о её разложении?
- Шаг 3. Проверяй организмы по способу питания, а не по названию: нитробактерия — продуцент, как и растение, а мукор — редуцент, хотя вырос на хлебе.
- Шаг 4. Разбирая пары организмов, определи, кто получает выгоду, а кто терпит вред или погибает: взаимная выгода — симбиоз, вред одному без гибели — паразитизм, гибель жертвы — хищничество.
- Шаг 5. Разделяй факторы по природе: неживая природа — абиотические, влияние организмов — биотические, деятельность человека — антропогенные.
- Шаг 6. Отбрось верные, но не относящиеся к вопросу суждения о размерах, строении и систематическом положении и выпиши номера по возрастанию.
Типичные ошибки. 1) Путают редуцентов с консументами: грибы и бактерии разлагают отмершие остатки, а не поедают живые организмы. 2) Считают продуцентами только растения и забывают хемотрофов: нитрифицирующие и клубеньковые бактерии создают органику за счёт энергии окисления неорганических веществ. 3) Включают в ответ суждения, верные по факту, но не описывающие роль в экосистеме: размеры, строение клетки, систематическую группу. 4) Называют симбиозом паразитизм: если одному партнёру наносится вред, взаимной выгоды нет. 5) Путают хищничество с паразитизмом: паразит не убивает хозяина сразу, а хищник убивает жертву. 6) Относят деятельность человека к биотическим факторам или считают абиотическим фактором влияние одного организма на другой.
Проверь себя
- Почему грибы относят к редуцентам, хотя они не создают органическое вещество, а потребляют готовое?
- Может ли бактерия быть продуцентом, если она не фотосинтезирует? Приведи пример и объясни.
- Что произойдёт с круговоротом веществ в экосистеме, если из неё исчезнут все редуценты?
- Чем паразитизм отличается от хищничества по судьбе жертвы и по длительности связи?
- Почему внесение органических удобрений относят к антропогенным факторам, а выделение антибиотиков грибами — к биотическим?
Показательные решения
- Задание просит выбрать три суждения, которые объясняют работу редуцентов в экосистеме. Вспомним определение: редуценты переваривают органические вещества до минеральных и замыкают круговорот веществ.
- Проверяем предложение 1: в нём говорится о превращении органических веществ в минеральные — это прямая функция редуцентов, номер 1.
- Предложение 2 — о том, что редуценты возвращают элементы в круговорот, то есть обеспечивают его замкнутость. Это тоже их роль, номер 2.
- Предложение 5 — об образовании доступных растениям неорганических веществ: без этой работы продуценты не получили бы питания, значит, номер 5 тоже в ответе.
- Остальные суждения описывают размеры, строение или систематическое положение организмов. Они могут быть верными, но роль в экосистеме не объясняют, поэтому в ответ не входят.
- Ответ: 125.
Ответ: 125
Официальное решение из банка ФИПИ
Редуценты — это организмы, переваривающие органические вещества до минеральных, замыкающие круговорот веществ в природе. Ответ: 125.
- Нужно выбрать три пары, между которыми складываются симбиотические отношения. Симбиоз — взаимовыгодное сосуществование разных видов, при котором выгоду получают оба партнёра.
- Пара 2 — носорог и воловьи птицы: птицы кормятся насекомыми с кожи носорога и предупреждают его об опасности, а носорог получает чистую кожу и предупреждение. Выгода обоюдная, номер 2.
- Пара 4 — рак-отшельник и актиния: актиния защищает рака стрекательными клетками и получает остатки его пищи и возможность перемещаться. Тоже симбиоз, номер 4.
- Пара 6 — акула и рыба-лоцман: лоцман питается остатками трапезы акулы и служит ей «глазами» в мутной воде, то есть выгоду получают оба, номер 6.
- Пары 1 и 5 — это паразитизм, потому что один партнёр живёт за счёт другого и вредит ему; пара 3 — хищничество, потому что один поедает другого и жертва погибает.
- Ответ: 246.
Ответ: 246
Официальное решение из банка ФИПИ
Вступают в симбиотические отношения: 2) носорог и воловьи птицы; 4) рак-отшельник и актиния; 6) акула и рыба-лоцман. Симбиоз — это взаимовыгодное отношение двух или нескольких разных видов организмов. 1, 5 — примеры паразитизма. 3 — хищничество. Ответ: 246.
- Речь о том, что попадание органических веществ со сточными водами животноводческих ферм непосредственно увеличивает численность каких популяций. Органика — готовый источник питания, усваивать её умеют гетеротрофы.
- Первыми на приток готовой органики отзываются гетеротрофные бактерии: они разлагают её и быстро наращивают численность — пункт 1.
- Одноклеточные водоросли — миксотрофы: они способны и к фотосинтезу, и к питанию готовыми органическими веществами, поэтому тоже непосредственно выигрывают от поступления органики — пункт 5.
- Бактерии-редуценты получают ту же готовую органику и тоже размножаются — пункт 6.
- Организмы следующих звеньев, питающиеся продуктами разложения и самими бактериями, растут позже: их численность увеличивается опосредованно, через пищевую цепь. Ключевое слово в условии — «непосредственно», поэтому такие пункты в ответ не входят.
- Ответ: 156.
Ответ: 156
Официальное решение из банка ФИПИ
Попадание в водоёмы органических веществ со сточными водами с животноводческих ферм может непосредственно привести к увеличению численности популяций: гетеротрофных бактерий, одноклеточных водорослей, бактерий-редуцентов. Одноклеточные водоросли — миксотрофы. Ответ: 156.