31. Опишите поток энергии через экологическое сообщество. Дайте определение «сообщества».

Сообщество – любая группа организмов, принадлежащих к разным видам и сосуществующих в одном местообитании или определённой местности. Все эти организмы связаны между собой пищевыми и пространственными взаимодействиями. Сообщество является биотическим компонентом экосистемы.

Сообщество – это совокупность взаимодействующих организмов или популяций, живущих в определённом местообитании. Оно представляет собой живую часть экосистемы и является динамической единицей с сетью энергетических потоков и обменом, или круговоротом веществ.

Источником Э для функционирования практически всех экосистем является солнце. Энергия солнечного излучения улавливается фотоавтотрофами в процессе фотосинтеза и преобразуется в химическую энергию, которая запасается в органических молекулах. Запас этих молекул служит источником энергии для всех других организмов экосистемы, где каждый последующий питается предыдущим. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое звено цепи соответствует определённому трофическому уровню.

Первый трофический уровень составляют продуценты - зелёные растения (в основном фотоавтотрофы и очень незначительная часть хемоавтотрофов).

Второй уровень – растительноядные животные или фитофаги - консументы первого порядка.

Третий уровень – плотоядные организмы – консументы второго порядка и т.д. Этих консументов делят на несколько экологических групп : I. Хищники (убивают своих жертв) II. Падальщики (питаются трупами) III. Паразиты (питаются тканями и соками хозяев).

Каждое звено поставляет в окружающую среду органические остатки (детрит).

Редуценты и детритофаги – организмы, питающиеся мёртвым веществом - микроорганизмы (гл. обр. – грибы и бактерии).

Пищевая цепь – это перенос энергии от её источника (растений) через ряд организмов. Общая закономерность в том, что количество особей, включённых в пищевую цепь, последовательно уменьшается, и численность жертв значительно больше численности их потребителей. Это происходит потому, что в каждом звене пищевой цепи, при каждом переносе энергии 80-90 % её теряется, рассеиваясь в форме теплоты. Это обстоятельство ограничивает число звеньев в цепи (обычно их бывает 3-5).

В среднем из 1тыс кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедая этих животных могут построить 10 кг своей биомассы, а вторичные хищники – только 1 кг. (эта закономерность носит название правила экологической пирамиды).

28. Опишите основные типы экскреции. Каковы биохимический и экологический аспекты этого процесса?

Экскреция – важный гомеостатический процесс, характерный для живых организмов. Экскреция – выведение из организма ненужных ему продуктов обмена, накопление которых мешало бы поддержанию стационарного состояния внутренней среды. Из организма выводятся также многие вещества, которые не являются отходами (секреция), и вещества, не образующиеся в самом организме (дефекация). Секреция – пассивное или активное выделение молекул из клеток во внеклеточное пространство или в окружающую среду. Дефекация – это удаление из организма балластных веществ (главным образом непереваренных остатков пищи), которые никогда не участвовали в метаболизме.

Процесс экскреции выполняет некоторые функции в организме (биохимический аспект).

- Удаление отходов метаболизма, которые нередко бывают побочными продуктами главных метаболитических путей. Оно необходимо для сохранения нужного равновесия биохимических реакций. Многие реакции обратимы, а по закону действующих масс направление реакции определяется лишь относительными концентрациями реагирующих веществ и продуктов реакции. Например, в ферментативной реакции А+В↔С+Д непрерывное образование жизненно необходимого метаболита С обеспечивается удалением побочного продукта Д, сдвигающим равновесие в сторону прямой реакции.

- Удаление таких отходов, которые в случае накопления отрицательно влияли бы на метаблическую активность организма. Многие из этих веществ токсичны, так как подавляют активность ферментов.

Экологический аспект. Растения являются первичными продуцентами и синтезируют в нужном количестве все необходимые им органические соединения. Например, в растениях образуется лишь столько белка, сколько его необходимо на данный момент. Они никогда не синтезируют белок в избытке и поэтому выделяют очень мало азотистых отходов, образующихся при расщеплении белков. Если же белки расщепляются до аминокислот, то последние могут быть использованы для синтеза новых белков. Три конечных продукта, образующихся в ходе определенных обменных процессов, - О₂, СО₂ и вода – используются у растений как исходные вещества для других реакций; это в особенности относится к СО₂ и воде. Единственный газообразный продукт, выделяемый растениями в большом количестве, - молекулярный кислород. На свету в растении образуется намного больше О₂, чем ему нужно для дыхания, и этот избыток кислорода переходит в окружающую среду путем диффузии, формируя нашу атмосферу.

Животные путем экскреции удаляют из своего организма лишнюю воду, соли, СО₂ и азотистые соединения. В зависимости от сложности строения животного организма экскреция может происходить путем диффузии через всю поверхность организма или с помощью специальных органов. Азотистые продукты, подлежащие экскреции, образуются при расщеплении белков и нуклеиновых кислот. Непосредственный продукт дезаминирования белков – аммиак. Аммиак может выделяться прямо в окружающую среду или превращаться в такие продукты, как мочевина и мочевая кислота, различающиеся по растворимости и токсичности. Природа выделяемого продукта определяется метаболическими возможностями организма (наличием ферментов), доступностью для организма воды (средой обитания) и степенью контроля над ее потерей организмом. Выделенные животными азотистые экскреты могуты быть использованы другими организмами, в том числе продуцентами, в качестве источника азота.