Прочие факты

· Морской слизень Elysia chlorotica ассимилирует хлоропласты водоросли Vaucheria litorea в клетки пищеварительного тракта. Хлоропласты способны фотосинтезировать в организме слизня в течение нескольких месяцев, что позволяет слизню жить за счет глюкозы, полученной в результате фотосинтеза. Геном слизня кодирует некоторые белки, необходимые хлоропластам для фотосинтеза.^[2]

· Предполагается, что в естественной среде фотосинтезирующие бактерии могут использовать не только свет Солнца, но и другие источники света, а потому могут находиться в местах, не подвергающихся облучению звезды^[3] В 2005 году Томас Битти из университета Британской Колумбии и Роберт Блейкеншип из университета Аризоны в глубоководных пробах, взятых в окрестностях глубоководного термального источника у побережья Коста Рики обнаружили серобактерию GSB1, сходную с серобактериями родов Chlorobium и Prosthecochloris, содержащую бактериохлорофилл. Они предположили, что вероятность контаминации образца невелика и, следовательно, GSB1 использует для фотосинтеза не солнечный свет (который не проникает сквозь 2,4-километровую толщу моря), а тусклый длинноволновый (~750 нм) свет, испускаемый гидротермальными источниками^[3].

· По состоянию на конец 70-х годов XX века, мощность солнечной энергии, перерабатываемой земной растительностью при фотосинтезе, всего лишь на порядок превосходила мощность всех электростанций в мире

· Биологическая продуктивность (продукция) – воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы. Продукция реализуется в каждом отдельном случае через воспроизведение видовых популяций растений и животных, идущее с некоторой скоростью, что може быть выражено определённой величиной – продукцией за

· год (или в иную единицу времени) на единицу площади (для наземных и донных водных организмов) или на единицу объёма (для организмов, обитающих в толще воды). Продукция определённой видовой популяции может быть отнесена также к её численности или биомассе (Винберг, 1969–1978а).

Биомасса отдельных видов или всего биоценоза в целом может служить для оценки продукции и продуктивности только при сравнении экосистем одинаковой или сходной структуры и видового состава, но совершенно непригодна в качестве общей меры продукции. Например, в результате высо-

кой интенсивности фотосинтеза одноклеточных водорослей планктона в наиболее продуктивных участках океана за год синтезируется на единицу площади примерно столько же органических веществ, сколько и в высокопродуктивных лесах, хотя их биомасса в сотни тысяч раз больше биомассы

фитопланктона. Продукция каждой популяции за определённое время представляет собой сумму приростов всех особей, включающую прирост отделившихся от организмов образований и прирост особей, устранённых (элиминированных) по тем или иным причинам из состава популяции за рассматриваемое время.

В предельном случае, если нет элиминации и все особи доживают до концаизучаемого периода, продукция равна приросту биомассы. Если же начальная (B1) и конечная (В2) биомассы равны, то это означает, что прирост компенсирован элиминацией, т.е. при этом условии продукция (Р) равна элими-

нации (Е). В общем случае Р=|В2-B1| + E. Иногда определённую таким образом продукцию называют «чистой продукцией», противопоставляя ей «валовую продукцию», в которую включают

не только приросты, но и затраты на энергетический обмен. Термины «чистая» и «валовая продукция» укрепились по отношению к растениям. В приложении к животным валовая продукция представляет собой усвоенную пищу, или ассимиляцию, а термин «продукция» употребляется в смысле чистой

продукции.

Продукцию автотрофных организмов, способных к фото- или хемосинтезу, называют первичной продукцией. Основная роль в создании первичной продукции в водной среде принадлежит низшим растениям. Продукцию гетеротрофных организмов обычно относят к вторичной продукции. Все виды вторичной продукции возникают на основе утилизации вещества и энергии первичной продукции: при этом энергия, в отличие от вещества, многократно возвращающегося в круговорот, может быть использована для выполнения работы только один раз. Каждый последующий трофический уровень потребляет продукцию предыдущего, причём часть энергии потреблённой и ассимилированной пищи идёт на нужды энергетического обмена и рассеивается. По этому продукция каждого последующего трофического уровня меньше продукции предыдущего. Часто при переходе от низших трофических уровней к высшим снижается не только продукция, но и биомасса. Однако, в отличие от

продукции, биомасса последующего уровня может быть и выше биомассы предыдущего, например, биомасса фитопланктона меньше суммарной биомассы всего живущего за его счёт животного населения водоема (Зенкевич,1951).

По другому принципу продукцию делят на промежуточную и конечную.К промежуточной относят продукцию, потребляемую другими членами экосистемы, вещество которой вновь возвращается в осуществляемый в её пределах круговорот; к конечной – продукцию, в той или иной форме отчуждае-

мую от экосистемы, т.е. выходящую за её пределы. К конечной продукции относятся и используемые человеком виды продукции, которые могут принадлежать к любому трофическому уровню, включая первый, занятый растениями.

Возрастающие потребности и растущая техническая мощь человечества быстро увеличивают возможности его влияния на живую природу. Возникает необходимость управления экосистемами. Все средства влияния на продуктивность экосистем и управления ею направлены либо на повышение полез-

ной первичной продукции (разные формы удобрения, мелиорации, регулирования численности и состава потребителей первичной продукции и пр.), либо на повышение эффективности утилизации первичной продукции на последующих трофических уровнях в нужном для человека направлении. Это тре-

бует хорошего знания видового состава и структуры экосистем и экологии отдельных видов. Наибольшие перспективы имеют такие формы хозяйственной эксплуатации живой природы и управления ею, которые основаны назнании особенностей местных экосистем и характерных для них форм биологической продуктивности.

Трансформация вещества осуществляется в водной среде гидробионтами в процессе потребления органических и минеральных компонентов, выделения продуктов обмена и отмирания. Наращивание биомассы гидробионтов происходит параллельно с развитием трансформации вещества, при которой осуществляется круговорот органогенных элементов. В этом состоит экологическая специфичность функционирования водных экосистем (Леонов, 1991). Отдельные внутриводоемные процессы влияют на потоки вещества в водной экосистеме и на трансформацию органогенных элементов. К таким процесса относятся взаимодействия и обмен веществом на границах вода-дно и вода-воздух, перераспределение вещества по вертикали и горизонтали в пределах водоема и при взаимодействии с другими объектами, поступление вещества из локальных и рассредоточенных источников. Все эти процессы необходимо количественно оценить. Это может быть выполнено при изучении трансформации вещества путем рассмотрения моделей структурно взаимосвязанных компонентов биогенных элементов (отдельно для каждого из них или совместно). Анализ условий функционирования таких систем позволяет изучать специфику развития биотрансформации веществ, роль компонентов водных экосистем и внутриводоемных процессов. С помощью имитационного математического моделирования представляется возможным объединение различной информации о состоянии тех или иных водных экосистем и получение комплексной оценки развития процессов трансформации веществ различного происхождения и природы, воспроизведение внутригодовой и межгодовой динамики растворенных и взвешенных компонентов, оценка влияния отдельных внутриводоемных процессов на характер пространственно-временной изменчивости концентраций веществ и распределения компонентов экосистемы.

Трансформация вещества и энергии в водных экосистемах осуществляется внутри трофических сетей. Во многих сообществах трофические сети включают большое количество всеядных организмов, что в подавляющем большинстве случаев крайне затрудняет или делает просто невозможным отнесение конкретных представителей к определенным трофическим уровням (Алимов, 2001; Patten, 1985). Кроме того, трофические связи характеризуются наличием “петель” замкнутых циклов, накладывающихся на основную последовательность этих связей. Наиболее ярко такие ситуации представлены в “микробиальных петлях”. Все это позволяет ставить под сомнение существование дискретных трофических уровней. Однако это не отменяет справедливости выделения генеральной трофической последовательности в экосистемах, названной трофическими уровнями. В некоторых случаях и для описания наиболее общих структурных и функциональных закономерностей в экосистемах использование понятия трофических уровней оправданно и необходимо.

Дата добавления: 2015-07-15