Биотические факторы: определение, виды, примеры

Определение биотических факторов

Биотические факторы – это живые части экосистемы.

Поскольку экосистемы функционируют как сложные системы конкуренции и сотрудничества, в которых действие любой формы жизни может повлиять на все остальные, каждое живое существо в экосистеме можно считать биотическим фактором.

Биотические факторы, такие как почвенные бактерии, жизнь растений, хищники и загрязнители, могут в значительной степени определять, какие организмы могут жить в экосистемах и какие стратегии выживания они используют.

Биотические факторы, наряду с неживыми абиотическими факторами, такими как температура, инсоляция, география и химия, определяют внешний вид экосистем и имеющиеся в них экологические ниши.

Типы биотических факторов

Биотические факторы ученые объединяют в три основные группы, определяющие их роль в потоке энергии, необходимой для выживания всего живого в экосистеме. Эти группы – производители или автотрофы, потребители или гетеротрофы и разлагатели или детритивиры.

Производители

Производители – также известны как автотрофы, от греческих слов “auto”, означающего “сам”, и “troph”, означающего “пища”. – это организмы, которые сами добывают себе пищу, используя неорганические материалы и источники энергии.

Производители чрезвычайно важны: без них нет жизни!

Первые формы жизни на Земле должны были научиться производить топливо и строительные материалы, чтобы создавать больше клеток из неорганических материалов. Это потому, что когда появились первые формы жизни, не было других форм жизни, которыми можно было бы питаться! Поэтому первые формы жизни должны были быть производителями. Продуценты остаются важными и сегодня как формы жизни, которые могут использовать неорганическую энергию для подпитки жизни.

Существует два основных класса производителей:

1. Фотоавтотрофы, безусловно, самый распространенный тип продуцентов на Земле. Эти производители используют энергию солнечного света для жизнедеятельности. Зеленые растения, зеленые водоросли и некоторые бактерии являются фотоавтотрофами.

Большинство фотоавтотрофов используют пигмент, такой как хлорофилл, для улавливания фотонов от солнца и хранения их энергии. Затем они преобразуют эту энергию в форму, которую могут использовать все формы жизни, и используют ее для производства белков, сахаров, липидов и других важных для жизни материалов.

В большинстве экосистем растения – это производители, которые являются многоклеточными и очень эффективно преобразуют солнечный свет в топливо для живых организмов – образуя нижнюю часть энергетической пирамиды, Все остальные организмы зависят от энергии, получаемой растениями от солнца, чтобы выжить.

2. хемоавтотрофы довольно редки в большинстве экосистем. Они получают энергию из таких химических веществ, как водород, железо и сера, которые не встречаются в большинстве сред. Однако, благодаря своей необычной биохимии, они все еще могут играть важную роль в экосистемах.

Некоторые метаногены – микроорганизмы, вырабатывающие метан, – являются хемоавтотрофами. Метан, парниковый газ, который намного мощнее углекислого газа, может играть важную роль в регулировании температуры планеты. Другие хемоавтотрофы могут производить не менее мощные химические вещества благодаря своему уникальному метаболизму.

Доподлинно неизвестно, были ли первые формы жизни на Земле фотоавтотрофами или хемоавтотрофами. Фотоавтотрофы сегодня встречаются чаще, но это может быть просто потому, что солнечный свет более обилен, чем химические вещества, которые хемоавтотрофы используют в качестве источника энергии.

Потребители

Потребители, также известные как “гетеротрофы”, – это организмы, которые питаются энергией за счет других живых организмов. Их название происходит от греческого “hetero” – “другой” и “troph” – “пища”.

Травоядные, питающиеся растениями, плотоядные, питающиеся животными, и всеядные, питающиеся и растениями, и животными, являются гетеротрофами.

Гетеротрофия, вероятно, развилась, когда некоторые организмы обнаружили, что они могут питаться автотрофами в качестве источника энергии, вместо того чтобы производить собственную энергию и органические материалы.

Некоторые автотрофы затем развили симбиотические отношения с потребителями, например, ангиоспермы – растения, производящие нектар и плоды для привлечения животных, которые в конечном итоге помогают им размножаться.

Большинство уровней энергетической пирамиды большинства экосистем состоит из потребителей – травоядных, мелких хищников и высших хищников, которые питаются другими организмами.

Decomposers

Разлагатели, или детритивиры, – это организмы, которые используют органические соединения производителей и потребителей в качестве источника энергии. Они важны для экосистем, поскольку разлагают материалы, полученные от других живых существ, на более простые формы, которые затем могут быть повторно использованы другими организмами.

К разлагателям относятся почвенные бактерии, грибы, черви, мухи и другие организмы, которые расщепляют мертвые материалы или отходы других форм жизни. Они отличаются от потребителей тем, что потребители обычно поедают другие организмы, пока они еще живы.

С другой стороны, разлагатели усваивают отходы, которые могут не представлять интереса для потребителей, такие как гниющие фрукты и мертвые животные. В процессе они расщепляют мертвые организмы до более простых химических соединений, которые могут быть использованы гетеротрофами для роста и производства большего количества энергии для всей экосистемы.

Это принцип компостирования – растительные и животные отходы накапливаются там, где могут процветать разлагающие бактерии, черви и мухи. Эти грибки превращают отходы в богатое удобрение для компостного сада, который становится больше и здоровее благодаря грибкам, разлагающим компостные отходы.

Разлагающие организмы являются связующим звеном между нижней частью энергетической пирамиды экосистемы и другими уровнями. Разлагатели могут извлекать энергию и сырье из мертвых растений, травоядных, мелких плотоядных и даже хищников-верхолазов и расщеплять их до формы, которую производители экосистемы могут использовать для получения солнечного света. Таким образом, поддерживается энергетический цикл экосистемы.

Примеры биотических факторов

Цианобактерии и жизнь на Земле

Ученые считают, что самой ранней распространенной формой жизни на Земле были цианобактерии. Эти довольно простые клетки, которые производили пищу и органические материалы из солнечного света, сыграли чрезвычайно важную роль в формировании всех современных экосистем на Земле.

До успеха цианобактерий на Земле не было кислородной атмосферы. Это означало, что аэробное дыхание невозможно – а также означало, что ни один организм не мог жить на Земле или делал это с большим трудом из-за разрушающего ДНК ультрафиолетового излучения нашего солнца.

Биотические факторы: определение, виды, примеры

Но цианобактерии разработали метод хранения энергии солнечного света в органических молекулах. Для этого они должны были брать молекулы углерода из неорганических источников, таких как углекислый газ в воздухе, и преобразовывать их в органические соединения на основе углерода, такие как сахара, белки и липиды.

Для этого цианобактерии поглощают неорганический газ CO2 и выделяют новый газ O2.

O2, или молекулярный кислород, оказался идеальным топливом для самого мощного типа метаболизма гетеротрофов – аэробного дыхания. Молекулы O2 также реагировали с ультрафиолетовым излучением в верхней атмосфере, образуя O3, молекулу, также известную как озон, которая поглощает ультрафиолетовое излучение в верхней атмосфере и делает безопасной для жизни колонизацию Земли.

В течение следующего миллиарда лет цианобактерии будут в значительной степени заменены более сложными потомками, такими как деревья, травы и водоросли, которые возьмут на себя роль основных производителей кислорода на Земле. Однако сами цианобактерии по-прежнему существуют в цвете, который иногда можно увидеть из космоса!

Волки в Северной Америке

Когда европейские колонисты прибыли в Северную Америку, волки были распространены во многих экосистемах континента. Эти крупные хищники были ведущими во многих местах, используя сочетание своих больших размеров и командной работы для уничтожения крупной добычи.

Колонисты и их потомки яростно охотились на волков, опасаясь, что волки могут съесть овец, от которых зависело пропитание фермеров, и даже съесть человеческих младенцев.

Но исчезновение волков в конечном итоге вызвало новые проблемы для людей в Северной Америке. Без своего главного хищника олени и другие травоядные виды размножились в небывалых масштабах.

Это могло показаться хорошим для людей-охотников, которые сначала ели мясо оленей и продавали их шкуры, но проблема стала серьезной, когда олени стали поедать так много растений, что посевы, сады и дикие виды растений оказались под угрозой исчезновения. Люди стали сами охотиться на оленей, не только ради их мяса и шкур, но и для того, чтобы предотвратить серьезный ущерб экосистемам.

Люди не были полностью осведомлены о популяциях волков до тех пор, пока охота на волков не была запрещена, а выращенные в неволе волки были выпущены обратно в дикую природу для восстановления популяции волков в некоторых районах.

Территории, где были реинтродуцированы волки, претерпели поразительные изменения. Несомненно, произошло сокращение численности оленей и других крупных хищных видов, что привело к увеличению популяции многих видов растений.

К удивлению ученых, изучающих человеческие экосистемы, даже формы земли начали меняться: оказалось, что северные олени питаются травой и другими мелкими растениями, корневые системы которых защищают почву от эрозии. Волки держали под контролем популяцию оленей Популяции растений начали восстанавливаться – эрозия уменьшилась, русла рек изменились! Рыба также пострадала из-за уменьшения количества рыхлой почвы, смываемой в реку.

Это прекрасный пример того, насколько сложны и взаимосвязаны экосистемы – и как удаление одного элемента экосистемы, даже если его единственная роль заключается в поедании других животных, может вызвать большие изменения для всех других организмов, живущих в экосистеме.

Люди

В 2016 году биологи со всего мира решили объявить, что Земля вступила в новую геологическую эпоху – антропоцен.

Название “Антропоцен” происходит от греческих слов “антропо”, означающего “человек”, и “сене”, означающего “новый” или “недавний”.

Эта эпоха определяется воздействием человеческих технологий, которые вызвали масштабные изменения в глобальной экосистеме, сравнимые с последствиями прошлых крупных климатических изменений и даже столкновений с астероидами.

Деятельность человека резко изменила углеродный цикл Земли: в результате сжигания древесины, угля и нефти всего за несколько столетий в атмосферу попали миллионы лет углекислого газа. За тот же период времени люди вырубили около половины всех лесов Земли, которые ранее извлекали углекислый газ из воздуха и включали его обратно в жизнь растений.

Кроме того, люди начали выбрасывать в землю, воздух и океаны множество новых веществ, включая пластик, тяжелые металлы и радиоактивные материалы, которые не встречаются в природе.

Результатом стало тревожно быстрое изменение климата и массовое вымирание, причем виды исчезают быстрее, чем после удара астероида, который 65 миллионов лет назад уничтожил динозавров и проложил путь к появлению млекопитающих.

Таким образом, люди являются, пожалуй, самым убедительным после цианобактерий примером того, как живые агенты в экосистеме могут ее изменить.

Это заставило некоторых защитников окружающей среды предположить, что люди “плохие” и “вредны для Земли”. Но правда в том, что Земля постоянно переживает экологические потрясения. Вопрос в том, доживут ли виды, существовавшие в начале, до конца.

Вот почему многие ученые говорят, что люди должны быть обеспокоены своим воздействием на планету. Не потому, что изменение планеты само по себе является морально неправильным, а потому, что люди сами зависят от сложного экологического взаимодействия тысяч видов для получения пищи.

Ученые уже начинают бить тревогу по поводу того, что опылители, от которых зависят многие продовольственные культуры, похоже, вымирают из-за новых химических веществ, которые люди выбрасывают в окружающую среду.

Продовольственным культурам человека также угрожает изменение климата, вызванное выбросом углекислого газа в атмосферу, что привело к сильным засухам во многих районах с большим населением, которому для выживания необходимо большое количество пищи.

Ученые-медики также предупреждают, что антропогенное изменение климата позволяет опасным заболеваниям, переносимым насекомыми, которые раньше распространялись только в районах, расположенных вблизи экватора, распространяться на новые территории.

Как доминирующему виду на Земле, людям важно знать об экосистемах, от которых зависит их процветание и выживание. В наших силах серьезно нарушить эти экосистемы – и как живые существа, выживание которых зависит от других форм жизни, мы можем привести в движение события, которые могут привести к нашему собственному вымиранию, если мы не будем осторожны.

  • Экосистема – сообщество организмов и их физическое окружение.
  • Энергетическая пирамида – диаграмма, показывающая поток энергии через организмы в экосистеме.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: