Екосистема— це функціональна єдність живих організмів та середовища їх проживання. Основні характерні особливості екосистеми – її безрозмірність та безранговість. Заміщення одних біоценозів іншими протягом тривалого часу називається сукцесією. Сукцесія, що протікає на субстраті, що знову утворився, називається первинною. Сукцесія на території, що вже зайнята рослинністю, називається вторинною.
Одиницею класифікації екосистем є біом – природна зона чи область з певними кліматичними умовами та відповідним набором домінуючих видів рослин та тварин.
Особлива екосистема – біогеоценоз – ділянка земної поверхні з однорідними природними явищами. Складовими частинами біогеоценозу є кліматотоп, едафотоп, гідротоп (біотоп), а також фітоценоз, зооценоз та мікробоценоз (біоценоз).
З метою одержання продуктів харчування людина штучно створює агроекосистеми. Вони відрізняються від природних малою стійкістю та стабільністю, проте більш високою продуктивністю.
Екосистеми - основні структурні одиниці біосфери
Екологічна система, або екосистема, - основна функціональна одиниця в екології, тому що до неї входять організми і
неживе середовище — компоненти, що взаємно впливають на властивості один одного, та необхідні умови для підтримки життя в тій його формі, яка існує на Землі. Термін екосистемавперше був запропонований 1935 р. англійським екологом А. Тенслі.
Таким чином, під екосистемою розуміється сукупність живих організмів (спільнот) і довкілля їхнього існування, що утворюють завдяки кругообігу речовин, стійку систему життя.
Співтовариства організмів пов'язані з неорганічним середовищем найтіснішими матеріально-енергетичними зв'язками. Рослини можуть існувати тільки за рахунок постійного надходження до них вуглекислого газу, води, кисню, мінеральних солей. Гетеротрофи живуть за рахунок автотрофів, але потребують надходження таких неорганічних сполук, як кисень та вода.
У будь-якому конкретному місці проживання запасів неорганічних сполук, необхідні підтримки життєдіяльності організмів, що його населяють, вистачило б ненадовго, якби ці запаси не відновлювалися. Повернення біогенних елементів у середу відбувається як протягом життя організмів (внаслідок дихання, екскреції, дефекації), так і після їх смерті, внаслідок розкладання трупів та рослинних решток.
Отже, співтовариство утворює з неорганічним середовищем певну систему, у якій потік атомів, викликаний життєдіяльністю організмів, має тенденцію замикатися у кругообіг.
Мал. 8.1. Структура біогеоценозу та схема взаємодії між компонентами
У вітчизняній літературі широко застосовується термін «біогеоценоз», запропонований 1940 року. B. НСукачовим.За його визначенням, біогеоценоз — «сукупність на відомому протягом земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, гірської породи, грунту та гідрологічних умов), що має особливу специфіку взаємодій цих компонентів, що складають її, і певний тип обміну речовиною та енергією їх між собою та іншими явищами природи і є внутрішньо суперечливе діалектичне єдність, що у постійному русі, розвитку».
У біогеоценозі В.М. Сукачов виділяв два блоки: екотоп— сукупність умов абіотичного середовища та біоценоз- Сукупність всіх живих організмів (рис. 8.1). Екотоп часто розглядають як абіотичне середовище, не перетворене рослинами (первинний комплекс факторів фізико-географічного середовища), а біотоп - як сукупність елементів абіотичного середовища, видозмінених діяльністю живих організмів.
Існує думка, що термін «біогеоценоз» значно більшою мірою відображає структурні характеристики макросистеми, що вивчається, тоді як у поняття «екосистема» вкладається, перш за все, її функціональна сутність. Фактично між цими термінами відмінностей немає.
Слід зазначити, що сукупність специфічного фізико-хімічного оточення (біотопа) із спільнотою живих організмів (біоценозом) та утворює екосистему:
Екосистема = Біотоп + Біоценоз.
Рівноважний (стійкий) стан екосистеми забезпечується на основі кругообігів речовин (див. п. 1.5). У цих кругообігах безпосередньо беруть участь усі складові екосистем.
Для підтримки кругообігу речовин в екосистемі необхідна наявність запасу неорганічних речовин у засвоюваній формі та трьох функціонально різних екологічних груп організмів: продуцентів, консументів та редуцентів.
Продуцентамивиступають автотрофні організми, здатні будувати свої тіла з допомогою неорганічних сполук (рис. 8.2).
Мал. 8.2. Продуценти
Консументи -гетеротрофні організми, які споживають органічну речовину продуцентів або інших консументів і трансформують їх у нові форми.
Редуцентиживуть за рахунок мертвої органічної речовини, переводячи його знову в неорганічні сполуки. Класифікація ця відносна, так як і консументи, і самі продуценти виступають частково в ролі редуцентів протягом життя, виділяючи в довкілля мінеральні продукти обміну речовин.
У принципі кругообіг атомів може підтримуватись у системі і без проміжної ланки — консументів, за рахунок діяльності двох інших груп. Однак такі екосистеми зустрічаються швидше як винятки, наприклад, на тих ділянках, де функціонують співтовариства, сформовані тільки з мікроорганізмів. Роль консументів виконують у природі переважно тварини, їх діяльність із підтримці та прискоренню циклічної міграції атомів в екосистемах складна і різноманітна.
Масштаби екосистеми у природі дуже різні. Неоднакова також ступінь замкнутості підтримуваних них кругообігів речовини, тобто. багаторазовість залучення тих самих елементів у цикли. Як окремі екосистеми можна розглядати, наприклад, і подушку лишайників на стовбурі дерева, і пень, що руйнується, з його населенням, і невелике тимчасове водоймище, луг, ліс, степ, пустелю, весь океан і, нарешті, всю поверхню Землі, зайняту життям.
У деяких типах екосистем винесення речовини за межі настільки великий, що їх стабільність підтримується в основному за рахунок припливу тієї ж кількості речовини ззовні, тоді як внутрішній кругообіг малоефективний. Такими є проточні водоймища, річки, струмки, ділянки на крутих схилах гір. Інші екосистеми мають значно повніший кругообіг речовин і відносно автономні (ліси, луки, озера тощо).
Екосистема – практично замкнута система. У цьому полягає принципова відмінність екосистем від співтовариств та популяцій, які є відкритими системами, що обмінюються з довкіллям енергією, речовиною та інформацією.
Однак жодна екосистема Землі не має повністю замкненого кругообігу, оскільки мінімальний обмін масою із середовищем проживання все-таки відбувається.
Екосистема є сукупністю взаємопов'язаних енергоспоживачів, які здійснюють роботу з підтримки її нерівноважного стану щодо довкілля за рахунок використання потоку сонячної енергії.
Відповідно до ієрархії спільнот життя на Землі проявляється і в ієрархічності відповідних екосистем. Екосистемна організація життя одна із необхідних умов її існування. Як зазначалося, запаси біогенних елементів, необхідні життя організмів Землі загалом і кожному конкретному ділянці її поверхні, небезмежні. Лише система кругообігів могла надати цим запасам властивість нескінченності, необхідне продовження життя.
Підтримувати та здійснювати кругообіг можуть лише функціонально різні групи організмів. Функціонально-екологічна різноманітність живих істот і організація потоку речовин, що видобуваються з навколишнього середовища, в цикли — найдавніша властивість життя.
З цієї точки зору стійке існування багатьох видів в екосистемі досягається за рахунок постійно відбуваються в ній природних порушень місцепроживання, що дозволяють новим поколінням займати простір, що знову звільнився.
Концепція екосистеми
Основним об'єктом вивчення екології є екологічні системи, чи екосистеми. Екосистема займає наступне після біоценозу місце у системі рівнів живої природи. Говорячи про біоценоз, ми мали на увазі лише живі організми. Якщо ж розглядати живі організми (біоценоз) разом із чинниками довкілля, це вже екосистема. Таким чином, екосистема - природний комплекс (біокосна система), утворений живими організмами (біоценоз) і середовищем їх проживання (наприклад, атмосфера - відсталий, грунт, водоймище - біокосної і т.д.), пов'язаними між собою обміном речовин і енергії.
Загальноприйнятий в екології термін «екосистема» запровадив 1935 р. англійський ботанік А. Тенслі. Він вважав, що екосистеми, «з точки зору еколога являють собою основні природні одиниці на поверхні землі», до яких входить «не тільки комплекс організмів, а й весь комплекс фізичних факторів, що утворюють те, що ми називаємо середовищем біома, - фактори місцеперебування в найширшому сенсі». Тенслі підкреслював, що для екосистем характерний різного роду обмін речовин не лише між організмами, а й між органічною та неорганічною речовиною. Це не лише комплекс живих організмів, а й поєднання фізичних факторів.
Екосистема (екологічна система)- Основна функціональна одиниця екології, що є єдністю живих організмів і середовища їх проживання, організоване потоками енергії і біологічним кругообігом речовин. Це фундаментальна спільність живого та середовища його проживання, будь-яка сукупність живих організмів, що спільно живуть, і умов їх існування (рис. 8).
Мал. 8. Різні екосистеми: а — ставка середньої смуги (1 — фітопланктон; 2 — зоопланктон; 3 — жуки-плавунці (личинки та дорослі особини); 4 — молоді коропи; 5 — щуки; 6 — личинки хохомід (комарів-дергунців); 7 - бактерії, 8 - комахи прибережної рослинності, б - луки (I - абіотичні речовини, тобто основні неорганічні та органічні доданки); польові миші і т.д.);В - непрямі або харчуються детритом консументи, або сапроби (грунтові безхребетні);С-«верхові» хижаки (яструби);
Поняття «екосистема» можна застосувати до об'єктів різного ступеня складності та величини. Прикладом екосистеми може служити тропічний ліс у певному місці і в конкретний момент часу, населений тисячами видів рослин, тварин і мікробів, що живуть разом, і пов'язаний між ними взаємодіями. Екосистемами є такі природні утворення, як океан, море, озеро, лук, болото. Екосистемою може бути купина на болоті і гниюче дерево в лісі з організмами, що живуть на них і в них, мурашник з мурахами. Найбільшою екосистемою є планета Земля.
Кожна екосистема може характеризуватись певними межами (екосистема ялинового лісу, екосистема низинного болота). Проте саме поняття "екосистема" безрангове. Вона має ознаку безрозмірності, їй не властиві територіальні обмеження. Зазвичай екосистеми розмежовуються елементами абіотичного середовища, наприклад рельєфом, видовою різноманітністю, фізико-хімічними та трофічними умовами тощо. Розмір екосистем може бути виражений у фізичних одиницях виміру (площа, довжина, обсяг тощо.). Він виражається системною мірою, що враховує процеси обміну речовин та енергії. Тому під екосистемою зазвичай розуміють сукупність компонентів біотичного (живі організми) та абіотичного середовища, при взаємодії яких відбувається більш-менш повний біотичний кругообіг, у якому беруть участь продуценти, консументи та редуценти. Термін «екосистема» застосовується і до штучних утворень, наприклад екосистема парку, сільськогосподарська екосистема (агроекосистема).
Екосистеми можна розділити на мікроекосистеми(дерево в лісі, прибережні зарості водних рослин), мезоекосистеми(болото, сосновий ліс, житнє поле) та макроекосистеми(Океан, море, пустеля).
Про рівновагу в екосистемах
Рівноважними називаються такі екосистеми, які «контролюють» концентрації біогенів, підтримуючи їхню рівновагу з твердими фазами. Тверді фази (залишками живих організмів) є продуктами життєдіяльності біоти. Рівноважними будуть і ті спільноти та популяції, які входять до рівноважної екосистеми. Такий вид біологічної рівноваги називається рухливимоскільки процеси відмирання безперервно компенсуються появою нових організмів.
Рівноважні екосистеми підпорядковуються принципу стійкості Ле Шательє. Отже, ці екосистеми мають гомеостаз — іншими словами, здатні мінімізувати зовнішній вплив при збереженні внутрішньої рівноваги. Стійкість екосистем досягається не усуненням хімічних рівноваг, а шляхом зміни швидкостей синтезу та розкладання біогенів.
Особливий інтерес представляє спосіб підтримки стійкості екосистем, заснований на залученні до біологічного кругообігу органічних речовин, раніше виробленого екосистемою і відкладеного «про запас» — деревини та мортмаси (торф, гумус, підстилка). У цьому випадку деревина служить ніби індивідуальним матеріальним багатством, а мортмаса - колективним, що належить екосистемі в цілому. Це «матеріальне багатство» збільшує запас стійкості екосистем, забезпечуючи їхнє виживання при несприятливих змінах клімату, стихійних лих та ін.
Стійкість екосистеми тим більше, що більша вона за розміром і чим багатша і різноманітніша її видовий і популяційний склад.
Екосистеми різного типу використовують різні варіанти індивідуальних та колективних способів запасання стійкості при різному співвідношенні індивідуального та колективного матеріального багатства.
Таким чином, основна функція сукупності живих істот (спільноти), що входять до екосистеми, – забезпечити рівноважний (стійкий) стан екосистеми на основі замкнутого кругообігу речовин.
Розглянемо, яку роль екосистемі грають представники різних груп живих організмів, як рослини, тварини, гриби.
Екологічна система
Така біологічна система включає сукупність живих організмів та середовища їх проживання, а також системи зв'язків між ними, завдяки яким відбувається взаємний обмін енергією та речовинами.
Прикладом екосистеми для нашого завдання може бути ліс. Екосистема якого включає:
- рослини - дерева та трави, що ростуть у ньому;
- тварини - що у заданому ареалі;
- гриби - що ростуть у лісі.
- птахи - що живуть на гілках дерев
Залежно від територіальних особливостей ареалу, у певних місцях можуть бути й інші види. Наприклад, якщо в лісі є ставка або протікає річка, то до цієї системи можна додати риб.
У цілому нині екосистема має на увазі у собі сукупність всіх мешканців цієї системи, які перебувають і живуть за одних умов. При цьому всі елементи системи пов'язані між собою харчовим ланцюжком. Зв'язок полягає в адаптації та ролі кожного елемента системи для інших видів організмів цієї системи.
Роль рослин, тварин та грибів
Різноманітні види живих організмів в екосистемі тісно пов'язані між собою та окремо не можуть існувати. Рослини, тварини та гриби користуються результатами життєдіяльності один одного. Вони служать як їжею один одному, так і створюють певні особливості поведінки.
Наприклад, рослини харчуються вологою із землі та мінеральними речовинами. В результаті фотосинтезу утворюються поживні речовини. Самі рослини ростуть і розмножуються завдяки цьому та створюють харчове середовище для тварин.
Тварини харчуються рослинами і з одного боку одержують поживні речовини для себе, а з іншого боку обмежують кількість рослин. Також тварини можуть використовувати рослини для маскування для своєї життєдіяльності.
Гриби переробляють загиблі організми на гній, що дає мінеральні речовини землі з якої харчуються рослини. Також гриби є їжею тварин, а загиблі тварини органічними речовинами для рослин.
До складу екосистеми входять живі організми (їх сукупність називається біоценозом, або біотою,екосистеми), фактори неживої природи (абіотичні) – атмосфера, вода, живильні елементи, світло та мертва органічна речовина – детріт.
Усі живі організми за способом харчування (за функціональною роллю) поділяються на дві групи – автотрофів(Від грецьких слів аутос - сам і трофо - харчування) і гетеротрофів(Від грецького слова гетерос - інший).
Автотрофи. Ці організми для синтезу органічної речовини використовують неорганічний вуглець. продуцентиекосистеми. За джерелом енергії, що використовується, вони, у свою чергу, також діляться на дві групи.
Фотоавтотрофивикористовують світло. Це зелені рослини, ціанобактерії, а також багато пофарбованих бактерій, що мають хлорофіл (та інші пігменти) і засвоюють сонячну енергію. Процес, у якому відбувається її засвоєння, називається фотосинтез.
Хемоавтотрофивикористовують хімічну енергію окислення неорганічних речовин (сірки, сірководню, аміаку, заліза та інших.). Це серобактерії, водневі бактерії, залізобактерії, нітрифікуючі бактерії та ін Хемоавтотрофи відіграють головну роль в екосистемах підземних вод, а також в особливих екосистемах рифтових зон дна океану, де з розломів плит виділяється сірководень, який окислюють серобактерії. У наземних екосистемах істотну роль відіграють нітрифікуючі бактерії.
Гетеротрофи.Ці організми харчуються готовими органічними речовинами, які синтезовані продуцентами, і разом із цими речовинами отримують енергію. Гетеротрофи в екосистемі є консументами(від латинського слова консумо – споживаю), що споживають органічну речовину, та редуцентами, що розкладають його до простих з'єднань. Існує кілька груп консументів.
Фітофаги(Рослиноїдні). До них належать тварини, які живляться живими рослинами. Серед фітофагів є і невеликі організми, такі, як попелиця чи коник, і гіганти, такі як слон. Фітофаги є майже всі сільськогосподарські тварини: корова, кінь, вівця, кролик. Головні фітофаги у водних екосистемах – це мікроскопічні організми рослиноїдного планктону, які живляться водоростями. Є в цих екосистемах і великі фітофаги, наприклад риба білий амур, що поїдає рослини, якими заростають зрошувальні канали. Важливий фітофаг – бобр. Він живиться гілками дерев, та якщо зі стовбурів споруджує греблі, що регулюють водний режим території.
Зоофаги(хижаки, м'ясоїдні). Зоофаги дуже різноманітні. Це і дрібні тварини, які харчуються амебами, хробаками чи рачками. І великі, такі як вовк. Хижаки, які харчуються дрібнішими хижаками, називаються хижаками другого порядку. У водних екосистемах широко поширені зоофаги- фільтратори, у складі цієї групи – і мікроскопічні рачки та кит. Фільтратори грають величезну роль самоочищенні забруднених вод (рис. 30). Тільки планктони морські веслоногі раки з роду каланус за кілька років здатні профільтрувати води всього Світового океану!
Є рослини-хижаки (росянка, пухирчатка), які використовують для комах. Щоправда, їхній спосіб харчування відрізняється від хижаків-тварин. Вони "ловлять" дрібних комах, але не заковтують їх, а "перетравлюють", виділяючи ферменти на свою поверхню. Є хижаки і серед ґрунтових грибів, які "ловлять" мікроскопічних круглих хробаків-нематод.
Симбіотрофи.Це бактерії та гриби, які харчуються кореневими виділеннями рослин. Симбіотроф дуже важливі для життя екосистеми. Нитки грибів, що обплутують коріння рослин, допомагають всмоктуванню води та мінеральних речовин. Бактерії-симбіотрофи засвоюють газоподібний азот з атмосфери і пов'язують їх у доступні рослинам сполуки (аміак, нітрати). Цей азот називається біологічним (на відміну азоту мінеральних добрив).
До симбіотрофів належать і мікроорганізми (бактерії, одноклітинні тварини), які мешкають у травному тракті тварин-фітофагів та допомагають їм перетравлювати їжу. Такі тварини, як корова, без допомоги симбіотрофів не здатні переварити траву, що поїдається.
Детритофаги– організми, які харчуються мертвою органічною речовиною. Це багатоніжки, дощові черв'яки, жуки-гнійники, раки, краби, шакали та багато інших. Значна різноманітність видів-детритофагів пов'язана із ґрунтом. Численні детритофаги, що руйнують деревину (рис. 31).
Організми, які харчуються екскрементами, називаються копрофагами. Деякі організми використовують у їжу як рослини, так і тварин і навіть детрит і відносяться до еврифагам(всеїдним) – ведмідь, лисиця, свиня, щур, курка, ворона, таргани. Евріфагом є і людина.
Редуценти– організми, які за своїм становищем в екосистемі близькі до детритофагів, оскільки вони також харчуються мертвою органічною речовиною. Однак редуценти – бактерії та гриби – руйнують органічні речовини до мінеральних сполук, які повертаються у ґрунтовий розчин і знову використовуються рослинами.
Для переробки мертвої органічної речовини редуцентам потрібен час. Тому в екосистемі завжди є запас цієї речовини – детрит. Детрит - це опад листя на поверхні лісового ґрунту (зберігається 2-3 роки), стовбур дерева, що впало (зберігається 5-10 років), гумус ґрунту (зберігається сотні років), відкладення органічної речовини на дні озера - сапропель і торф на болоті (зберігається тисячі років). Детритом, що найбільше зберігається, є кам'яне вугілля і нафта.
Продуценти, фітофаги, хижаки пов'язані у процесі «роботи» екосистеми, тобто засвоєння і витрат енергії при виробництві органічної речовини і беруть участь у «естафеті» передачі енергії. Номер учасника «естафети» – це його трофічний рівень. Перший трофічний рівень – продуценти, другий – фітофаги, третій – хижаки першого ладу, четвертий – хижаки другого ладу. У деяких екосистемах, наприклад, в озері, кількість трофічних рівнів може досягати 5-6.
На рис. 32 показано структуру екосистеми, основу якої складають рослини – фотоавтотрофи, а табл. 1 наведено приклади представників різних трофічних груп деяких екосистем.
Таблиця 1
Представники різних трофічних груп у деяких екосистемах
На початку 20 століття класик вітчизняного лісівництва Г.Ф. Морозов висловив думку, що з успішного ведення лісового господарства необхідно знати природу лісу переважають у всіх її проявах. У той самий час він вказував, що під лісом слід розуміти як деревостої, а й усе середовище його проживання. Надалі ці думки набули розвитку на роботах вітчизняних дослідників - академіка В.М. Сукачова та очолюваної ним школи радянських геоботаніків. Створене ним вчення про біогеоценози розглядає ліс "як певну природну єдність, де вся рослинність, фауна та мікроорганізми, грунт та атмосфера перебувають у тісній взаємодії та взаємообумовленості". Гриби також слід розглядати як один із природних компонентів лісової спільноти.
Гриби є сильним чинником, що впливає життя лісу загалом. Від їхньої діяльності залежить, насамперед, формування повноцінного лісу, як природного, і створеного людиною. У лісах мешкає велика група грибів - сапрофітів, що живе за рахунок органічних решток. Ці гриби є активними ґрунтоутворювачами, оскільки переробляють величезну кількість лісового опаду. Гриби-сапрофіти, заселяючи відмерлі частини рослин, сприяють подальшому руйнуванню та розкладанню їх. Вони населяють удосталь лісову підстилку, перегній, торф'яні та мохові болота, ґрунти, багаті на органічні речовини і беруть участь поряд з бактеріями у складних процесах ґрунтоутворення. Лісова грунт іноді буває суцільно пронизана міцелієм різних грибів.
К.Л. Даддінгтон в 1956 році так описував діяльність хижих грибів, що мешкають у грунті: "... під мікроскопом виявляється безліч нематод, що борються, згинаються і вигинаються в спробах вирватися з обіймів гриба, тоді як вся поверхні агару усіяна трупами на різних стадіях розкладання". Цей опис нагадує зведення з поля бою подібну картину можна побачити лише при великому збільшенні, і відбуваються ці події у тиші та мороці ґрунтового шару. Хижі гриби, що винищують ґрунтових великих черв'яків - нематод, стали привертати увагу дослідників. Значну роль зіграли дослідження російського миколога М.С. Вороніна, який з рідкісною ретельністю і точністю описував і замалював поширений хижий гриб артроботріс. Відомо понад 100 видів хижих грибів, що належать до гіфоміцетів. Мешкають вони на різних субстратах, багатих органічними речовинами, - на залишках рослин, що розкладаються, лісовій підстилці, мохах, але основне їх місцеперебування - грунт.
Хижі гриби, подібно до звичайних грибів, формують міцелій, що складається з тонких грибних ниток. Розмножуються вони також за допомогою суперечки. Однак хижі гриби мають цікаву особливість, що виробилася у них в ході еволюції, - здатність вловлювати живих нематод, які служать грибам додатковим харчуванням. Дуже своєрідні пастки, які з цією метою утворюють гриби. У гриба Артроботріс, наприклад, пастка діє за принципом липкого паперу для уловлювання мух. Гіфи цього гриба забезпечені безліччю дрібних петель, що утворюють мережу. Петлі покриті клейкими виділеннями. Нематода при дотику до такої пастки прилипає, і безнадійні її спроби вирватися з мережі. Приблизно за дві години нематода гине. Далі міцелій гриба проростає всередину тіла нематоди і через 24 години від упійманого хробака залишається лише оболонка. Відомо близько 20 видів грибів, що ловлять нематод за допомогою клейких сіток. Існують хижі гриби, що ловлять нематод за допомогою відростків, покритих клейкою речовиною, або ловчих кілець.
Роль грибів – руйнівників лісового відпаду – важко переоцінити. Гриби переробляють величезну масу органічних залишків – листя, хвої, дрібних гілок. Істотна роль грибів при руйнуванні пнів дерев, валежних стволів, усохлих, зламаних вітром дерев. Група грибів-сапрофітів, очищає від пнів, сучків, стволів, що впали, поверхню грунту лісу, готуючи її до заселення новим поколінням лісової рослинності.
Процес розпаду складних органічних речовин деревних залишків, таких як клітковина та лігнін, є однією з важливих проблем біології. Від розкладання цих речовин залежить кругообіг сполук вуглецю в природі. Гриби – активні руйнівники целюлози. В даний час встановлено, що розкладання целюлози - багатоступінчастий процес, що підходить у кілька стадій. Здійснюється він комплексом ферментів – целюлаз, повний набір яких мають дереворуйнівні базидіальні гриби. Здатність грибів здійснювати повне розкладання лігніну є унікальним явищем.
Завдяки життєдіяльності грибів відбувається енергійний процес мінералізації органічної речовини. Найкраще листя та хвоя розкладаються під впливом базидіальних грибів, що належать до групи підстилкових сапрофітів. До цієї групи грибів, що поселяється на опалому листі, приєднуються мікроорганізми з підстилки. За їхньої активної участі навесні відбувається процес розкладання листя. Для розкладання хвої потрібно більш тривалий період. Міцелій підстилкових сапрофітів може переносити тривале висихання протягом 9-10 місяців, не втрачаючи своєї активності. Ця особливість забезпечує грибам виживання при нестачі вологи, причому їхня ферментативна активність зберігається на колишньому рівні. Таким чином, значення грибів у процесах розкладання та мінералізації підстилки та лісового відпаду важко переоцінити.
Однак гриби спричиняють і захворювання дерев. Хвороби та пошкодження дерев та чагарників у лісі можуть бути спричинені крім грибів іншими причинами. Але інфекційні хвороби дерев та чагарників частіше викликаються фітопатогенними грибами, ніж бактеріями та вірусами. Зовнішні ознаки хвороби проявляються у уповільненні зростання, погіршенні загального стану дерева, пожовтінні, побурінні та передчасному опаданні листя або хвої, відмиранні та усиханні крон. Слід підкреслити, що часто за фізіологічним ослабленням дерева під впливом зміни середовища слід зараження його патогенними грибами.
Зараження дерев, що ростуть грибами, що викликають гниль деревини, відбувається в основному через поранення (засічки на стовбурах, обламані суки, обдири та тріщини кори), пошкодження нанесені комахами, тріщини від морозу та опіки стовбурів. Ушкодження такого роду, звані механічними, є проходами для інфекції - суперечка гриба чи його грибниці (у разі пошкодження кореневих систем).
Проте грибні хвороби рослин виконують роль хижаків у звірів. Гриби заражають найбільш ослаблені рослини, звільняючи місце молодшим або більш пристосованим. Цим вони сприяють формуванню стійкішої екосистеми.
При використанні матеріалів сайту необхідно ставити активні посилання на цей сайт, видимі для користувачів та пошукових роботів.
Освіта
Яку роль екосистемі грають гриби? Значення грибів у природі
16 березня 2015Якщо заговорити про гриби, перше, що спадає на думку - осінній ліс, тихе полювання. Ще можна згадати про дріжджі, сир з пліснявою та пеніциліном. А ось про те, яку роль в екосистемі грають гриби, навіщо вони потрібні природі, мало хто думає. Давайте поговоримо про це.
Шкода чи користь?
Кажуть, що якщо покласти на одну чашу терезів користь, яку людина отримує від цих організмів, а на іншу – їх шкоду, чаші врівноважуються. Хоча, розмірковуючи про те, яку роль в екосистемі грають гриби, ставити питання не можна. Природі важливо і потрібне все.
Вивчає гриби наука мікологія вважається одним із розділів ботаніки. Але гриби давно виділено в окреме царство. Тобто існує царство рослин та окремо – царство грибів.
Однією з головних особливостей є те, що структурний вуглевод у складі клітинної стінки цих організмів – хітин. Він є складовою зовнішнього скелета комах, членистоногих. Хітін має цікаві властивості, одна з яких - здатність виводити з організму людини шкідливі речовини, зменшувати вміст холестерину. У той же час через нього гриби вважаються тяжкою їжею. Дітям до 6-7 років їх краще не давати, матерям, що годують, теж краще не їсти їх. Ферментна система дитини може не впоратися із таким продуктом.
Навіщо природі потрібні гриби?
Одна з основних їх функцій – розкладання, переробка органічних залишків. Внаслідок біодеструкції загиблих рослинних та тваринних організмів у природний кругообіг повертаються вуглець та мінеральні речовини.
Гриби беруть участь у процесах ґрунтоутворення, впливають на їхню структуру, склад і навіть температурний режим. Адже при гнитті підвищується температура залишків, що розкладаються. Це добре відомо городникам, які вирощують овочі на теплих грядках.
Гриби в процесі своєї життєдіяльності створюють біомасу з міцелію та плодових тіл (те, що ми з дитинства знаємо як мухомори, сироїжки, підберезники та ін.). Ними харчуються не тільки люди, але також комахи та різні тварини.
Грибокорінь
Неоціненним є значення грибів у створенні мікоризи. Виявляється, гриби не тільки руйнують дерева, але можуть бути корисними для них. У природі поширене явище симбіозу - вигідного обох організмів співіснування.
Мікоризу утворює асоціація з ниток міцелію та коріння дерев. Гриб отримує від вищої рослини поживні речовини у доступній формі і, у свою чергу, допомагає йому видобувати воду та фосфор із ґрунту. У дерева фактично з'являється додаткове коріння. 
Мікоріз може бути зовнішнім, навколишнім корінням, а також може проникати всередину. Між клітинами двох організмів відбувається активний обмін речовин. Яку роль екосистемі грають гриби у разі? Життя лісу просто неможливе без них, особливо в посушливих областях.
На межі виживання
У місцях, де клімат суворий і рослинність дуже мізерна, гриби утворюють симбіотичні угруповання не з деревами, а з водоростями, відомі як лишайники. Їх можна зустріти в тундрі та пустелі, на скелях, будинках, корі дерев – там, де, здавалося б, для життя умов немає. Але гриби видобувають воду навіть із повітря, із роси, а водорость перетворює на світлі вуглекислий газ в органічне харчування для обох.
Обживання нових просторів, напрацювання у цих місцях органіки - таке ще одне значення грибів у природі.
Гриби-хижаки
За способом життя та способом харчування гриби поділяють на:
На гнойових купах живуть гриби-копрофіли, на згарищах – карбофіли.
А ще деякі гриби здатні «полювати». Їхньою здобиччю можуть бути амеби, комахи, нематоди. Нитки гриба прилипають до жертви, огортають слизом, деякі навіть здатні задушити її, потім проростають усередину та харчуються нею. Це ще один приклад того, яку роль в екосистемі грають гриби.
Величезний та багатоликий
Видимий для людини світ грибів становить крихітну частину від різноманіття їх видів. Гриби, фото та назви яких знайомі з дитинства, - це мухомор, білий, опеньок, сироїжка, бліда поганка та багато інших. Вони - у дитячих розмальовках та кулінарних книгах, довідниках з невідкладної медицини та підручників фармакології. Гриби для людини можуть бути вишуканою їжею та смертельною отрутою, здатні лікувати та викликати хвороби, рятувати та губити врожай, робити непридатним житло.
З грибів почалася ера антибіотиків у медицині. Зараз все більше підтверджень знаходить використання для підняття імунітету, боротьби з онкологічними захворюваннями лакованого трутовика, кордицепса, шиїтаке та ін.
Такі вони, наші видимі та невидимі, потрібні та небезпечні сусіди.
