Формирование экологических ниш для окислительных и восстановительных процессов

Под экологической нишей понимают обычно место организма в природе и весь образ его жизнедеятельности, или, как говорят, жизненный статус, включающий отношение к факторам среды, видам пищи, времени и способам питания, местам размножения, укрытий и т. п. Это понятие значительно объемнее и содержательнее понятия «местообитание».

Каждый вид занимает в своем местообитании определенную экологическую нишу, т.е. это положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.

Понятие экологической ниши подразумевает не только физическое пространство, где может быть обнаружен данный вид, но также, определенную его роль в сообществе, в частности его питание и взаимоотношения с другими видами. Когда два вида занимают одну и ту же нишу, они обычно конкурируют друг с другом, пока один из них не будет вытеснен. Гаузе в 1934 г. сформулировал 2 закона:

1. Два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу;

2. Пустующая экологическая ниша всегда будет заполнена.

Экологическая ниша — абстрактное понятие, объединяющее все физические, химические, физиологические и биотические факторы, необходимые организму для жизни. Для того чтобы описать экологическую нишу организма, нужно знать, чем он питается, кому он служит пищей, его способность к передвижению и его воздействие на другие организмы и на неживые элементы внешней среды.

Экологическая ниша может быть:

- фундаментальной — определяемой сочетанием условий и ресурсов, позволяющим виду поддерживать жизнеспособную популяцию;

- реализованной — свойства которой обусловлены конкурирующими видами.

Это различие подчеркивает, что межвидовая конкуренция приводит к снижению плодовитости и жизнеспособности и что в фундаментальной экологической нише может быть такая часть, занимая которую вид в результате межвидовой конкуренции не в состоянии больше жить и успешно размножаться. В мелководье у берегов озер встречаются различные водяные клопы, имеющие одно и то же местообитание. Вместе с тем одни из них, например гладыш (Notonecta), — хищники, которые ловят и поедают других животных, почти равных им по размерам; другие же, например Corixa, питаются мертвыми и разлагающимися организмами. Каждый из этих организмов играет различную роль в общем биологическом хозяйстве озера, и, следовательно, каждому из них присуща особая экологическая ниша.

На земном шаре не так уж много мест, где нет бактерий. Бактерии были найдены в почве на глубине 5 м, в пресной и соленой воде и даже во льдах ледников. Лишь немногие бактерии автотрофны и могут синтезировать необходимые для них органические соединения в результате реакций фотосинтеза или хемосинтеза; остальные питаются, как сапрофиты или паразиты. Большая часть бактерий, подобно животным, аэробы и использует в процессе дыхания атмосферный кислород. Другие бактерии могут расти и размножаться в отсутствие свободного кислорода, получая энергию в процессе анаэробного расщепления углеводов или аминокислот и накапливая различные частично окисленные промежуточные продукты — спирт, глицерин или молочную кислоту. Некоторые из таких бактерий, называемые облигатными анаэробами, растут только в отсутствие кислорода; при наличии молекулярного кислорода они быстро погибают. Другие, называемые факультативными анаэробами, развиваются одинаково хорошо как в присутствии, так и в отсутствие кислорода.

Различные виды бактерий могут использовать в качестве источника энергии почти любые органические соединения — не только питательные вещества, как сахара, аминокислоты и жиры, но и продукты выделения, например мочевину и мочевую кислоту, содержащиеся в моче, и вещества, входящие в состав экскрементов. Один из видов бактерий может использовать в качестве питательного субстрата даже пенициллин, убивающий многие бактерии.

Каждый вид бактерий занимает определенную экологическую нишу, которая может быть в водной среде, почве. Каждая ниша характеризуется определенными химическими процессами.

Биохимические процессы, осуществляющиеся в организмах, представляют собой сложные, организованные в циклы цепи реакций. На воспроизведение их в неживой природе потребовались бы огромные энергетические затраты. В живых организмах они протекают при посредстве белковых катализаторов – ферментов, понижающих энергию активации молекул на несколько порядков величин. Так как материалы и энергию для обменных реакций живые существа черпают в окружающей среде, они преобразуют среду уже только тем, что живут.

В биосфере в результате жизнедеятельности микроорганизмов в больших масштабах осуществляются такие химические процессы, как окисление и восстановление элементов с переменной валентностью (азот, сера, железо, марганец и др.). Геологические результаты деятельности этих организмов проявляются в образовании осадочных месторождений серы, образовании в анаэробных условиях залежей сульфидов металлов, а в аэробных – окисление их и перевод в растворимое состояние, возникновение железных и железомарганцевых руд.

За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит гигантская, в масштабах всей Земли, работа по разложению органических остатков. При деструкции органической массы протекают два параллельных процесса: минерализации и образования почвенного гумуса со значительным запасом энергии.

Дата добавления: 2013-12-12