Пряные травы и пряные смеси для рыбы

Любая биосистема, включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой и неживой частями, представляют собой экологическую систему, или экосистему».

В настоящее время концепция экосистемы это одно из наиболее важных обобщений биологии и она играет весьма важную роль в экологии.

Например, вопросы охраны биосферы и теоретического обоснования природоохранных мероприятий, прежде всего, опираются на концепцию биотических сообществ — экосистем. Распространение идеи экосистемы способствовала гибкость самого понятия, так как понятие экосистема приложимо к объектам разной сложности и размеров. Можно выделить экосистему озера в целом, и в то же время различать экосистему прибрежных зарослей водных растений. Массив леса – экосистема, в пределах которой находятся экосистемы почв разного типа, экосистема гниющего пня, подушка лишайника на стволе дерева и др.

- микроэкосистемы (подушка лишайника, гниющий пень и т. п.),

- макроэкосистемы (континенты, океаны) и, наконец, глобальную экосистему или биосферу нашей планеты.

Чаще всего под экосистемой понимают совокупность организмов и неживых компонентов среды при взаимодействии которых происходит полный биотический круговорот с участием продуцентов, консументов и редуцентов.

Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ, называют экосистемой. Термин был предложен в 1935 г. английским экологом А.Тенсли, который подчеркивал, что при таком подходе неорганические и органические факторы выступают как равноправные компоненты, и мы не можем отделить организмы от окружающей их конкретной среды.

В русскоязычной литературе вы можете часто встретить такое определение – экосистема = биоценоз+биотоп.

А. Тенсли рассматривал экосистемы как основные единицы природы на поверхности Земли, хотя они и не имеют определенного объема и могут охватывать пространство любой протяженности.

Независимо от степени сложности экосистема характеризуется видовым составом, численностью входящих в нее видов, их биомассой, соотношением отдельных трофических групп, интенсивностью процессов продуцирования и деструкции органического вещества.

Основные свойства экосистем — ее способности:

1) осуществлять круговорот веществ в среде обитания;

С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты:

1) неорганические вещества (С, N, СОа, HzO и др.), включающиеся в круговороты;

2) органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и т. д.), связывающие биотическую и абиотическую части;

3) воздушную, водную и субстратную среду, включающую и климатический режим и другие физические факторы;

4) продуцентов, автотрофные организмы, в основном зеленые растения, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ;

5) консументов, — гетеротрофные организмы, в основном животные, питающиеся другими организмами;

6) деструкторов или редуцентов — гетеротрофные организмы, в основном бактерии и грибы, получающие энергию либо путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно или извлеченного редуцентами из растений и других организмов. В результате деятельности редуцентов высвобождаются неорганические элементы питания, пригодные для продуцентов;

Каждое сообщество (биотическая составляющая экосистемы) имеет определенную трофическую структуру – соотношение трофических групп.

С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса:

1) верхний автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый пояс», включающий растения или их части, содержащие хлорофилл, где при использовании энергии света идет созидание и накопление сложных органических соединений, и

2) нижний гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс» почв и осадков, разлагающихся веществ, корней и т. д., в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений.

Одна из общих черт всех экосистем, — это взаимодействие автотрофных и гетеротрофных компонентов. Организмы, участвующие в различных процессах круговорота, частично разделены в пространстве; автотрофные процессы наиболее активно протекают в верхнем ярусе («зеленом поясе»), где доступен солнечный свет. Гетеротрофные процессы наиболее интенсивно протекают в нижнем ярусе («коричневом поясе»), где в почвах и осадках накапливаются органические вещества.

В конечном итоге вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т. е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть. Организмы любого вида являются потенциальной нищей многих других видов. Врагами тлей, например, являются личинки и жуки божьих коровок, личинки мух-сирфид, пауки, насекомоядные птицы и многие другие. Хищники обычно легко переключаются с одного вида жертв на другой, а многие кроме животной пищи способны потреблять в некотором количестве и растительную. Таким образом, трофические сети в биоценозах очень сложные и создается впечатление, что энергия, поступившая в них, может долго мигрировать от одного организма к другому.

На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4 — 6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов. Такие ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания.

Листàгусеницаàптицаàкрупная дневная хищная птицаàпаразит

Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень — это всегда продуценты, создатели органической массы; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, — к третьему; потребляющие других плотоядных — соответственно к четвертому и т.д. Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания. Естественно, что основную роль при этом играет пищевая специализация консументов. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях. Так, например, человек, в рацион которого входит как растительная пища, так и мясо травоядных и плотоядных животных, выступает в разных пищевых цепях в качестве консумента первого, второго и третьего порядков. Виды, специализированные на растительной нище, например тли, зайцеобразные, копытные, всегда являются вторым звеном в цепях питания.

Существование экосистемы возможно только при притоке из окружающей среды энергии и вещества. Все реальные существующие экосистемы – открытые системы.

Главным предметом исследования при экосистемном подходе в экологии становятся процессы трансформации вещества и энергии между биотой и физической средой, т. е. возникающий круговорот веществ в экосистеме в целом (рис.1). Это позволяет дать обобщенную оценку результатов жизнедеятельности сразу многих отдельных организмов многих видов.

Рис. 1. Схема переноса вещества (сплошная линия) и энергии (пунктирная линия) в природных экосистемах

Энергетический баланс консументов складывается следующим образом. Поглощенная пища обычно усваивается неполностью. Неусвоенная часть вновь возвращается во внешнюю среду (в виде экскрементов) и в дальнейшем может быть вовлечена в другие цепи питания. Процент усвояемости зависит от состава пищи и набора пищеварительных ферментов организма. У животных усвояемость пищевых материалов варьирует от 12 — 20% (некоторые сапрофаги) до 75 % и более (плотоядные виды). Ассимилированная организмом пища вместе с запасом в ней энергии расходуется двояким образом.

1. Большая часть энергии используется на поддержание рабочих процессов в клетках, а продукты расщепления подлежат удалению из организма в составе экскретов (мочи, пота, выделений различных желез) и углекислого газа, образующегося при дыхании. Энергетические затраты на поддержание всех метаболических процессов условно называют тратой на дыхание, так как общие их масштабы можно оценить, учитывая выделение СО₂ организмом.

2. Меньшая часть усвоенной пищи трансформируется в ткани самого организма, т. е. идет на рост или откладывание запасных питательных веществ, увеличение массы тела. Эти отношения сокращенно можно выразить формулой

где Р — рацион консумента, т. е. количество пищи, съедаемой им за определенный период времени; П — продукция, т. е. траты на: рост; Д — траты на дыхание, т. е. поддержание обмена веществ за тот же период; Н — энергия неусвоенной пищи, выделенной в виде экскрементов.

Передача энергии в химических реакциях в организме происходит согласно второму закону термодинамики с потерей части ее в виде тепла. Особенно велики эти потери при работе мышечных клеток животных, КПД которых очень низок. В конечном итоге вся энергия, использованная на метаболизм, переходит в тепловую и рассеивается в окружающем пространстве.

Траты на дыхание во много раз больше энергетических затрат на увеличение массы самого организма. Основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животных на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая – на построение тела, рост и размножение.

Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступить лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. По грубым подсчетам, эти потери составляют около 90 % при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь. Следовательно, если калорийность растительного организма 1000 Дж, при полном поедании его травоядным животным в теле последнего останется из этой порции всего 100 Дж, в теле хищника — лишь 10 Дж, а если этот хищник будет съеден другим, то на его долю придется только 1 Дж, т.е. 0,1%.

Отсюда вытекает правило десяти процентов: с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой должно переходить в среднем 10% энергии. Этот закон, в частности, позволяет делать расчеты необходимой земельной площади для обеспечения населения продовольствием. Правило 10 % позволяет выяснить достаточно ли в стране пищевых ресурсов. Растительной пищи может быть и достаточно, пищи животного происхождения может не хватать для обеспечения сбалансированного рациона населения.

Сокращение пищевой цепи позволяет довести до населения больше энергии. На подобных расчетах строится стратегия безопасности страны. Импорт более 20% продуктов питания свидетельствует об утрате страной экологической безопасности. В случае неурожая у импортеров 20% пищевых ресурсов еще можно каким-либо образом обеспечить, при более высоких цифрах – голод, экологические и политические беспорядки.

1житель = 1 тонна зерна. Эта пропорция позволяет населению не ограничивать себя в питании. При уменьшении зерна – в питании увеличивается доля растительной пищи. Наша страна (140 млн. чел.) производит 70-75 млн. т зерна, при этом мы вывозим зерно, а ввозим мясо. 1 кг мяса = 10 кг зерна. 1 кг сыра = 30 л молока

В нашей стране среднедушевое потребление мяса в 2,5 раза меньше чем в США.

Скорость, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ. Органическую массу, создаваемую растениями за единицу времени, называют первичной продукцией сообщества. Продукцию выражают количественно в сырой или сухой массе растений либо в энергетических единицах — эквивалентном числе джоулей.

Валовая первичная продукция — количество вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (траты на дыхание). Эта часть может быть довольно большой. В тропических лесах и зрелых лесах умеренного пояса она составляет от 40 до 70% валовой продукции. Планктонные водоросли используют на метаболизм около 40% фиксируемой энергии. Такого же порядка траты на дыхание у большинства сельскохозяйственных культур. Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, которая представляет собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция — это энергетический резерв для консументов и редуцентов. Перерабатываясь в цепях питания, она идет на пополнение массы гетеротрофных организмов.

Прирост за единицу времени массы консументов — это вторичная продукция сообщества. Вторичную продукцию вычисляют отдельно для каждого трофического уровня, так как прирост массы на каждом из них происходит за счет энергии, поступающей с предыдущего.

Гетеротрофы, включаясь в трофические цепи, живут в конечном итоге за счет чистой первичной продукции сообщества.

Недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения имеет следствием накопление в системе мертвого органического вещества, что происходит, например, при заторфовывании болот, зарастании мелководных водоемов, создании больших запасов подстилки в таежных лесах и т.п. Биомасса сообщества с уравновешенным круговоротом веществ остается относительно постоянной, так как практически вся первичная продукция тратится в цепях питания и разложения (тропические леса).

Экосистемы очень разнообразны по относительной скорости создания и расходу как чистой первичной продукции, так и чистой вторичной продукции на каждом трофическом уровне. Однако всем без исключения экосистемам свойственны определенные количественные соотношения первичной и вторичной продукции, получившие название правило пирамиды продукции: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, создаваемой за единицу времени, больше, чем на последующем. Графически это правило часто выражают в виде пирамид, суживающихся кверху и образованных поставленными друг на друга прямоугольниками равной высоты, длина которых определяет масштабы продукции на соответствующих трофических уровнях. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в пищевых цепях.

Скорость создания органического вещества не определяет его суммарные запасы, т. е. общую биомассу всех организмов каждого трофического уровня. Наличная биомасса продуцентов или консументов в конкретных экосистемах зависит от того, как соотносятся между собой темпы накопления органического вещества на определенном трофическом уровне и передачи его на вышестоящий, т.е. насколько сильно выедание образовавшихся запасов. Немаловажную роль при этом играет скорость оборота генераций основных продуцентов и консументов.

В большинстве наземных экосистем действует также правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений оказывается больше, чем биомасса всех фитофагов и травоядных, а масса тех, в свою очередь, превышает массу всех хищников.

В тех трофических цепях, где передача энергии происходит в основном через связь «хищник—жертва», часто выдерживается правило пирамиды чисел: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Это связано с тем, что хищники, как правило, крупнее объектов своего питания и для поддержания биомассы одного хищника нужно несколько или много жертв. Из этого правила могут быть и исключения — те редкие случаи, когда более мелкие хищники живут за счет групповой охоты на крупных животных. Правило пирамиды чисел было подмечено еще в 1927 г. Ч. Элтоном, который отметил также, что оно неприменимо к цепям питания паразитов, размеры которых с каждым звеном уменьшаются, а число особей возрастает.

Все три правила пирамид — продукции, биомассы и чисел — выражают в конечном итоге энергетические отношения в экосистемах, и если первые два проявляются в сообществах с определенной трофической структурой, то последнее (пирамида продукции) имеет универсальный характер.

Знание законов продуктивности экосистем, возможность количественного учета потока энергии имеют чрезвычайное практическое значение. Первичная продукция агроценозов и эксплуатации человеком природных сообществ — основной источник запасов пищи для человечества. Не менее важна и вторичная продукция, получаемая за счет сельскохозяйственных и промышленных животных, так как животные белки включают целый ряд незаменимых для людей аминокислот, которых нет в растительной пище. Точные расчеты потока энергии и масштабов продуктивности экосистем позволяют регулировать в них круговорот веществ таким образом, чтобы добиваться наибольшего выхода выгодной для человека продукции. Кроме того, необходимо хорошо представлять допустимые пределы изъятия растительной и животной биомассы из природных систем, чтобы не подорвать их продуктивность. Подобные расчеты обычно очень сложны из-за методических трудностей и точнее всего выполнимы для более простых водных экосистем.

Закономерный направленный процесс изменения сообществ в результате взаимодействия живых организмов между собой и окружающей их абиотической средой называют сукцессией.

Сукцессия (от лат. сукцессио — преемственность, наследование) — это процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессии лежит неполнота биологического круговорота в данном биоценозе. Каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду, изымая из нее часть веществ и насыщая ее продуктами метаболизма (обмена веществ). При более или менее длительном существовании популяций они меняют свое окружение в неблагоприятную для себя сторону и в результате оказываются вытесненными популяциями других видов, для которых вызванные преобразования среды оказываются экологически выгодными. Таким образом, в сообществе происходит смена господствующих видов. Длительное существование биоценоза возможно лишь в случае климаксового сообщества, где наиболее максимальный поток энергии. Климакс в переводе означает верхняя ступенька лестницы. Для каждой климатической зоны будет свое климаксовое сообщество, например, для нашей зоны это темнохвойная тайга, а на юге Омской области – степная растительность.

В ходе сукцессии на основе конкурентных взаимодействий видов происходит постепенное формирование более устойчивых комбинаций, соответствующих конкретным абиотическим условиям среды.

Различают два виду сукцессий: первичные и вторичные. Первичные это процесс создания климаксового сообщества на лишенном органики субстрате, например на скале. Он начинается с заселения лишайниками скалы и через последовательную смену сообществ приводит к формированию климаксовой растительности. Вторичные сукцессии это восстановление разрушенного климаксового сообщества. Например заброшенные пашни проходят следующую серию сообществ:

Однолетние травы > многолетние травы > кустарники > лиственные леса > хвойные леса. Продолжительность этого процесса в нашей зоне около 150 лет.

Последовательно сменяемые сообщества называют серийными сообществами.

В приготовлении рыбных блюд едва ли можно обойтись без пряно-ароматических растений. Они сообщают рыбе пряный аромат, улучшают вкус и качество. Назначение той или иной пряности индивидуально. С помощью измельченного корневища аира, например, уплотняют мякоть рыбы, улучшают ее аромат и вкус. Анис (растертые семена) в сочетании с другими специями улучшает аромат рыбы и придает ей сладковатый вкус. Базилик камфорный используют для окрашивания поверхности рыбы в золотистый цвет, придания пряного вкуса с легкой горчинкой. Базилик эвгенолъный также окрашивает рыбу в золотистый цвет и сообщает приятный пряный аромат. Порошок душицы обыкновенной придает рыбным блюдам слегка пряный вкус. Иссоп обыкновенный сообщает рыбе интенсивный пряный запах. Кориандр посевной (семена) всегда входит в состав пряных смесей для рыбных блюд, В импортные пряные смеси его добавляют в количестве до 35—40%. Чаще всего в эти смеси входят, кроме кориандра, базилик, перец черный, перец белый, тимьян, тмин, шафран. Любисток аптечный (в виде отвара) улучшает вкус рыбы, сообщает ей пряный аромат, напоминающий запах петрушки, сельдерея, придает кремоватый оттенок. Майоран садовый используют в малых количествах; он придает устойчивый пряный запах и вкус. Мелисса лекарственная (в виде отвара) сообщает блюдам пряный лимонный оттенок. Мята длиннолистая способствует потемнению поверхности рыбы, придает приятный аромат и сладковатый вкус. Тимьян ползучий входит в состав импортных рыбных приправ, сообщает рыбе пряный запах и вкус. Фенхель обыкновенный используют один и в смеси с другими травами. Рыбные блюда получают пряный аромат и сладковатый вкус. Чабер садовый в виде порошка входит в состав импортных приправ. Улучшает вкус и аромат. В отваре шалфея мускатного рыба приобретает пряный вкус и аромат. Эстрагон используют в виде порошка для улучшения вкуса. Разные рыбные блюда традиционно готовят с устоявшимися пряными травами или их смесями. К жареной рыбе подходят анис, базилик, зелень петрушки и укропа, чеснок, чабер, огуречная трава, фенхель, тмин, мускатный цвет, красный сладкий перец, мелисса лекарственная, сладкий и горький миндаль, кресс-салат, кардамон, кориандр, мята перечная. Запекать рыбу лучше с кайенским перцем. В заливное добавляют майоран. Другие морепродукты готовят тоже с пряными травами. Чаще всего употребляют кайенский перец, тмин, тимьян, эстрагон. Пряные травы для рыбных блюд употребляют в сыром и сушеном виде. Сырые измельчают, шинкуют, а сушеные подвергают тонкому помолу (корень аира, дягиля, лавровый лист и ряд других трав). Корни петрушки, лук, чеснок — шинкуют. Наиболее часто для приготовления рыбы используют пряную смесь, состоящую из петрушки (листья) — 1 столовая ложка; сельдерея (листья и корни) — 1 столовая ложка; чабра садового — 1 чайная ложка; фенхеля (семена) -0,5 чайной ложки; лаврового листа — 2 шт; перца горошком — 1 шт.