Круговорот веществ и превращение энергии. Круговорот веществ и превращения энергии в экосистемах. Биосфера. Как же осуществляется энергетический обмен в экосистемах

Цепи питания. В процессе круговорота веществ энергия, содержащаяся в одних организмах, потребляется другими организмами. Перенос энергии и пищи от ее источника - автотрофов (продуцентов) через ряд организмов происходит по пищевой цепи путем поедания одних организмов другими. Пищевая цепь - это ряд видов или их групп, каждое предыдущее звено в котором служит пищей для следующего. Число звеньев в ней может быть различным, но обычно их бывает 3 - 5.

Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищная цепь, которая начинается с зеленого растения и идет далее к пасущимся растительноядным животным (т.е. к организмам, поедающим живые растительные клетки и ткани) и к хищникам (организмам, поедающим животных), и детритная цепь (детрит - продукт распада, от лат. deterere - изнашиваться), которая от мертвого органического вещества идет к микроорганизмам, а затем к детритофагам (организмам, поедающим детрит) и хищникам. Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются друг с другом, образуя так называемые пищевые сети. Пищевая сеть - условное образное обозначение трофических взаимоотношений консументов, продуцентов и редуцентов в сообществе (рис. 6.1)

В сложных природных сообществах организмы, получающие энергию от Солнца через одинаковое число посредников (ступеней), считаются принадлежащими к одному трофическому уровню. Трофический уровень - совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца и химических реакций (от автотрофов) через одинаковое число посредников трофической цепи, т.е. занимающих определенное положение в общей цепи питания. Первый трофический уровень (I) занимают автотрофы - зеленые растения (продуценты), второй (II) - травоядные (консументы первого порядка), третий (III) - первичные хищники, поедающие травоядных животных (консументы второго порядка), четвертый (IV) - вторичные хищники (консументы третьего порядка), питающиеся более слабыми хищниками. Эта трофическая классификация относится к функциям, но не к видам как таковым. Группа особей одного вида может занимать один или несколько трофических уровней, исходя из того, какие источники пищи она использует. Замыкают этот биологический круговорот, как правило, редуценты, разлагающие органические остатки.

При переходе к каждому последующему звену пищевой цепи большая часть (80 - 90 %) пригодной для использования потенциальной энергии теряется, переходя в теплоту. Продукция каждого последующего уровня примерно в 10 раз меньше предыдущего. Поэтому чем короче пищевая цепь (чем ближе организм к ее началу), тем больше количество энергии, доступной для группы данных организмов. В среднем лишь около 10 % биомассы и заключенной в ней энергии переходит с каждого уровня на следующий. В силу этого суммарная биомасса, продукция и энергия, а часто и численность особей прогрессивно уменьшаются по мере восхождения по трофическим уровням (рис. 6.2). Эта закономерность сформулирована в 1927 г. американским зоологом Чарлзом Элтоном в виде правила экологических пирамид - графических моделей, отображающих трофическую структуру. Выделяют три основных типа экологических пирамид: пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов по трофическим цепям; пирамида биомасс показывает соотношение продуцентов, консументов и редуцентов в экосистеме, выраженное в их массе; пирамида энергии отражает силу потока энергии через последовательные трофические уровни, т.е. эта пирамида отражает скорость прохождения массы пищи через трофическую цепь.

Эти основные типы экологической пирамиды показывают закономерное понижение всех показателей с повышением трофического уровня живых организмов. На каждом трофическом уровне потребленная пища ассимилируется не полностью, так как значительная ее часть теряется, тратится на обмен веществ, поэтому продукция организмов каждого предыдущего уровня всегда меньше последующего. В связи с этим в наземных экосистемах масса продуцентов (на единицу площади и абсолютно) больше, чем консументов; коысументов первого порядка больше, чем консументов второго порядка, и т.д. Поэтому графическая модель имеет вид пирамиды (рис. 6.3). Однако зачастую в некоторых водных экосистемах, отличающихся исключительно высокой биологической продуктивностью продуцентов, пирамида биомасс может быть обращенной, когда биомасса продуцентов оказывается меньшей, чем консументов, а иногда и редуцентов. Например, в океане при довольно высокой продуктивности фитопланктона общая масса его в данный момент может быть меньше, чем у потребителей - консументов (киты, крупные рыбы, моллюски).

В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой . Организованная в экосистемы жизнь на Земле продолжается уже миллионы лет, не прерываясь. Экосистемы бывают разных масштабов, наземные и водные: пруд с его обитателями, озеро, море, океан, небольшой лес, целая тайга, степь, пустыня – все это природные экосистемы. Аквариум, сад, пшеничное поле – экосистемы, созданные человеком.

Наземные экосистемы, связанные с участками однородной растительности, называют биогеоценозами . Таковы, например, ельник кисличный, ельник зеленомошный, березняк разнотравный, сфагновое болото, луг, ковыльная степь и т.п.

В названии "биогеоценоз" подчеркивается тесная взаимосвязь ("ценоз") живых ("био–") и неживых ("гео–") компонентов на определенном участке земной поверхности. Учение о биогеоценозе и сам термин создал крупный российский ученый–ботаник В.Н.Сукачев.

Экосистем на Земле очень много. Существенным свойством каждой из них является круговорот веществ и потоки энергии .из-за большой роли живых организмов круговорот веществ в экосистемах часто называют биологическим круговоротом веществ .

Биологический круговорот веществ является главным условием существования экосистемы.

Круговорот веществ в биогеоценозе осуществляется благодаря наличию в нем четырех неотъемлемых компонентов

- Назовите неотъемлемые компоненты биогеоценоза .

1) абиотического компонента (запаса биогенных веществ и солнечной энергии); 2) продуцентов (создающих органическое вещество); 3) консументов (потребляющих органическое вещество); 4) редуцентов (разлагающих мертвое органическое вещество).

Энергия, химические вещества и организмы связаны между собой потоками энергии и круговоротом веществ

От чего зависит устойчивость экосистемы?

(Биогеоценозы (экосистемы) устойчивы лишь в том случае, когда все четыре компонента, входящие в их состав, поддерживают круговорот веществ достаточно полно.)

Круговорот веществ поддерживается в биогеоценозах (экосистемах) постоянным притоком все новых и новых порций энергии. Хотя по закону сохранения энергии она не исчезает бесследно, а лишь переходит из одной формы в другую, круговорота энергии в экосистемах быть не может. Расходуясь на жизнедеятельность организмов, усвоенная ими энергия постепенно переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, деятельность экосистемы напоминает круговое вращение мельничного колеса (круговорот веществ) в потоке быстротекущей воды (поток энергии).

Одна и та же порция вещества и заключенная в нем энергия не могут бесконечно передаваться по сложной сети питания, связывающей организмы в биогеоценозе. На самом деле трофическая сеть состоит из переплетения коротких пищевых (трофических) цепей – последовательного ряда питающихся друг другом организмов, в котором можно проследить расходование первоначальной порции энергии. Каждое звено ряда называют трофическим уровнем .

Каково значение пищевых связей? (Пищевые связи между организмами играют важную роль. Во–первых, они обеспечивают передачу органического вещества и заключенной в нем энергии от одного организма к другому. Вместе, таким образом, уживаются виды, которые поддерживают жизнь друг друга. Во–вторых, пищевые связи служат механизмом регуляции численности популяций в природе. Пищевые отношения между организмами стоят заслоном на пути чрезмерного размножения отдельных видов, что делает природные сообщества более устойчивыми и стабильными.

Круговорот веществ и энергии в экосистемах обусловлен жизнедеятельностью организмов и является необходимым условием их существования. Круговороты не замкнуты, поэтому химические элементы накапливаются во внешней среде и в организмах.

Углерод поглощается растениями в процессе фотосинтеза и выделяется организмами в процессе дыхания. Он так же накапливается в среде в виде топливных ископаемых, а в организмах в виде запасов органических веществ.

Азот превращается в соли аммония и нитраты в результате деятельности азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий. Затем, после использования соединений азота организмами и денитрификации редуцентами азот возвращается в атмосферу.

Сера находится в виде сульфидов и свободной серы в составе морских осадочных пород и почвы. Превращаясь в сульфаты, в результате окисления серобактериями, она включается в ткани растений, затем вместе с остатками их органических соединений подвергается воздействию анаэробных редуцентов. Образовавшийся в результате их деятельности сероводород снова окисляется серобактериями.

Фосфор содержится в составе фосфатов горных пород, в пресноводных и океанических отложениях, в почвах. В результате эрозии фосфаты вымываются и, в кислой среде переходят в растворимое состояние с образованием фосфорной кислоты, которая усваивается растениями. В тканях животных фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, костей. В результате разложения редуцентами остатков органических соединений, он снова возвращается в почвы, а затем в растения.

Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле. Эволюция биосферы

Существуют два определения биосферы.

Первое определение. Биосфера – это населенная часть геологической оболочки Земли.

Второе определение. Биосфера – это часть геологической оболочки Земли, свойства которой определяется активностью живых организмов.

Второе определение охватывает более широкое пространство: ведь образовавшийся в результате фотосинтеза атмосферный кислород распределен по всей атмосфере и присутствует там, где нет живых организмов. Биосфера в первом смысле состоит из литосферы, гидросферы и нижних слоев атмосферы – тропосферы . Пределы биосферы ограничены озоновым экраном, находящимся на высоте 20 км, и нижней границей, находящейся на глубине около 4 км.

Биосфера во втором смысле включает всю атмосферу. Учение о биосфере и ее функциях разработал академик В.И. Вернадский. Биосфера – это область распространения жизни на Земле, включающая живое вещество (вещество, входящее в состав живых организмов), биокосное вещество, т.е. вещество, не входящее в состав живых организмов, но формирующееся за счет их активности (почва, природные воды, воздух), косное вещество, формирующееся без участия живых организмов.

Живое вещество, составляющее мене 0,001% массы биосферы, является наиболее активной частью биосферы. В биосфере происходит постоянная миграция веществ, как биогенного, так и абиогенного происхождения, в котором живые организмы играют основную роль. Круговорот веществ определяет устойчивость биосферы.

Основным источником энергии для поддержания жизни в биосфере является Солнце. Его энергия преобразуется в энергию органических соединений в результате фотосинтетических процессов, происходящих в фототрофных организмах. Энергия накапливается в химических связях органических соединений, служащих пищей растительноядным и плотоядным животным. Органические вещества пищи разлагаются в процессе обмена веществ и выводятся из организма. Выделенные или отмершие остатки разлагаются бактериям, грибами и некоторыми другими организмами. Образовавшиеся химические соединения и элементы вовлекаются в круговорот веществ. Биосфера нуждается в постоянном притоке внешней энергии, т.к. вся химическая энергия превращается в тепловую.

Функции биосферы. Газовая – выделение и поглощение кислорода и углекислого газа, восстановление азота. Концентрационная – накопление организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде. Окислительно-восстановительная – окисление и восстановление веществ в ходе фотосинтеза и энергетического обмена. Биохимическая – реализуется в процессе обмена веществ. Энергетическая – связана с использованием и преобразованием энергии.

В результате биологическая и геологическая эволюции происходят одновременно и тесно взаимосвязаны. Геохимическая эволюция происходит под влиянием биологической эволюции.

Масса всего живого вещества биосферы составляет ее биомассу, равную примерно

2,4 × 10 12 т.

Организмы, населяющие сушу, составляют 99,87% от общей биомассы, биомасса океана –

0, 13%. Количество биомассы увеличивается от полюсов к экватору. Биомасса (Б) характеризуется:

– своей продуктивностью – приростом вещества, приходящегося на единицу площади (П);

– скоростью воспроизведения – отношением продукции к биомассе за единицу времени (П/Б).

Самыми продуктивными являются тропические и субтропические леса.

Часть биосферы, находящуюся под влиянием активной деятельности человека, называется ноосферой – сферой человеческого разума. Термин обозначает разумное влияние человека на биосферу в современную эпоху научно-технического прогресса. Однако, чаще всего, это влияние губительно для биосферы, что в свою очередь губительно для человечества.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Главная особенность биосферы:

1) наличие в ней живых организмов

2) наличие в ней неживых компонентов, переработанных живыми организмами

3) круговорот веществ, управляемый живыми организмами

4) связывание солнечной энергии живыми организмами

А2. Залежи нефти, каменного угля, торфа образовались в процессе круговорота:

1) кислорода

2) углерода

4) водорода

А3. Найдите неверное утверждение. Невосполнимые природные ресурсы, образовавшиеся в процессе круговорота углерода в биосфере:

2) горючий газ

3) каменный уголь

4) торф и древесина

А4. Бактерии, расщепляющие мочевину до ионов аммония и углекислого газа, принимают участие в круговороте

1) кислорода и водорода

2) азота и углерода

3) фосфора и серы

4) кислорода и углерода

А5. В основе круговорота веществ лежат такие процессы, как

1) расселение видов 3) фотосинтез и дыхание

2) мутации 4) естественный отбор

А6. Клубеньковые бактерии включают в круговорот

1) фосфор 3) углерод

2) азот 4) кислород

А7. Солнечная энергия улавливается

1) продуцентами

2) консументами первого порядка

3) консументами второго порядка

4) редуцентами

А8. Усилению парникового эффекта, по мнению ученых, в наибольшей степени способствует:

1) углекислый газ 3) двуокись азота

2) пропан 4) озон

А9. Озон, который образует озоновый экран, формируется в:

1) гидросфере

2) атмосфере

3) в земной коре

4) в мантии Земли

А10. Наибольшее количество видов находится в экосистемах:

1) вечнозеленых лесов умеренного пояса

2) влажных тропических лесов

3) листопадных лесов умеренного пояса

Круговорот веществ и превращения энер­гии - необходимое условие существования любой экосистемы. Перенос веществ и энергии в цепях пи­тания в экосистеме.

1. Экосистема - совокупность живых организ­мов разных видов, связанных между собой и с ком­понентами неживой природы обменом веществ и превращениями энергии на определенном участке биосферы.

2. Структура экосистемы:

Видовая - число обитающих в экосистеме ви­дов и соотношение их численности. Пример: произ­растание в хвойном лесу около 30 видов растений, в дубовом лесу - 40-50 видов, на лугу - 30­-50 видов, во влажном тропическом лесу - свыше 100 видов;

Пространственная - размещение организмов в вертикальном (ярусность) и горизонтальном (мозаичность) направлениях. Примеры: наличие в широ­колиственном лесу 5-6 ярусов; различия в составе растений на опушке и в чаще леса, на сухих и ув­лажненных участках.

3. Компоненты сообщества: абиотические и би­отические. Абиотические компоненты неживой при­роды - свет, давление, влажность, ветер, рельеф, со­став почвы и др. Биотические компоненты: организ­мы - производители, потребители и разрушители.

4. Производители - растения и некоторые бак­терии, создающие органические вещества из неор­ганических с использованием энергии солнечного света.

6. Разрушители - грибы и некоторые бакте­рии, разрушающие органические вещества до неор­ганических, питающиеся трупами, растительными остатками.

7. Устойчивость экосистем. Зависимость ус­тойчивости экосистем от числа обитающих в них ви­дов и длины цепей питания: чем больше видов, це­пей питания, тем устойчивее экосистема от кругово­рота веществ.

Многообразие пресмыкающихся, их приспособленность к наземному образу жизни. Объясните, почему они утратили свое господствующее положение на Земле. Назовите вымерших пресмыкающихся, обоснуйте причины их вымирания.

Родословная пресмыкающихся. Около 300 млн. лет назад на Земле появились первые земноводные. Однако уже в конце этого периода и далее климат стал опять сухим, и потомки первых земно­водных стали развиваться по двум направлениям. Одни так и оста­лись около воды и превратились в современных земноводных. Дру­гие, наоборот, стали приспособляться к сухому климату и превра­тились в пресмыкающихся.

Какие же у них произошли изменения? Прежде всего, на яйцах появилась плотная оболочка , так что их можно было откладывать на суше. Кроме того, пресмыкающиеся стали откладывать крупные яйца, с большим количеством желтка . Развитие зародыша удлини­лось,

но зато вылупляться стала не беспомощная личинка, а вполне сформированное животное , отличающееся от взрослого только меньшей величиной, уже вполне приспособленное к условиям жизни на суше.

Взрослые пресмыкающиеся также приобрели необходимые для жизни на суше изменения. У них образовал ась плотная орогове­вшая кожа , препятствующая испарению. Через такую кожу не про­ходит кислород. Поэтому изменились легкие: они приобрели яче­истое строение, то есть сильно увеличилась их рабочая поверх­ность. Кроме того, появились ребра, образовалась грудная клетка, а процесс дыхания стал активным путем расширения и сжатия грудной клетки. В желудочке сердца появилась перегородка , хотя и не совсем полная, так что частично кровь в нем смешивается. Раз­деление венозной и артериальной крови у пресмыкающихся го­раздо более совершенное, чем у земноводных. Однако они остаются холоднокровными животными, температура их тела зави­сит от температуры окружающей среды..

В скелете наряду с появлением ребер сильно удлинился шейный отдел и голова стала более подвижной. При схватывании добычи пресмыкающиеся не поворачиваются всем телом, как это делают рыбы и земноводные, а поворачивают только голову. Усовер­шенствовались и органы чувств. Особо надо отметить усовершенствование головного мозга . В связи с более разнообразными движе­ниями увеличился мозжечок, отвечающий за согласованность дви­жений. Более сложное строение имеют головной мозг и органы чувств, а также поведение пресмыкающихся по сравнению с земно­водными.

Расцвет и вымирание древних пресмыкающихся . Итак, пресмыкающиеся стали гораздо более активными и, не боясь отойти от воды, широко расселились по Земле (рис.101). Постепенно среди них образовалось множество видов: Особенно характерно для этого времени появление гигантских пресмыкающихся. Так, некоторые динозавры ("ужасные ящеры") были длиной до 30 м и массой до 50 т - самые крупные из наземных позвоночных, когда­-либо существовавших на Земле. Такие гиганты вынуждены были даже опять вернуться к полуводному образу жизни - в воде их масса уменьшается. Они бродили по мелководьям и питались при­брежными и водными растениями, доставая их с помощью длинной шеи. Были тогда и хищники, тоже очень крупные, длиной до 10 м. Некоторые жившие тогда пресмыкающиеся даже пол­ностью вернулись к водному образу жизни, хотя и не утратили ле­гочного дыхания. Таков, например, был ихтиозавр, или рыбоящер, по форме очень похожий на современного дельфина. Наконец, были и летающие ящеры - птеродактили.

Таким образом, пресмыкающиеся освоили все среды оби­тания - наземную, водную и воздушную. Они образовали множе­ство видов и стали господствующими животными на Земле.

Но 70-90 млн. лет назад климат на большей части Земли резко изменился, стал холодным. В то же время стало больше разнооб­разных видов теплокровных млеко питающих - конкурентов пресмыкающихся. Это и привело к тому, что большинство пресмы­кающихся, в первую очередь все гигантские формы, вымерли, по­скольку гиганты не могут прятаться в укрытия на зимовку. До на­ших дней сохранились немногие пресмыкающиеся - черепахи, крокодилы, ящерицы и змеи. Кстати, и среди них самые крупные встречаются лишь в теплых странах и ведут водный или полу­водный образ жизни.

3. Дайте научное обоснование факторов, сохраняющих и разрушающих здоровье человека. Вредные и полезные привычки, их влияние на состояние здоровья. Объясните, почему в последнее время становится престижным вести здоровый образ жизни.

1. Здоровье, его значение для жизни и деятель­ности человека, развития общества. Здоровье чело­века как его физическое, психическое и социальное благополучие, одна из основных жизненных ценнос­тей, важнейший социальный и экономический фак­тор. Задача каждого человека - научиться его со­хранять.

2. Факторы, сохраняющие здоровье . Общение с природой как средство для снятия нервно-эмоци­ональных нагрузок, восстановления сил и душевно­го равновесия человека. Влияние социальной и при­родной среды. Роль личной и общественной гиги­ены, рационального режима дня в сохранении здоровья. Значение двигательной активности, чере­дования умственного и физического труда в повы­шении работоспособности человека, в активизации защитно-приспособительных реакций организма (выделение биологически активных веществ в тка­нях и органах, иммунные и воспалительные реак­ции организма, повышение активности централь­ной нервной системы, самоочистительные функции кожи и др.). Соблюдение режима дня, труда и отды­ха, чередование умственного и физического труда, гигиена сна, дыхания, умеренное полноценное пи­тание - важнейшие факторы сохранения здоровья, нарушение обмена веществ и появление многих за­болеваний вследствие недостаточного питания или переедания. Закаливание организма как основа по­вышения устойчивости к простуде, инфекциям, физическим и нервным перегрузкам. Предупреждение глистных, желудочно-кишечных, сердечно-сосудис­тых заболеваний, воздушно-капельных инфекций, заболеваний мочевыделительной системы, кожи, ВИЧ-инфекции, нарушения зрения и слуха, трав­матизма.

3. Факторы, нарушающие здоровье: инфекции, переохлаждение и перегревание организма, непра­вильное питание, малоподвижный образ жизни, травмы, употребление алкоголя, наркотиков, куре­ние, различного рода облучения, в том числе ульт­рафиолетовыми и рентгеновскими лучами, умствен­ное и физическое перенапряжение, избыточный производственный и бытовой шум, недостаточный сон, неполноценный отдых.

- Вредные привычки, связанные с употребле­нием веществ, которые оказывают на человека одурманивающее действие, вызывая состояние эй­фории (в переводе «повышенно радостное настро­ение»): токсикомания, курение, алкоголизм, нарко­мания.

- Употребление токсичных веществ - ток­сикомания. Токсические вещества, пагубно влияю­щие на организм человека и вызывающие привыка­ние к ним: табак, вещества хозяйственно-бытового назначения (например, бензин, ацетон, синтетиче­ские моющие средства) и другие средства наркоти­ческого действия, в том числе лекарственные. Воз­можные последствия использования токсических веществ подростками даже при первом употребле­нии: сильная головная боль, тошнота, рвота, одыш­ка, учащенное сердцебиение, усиленное потоотде­ление, резкое падение кровяного давления, гал­люцинации, аллергические реакции у аллергиков, в тяжелых случаях острая кислородная недоста­точность в клетках головного мозга и сердечной мышце.

- Последствия многократного и длительного употребления крепкого чая и кофе в связи с нали­чием в них активного вещества - кофеина: наруше­ние сна, потеря аппетита, желудочно-кишечные расстройства, нарушение ритма сердечных сокраще­ний, привыкание к токсическим веществам, кото­рое может при постоянном употреблении перерасти в физическую и психическую зависимость от них.

- Курение, его отрицательное воздействие па организм. В составе табака около 300 веществ, большинство из них вредно для здоровья: никотин, канцерогенные вещества (т. е. вызывающие злока­чественные опухоли), тяжелые металлы и др. Попадание этих веществ при курении в табачный дым, содержание в нем ядовитых газов (сероводорода, угарного и углекислого газа), синильной

кислоты и других вредных для организма веществ. Постепенное­ формирование физической зависимости от таба­кокурения. Отрицательное воздействие табачного дыма на курильщиков и людей, находящихся с ни­ми в одном помещении.

Появление у курильщиков утреннего кашля, бо­лей в области сердца, желудка, головных болей, потливости, колебаний артериального давления; по­теря сна, аппетита; спазмы сосудов, нервозности. Влияние табачного дыма на легочную ткань: потеря ее эластичности, нарушение ферментативных про­цессов, происходящих в легких. Возможное разви­тие тяжелых заболеваний: хронического бронхита, инфаркта сердца, рака и др.

Осложнения во время беременности и родов у ку­рящих женщин, увеличение вероятности рожде­ния у них детей с патологическими, изменениями (с врожденными пороками сердца, с различными формами эпилепсии, «заячьей» губой и др.). Пере­дача вредных веществ ребенку с молоком матери.

- Алкоголизм. Отравляющее действие алкого­ля на центральную нервную систему, процессы тор­можения в ней, что приводит к снижению само­контроля, самообладания, появлению несдержан­ности, самонадеянности, развязности. Снижение у алкоголиков умственной и физической работо­способности, ухудшение координации движений, ослабление умственных способностей, деградация личности.

Под влиянием алкоголя перерождение клеток пе­чени, образование язвы, рака желудка, заболеваний других внутренних органов.

Развитие в результате привыкания к алкоголю хронического заболевания - алкоголизма. Его симп­томы: дрожание рук, а иногда и всего тела, психиче­ское возбуждение, страхи, потеря памяти, нарушение функций жизненно важных органов, повышен­ное влечение к спиртным напиткам, потеря чувства меры при их употреблении. На"последних" стадиях развития заболевания включение алкоголя в обмен веществ. Отставание в физическом и умственном раз­витии детей алкоголиков.

- Наркомания - болезненное влечение к веще­ствам, обладающим наркотическим действием. 3а­прещение законом распространения наиболее опас­ных наркогенных веществ (опиум, гашиш, героин и др.). Быстрое развитие (иногда после 2-3 прие­мов) физической и психической зависимости от наркогенных веществ. Тяжелое состояние - «лом­ка» (болезненность мышц, суставов, озноб, голов­ная боль, слабость и др.) при их отсутствии. Соци­альная опасность наркомании, способность челове­ка на любые действия, даже тяжелые преступления для получения наркотиков. Необходимость соци­альной и медицинской помощи для лечения нарко­мании.

Человек, ведущий здоровый образ жизни, испытывает наслаждение от жизни, успешен в достижении целей. Пользуется авторитетом у окружающих, меньше подвержен заболеваниям, т.к. иммунная система сильная. Имеет здоровое потомство.

Любое сообщество можно представить в виде пищевой сети, в которой сложно переплетены многочисленные пищевые цепи. По пищевым цепям происходит передача веществ и энергии в экосистеме от звена к звену. Каждое звено в цепи питания называют трофическим (от греч. trofo — питание ) уровнем.

Первый трофический уровень составляют продуценты, автотрофные организмы — растения и некоторые бактерии. В основном растения создают органические вещества из неорганических за счет использования энергии солнечного света (фотосинтез ), а бактерии — за счет энергии химических реакций окисления минеральных веществ (хемосинтез ).

Второй трофический уровень составляют растительноядные животные — консументы. Третий уровень — плотоядные животные (хищники ), четвертый уровень — животные, поедающие других плотоядных, и т. д. Многих животных невозможно отнести к одному уровню, так как они всеядны, могут получать энергию с нескольких разных трофических уровней Все консументы и редуценты — гетеротрофные организмы.
Разнообразные вещества и энергия перемещаются от одного трофического уровня к другому по цепям питания по мере поедания одних организмов другими, претерпевая многочисленные превращения На конечном этапе редуценты полностью разрушают органические вещества, превращают их в минеральные Подобные последовательные превращения веществ в экосистемах называют круговоротом. При этом вещества используются в круговороте многократно, а энергия — только один раз.

Значит, существование всех экосистем зависит от постоянного притока энергии извне.

Как же осуществляется энергетический обмен в экосистемах?

Всем организмам необходима энергия, а единственным источником практически всей энергии на Земле является Солнце.

Однако только 1% световой энергии Солнца улавливается растениями в процессе фотосинтеза и запасается в виде химической энергии, а 99% теряется в виде тепла и расходуется на испарение Запасенная растениями энергия передается от одного трофического уровня к другому по пищевым цепям Не вся энергия, содержащаяся в пище, переходит к организму, занимающему более высокий трофический уровень, например к хищнику. Часть энергии теряется во время превращения веществ пищи в молекулы тела хищника, а часть проходит через кишечный тракт хищника в неизменном виде.

Полученная организмом пища с заключенной в ней энергией расходуется двояким образом Большая ее часть используется на поддержание процессов жизнедеятельности клеток. Энергетические затраты на поддержание всех метаболических процессов называют тратой на дыхание. Меньшая часть усвоенной пищи идет на рост организма или откладывается в виде запасных питательных веществ. Таким образом, большая часть энергии (около 90%) при переходе с одного трофического уровня на другой теряется.

Если калорийность растительной пищи 1000 Дж, то при поедании ее раститель ноядным животным в теле последнего сохраняется всего 100 Дж, в теле хищника — 10 Дж.

Этот факт объясняет небольшую длину пищевых цепей, которые обычно состоят из 4-5 звеньев.

Энергия может быть восполнена только за счет ее поступления извне Без притока энергии в экосистемах не может быть круговорота веществ, они функционируют за счет непрерывного притока энергии, поступающей из окружающей среды.
Одним из способов выражения энергетической структуры сообщества является пирамида энергии, которая никогда не может быть перевернутой (то есть ее верхушка не может быть шире основания), так как поток энергии через трофические уровни всегда уменьшается от первого звена к последнему.