Лабораторная работа «Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)».

Лабораторная работа № 4 «Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)»

Цель: на примере искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий окружающей среды.

Ход работы.

1. Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума.

2. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты).

3. Составьте пищевые цепи в аквариуме.

4. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если:

• падают прямые солнечные лучи;

• в аквариуме обитает большое количество рыб.

Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.

Аквариум как модель экосистемы

Аквариум – это маленькая экосистема, которая обладает всеми признаками экосистемы. Несмотря на то, что она искусственная, то есть создана с помощью человека, на ее примере легко проследить основные биологические и экологические закономерности. Аквариум как экосистема – простая и понятная модель.

Экосистема, по определению, является единством среды обитания и живых организмов. Внутри экосистемы каждый организм выполняет свою биологическую роль, поддерживая общее равновесие системы и участвуя в круговороте веществ.

Экологические группы организмов

 Существует три основных группы организмов:

Продуценты – производители.

Консументы – потребители.

Редуценты – разрушители.

Производители – это, преимущественно, растительные организмы. Сюда же можно отнести некоторые виды цианобактерий. Производители создают органическое вещество.

Вторая группа – это потребители. Сюда относятся практические все животные, которые едят растения или других животных. Те, кто поедает растительную пищу, называются консументами первого порядка. Их поедают консументы второго порядка, и так далее. Обычно аквариумисты не держат потребителей второго порядка вместе с растительноядными – мало кому хочется, чтобы рыбы поедали друг друга.

Разрушители – это в большинстве своем грибы и бактерии. Кроме них, к разрушителям в аквариуме можно отнести улиток и сомов, которые чистят стены. Разрушители необходимы для переработки отработанной и мертвой органики. Если бы их не существовало, то вода быстро загрязнялась.

На первый взгляд может показаться, что экосистема аквариума мало чем отличается от естественного водоема. Ведь сам аквариум — это своеобразная небольшая копия закрытого водоема, предназначенного для содержания и разведения рыбок и растений. Жизнь в нем протекает по схожим биологическим процессам. Только аквариум — маленькая искусственная экосистема. В ней степень воздействия абиотических компонентов (температура, свет, жесткость воды, pH и других) на биотические компоненты уравновешивается человеком. Он же поддерживает в аквариуме всю необходимую жизнедеятельность, продолжительность которой во многом зависит от опыта аквариумиста, его умения управлять равновесием среды. Однако даже при грамотном уходе она периодически приходит в упадок, и человеку предстоит терпеливо устраивать ее заново в комнатном водоеме.

Причинные факторы

Экосистема аквариума зависит от возраста ее водной среды. Она проходит этапы становления, молодости, зрелости и деградации. Нарушения равновесия в экосистеме выдерживают немногие растения, а рыбы перестают размножаться.

Немалую роль играет и величина аквариума. От его объема напрямую зависит продолжительность жизни среды. Это подобно экосистеме в природе. Известно, что чем больше объем водоема, тем больше у него устойчивость к нарушениям необходимого равновесия. В аквариуме до 200 литров нетрудно сформировать среду обитания, близкую к естественной, однако значительно труднее нарушить в ней баланс своими неумелыми действиями.

Аквариум — маленькая искусственная экосистема, структура которой мало отличается от природной. Составляющими экосистемы являются биотоп и биоценоз. В аквариуме неорганической природой (биотопом) служит вода, грунт, их свойства. Она же включает в себя объем пространства водной среды, ее подвижность, температуру, освещенность и другие параметры. Необходимые свойства среды обитания создаются и поддерживаются человеком. Он кормит обитателей аквариума, заботится о чистоте грунта и воды. Тем самым создает лишь модель экосистемы. В природе она замкнута и независима.

Местообитание в водоеме каждого вида также имеет немалое значение. Все они должны найти себе подходящее пристанище. Нельзя перенасыщать аквариум, чтобы не привести к деградации других видов. Так, плавающие растения, разрастаясь, перекрывают свет растущим ниже водорослям, нехватка укрытий на дне и мест обитания для донных видов рыб приводят к стычкам и к гибели более слабых особей.