совместное существование организмов в фитоценозах обусловливает многочисленные способы их взаимодействия друг с другом. наиболее простые из них отличаются контактами, не , а наиболее сложные, наоборот, сопро передачей вещества и энергии от одного организма к другому. первые (синэкия) выражаются в механическом трении организмов (охлестывание листьев и ветвей, опора лиан на деревья и т. вторые являются преимущественно пищевыми, или трофическими, отношениями.
интенсивное развитие жизни на нашей планете стало возможным совместной жизни организмов, взаимно обусловливающих существование друг друга. эта особенность мира растений и животных хорошо известна. заключается она в способности автотрофных («самопитающихся») организмов синтезировать из простых веществ сложные органические вещества с высокими запасами энергии и в приспособленности гетеротрофных («иначе питающихся») организмов использовать для своего существования высококалорийные органические вещества, синтезированные другими организмами. одни в этом случае используют органические вещества живых организмов — биотрофы, другие — лишь : их мертвые ткани или вещества этих тканей — сапротроф ы. эволюция .сделала чрезвычайно разнообразными и сложными эти трофические (пищевые) взаимоотношения.
питание организмов сопровождается внутриклеточной ассимиляцией, т. е. частичным превращением поступивших веществ в специфические вещества самого организма, а также диссимиляцией, т. е. исключением части веществ из состава клеток организма, в частности в связи с расщеплением этих веществ и выделением энергии, необходимой для окислительно-восстановительных реакций (с частичной ее потерей — энтропией — при дыхании). тот и другой процесс имеют отношение не только к самим организмам, но, совершаясь как обмен веществ со средой, относятся и к изменению фитоценотической среды, к поддержанию ее (продуктами жизнедеятельности и потреблением некоторых элементов пищи) на некотором уровне.
рассмотрим названные выше группы организмов (автотрофных, биотрофных и сапротрофных), так как это позволит нам более широко подойти и лучше понять организацию жизни фитоценозов, в частности регуляцию многих биоценотических процессов.
автотрофы делятся на две части. первые из них — фотоавтотрофы — осуществляют питание, синтезируя органические вещества с использованием солнечной энергии, т. е. путем реакций, или фотосинтеза. растения имеют для этого целый ряд активных пигментов (магний-производных порфирина) — хлорофиллы а, b, с, фикоэритрин, фикоцианин, каротины, бактериохлорофиллы и пр. в связи с этим различные группы растений используют солнечный свет в разных диапазонах спектра, но в общем от 420 до 1020 нм. особенно широк диапазон у бактериохлорофилла а, распространяющийся и на невидимую человеческим глазом инфракрасную часть спектра.
механизм использования света заключается в поглощении пигментами квантов света, что приводит к перемещению электронов на более удаленную орбиту атомов. при происходящих с различных ферментов реакциях синтеза электроны возвращаются на внутренние орбиты, отдавая приобретенную энергию синтезируемым органическим веществам. в количественном выражении (для хлорофилла а) этот процесс выражается как со2+н2о+112 ккал—(сн2о)+о2.
вторая часть организмов автотрофного питания — хемоавтотрофы — использует энергию окисления минеральных соединений азота, водорода, серы и железа, что позволяет и им синтезировать сложные органические (содержащие углерод) вещества из простых неорганических веществ. при этом источником углерода, как и у фотоавтотрофов, является углекислый газ. важное значение в фитоценозах имеют, в частности, нитрофицирующие бактерии, особенно из родов nitrosoоmonas и nitrobacter. первые с ферментов окисляют аммоний или аммиак до азотистой кислоты, причем при окислении молекулы nh4 электрон перемещается на кислород с освобождением энергии, используемой на синтез углеводов; вторые с несколько меньшим энергетическим эффектом окисляют азотистую кислоту до азотной. в количественном отношении это выражается так: nh4+3/2o2 = no2+h2o+2h+65,9 ккал; no2+1/2o2=no3+18,1 ккал.
подобным образом осуществляют свое питание водородные бактерии (ряд видов pseudomonas),виды серобактерий (thiobacillus thiooxidans) и железобактерий (thiobacillus ferоrooxidans).
нужно помнить, что в каждом фитоценозе первичная биомасса, т. е. масса автотрофов, создается не только одними зелеными растениями, но в какой-то степени и хемоавтотрофныоми бактериями.
все автотрофные организмы из-за их продуцирующей деятельности часто называются продуцентами.
Популярные вопросы