Obieg materii i przepływ energii

Playlista:Ekologia

Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Facebook YouTube

Z tego filmu dowiesz się:

  • jaki jest obieg materii w ekosystemie,
  • na czym polega przepływ energii przez ekosystem.

Podstawa programowa

Autorzy i materiały

Wiedza niezbędna do zrozumienia tematu

Aby w pełni zrozumieć materiał zawarty w tej playliście, upewnij się, że masz opanowane poniższe zagadnienia.

Udostępnianie w zewnętrznych narzędziach

Korzystając z poniższych funkcjonalności możesz dodać ten zasób do swoich narzędzi.

Kliknij w ikonkę, aby udostępnić ten zasób

Kliknij w ikonkę, aby skopiować link do tego zasobu

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.
Zdarzyło ci się, że mewa albo inny nadmorski ptaszek narobił ci na kurtkę, albo na parapet? Zanim następnym razem rzucisz obraźliwym słowem, pomyśl kupa morskich ptaków to praktycznie jedyny sposób zwracania na ląd fosforu jednego z niezbędnych do życia pierwiastków. Jego podstawowe źródło to skały zwane fosforytami. Wypłukane z tych skał, nieorganiczne fosforany są w postaci rozpuszczonej pobierane przez rośliny i przekształcane w związki organiczne, niezbędne do syntezy związków tworzących ciała wszystkich zwierząt. Reszta spływa do mórz, a stamtąd droga na ląd nie jest prosta. W obiegu fosforu pomagają właśnie morskie ptaki, które wzbogacają nadmorskie gleby w fosfor... swoją kupą właśnie. Ty też możesz pomóc jedząc morskie ryby. O ile, rzecz jasna, jesz mięso. Pewnie znasz to powiedzenie że w przyrodzie nic nie ginie. To fakt. Ziemia w sensie energetycznym jest w zasadzie układem izolowanym. Więcej o przepływach energii możesz się dowiedzieć z naszych filmów z fizyki. Warto nadmienić, że nie jesteśmy tak do końca izolowani, bo dociera do nas energia słoneczna. Bez niej, tak naprawdę nie byłoby życia jakie znamy. Może pamiętasz jeszcze z klasy piątej że rośliny wykorzystują energię światła słonecznego i przekształcają ją w energię chemiczną. Ile potrzebują? Badania wykazały, że do fotosyntezy wystarczy zaledwie 1% energii ze Słońca. Ten mizerny 1% jest podstawą funkcjonowania wszystkich łańcuchów pokarmowych i wystarcza, by producenci, czyli autotrofy wytwarzali rokrocznie miliardy ton biomasy. Dokładniej rzecz biorąc, mianem biomasy określamy całkowitą ilość roślinnej materii organicznej, którą określone jednostka powierzchni ekosystemu wytwarza w ciągu roku. Ta jednostka pozwala też ekologom ocenić tempo, w jakim producenci przekształcają energię słoneczną w procesie fotosyntezy. Jak się zapewne domyślasz, to tempo jest różne dla różnych ekosystemów. Z dużą dozą prawdopodobieństwa można założyć, że jest wyższe w gęstych lasach klimatu umiarkowanego niż na porośniętych skąpą roślinnością terenach półpustynnych, a dżungla amazońska bije na głowę naszą Puszczę Białowieską. Warto też wiedzieć, że na ilość biomasy ma wpływ szereg czynników abiotycznych czyli nieożywionych, jak temperatura i wilgotność, czy żyzność gleb oraz biotycznych, jak choćby obecność człowieka. Rośliny pochłaniają światło wcale nie po to by ktoś je zjadł, ale by zyskiwać energię do własnych procesów życiowych. Zużywają ją na oddychanie, transport wody i innych substancji. A przecież żaden z procesów zachodzących w komórce nie przebiega ze stuprocentową wydajnością. Zawsze pewna część energii rozprasza się w otoczeniu. W efekcie tylko część energii świetlnej zaabsorbowanej podczas fotosyntezy zostaje zmagazynowana w wiązaniach chemicznych związków organicznych budujących ciało roślin. Podobny mechanizm działa na kolejnych piętrach piramidy troficznej czy też w kolejnych ogniwach łańcucha pokarmowego, o którym opowiadamy w innym filmie. Zwierzęta roślinożerne nie potrafią strawić wszystkiego, co wpadnie im do paszczy. Z tego powodu trafia do nich jedynie część energii zmagazynowanej w masie roślinnej. Reszta jest wydalana. Do tego część z tego, co strawią i przyswoją zużywają do podtrzymywania własnych czynności życiowych czemu, podobnie jak w przypadku roślin towarzyszy rozpraszanie energii. W efekcie na własną masę przetwarzają tylko niewielką część tego, co skonsumują. I wreszcie, część roślinożerców ginie i nie zostaje zjedzona przez konsumentów drugiego rzędu. Zgromadzona w ich ciałach energia nie przechodzi zatem na wyższy poziom troficzny. Oznacza to, że przepływając przez ekosystem energia zostaje zarówno wykorzystana jak i rozproszona. Na kolejnych poziomach jest jej coraz mniej więc tworzące dany poziom organizmy mogą wyżywić coraz mniejszą liczbę konsumentów. Szacuje się, że każdy kolejny poziom troficzny ma do dyspozycji około 90% mniej energii niż poziom poprzedni. Mechanizm ten nosi nazwę reguły 10 procent. To wyjaśnia, dlaczego ekosystemy mają skończoną liczbę poziomów troficznych. Większość składa się zaledwie z czterech lub pięciu ogniw, a końcowe ogniwa czyli konsumenci najwyższego rzędu są zwykle bardzo nieliczne. Nie zawsze tak jest. Gdy konsumenci drugiego rzędu to pasożyty jest ich dużo więcej niż konsumentów pierwszego rzędu, na których się pożywiają. Pamiętaj, że liczba konsumentów wyższego rzędu, którzy mogą się wyżywić konsumentami niższego rzędu zależy od masy każdego z tych ogniw łańcucha. Jeśli te masy są porównywalne konsumentów wyższego rzędu będzie mniej niż tych niższego. Jeśli są maleńcy, jak te kleszcze na jeleniu może ich być dużo więcej niż ofiar którymi się żywią. Ostatnim ogniwem każdego łańcucha pokarmowego są destruenci. Przetwarzają oni energię pozostałą w odchodach i szczątkach martwych organizmów, zwłaszcza ich niestrawnych częściach takich, jak pióra, kości i rogi, w związki nieorganiczne, które mogą zostać wykorzystane przez rośliny, czyli producentów. Zamykają w ten sposób cykl troficzny. Rośliny wodne i lądowe oraz inni producenci wiążą świat materii żywej ze światem materii nieożywionej. Z prostych substancji nieorganicznych tworzą związki organiczne, które budują ich ciała. Te związki w postaci pokarmu wędrują wzdłuż łańcucha pokarmowego i docierają ostatecznie do destruentów. Tu zachodzi proces odwrotny. Bakterie, grzyby i protisty rozkładają resztki substancji organicznych do prostych związków mineralnych, które ponownie mogą zostać przyswojone przez producentów. Tak zamyka się cykl krążenia materii w przyrodzie. Jak widzisz materia w ziemskim ekosystemie nie ginie, a jedynie zmienia postać. Dzięki stałemu krążeniu jest nieustannie przetwarzana i ponownie wykorzystywana. Nie powstają tu żadne substancje zbędne i niczego poza energią Słońca nie trzeba dostarczać z zewnątrz. W ekosystemach sztucznych krążenie materii jest zaburzone. Popatrz na pola uprawne. Człowiek zbiera i wywozi z nich niemal wszystko, co tam wyrośnie. W przypadku zboża są to zarówno ziarna jak i łodygi, czyli słoma. Taki ekosystem nie może funkcjonować bez regularnego dostarczania do gleby świeżej porcji składników mineralnych w postaci nawozów. Inaczej postępują działkowcy, którzy sami produkują naturalny nawóz tylko przyspieszając procesy zachodzące w przyrodzie. Ich akceleratorami są kompostowniki. Zgromadzone w nich szczątki roślin są układane warstwami, regularnie mieszane i polewane wodą, by zapewniać dopływ tlenu i wilgoci. Dodatkowo można je wzbogacać specjalnymi preparatami zawierającymi duże ilości bakterii glebowych. Wytworzony w ten sposób nawóz może wzbogacać glebę już w kolejnym roku podczas gdy w przyrodzie, na całkowite rozłożenie roślinnych szczątków trzeba by czekać kilka lat. Jeśli uważnie oglądasz, na pewno pamiętasz Jaki procent energii słonecznej jest wykorzystywany przez rośliny w procesie fotosyntezy? Tylko 1%, a ile zieloności daje to wokół nas! To może jeszcze jedno pytanie ze znajomości procentów? Jaki odsetek energii danego poziomu troficznego jest dostępny dla konsumentów wyższego poziomu? Jeśli mówisz, że 10% - Brawo! Podstawą życia na Ziemi jest energia światła słonecznego. Energia przepływa przez wszystkie poziomy pokarmowe ekosystemu i stopniowo jest rozpraszana w środowisku. Jej straty uzupełniane są przez stały dopływ energii pochodzącej ze Słońca. Materia krąży pomiędzy żywą i nieożywioną częścią ekosystemu. Na dzisiaj to już wszystko. Obejrzyj pozostałe filmy z tej playlisty a po więcej materiałów zajrzyj na naszą stronę: pistacja.tv

Ćwiczenia

Interaktywne ćwiczenia związane z tą wideolekcją.

Materiały dodatkowe

Inne zasoby do wykorzystania podczas zajęć z tego tematu.

Lista wszystkich autorów


Scenariusz: Angelika Apanowicz

Lektor: Weronika Brzezińska

Konsultacja: Angelika Apanowicz

Grafika podsumowania: Patrycja Ostrowska

Materiały: Maria Sadkowska, Patrycja Ostrowska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Montaż: Patrycja Ostrowska, Weronika Brzezińska

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński


Produkcja

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie


PIRO4D (Licencja Pixabay)
Caden Van Cleave (Licencja Pexels)
Zibl (Licencja Pixabay)
CLEARSTREAMFILM (Licencja Pixabay)
Pisum (Domena publiczna)
John-Silver (Licencja Pixabay)
fraugun (Licencja Pixabay)
lasaa (Licencja Pixabay)
ChristianBodhi (Licencja Pixabay)
MART PRODUCTION (Licencja Pexels)
Romance Post BD (CC BY 3.0)
Gustavo Fring (Licencja Pexels)
Michael_Luenen (Licencja Pixabay)
Jim, the Photographer (CC BY 2.0)
Karelj (Domena publiczna)
Gilles San Martin (CC BY-SA 2.0)
scitech (Licencja Pixabay)
danydory (Licencja Pixabay)
kuritafsheen77 (Licencja Freepik)
William Warby (Licencja Unsplash)
William Warby (CC BY 2.0)
John Henry (CC BY 3.0)
prescott10 (Licencja Pixabay)
valerioerrani (Licencja Pixabay)
rottonara (Licencja Pixabay)
Matthew Murdoch (CC BY 2.0)
vperez (Licencja Pixabay)
PublicDomainPictures (Licencja Pixabay)
Tuur Tisseghem (Licencja Pexels)
Pixabay (CC0)
barockschloss (CC BY 2.0)
Colin (CC BY-SA 2.0)
Antony Trivet (Licencja Pexels)
klimkin (Licencja Pixabay)
Kampus Production (Licencja Pexels)
neonquark (CC BY 2.0)
Mikhail Nilov (Licencja Pexels)
Tom Fisk (Licencja Pexels)
Freepik (Licencja Flaticon)
Edie Reed (Licencja Pexels)
GOKLuLe (CC BY-SA 3.0)
Science Activism (CC BY 2.0)
NASA Earth Science Enterprise, Bonniemf (CC BY-SA 3.0)
Pixabay (Licencja Pixabay)
Kelly (Licencja Pixabay)
Freepik (Licencja Flaticon)
Edie Reed (Licencja Pexels)
Tomorrow Sp. z o.o. (CC BY 3.0)
Englishsquare.pl Sp. z o.o (CC BY-SA 3.0)
Katalyst Education (CC BY)