Теория:
В экосистемах происходит непрерывный обмен энергией и веществом между живой и неживой природой. Энергия и вещество постоянно необходимы живым организмам, и они черпают их из окружающей неживой природы.
Вещества и энергия в сообществах передаются по пищевым цепям. Количество вещества и энергии, проходящее через живые организмы, чрезвычайно велико.
Пример:
полевая мышь способна за свою жизнь съесть десятки килограммов зерна; рост растений сопровождается огромным потреблением воды и т. д.
Обрати внимание!
Энергия не может передаваться по замкнутому кругу.
Она доступна живым организмам в форме солнечной радиации, которая может быть связана в процессе фотосинтеза. Расходуясь затем в виде химической энергии, она теряется, превращаясь в тепло.
Необходимые для жизни элементы и растворённые соли условно называют питательными веществами, или биогенными (дающими жизнь) элементами.
Пример:
к биогенным элементам относятся элементы, которые составляют химическую основу тканей живых организмов (макроэлементы): углерод, водород, кислород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера. К этой группе относятся также элементы, содержание которых в живых организмах невелико (микроэлементы): железо, марганец, медь, цинк, бор, натрий, молибден, хлор, ванадий и кобальт.
Совершенно ясно, что, если бы живые организмы безвозвратно заимствовали все нужные питательные вещества из неживой природы, ничего при этом не возвращая обратно, запасы этих веществ на Земле иссякли бы и жизнь прекратилась. Этого не происходит, потому что питательные вещества постоянно возвращаются в окружающую среду в результате жизнедеятельности самих организмов.
Обрати внимание!
Биогенные вещества могут передаваться по замкнутым циклам, многократно циркулируя между организмами и окружающей средой. Это явление получило название круговорота веществ.
Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в разделе о биосфере.
Разные виды организмов в сообществе оказываются тесно связанными друг с другом, взаимозависимыми друг от друга. Благодаря этим связям органические вещества, синтезированные продуцентами с поглощением солнечной энергии, передаются консументам и претерпевают химические превращения.
Большая часть произведённого вещества расходуется на обеспечение процессов жизнедеятельности организмов разных трофических уровней, некоторое количество идёт на построение тел консументов. В результате все органические вещества разлагаются редуцентами и возвращаются в среду в виде минеральных веществ, которые вновь могут использовать растения-продуценты. Таким образом, возникает устойчивый круговорот веществ, решающую роль в котором играют живые организмы.
Запасы биогенных элементов непостоянны. Сохранение их атомов в живых организмах уменьшает количество этих элементов, находящееся в неживой части экосистемы. И если бы растения и другие организмы в конечном счёте не разлагались бы, запас биогенных элементов мог бы истощиться и жизнь на Земле была бы невозможна. Поэтому такое большое значение имеет активность гетеротрофов и особенно редуцентов, участвующих в цепях разложения. В результате деятельности этих организмов сохраняется круговорот биогенных элементов и жизнь на Земле может продолжаться.