Sissejuhatus
Järgnevates peatükkides õpime, millised on elu sisaldava ruumi osad Maal ja selles esinevad seosed.
Lugu sellest, kuidas kõik on kõigega seotud
2017. aasta suvel levis Eestis uudis: ühes Lääne-Viru mesilas hukkus lühikese aja jooksul miljoneid mesilasi.
Perenaise sõnul leidis ta ühel päeval mesilaste juurde minnes eest kirjeldamatu vaatepildi: taru ees oli laibameri. Võimalikule mürgistusele viitas mesiniku sõnul see, et tarumesilased olid tulijaid surmates püüdnud takistada korjelt saabuvate mesilaste tarru sisenemist. Mesilaste laipu oli massiliselt nii tarude ees kui sees. Mesinik kahtlustas naabruses asuvate rapsipõldude pestitsiididega mürgitamist lubamatus koguses ja viisil, seda kinnitas ka hilisem uurimine. Keskkonnaprobleemile järgnes varsti majanduslik tagasilöök. Kartes mürkainete toimet meele loobusid mitmed senised kliendid sellelt mesinikult mett ostmast. Kõik on kõigega seotud.
Mesilaste hukkumisel on looduses tõsised tagajärjed, sest nektarit koguvad mesilased on ühed peamised õistaimede tolmeldajad. Suurte ja jõuliste putukatena suudavad nad tolmeldada keeruka ehitusega õisi, millega iga sitikas hakkama ei saa. Kui pole tolmeldajaid, pole viljumist. Taimed jäävad kiduma ja mõned taimeliigid kaovad, väheneb inimest huvitav saak. Öeldakse ka üsna karmilt: „Kui kaovad mesilased, siis kaob pikkamööda ka elu Maal”.
Õpieesmärgid
Selle peatüki lõpuks:
teate,
- mis on ökosüsteem;
- milline on ökosüsteemi struktuur ning selles esinevad vastastikused seosed;
- mis on aineringe;
- mis on energiaringe;
oskate
- seostada ökosüsteemi struktuuri selles esinevate toitumissuhetega.
Ökosüsteem
Samal territooriumil elavad ja omavahel toitumissuhetes olevad elusorganismid ning neid ümbritsev eluta keskkond moodustavad isereguleeruva ökosüsteemi. Seega koosneb ökosüsteem nii elus kui eluta loodusest, mis on omavahel tihedas seoses (joonis 4.2.2.1.). Ökosüsteem on näiteks mets, tiik, niit, põld jms. Suurim ökosüsteem on Maa biosfäär.
Joonis 4.2.2.1. Ökosüsteemi struktuur. Ökosüsteem koosneb elus ja eluta looduse elementidest, mis on omavahel tihedas seoses.
Populatsioon ja kooslus
Ühisel territooriumil samal ajal elavad ühe liigi isendid moodustavad populatsiooni. Ühe populatsiooni isendid saavad omavahel vabalt ristuda ja nende asustusala on selgelt piiritletud.
Populatsiooni arvukus on näitaja, mis iseloomustab ühte populatsiooni kuuluvate isendite arvu. Kui tiigis elab 120 karpkala, siis on karpkalade populatsiooni arvukus selles tiigis 120. Kui selles tiigis elavad lisaks karpkaladele veel vesikirbud, kogred, kaldal kasvavad kalmused ja veepinnal vesiroosid, siis selles väga lihtsustatud ökosüsteemi näites on populatsioonide arv 5.
Organismide kogum ühes elupaigas moodustavad koosluse. Koosluse moodustavad üht elupaika asustavate erinevate liikide populatsioonid.
Ökosüsteemi elusosad rühmitatakse orgaanilise aine tekkimis- ja kasutamisviisi põhjal troofilisteks tasemeteks
I Tootjad on ökosüsteemis ainsad, kes suudavad kasutada päikeseenergiat. Rohelised taimed, fotosünteesivad bakterid ja vetikad fotosünteesivad päikesevalguse abil orgaanilisi aineid (ehitavad üles omaenese keha), kasutades selleks süsihappegaasi, vett ja mineraaühendeid.
II Tarbijad kasutavad toiduks taimi ja teisi loomi. Siia kuuluvad peamiselt loomariigi esindajad. Osa neist söövad taimi, teised loomi. Oma toidusedeli järgi jagunevad nad taimtoidulisteks (herbivoorid), lihasööjateks (karnivoorid), segatoidulisteks (omnivoorid) jms.
Seega on taimede ja loomade toit põhimõtteliselt erinev. Taimed saavad kasutada eluta looduse elemente, loomad toituvad valmis orgaanilisest ainest. Taimed orgaanilisi ühendeid kasutada ei saa.
III Lagundajad tarbivad eelnevate tasemete surnud orgaanilist ainet (surnud taimi, loomi jm), lagundades seda taas lihtsamateks ühenditeks – veeks, süsihappegaasiks ja mineraalaineteks. Sellised ühendid on taimedele kättesaadavad ja need lähevad käiku uue orgaanilise aine loomisel. Lagundajate hulka kuuluvad näiteks seened, ussid, putukad, mõned bakterirühmad ning loomad jt. Taimede jaoks kättesaadavaid ühendeid ette valmistades sulgevad nad aineringe.
Toitumissuhted koos lagundajatega moodustavad ökosüsteemis tsükli ehk aineringe. Aineringe on nn suletud tsükkel. Seda hoiab töös päikese kiirgusenergia, mida võtavad vastu fotosünteesivad organismid (joonis 4.2.2.2.).
Aineringe
Joonis 4.2.2.2. Aineringe on suletud tsükkel. Lagundajad mineraliseerivad surnud orgaanilise aine lihtsamateks, taimedele kättesaadavateks ühenditeks.
Kuidas tekkisid fossiilsed kütused?
Kui tootjad toodavad rohkem, kui tarbijad suudavad kulutada või lagundajad lagundada, siis tekib orgaanilise aine depoo: mullahuumus, metsakõdu, turvas jm. Nii tekkisid kunagi ka fossiilsed kütused – põlevkivi, kivisüsi, nafta jm (joonis 4.2.2.3).
Joonis 4.2.2.3. Päikeseenergia liigub taimede kaudu kõigile teistele elusolenditele ja osa sellest ka ladestub.
Energiaringe
Maa ökosüsteemid saavad energiat päikesekiirgusena. Päikeseenergia liigub taimede kaudu kõigile teistele elusolenditele ja osa sellest ka ladestub. Osa energiast hajub soojusena õhku. Soojust hajub igast aineringe lülist, kuid fotosünteesijad toovad seda pidevalt juurde (joonis 4.2.2.4.).
Joonis 4.2.2.4. Energiaringe on avatud ringe. Igast lülist hajub välja osa tootjate poolt püütud energiast.
Kokkuvõte
Ökosüsteem on looduslik isereguleeruv tervik, milles on aineringluse kaudu seotud kõik elusorganismid ja neid ümbritsev eluta keskkond. Ökosüsteemi troofilistel tasemetel asuvad tootjad, tarbijad ja lagundajad, kes on omavahel seotud aine- ja energiaringe kaudu. Aineringe on keemiliste elementide või ühendite pidev ringlus, mis hõlmab kogu biosfääri. Elemendid läbivad muundudes toidu- ja laguahela. Aine liigub biosfääris tsükliliselt, energia ühesuunaliselt. Nii aine- kui energiaringet hoiab töös päikeselt lähtuv kiirgusenergia.
Mõisted
aineringe
energiaringe
kooslus
taimtoidulised loomad ehk herbivoorid
lihatoidulised loomad ehk karnivoorid
lagundajad
segatoidulised ehk omnivoorid
populatsioon
populatsiooni arvukus
tarbijad
tootjad
troofiline tase
ökosüsteem
1. ülesanne*
Täitke lüngad.
on looduslik isereguleeruv tervik, milles on toiduahelate ja aineringluse kaudu seotud kõik elusorganismid ja neid ümbritsev keskkond.
on rühm ühe liigi isendeid, kes elavad koos samal ajal samas paigas. Organismide kogum ühes elupaigas moodustavad . Siia kuuluvad tavaliselt mitme liigi esindajad.
Maa suurim ökosüsteem on .
Toitumissuhted koos lagundajatega moodustavad ökosüsteemis .
2. ülesanne*
Leidke ökosüsteemi osadele õige koht ökosüsteemi struktuuris.
4. ülesanne**
Lohistage liigid sobiva troofilise taseme juurde.
Põhjendage!
6. ülesanne**
Arutlege: Miks moodustab aineringe nn suletud, energiaringe aga avatud tsükli?
7. ülesanne***
Millised on seosed ökosüsteemi osade vahel?
Koostage mõistekaart, mis vastab küsimusele: „Millised on seosed ökosüsteemi osade vahel?”
Kasutage mõistekaardi koostamiseks abivahendit Cmapcloud keskkonnas. Vajadusel looge selleks endale konto - juhend .
Kasutage oma mõistekaardis järgnevaid mõisteid:
fotosüntees; taimtoidulised tarbijad; loomtoidulised tarbijad; segatoidulised tarbijad; lihtsamad mineraalsed ühendid; orgaaniline aine; Päike; surnud orgaaniline aine; süsihappegaas; tootjad; valgusenergia.
Vajadusel lisage mõisteid.
Tooge iga troofilise tasandi kohta vähemalt 2 näidet.
8. ülesanne***
Praktiline töö. Tootjad ja tarbijad I
Töö jätkamiseks klikake sõnadel "Töövahendid" ja "Uuritavad organismid"
Töövahendid
Uuritavad organismid
Tööjuhend
- Tehke prepareerimisnõela abil iga alusklaasi süvendi äärele vaseliiniga ring.
- Nummerdage markeriga iga alusklaas vastavalt numbritega 1, 2 ja 3.
- Tilgutage pipeti abil kinglooma kultuuri esimese alusklaasi süvendisse.
- Pange 1 tilk kinglooma kultuuri teise alusklaasi süvendisse. Lisage teise pipeti abil sinnasamasse üks tilk klorella kultuuri.
- Tilgutage kolmanda alusklaasi süvendisse kolm tilka kinglooma kultuuri ning teise pipeti abil lisage sinnasamasse üks tilk klorella kultuuri.
- Katke vaseliiniring esimesel alusklaasil katteklaasiga. Vajutage see õrnalt alla nii, et vaseliin sulgeks süvendi sisu. Tehke sama teise ja kolmanda alusklaasiga. Olete loonud kolm mikrotiiki.
Millises mikrotiigis on vaid tarbijad?
Millises tiigis on nii tootjad kui tarbijad?
Millises mikrotiigis on kõige rohkem tarbijaid?
Vaadelge preparaate väikse suurendusega. Uurige alusklaasi liigutades paremalt vasakule ja ülevalt alla.
Millisel alusklaasil nägite ainult tarbijaid?
Millisel alusklaasil nägite rohkem tarbijaid, kui tootjaid?
Millisel alusklaasil oli kõige rohkem tarbijaid?
7. Asetage kolm kaetud alusklaasi kinnisesse plastikkarpi, et vältida nende kuivamist. Asetage karp jahedasse, kuid valgustatud paika (ja mitte otsese päikesevalguse kätte).
8. Uurige alusklaase uuesti 3 päeva pärast. Vaadelge iga alusklaasi väikse suurendusega.
Mis on juhtunud kinglooma populatsiooniga:
1. alusklaasil
2. alusklaasil
Kas klorella kogum elab endiselt:
2. alusklaasil?
3. alusklaasil?
9. Kuidas selgitate muutusi, mis on toimunud kinglooma ja klorella populatsioonide arvukuses?
Alusklaas 1
Alusklaas 2
Alusklaas 3
10. Millisel alusklaasil on tõenäoline, et kingloom jätkab järgmise kolme päeva jooksul kasvamist?
Põhjendage!
Kontrollige oma prognoosi järgmise kolme päeva pärast uuesti.
Mis juhtub tõenäoliselt kinglooma kogumiga esimesel alusklaasil?
- Kas katsetulemused oleksid olnud samad, kui kõik kolm alusklaasi oleksid hoitud pimedas? Põhjendage.
9. ülesanne***
Praktiline töö. Tootjad ja tarbijad II
- Uurige oma mikrotiiki veel kord ning vaadake, kas leiate kingloomi, kes on mitu korda keskmisest suuremad (nn hiiglased) ja kelle kehas võib märgata vakuoole. Selliseid isendeid võib leida vanades kultuurides, kus nad toituvad väiksematest kingloomadest. Seega on need hiiglased kiskjalise iseloomuga. Valige pipeti abil välja mõned kingloomad ja paigutage need ümber erinevate alusklaaside süvenditesse. Tehke vaseliinist ring iga süvendi äärele ja katke katteklaasiga.
Uurige,
- kas hiiglased toodavad juurde uusi hiiglasi või hoopiski surevad?
- kas nad jäävad väiksemaks, kui neil ei ole toiduna juures teisi kingloomi?
- mis juhtub, kui lisate hiiglaskultuuridele klorellat?
- kas kingloomad muudavad oma toitumisharjumusi?
Kavandage uuring selle väljaselgitamiseks.
- Olenevalt valgustingimustest muutub kinglooma värvus (pigment) heleroosast tumeroosaks.
Uurige
- millises keskkonnas on kingloomad heledamad või pleekinud – kas pimedas või valges?
- kas värvimuutus mõjutab mingil viisil nende käitumist?
- kavandage uuring selgitamaks, kas valgustingimuste muutus avaldab mingit mõju kinglooma ellujäämisvõimalustele.
