Практическая биология для школьников - Ксения Михеева

есть изымаем его из круговорота веществ. В естественной экосистеме мёртвая органика постепенно перегнивает, превращается в минеральные элементы под воздействием специализированных бактерий и грибов, а дальше может снова использоваться организмами. В агроэкосистемах такого не происходит, так как человек не может позволить, чтобы урожай был съеден или сгнил. Из-за этого круговорот получается незамкнутым, несбалансированным. Из почвы извлекается больше веществ, чем в неё возвращается естественным путём, что приводит к необходимости использования удобрений.

В-третьих, мы уже поговорили о том, почему сорные растения вытесняют культурные. Так что, как только человек перестанет заботиться о своём саде или огороде, его тут же захватят «аборигенные» растения.

Вот так и получается, что созданные нами экосистемы смогут существовать только при поддержке. А как только мы перестанем заботиться о территории, природа тут же возьмёт своё и станет формировать естественное устойчивое сообщество.

Значение бактерий

Пока возвращаемся обратно в дом осматривать оставшиеся локации, немного порассуждаем. Мы уже так много говорили про бактерий, то и дело отмечали их полезные функции. Теперь представим, что было бы, если бы эти организмы вдруг полностью исчезли? Однозначно, не стало бы заболеваний, которые они вызывают. Но «плохих» бактерий гораздо меньше, чем «хороших». Что станет с природой без них? Начнём с малого.

Человеку и другим млекопитающим станет намного сложнее справляться с функцией пищеварения, что приведёт к заболеваниям или даже летальному исходу. Ведь в нашей толстой кишке обитает большое количество этих микроорганизмов, помогающих расщеплять клетчатку (целлюлозу) и выполняющих другие задачи. А для животных, питающихся только растениями, последствия будут более быстрыми и серьёзными, ведь они не смогут извлекать питательные вещества из пищи без симбионтов.

Бобовые растения пострадают. Именно симбиотические клубеньковые бактерии снабжают их соединениями азота, необходимыми для синтеза белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Это затронет и другие организмы, вступающие в симбиозы с бактериями. И можно забыть навсегда о чайном грибе и лишайниках.

Возникнет огромное скопление, нагромождение мёртвой органики, трупов. Утилизацией занимаются бактерии-сапротрофы, например гниения, возвращая соединения обратно в круговорот. Это происходит за счёт химических реакций, приводящих к разрушению сложных органических молекул до простых минеральных веществ. Частично процесс разложения всё же будет происходить за счёт грибов со схожими способностями, но одни они не справятся.

Постепенно погибнут все живые организмы. Всем нужен азот для строительства важных молекул тела. Но связывать его, то есть поглощать в чистом виде и переводить в соединения, могут только азотфиксирующие бактерии, так как содержат необходимый для этого фермент. Без них запасы достаточно быстро исчерпаются, и организмы не смогут синтезировать новую азотсодержащую органику.

В общем-то, картина выходит безрадостной. Так что не спешите даже мысленно избавляться от каких-либо организмов. В природе, в экосистемах всё взаимосвязано, каждый играет определённую роль, которую, с высокой вероятностью, больше никто на себя взять не сможет.

Краткое резюме по саду

Пришло время обобщать полученные знания и собирать сувениры.

Запомним, что цветы приобретают заметность и запах для привлечения опылителей, при этом издаваемый ими аромат может быть весьма неприятным для человека, потому что направлен на других животных, например мух. Не всё, что мы считаем цветком, цветок. Этот орган, так же, как и плод, есть только у группы Покрытосеменные.

Растения чувствуют и активно реагируют на то, что происходит вокруг, просто иначе, чем животные. Они – ценный источник знаний, например, о климате (срезы деревьев) и организмах прошлых геологических эпох (застывшие в смоле животные). Сорняки сильнее культурных растений, которые без нашего вмешательства будут вытеснены. А агроэкосистемы могут существовать только с поддержкой человека.

Бактерии – полезные организмы, жизнь на планете без них станет невозможной. И вообще все организмы взаимосвязаны, вступают в различные взаимоотношения, обеспечивая равновесие в природных сообществах (экосистемах).

Подвал

В вашем доме есть подвал? Если нет, давайте немного пофантазируем и представим, как спускаемся по скрипучим тёмным ступенькам в небольшое помещение со слабо мерцающей лампочкой (почти как в фильме ужасов). Света здесь мало, поэтому у нас с собой большой и мощный фонарь. Включаем его, направляем на стену, противоположную двери… В круге света оказываются полки, заставленные всевозможными соленьями и домашними консервами.

Эх, как было бы славно прихватить с собой баночку малосольных бабулиных огурцов и её фирменное малиновое варенье… Но мы только подробнее осмотрим экспонаты и разберёмся в их биологии.

Консервация

Знаете ли вы, зачем наши предки когда-то придумали многочисленные способы консервации? Возможно, вам захочется сказать, «потому что вкусно». Это так, но главная причина была совсем не в том, чтобы улучшить вкус продуктов, а в том, чтобы увеличить срок их хранения. Да-да, снова говорим о микроорганизмах, вспоминаем брожение и Пастера.

Главная проблема, с которой сталкивались наши предки, – гниение пищи. Мы прекрасно знаем, что у любого продукта есть срок годности, по истечении которого он портится и становится непригодным для еды: иногда просто невкусным, а иногда токсичным (ядовитым) для организма. Гниение – это разложение органических веществ до их неорганических составляющих, при этом выделяются различные газы, такие как аммиак и сероводород. Вызывается этот процесс бактериями с одноимённым названием – гниения, или гнилостными. В природе это очень важный процесс, так как микроорганизмы разрушают молекулы, участвуют в естественном процессе утилизации мёртвой органики. Но то, что хорошо для природы, не всегда хорошо для человека. И с нашей точки зрения, бактерии гниения – настоящие вредители, которые портят продукты питания, заставляя нас постоянно думать, как бы продлить жизнь пищи, если мы не собираемся есть её прямо сейчас.

Мы помним, что холодильники появились относительно недавно, а до этого момента пищу просто хранили в прохладных условиях, например, в подвалах или погребах. Но не всегда получалось поддерживать здесь нужную температуру, для запасов могло не хватать места, да и в длительную поездку такие продукты взять бы не получилось. Консервация же позволила прибавить много месяцев к сроку годности мяса, овощей, фруктов и ягод.

Отличный способ избавиться от бактерий – засолка. В больших концентрациях соль негативно сказывается на организмах, и здесь опять вспоминаем закон осмоса. Так как жидкость стремится туда, где концентрация вещества больше, в солёном растворе она устремится из клетки бактерии в окружающую среду. Это приведёт к обезвоживанию и гибели микроорганизма. Так что соль – самый древний и вполне естественный консервант, который и в наши дни прекрасно справляется со своей задачей. К тому же придаёт огурчикам и другим овощам новый интересный вкус и делает их прекрасно сочетающимися с варёной картошечкой.

Вспомните вкус квашеной капусты: он очень характерный, кислый и немного терпкий. Таким его делают молочнокислые бактерии, которые, попадая в кадку с овощем, начинают сбраживать сахара, а выделяемая ими молочная кислота уничтожает гнилостные микроорганизмы.

Когда речь