Маленькая искусственная экосистема аквариума. Как работает закрытая экосистема аквариума?

Аквариум – это маленькая экосистема, которая обладает всеми признаками экосистемы. Несмотря на то, что она искусственная, то есть создана с помощью человека, на ее примере легко проследить основные биологические и экологические закономерности. Аквариум как экосистема – простая и понятная модель. Ее часто используют для объяснения в школах и колледжах.

Нередко на уроках биологии можно услышать вопрос: почему аквариум можно назвать моделью экосистемы? Назови или перечисли основные экологические группы животных и растений? Разберемся, что на самом деле происходит за стеклом, и как живым организмам удается самоорганизоваться в экосистему.

Экосистема, по определению, является единством среды обитания и живых организмов. Внутри экосистемы каждый организм выполняет свою биологическую роль, поддерживая общее равновесие системы и участвуя в круговороте веществ.

Виды экосистем и их особенности

Экосистемой называют совокупность живых организмов самых разных видов на определенном участке биосферы, которые связаны не только между собой, но и с компонентами неживой природы круговоротом веществ и превращения энергии. Она может быть естественной и искусственной.

Естественные экосистемы (леса, степи, саванны, озера, моря и другие) являются саморегулирующей структурой. Искусственные экосистемы (агроценоз, аквариумы и другие) создаются и поддерживаются человеком.

Структура экосистемы

В экологии экосистема является главной функциональной единицей. В нее входят неживая среда и организмы как компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга. Ее структура, независимо от вида, будь это экосистема природного водоема или экосистема аквариума, включает следующие составляющие:

Пространственная — размещение организмов в определенной биологической системе.
Видовая — число обитающих видов и соотношение их численности.
Компоненты сообщества: абиотические (неживая природа) и биотические (организмы – потребители, производители и разрушители).
Круговорот веществ и энергии — важное условие существования экосистемы.
Устойчивость экосистемы, зависящая от числа обитающих в ней видов и длины образуемых цепей питания.

Рассмотрим пример одной из биологических систем — аквариум. Искусственная экосистема его включает все структурные единицы. В аквариуме определенного размера (пространственное размещение) обитает живой компонент системы (рыбы, растения, микроорганизмы). Его компонентами являются также вода, грунт, коряги. Аквариум — замкнутая экосистема, поэтому для его обитателей искусственно создаются условия близкие к природным. Для чего используется освещение, так как ничто живое не может полноценно развиваться и жить без света; терморегуляция — для поддержания постоянного уровня температуры; аэрация и фильтрация — для подачи кислорода в воду и постоянной ее очистки.

© 2008-2017 by | Империя Воды

Аквариум воспитывает любовь к живому, к природе, к пониманию удивительного мира воды. Содержание понятия «аквариум» развивается в школе постепенно в рамках программы по биологии соответственно возможностям возрастных особенностей школьников.

Наиболее простое определение: аквариум — это сосуд для содержания водных организмов. Не сразу выявлено понимание взаимосвязи между аквариумными растениями и животными. И появилось другое определение: аквариум — емкость, в которой в водной среде содержатся животные и растения. Появились аквариумы со стеклянными стенками, с укорененными в грунте растениями, с дополнительным освещением, аэрированием воды, разнообразным видовым составом живых организмов.

Наконец, пришло понимание, что аквариум можно рассматривать как искусственную модель водоема. Появилось определение: аквариум — это прибор, представляющий действующую модель водоема, управляемую человеком. Такое определение аквариума наиболее научно. В то же время оно подчеркивает роль и значение человека, зависимость жизнедеятельности модели от знаний, опыта, внимания и ответственности того, кто ею управляет.

Но и это не последнее из определений. Аквариум — модель экосистемы. В аквариуме сосредоточены четыре характерных для водной экосистемы компонента: неживые, так называемые абиотические вещества (грунт, вода и т. д.) и три группы живых существ — фотосинтезаторы (водоросли и высшие водные растения), потребители (животные всех видов, от инфузорий до рыб, растительноядные и хищные), наконец, разрушители (бактерии и грибы, существующие за счет мертвых тканей растений и животных; они перерабатывают ткани до простых веществ, пригодных для усвоения растениями). Кроме того, в аквариуме происходит круговорот веществ, подобный круговороту веществ в природе. Система аквариума, до известных пределов, обладает определенной устойчивостью, способностью восстанавливать нарушенное равновесие.

This entry was posted on 2 ноября 2011 at 13:58 and is filed under Содержание аквариума в условиях школы. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.

www.emporioaqua.by

Отличия экосистем

На первый взгляд может показаться, что экосистема аквариума мало чем отличается от естественного водоема. Ведь сам аквариум — это своеобразная небольшая копия закрытого водоема, предназначенного для содержания и разведения рыбок и растений. Жизнь в нем протекает по схожим биологическим процессам. Только аквариум — маленькая искусственная экосистема. В ней степень воздействия абиотических компонентов (температура, свет, жесткость воды, pH и других) на биотические компоненты уравновешивается человеком. Он же поддерживает в аквариуме всю необходимую жизнедеятельность, продолжительность которой во многом зависит от опыта аквариумиста, его умения управлять равновесием среды. Однако даже при грамотном уходе она периодически приходит в упадок, и человеку предстоит терпеливо устраивать ее заново в комнатном водоеме. Почему это происходит?

Из истории создания аквариума

Человек издавна стремился познать тайны загадочного подводного мира. Даже сейчас, не каждому из нас дано проникнуть в глубины водной среды. Однако каждый может иметь «небольшое озеро» у себя дома, наблюдать за его обитателями, открывать для себя его тайны.

Первые упоминания о разведении рыб связаны с Египтом и Ассирией. Египтяне еще за 5-6 тысяч лет до нашей эры держали в прудах многих нильских рыб, большей частью ярких или необычной формы или поведения. Архитекторы Вавилона создавали открытые декоративные пруды с рыбами ещё в IX в до н. э. Во дворцах для тех же целей устанавливались каменные чаши-бассейны. Китайские императоры содержали рыбок в роскошных вазах, украшенных цветами лотоса, а крестьяне плели из рисовой соломы корзины такие плотные, что вода не выливалась.

В 1841 году появился аквариум (англ. aquarium) в современном понимании этого слова. В аквариуме содержались растения и аквариумные рыбки. Английский учёный Н. Вард (Nathaniel Bagshaw Ward) (1791—1868), известен тем, что в 1829 году начал выращивать растения в стеклянных сосудах (англ. Wardian case) и так случайно стал одним из прародителей современного аквариума. Вард поселил в стеклянный сосуд золотых рыбок вместе с растением валлиснерией.

Упоминания о заморских золотых рыбках в России встречаются уже в свидетельствах 15 века — времен Великого князя московского Василия Темного. В 1862 году во время создания Московского Зоологического сада возникает идея устройства общественного «Аквариума». В 1864 году официально Императорским Русским Обществом акклиматизации животных и растений организован Московский зоопарк (зоосад). На его территории строится помещение для «Морского Аквариума», однако из-за сложностей с доставкой животных помещение не используется по назначению.

С 1900 по 1912 год любительская аквариумистика приобретает характер массового хобби, а разведение аквариумных рыб достигает почти промышленных масштабов. В эти годы в Москве, Киеве и Петербурге открываются массовые клубы аквариумистов, выходят аквариумные журналы, устраиваются ежегодные аквариумные выставки.

Самые первые аквариумы

В 1853 году немецкий естествоиспытатель Эмиль Адольф Россмесслер ввел термин «аквариум» (от латинского «aqua» — вода). В 1854 году в Великобритании вышла в свет первая книга по аквариумистике «Аквариум, или открытые чудеса глубин», написанная профессором Эдинбургского университета П. Госсе. Затем в 1856 и 1857 годах в Германии вышли книги «Море в стекле» и «Пресноводный аквариум». В Европе стали открываться публичные аквариумы: 1860г. — в Вене, 1861г. — в Париже, 1869г. — в Берлине.

1.2. Развитие аквариумистики в России

Существует мнение, что первые аквариумы попали в Россию еще во второй половине 17 века. Тогда в «аптекарском саду» царя Алексея Михайловича (отца Петра Первого) появилась первая ваза с золотыми рыбками, которую преподнесли англичане в качестве драгоценного дара.

Но настоящий расцвет аквариумистики в России начался, как и в Европе в 19 веке. В 1867 году в Санкт-Петербурге была опубликована первая отечественная и одна из первых в мире специалиализированных книг по аквариумистике – «Чудеса вод в комнате. Комнатный аквариум и его обитатели» П.А. Ольхина.

А. И. Гамбургер

— один из пионеров отечественного аквариумного растениеводства и рыбоводства — был инициатором изготовления в России каркасных аквариумов по немецким образцам. Он первым привез в Москву и представил в 1872 году в отделе садоводства на Политехнической выставке мадагаскарский апоногетон — увирандру. Он же привез в Россию из Франции первых макроподов.

Макропод

К. К. Гиппиус

— почетный член Московского общества любителей аквариумов и комнатных растений, редактор издаваемого с 1908 года журнала «Аквариум и комнатные растения». Он одним из первых ввел в аквариумистику и стал разводить отечественных рыб. Как награда в аквариумистике существовал приз имени Гиппиуса. 12 сентября 1910 года Гиппиус открыл в своем доме в Теплом переулке в Москве одну из первых в Европе частных постоянно действующих аквариумных выставок. На выставке размещалось 114 аквариумов и бассейнов, объем самых больших из которых достигал трех с половиной тонн. В аквариумах содержалось около 100 (а позднее 150) видов отечественных и тропических пресноводных рыб. Гиппиусу принадлежал и самый известный отечественный зоомагазин того времени, располагавшийся в Москве на Мясницкой улице. Московский аквариумист конца 19 — начала 20 века
В.М. Десницкий
привез из-за границы и ввел в аквариумистику множество экзотических рыб. Киевский аквариумист конца 19 — начала 20 века
П.Г. Емельяненко
— один из создателей Киевского общества аквариумистов, открывшегося в 1906 году. Емельяненко был одним из первых отечественных любителей морских аквариумов, автором ряда брошюр по аквариумистике, в том числе «Болезни рыб и способы их лечения» (1907 год) и «Живородящие рыбки, их содержание и разведение» (1908 год).

Н. Ю. Зограф

— российский ученый и аквариумист конца 19 — начала 20 века — возглавлял Отдел ихтиологии Русского общества акклиматизации животных и растений, активно содействовал развитию российской аквариумистики и проведению первых в стране аквариумных выставок.

Николай Федорович Золотницкий

(1851-1920) — наиболее крупный отечественный аквариумист конца 19 — начала 20 века. Самый знаменитый его печатный труд — книга «Аквариум любителя». Эта монография вышла в 1885 году и четыре раза дополнялась и переиздавалась. Кроме того, книга была переведена на несколько иностранных языков. В 1993 году последнее русское издание этой книги вновь вышло в свет благодаря усилиям издательства «Терра». Книга получила всемирную известность, и ее автор был удостоен нескольких высших отечественных и зарубежных наград, в том числе Золотой медали Императорского русского общества акклиматизации и Большой почетной медали парижского общества акклиматизации. В 1910 году вышел второй том этой книги под названием «Новые аквариумные рыбы и растения». Золотницкий поддерживал связь со многими зарубежными аквариумистами, прежде всего с французскими и германскими коллегами. Благодаря его усилиям Россия в те времена была одной из ведущих «аквариумных» держав. При его активном участии в 1899 году в Москве был создан кружок аквариумистов и любителей комнатных растений, в 1905 году преобразованный в Московское общество любителей аквариума и комнатных растений. Председателем кружка, а позже общества долгое время был Золотницкий. Еще при жизни был учрежден приз его имени, присуждавшийся за выдающиеся заслуги в области аквариумистики. Именем Золотницкого был назван Московский городской клуб аквариумистов и террариумистов, образовавшийся в 1964 году.

А. А. Набатов

— петербургский аквариумист конца 19 — начала 20 века, председатель Санкт — Петербургского общества аквариумистов. Его перу принадлежат две замечательные книги: «Морской аквариум в комнате, его устройство и уход за ним» (1908 год) и «Комнатный пресноводный аквариум» (1914 год)
Михаил Николаевич Ильин
— один из крупнейших отечественных аквариумистов середины 20 века. По его инициативе в 1964 году был создан Московский городской клуб аквариумистов и террариумистов, бессменным председателем которого Ильин оставался до самой смерти. Им написана одна из лучших отечественных книг по аквариумистике — «Аквариумное рыбоводство» (1965).

Причинные факторы

Экосистема аквариума зависит от возраста ее водной среды. Она проходит этапы становления, молодости, зрелости и деградации. Нарушения равновесия в экосистеме выдерживают немногие растения, а рыбы перестают размножаться.

Немалую роль играет и величина аквариума. От его объема напрямую зависит продолжительность жизни среды. Это подобно экосистеме в природе. Известно, что чем больше объем водоема, тем больше у него устойчивость к нарушениям необходимого равновесия. В аквариуме до 200 литров нетрудно сформировать среду обитания, близкую к естественной, однако значительно труднее нарушить в ней баланс своими неумелыми действиями.

Аквариумы маленькой вместимости до 30-40 литров требуют регулярной подмены воды. В разумных пределах ее смена на 1/3-1/5 может поколебать равновесную устойчивость, но среда восстанавливается через пару дней самостоятельно, а вот в случае замены всей воды можно легко нарушить установившийся баланс.

Аквариумист должен знать, что, сформировав экосистему, необходимо поддерживать в ней равновесие минимальным вмешательством.

Организация освещения аквариума

При обустройстве банки, освещению уделяют также пристальное внимание, особенно, если планируется густая посадка живых растений. Большинство водных растений к концу светового дня прикрывают точку роста, либо сдвигают листья к центру розетки. Если понаблюдать за аквариумом за 15 минут до отключения света, вы легко сможете заметить данную особенность. Гидрофиты таким образом подсказывают аквариумисту, что света получили они в достатке и фотосинтез прекращается.

Режим освещения следует выбирать из учета того, какие растения планируете содержать. Для тропических гидрофитов оптимальная продолжительность светового дня составляет 10 — 12 часов. В ночное время суток в клетках гидрофитов протекает огромное количество процессов, которые обусловлены переработкой полученного в течение дня углерода. Соответственно, чередование дня и ночи для живых растений обязательный аспект.

Смена дня и ночи также необходимо для аквариумных рыб. Это своего рода сигнал для изменения поведенческих реакций. Дневные рыбки замирают либо на открытой воде, либо под кустом растения и тихонечко дремают. Ночные жители — наоборот, активизируются.

Интенсивность осветительного прибора для конкретного водоема определяется исходя из его объема и основывается на эмпирическом методе. Нехватку света видно сразу: растения слабо выделяют кислород и постепенно чахнут, на стенках аквариума образовывается налет из бурых водорослей, а низкорослые растения вообще погибают. При избыточном освещении можно наблюдать такое явление, как “цветение воды”, а также чрезмерно обрастание стекол и элементов декора зеленым налетом. Ну и гвоздем в крышку гроба является появление нитчатки.

Продолжение следует….

Модель экологической системы

Аквариум — маленькая искусственная экосистема, структура которой мало отличается от природной. Составляющими экосистемы являются биотоп и биоценоз. В аквариуме неорганической природой (биотопом) служит вода, грунт, их свойства. Она же включает в себя объем пространства водной среды, ее подвижность, температуру, освещенность и другие параметры. Необходимые свойства среды обитания создаются и поддерживаются человеком. Он кормит обитателей аквариума, заботится о чистоте грунта и воды. Тем самым создает лишь модель экосистемы. В природе она замкнута и независима.

Введение……………………………………………………………………………..3-5

Проблема……………………………………………………………………5
Цель…………………………………………………………………………5

Задачи……………………………………………………………………….5

Гипотеза……………………………………………………………………..5

Методы исследования………………………………………………………5-6

Новизна исследования………………………………………………………6
Глава 1. Экспедиция в страну Историю………………………………………….6-7Глава 2. Экспедиция в страну Химию……………………………………………8-11Глава 3. Результаты анкетирования………………………………………………11Глава 4. Планы на будущее………………………………………………………12-13III Всероссийском интернет-конкурсе«Детский проект»
https://www.o-detstve.ru Портал «О детстве»

Абиотические факторы

Природную совокупность отличают значительно более глубокие взаимосвязи и взаимозависимости. В домашнем водоеме они регулируются человеком. Условно и в домашнем водоеме все живые организмы именуются аквариумным биоценозом. Они занимают в нем определенные экологические ниши, создавая гармонию местообитания. Благоприятные условия для жизнедеятельности создают для них с учетом абиотических факторов – соответствующей температуры, освещения и движения воды.

Температурный режим зависит от обитателей аквариума. Поскольку даже незначительные его перепады могут привести к гибели некоторых видов рыб, рекомендуется использовать обогреватели с встроенным терморегулятором.

Режим освещения необходим для нормального функционирования всех составляющих аквариумной среды. Источники света обычно располагают над поверхностью воды. Длина светового дня должна соответствовать фотопериоду обитателей в их естественных условиях жизни.

В природе стоячая вода более подвижна из-за воздействия дождя, ветра и других волнений. В аквариуме необходима постоянная циркуляция воды. Она достигается с помощью аэрации или прогонки воды через фильтр.

Постоянная циркуляция обеспечивает вертикальное вращение воды в аквариуме. Она также выравнивает показатель кислотности, предотвращает быстрое снижение редокс-потенциала в придонных слоях.

Органические и неорганические соединения

Вода, кислород, углекислота, аминокислоты, азотные и фосфорные соли, гуминовые кислоты – основные органические и неорганические соединения, которые также относятся к абиотическим элементам. Большая их часть заключена в самих организмах аквариума и в донных отложениях.

Скорость перехода данных питательных веществ в водный раствор обеспечивается в результате функционирования продуцентов и редуцентов экосистемы. Органические азотсодержащие выделения утилизируют бактерии, превращая их в более простые вещества, необходимые для усвоения растениями. Органические соединения переходят в минеральную (неорганическую) форму также благодаря разным видам бактерий. Данные важнейшие процессы зависят от температурного режима воды, показателя ее кислотности, насыщенности кислородом. Они регулируют нормальное функционирование экосистемы.

При создании закрытой экосистемы аквариума важно знать, что к приему своих обитателей он готов, но полностью не уравновешен, поскольку многие важные типы бактерий стабилизируются в течение двух недель.

Устойчивость экосистемы и круговорот веществ в аквариуме

Обитатели аквариума не могут обеспечить полного круговорота веществ. В нем выявляется разрыв цепи между консументами и продуцентами. Этому способствует закрытая экосистема аквариума. Креветки, моллюски, рачки (консументы) едят растения (продуценты), но никто не питается самими консументами. Цепь прерывается. В то же время другая цепь питания рыбы — мотыли и другой корм — поддерживается человеком искусственно.

Создать условия для содержания в аквариуме необходимого количества дафний и циклопов для питания рыб достаточно сложно. Так как эти мелкие ракообразные, в свою очередь, также нуждаются в пище. Жизнь простейших зависит от наличия в аквариуме органических веществ. Количество инфузорий должно превысить количество ракообразных, последние, в свою очередь, должны содержаться в большем соотношении к рыбам. Подобного равновесия в цепях питания трудно добиться в таких пространственных условиях, как закрытый аквариум. Экосистема его не способствует поддержке количественных показателей экологических факторов на определенных уровнях.

В природных экосистемах каждый вид уравновешен соотношением с другими видами. Каждый из них занимает свою нишу, определяет взаимозависимость видов. Пропорции хищников и их жертв в развитии экосистемы строго уравновешены. Подобного балансирования не добиться в таком замкнутом пространстве, как аквариум. Искусственная экосистема требует грамотной подборки своих обитателей. Экологические ниши рыб, растений должны сопрягаться, но не накладываться одна на другую. Они подбираются так, чтобы их жизненные потребности и так называемые «профессии» (потребители, производители и разрушители) не были в ущерб другим.

Уравновешенный подбор обитателей по их «профессиональному» назначению в модели аквариумной экосистемы является важнейшим условием ее длительного здоровья.

Маленькая искусственная экосистема аквариума. Как работает закрытая экосистема аквариума?

Понятие экосистема обычно применяют к природным объектам разной сложности и размеров: тайга или небольшой лес, океан или маленький пруд. В них функционируют сложно уравновешенные природные процессы. Существуют также биологические системы, созданные искусственно. Примером может служить экосистема аквариума, необходимое равновесие в которой поддерживается человеком.

Виды экосистем и их особенности

Структура экосистемы

Пространственная — размещение организмов в определенной биологической системе.
Видовая — число обитающих видов и соотношение их численности.
Компоненты сообщества: абиотические (неживая природа) и биотические (организмы – потребители, производители и разрушители).
Круговорот веществ и энергии — важное условие существования экосистемы.
Устойчивость экосистемы, зависящая от числа обитающих в ней видов и длины образуемых цепей питания.

Отличия экосистем

Причинные факторы

Модель экологической системы

Абиотические факторы

Органические и неорганические соединения

Устойчивость экосистемы и круговорот веществ в аквариуме

«Адрес» обитателей аквариума

Местообитание в водоеме каждого вида также имеет немалое значение. Все они должны найти себе подходящее пристанище. Нельзя перенасыщать аквариум, чтобы не привести к деградации других видов. Так, плавающие растения, разрастаясь, перекрывают свет растущим ниже водорослям, нехватка укрытий на дне и мест обитания для донных видов рыб приводят к стычкам и к гибели более слабых особей.

Также важно помнить, что все животные и растения непрерывно изменяются, что, соответственно, не может не сказаться на их окружении. Необходимо следить за поведением рыб, не перекармливать их, ухаживать за растениями, отрезать их сгнившие участки, следить за чистотой грунта.

Для сохранения устойчивости экосистемы в аквариуме необходимо при любых попытках вмешательства подумать — не навредит ли это равновесию.

fb.ru

«Адрес» обитателей аквариума

Почему аквариум можно назвать моделью экосистемы

Аквариум является экосистемой. Ведь именно так мы называем сообщество животных и растений, существующее в определенных условиях.

Как и другие экосистемы, аквариум включает в себя несколько основных групп организмов, между которыми происходит непрерывный обмен веществ. Все подобные сообщества обладают определенным сходством.

Аквариум, по сути, является уменьшенной моделью гидро-экосистемы. Между аквариумом и природным водоемом, разумеется, существует множество различий, однако основные законы протекания всех процессов для них общие.

Для благополучного существования данной аквариумной экосистемы необходимо соблюдать ряд правил.

При подборе обитателей домашнего водоёма, необходимо научиться следить за тем, чтобы физические особенности и жизненные потребности одних питомцев не наносили ущерб другим.

Нельзя совмещать в одном аквариуме одновременно и водные растения, и рыб, которые их поедают.

То же касается рыб и хищников, которые на них охотятся.

Нельзя совмещать рыб с разными требованиями к среде обитания: освещению, температуре, составу воды.

Таким образом, важным условием продолжительного здоровья экосистемы является уравновешенный и разумный подбор обитателей аквариума по их функциональному назначению.

Составляющие аквариумной экосистемы

Грунт – почва, образующая дно водоёма. Грунт нужен для того, чтобы в нём росли растения. Грунт не должен иметь острых кромок, о которые могут пораниться рыбы. Грунт – это крупный песок. Чтобы положить его в аквариум, его промывают от грязи. Лучше всего ещё и прокипятить. Потом ещё раз промывают под краном и засыпают на дно аквариума.

Аквариумные растения и рыбки нуждаются в правильном освещении. Свет, которым освещена комната, для них недостаточен. Вот почему для освещения аквариума используют люминесцентные лампы и лампы накаливания. Светильники с люминесцентными лампами более яркие и потребляют меньше электроэнергии.

При слабом освещении растения плохо растут, при слишком ярком — их угнетают водоросли

Источник: anamporanamore.ru