Сравните аквариум с естествен водоёмом. Что общего и какие различия у этих систем?
Решите творческую задачу:
в герметично запертый стеклянный аквариум шарообразной формы с водой из открытого водоёма поместили:
-2 креветки
-3 растения элодеи
-1 малого прудовика
Сможет ли существовать такая экосистема длительное время и при каких условиях?

Аквариум и естественный водоём – это два типа водных экосистем, которые, несмотря на определённые сходства, имеют существенные отличия.

Общее между аквариумом и естественным водоёмом:

1. Замкнутый круговорот веществ: В обеих системах происходит обмен веществ: растения выделяют кислород, потребляют углекислый газ, а животные – наоборот. Таким образом, поддерживается баланс кислорода и углекислого газа.

2. Присутствие различных уровней живых организмов: И в аквариуме, и в естественном водоёме есть растительные (продуценты) и животные организмы (потребители), что обеспечивает устойчивость экосистемы.

3. Поддержание биологического равновесия: И там, и там, если условия стабильные, поддерживается относительно устойчивое биологическое равновесие.

Различия между аквариумом и естественным водоёмом:

1. Размер и объём воды: Аквариумы, как правило, намного меньше, чем естественные водоёмы, поэтому изменения в химическом составе воды здесь происходят быстрее. Даже небольшие изменения могут вызвать стресс для аквариумных обитателей.

2. Закрытость экосистемы: Естественный водоём – открытая система, которая получает новые питательные вещества из окружающей среды. Аквариум же – более замкнутая система, особенно если он герметично запечатан, как в вашем примере, и поэтому там нет притока новых веществ.

3. Поддержание параметров среды: В естественном водоёме температура, уровень освещения, химический состав воды зависят от природных условий. В аквариуме эти параметры часто зависят от человека, особенно если требуется поддерживать особые условия для обитателей.

4. Самоочищение: В естественном водоёме процессы самоочищения происходят благодаря циркуляции воды, действиям ветра, течений, и множеству живых организмов. В аквариуме нет такой циркуляции, и если он закрыт, обмен с внешней средой практически отсутствует.

Творческая задача: герметично закрытый стеклянный аквариум

В предложенном аквариуме, герметично закрытом и содержащем 2 креветки, 3 растения элодеи и 1 малого прудовика, создаётся почти полностью замкнутая экосистема. Чтобы понять, сможет ли такая система существовать длительное время, разберём несколько ключевых факторов:

1. Кислород и углекислый газ: Растения элодеи выполняют важную роль – они будут поглощать углекислый газ, выделяемый креветками и прудовиком, и выделять кислород в процессе фотосинтеза. Это обеспечит базовый баланс газов, необходимый для дыхания животных. Однако фотосинтез возможен только при наличии света, поэтому система потребует достаточного освещения, чтобы поддерживать растения активными.

2. Питательные вещества и органика: В замкнутой системе органические вещества будут накапливаться, так как нет естественного процесса самоочищения, как в открытом водоёме. Креветки и прудовик будут выделять отходы, которые постепенно могут начать разлагаться, что приведёт к накоплению аммиака и других токсичных веществ. Чтобы эта экосистема могла функционировать дольше, потребуются либо организмы, способные разлагать эти отходы (например, бактерии), либо ограничение роста отходов.

3. Свет как ключевой фактор: В герметичном аквариуме будет происходить фотосинтез у элодей только при наличии света. Свет обеспечит растения энергией для роста и выделения кислорода, который будет жизненно необходим креветкам и прудовику. При недостатке света фотосинтез замедлится или прекратится, и кислородное голодание может привести к гибели всех обитателей.

4. Круговорот питательных веществ: Поскольку герметичная система не получает новых питательных веществ извне, балансировать органические вещества, поступающие от отходов креветок и прудовика, станет важным условием выживания. При наличии достаточного количества бактерий, которые смогут разлагать отходы до полезных для растений форм азота, фосфора и других элементов, растения смогут их поглощать и поддерживать рост, что также обеспечит некоторый долгосрочный баланс.

Вывод:

Система может существовать в герметичном аквариуме определённое время при соблюдении следующих условий:

• Достаточное освещение для поддержания фотосинтеза.
• Наличие микроорганизмов (например, бактерий) для переработки отходов в питательные вещества, пригодные для растений.
• Минимизация количества отходов или очень медленное разложение биомассы, чтобы система не загрязнялась слишком быстро.

Таким образом, при правильно сбалансированных условиях такая экосистема может просуществовать длительное время, но в конечном итоге все же останется ограниченной в ресурсе, так как для полноценного самообновления ей не хватает доступа к внешнему обмену веществ.