广角镜1:深海生物
一些学者在考察深海生物时,发现了一些极为特殊的生物群落,它位于Galapogos群岛附近深海中央海嵴的火山口周围,火山口附近的水流温度高于周围200℃,栖居着生物学界前所未知的异乎寻常的生物,如l/3m长的蛤和3m长的蠕虫。这些生物的食物来源是共生的化学合成细菌,它通过氧化硫化物和还原CO2而制造有机物,生产ATP。难以置信的是,这些细菌竞能在200℃高温下生存。
生态系统的能流
生态系统的能流服从于热力学定律。生态系统中,营养级间能量传递效率主要取决于消费效率、同化效率和生产效率的乘积。浮游植物个体小、种群增长率高、世代短,所以食草动物利用初级生产的效率,即消费效率高;相反,成熟森林的个体大、增长率低,有大量的非光合生物量,所以消费效率很低。就同化效率而言,食肉动物吃动物组织,其营养价值高,所以同化效率明显的高;而食草动物所吃的植物含有难于消化的物质.其同化效率低。就生长效率而言,内温性的脊椎动物由于维持稳定体温要消耗大量能量,生长效率最低;而无脊椎动物生长效率很高,外温性脊椎动物居中。对生态系统能流的全面研究不多,一般分析食物链或简单的泉(包括自养的和异养的)和湖泊。比较各种生态系统的能流说明:大多数生态系统初级生产者固定的能量,其主要流径是分解者亚系统,这也包括由呼吸的失热;只有以浮游生物为优势的水生群落,其食活食的消费者亚系统在能流过程中有重要作用;即使如此,由于异养性的细菌密度很高,消费死有机物的比例也在50%以上。
能量是生态系统的动力,是一切生命活动的基础。一切生命活动都伴随能量的变化,没有能量的转化,也就没有生命和生态系统。能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律。
热力学第一定律又称为能量守恒定律:“在自然界发生的所有现象中,能量既不能消失也不能凭空产生,它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。”
热力学第二定律是对能量传递和转化的一个重要概括:在封闭系统中,一切过程都伴随着能量的改变.在能量的传递和转化过程中,除了一部分可以继续传递和作功的能量(自由能)外,总有一部分不能继续传递和作功,而以热的形式消散,这部分能量使系统的熵和无序性增加。 |