Строгой связи между биомассой, или продуктивностью, вида и его значением в поддержании функционирования сообщества не существует. Популяции многих организмов накапливают и удерживают биогенные вещества, необходимые для поддержания жизни, играя тем самым роль «посредника» в обмене веществ между живой и неживой природой. Например, моллюски, фильтруя воду и извлекая оттуда мелкие организмы и их остатки, захватывают и удерживают большое количество фосфора. Несмотря на то что роль моллюсков в пищевых цепях прибрежных морских сообществ невелика (они не образуют плотных скоплений с высокой биомассой, их пищевая ценность невысока), эти организмы имеют первостепенное значение как фактор, позволяющий сохранить плодородие той зоны моря, где они обитают. Аналогична ситуация с бобовыми растениями, которые благодаря клубеньковым бактериям, живущим на их корнях фиксации в почве азота.
Рассмотрим этапы научного исследования на примере изучения дыхания органов растения.
Наблюдения за растениями показали, что они дышат (в ходе дыхания поглощается кислород и выделяется углекислый газ, а растение как и все живые организмы в итоге получают энергию, необходимую для жизнедеятельности). Остается выяснить, отвечают ли за дыхание определенные органы или каждый орган дышит.
Итак, мы можем сформулировать проблему исследования: какие органы растения дышат?
Следующий этап - выдвижение гипотез. Мы можем предположить, что у растения дышат только отдельные органы (семена, корни, стебли, листья) или дышит каждый орган.
Теперь, для того чтобы проверить, какие условия действительно необходимы для прорастания семян, разработаем и проведём эксперимент.
Возьмём три ёмкости из бесцветного прозрачного стекла, например бутылки. В одну из них поместим 30— 40 набухших, прорастающих семян гороха, фасоли или других растений. Сухие семена брать не следует. Они находятся в состоянии покоя, и поэтому все процессы жизнедеятельности, в том числе и дыхания, у них протекают очень слабо.
Во вторую бутылку положим корнеплоды моркови. Чтобы активизировать их клетки, перед опытом корнеплоды следует 2—3 дня подержать в воде.
В третью бутылку поместим свежесрезанные стебли растений с листьями. Плотно закроем бутылки пробками и поставим в тёмное тёплое место. На следующий день проверим, изменился ли состав воздуха в бутылках.
Опустим в каждую из бутылок зажжённую свечу, прикреплённую к проволоке.
Анализ и сравнение результатов эксперимента: Свечи гаснут, потому что в процессе дыхания органы растения поглотили кислород из воздуха, находящегося в бутылках, и выделили большое количество углекислого газа. В этом легко убедиться с известковой воды, которая мутнеет, взаимодействуя с углекислым газом.
Если вместо бутылок взять термос, хорошо сохраняющий тепло, то, опустив в него термометр, легко заметить повышение температуры. Это часть энергии при дыхании выделилась в виде тепла.
Проанализировав результаты эксперимента, мы придём к выводу, что каждый из изученных органов растения дышит.