1. Трофические сети и цепи питания. Типы пищевых цепей. Функции животных и растений в пищевых цепях
Пищевые цепи, пищевые сети и трофические уровни
Перенос энергии пищи от его источника – автотрофов (растений) – через ряд организмов, происходящий путём поедания одних организмов другими, называется пищевой цепью.
При каждом очередном переносе большая часть потенциальной энергии (80÷90%) теряется, переходя в тепло. Поэтому чем короче пищевая цепь (чем ближе организм к её началу – солнечной энергии), тем больше количество энергии, доступной для популяции.
Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищная цепь, которая начинается с зелёного растения и идёт далее к пасущимся растительноядным животным и к их хищникам, идетритная цепь, которая от мёртвого органического вещества идёт к микроорганизмам, а затем к детритофагам и к их хищникам. Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются друг с другом, образуя так называемыепищевые сети.
Пастбищная
пищевая
цепь
Солнечный Растительноядные Хищники
свет
Детритная
пищевая
цепь
Потребители детрита Хищники
Наиболее упрощенные пастбищная и детритная пищевые цепи объединены в пищевую сеть в виде Y-образной или двухканальной диаграммы потока энергии.
Величины тех частей энергии чистой продукции, которые текут по двум путям, различны в экосистемах разного типа и часто варьируют по сезонам или по годам в одной и той же экосистеме. На некоторых мелководьях и на интенсивно используемых пастбищах и в степях по пастбищной цепи может идти 50% и более чистой продукции. Напротив, прибрежные марши, океаны, леса, да и большинство природных экосистем, функционируют как детритные системы; в них 90% и более процентов автотрофной продукции потребляется гетеротрофами только после того, как листья, стебли и другие части растений отмирают, подвергаются «переработке», превращаясь в диспергированное или растворённое органическое вещество, поступающее в воду, донные осадки и почву. Такое отсроченное потребление увеличивает структурную сложность, а также накопительную и буферную ёмкость экосистем.
Тесная связь пастбищной и детритной пищевых цепей приводит к тому, что при изменении уровня энергетического воздействия извне на экосистему быстро происходит переключение потоков между каналами, что позволяет поддерживать устойчивость экосистем. Не вся пища, съеденная пасущимися животными, усваивается: часть её, например через фекалии, уходит в детритную цепь.
Степень влияния травоядных животных на сообщество зависит не только от количества ассимилированной ими энергии пищи, но и от скорости изъятия живых растений. Прямое изъятие травоядными животными или человеком более 30-50% годового прироста наземной растительности уменьшает способность экосистемы сопротивляться стрессу. Перевыпасскота был одной из причин упадка многих цивилизаций. «Недовыпас» также может оказаться вредным. Если прямое потребление живых растений совершенно отсутствует, то детрит может накапливаться быстрее, чем идёт его разложение микроорганизмами. Это замедляет круговорот минеральных веществ, и, кроме того, система может стать пожароопасной.
В сложных природных сообществах организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней, считаются принадлежащими к одному трофическому уровню. Так, зелёные растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные – второй (уровень первичных консументов), первичные хищники, поедающие травоядных, – третий (уровень вторичных консументов), а вторичные хищники – четвёртый (уровень третичных консументов). Эта трофическая классификация относится к функциям, а не к видам как таковым. Популяция данного вида может занимать один или несколько трофических уровней, смотря по тому, какие источники энергии она использует. Поток энергии через трофический уровень равен общей ассимиляции (А) на этом уровне, которая в свою очередь равна продукции (Р) биомассы плюс дыхание (R):
A=P+R.
При переносе энергии между трофическими уровнями часть потенциальной энергии теряется. Прежде всего, растение фиксирует лишь малую долю поступающей энергии солнечного света (около 1%). Поэтому число консументов (например, людей), которые могут прожить при данном выходе первичной продукции, сильно зависит от длины пищевой цепи; переход к каждому следующему звену в нашей традиционной сельскохозяйственной пищевой цепи уменьшает доступную энергию примерно на порядок величины (т.е. в 10 раз). Поэтому если в рационе увеличивается содержание мяса, то уменьшается число людей, которых можно прокормить.
Эффективность i-го трофического уровня принято оценивать, как отношение Ai/Ai-1, гдеAi– ассимиляцияi-ым трофическим уровнем. Для первого (автотрофного)трофического уровня она составляет 1-5%, для последующих – 10-20%.
Может озадачить низкая эффективность природных экосистем в сравнении с высокими КПД электромоторов и других двигателей. Но на самом деле, долгоживущие, крупномасштабные экосистемы нельзя приравнивать в этом отношении к недолговечным механическим системам. Во-первых, в живых системах много «горючего» затрачивается на «ремонт» и самоподдержание, а при расчете КПД двигателей не учитываются амортизация и расходы энергии на ремонт. Во-вторых, в определенных условиях быстрый рост, который повышает потребление энергии, может иметь большее значение для выживания, чем максимальная эффективность использования энергии пищи или горючего.
Для экосистем важно понимать, что любое повышение их эффективности искусственным путём обернется увеличением затрат на ее поддержание. Всегда наступает такой предел, после которого выигрыш от роста эффективности сводится на нет ростом расходов, не говоря уже о том, что система может войти в опасное колебательное состояние, грозящее разрушением. Индустриализованные экосистемы, возможно, уже достигли такой стадии, когда увеличение расходов приводит к все меньшей отдаче.
studfiles.net
60. Что такое пищевая цепь и как много таких цепей в экосистеме?
Енергия, содержащаяся в органическом веществе одних организмов, потребляется другими организмами. Перенос веществ и заключенной в них энергии от автотрофов к гетеротрофам, что происходит в результате поедания одними организмами других, называется пищевой цепью (цепью питания, трофической цепью) (рис. 1).
Огромную роль в воспроизводстве жизни играет энергия Солнца. Количество этой энергии очень велико (примерно 55 ккал на 1 см2 в год). Из этого количества продуценты — зеленые растения — в результате фотосинтеза фиксируют не более 1-2 % энергии, а пустыни и океан — сотые доли процента.
Число звеньев в пищевой цепи может быть различным, но обычно их 3-4 (реже 5). Дело в том, что к конечному звену пищевой цепи поступает так мало энергии, что ее не хватит в случае увеличения числа организмов.
61. Расскажите о потоке энергии проходящем через пищевую цепь.
Пищевые цепи и сети, трофические уровни. Внутри экосистемы содержащие энергию вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей для гетеротрофов. Пищевые связи — это механизмы передачи энергии от одного организма к другому.
Типичный пример: животное поедает растения. Это животное, в свою очередь, может быть съедено другим животным. Таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов — каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию
Такая последовательность переноса энергии называется пищевой (трофической) цепью, или цепью питания. Место каждого звена в цепи питания является трофическим уровнем. Первый трофический уровень, как уже было отмечено ранее, занимают автотрофы, или так называемые первичные проду-з центы. Организмы второгого трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д.
Обычно различают три типа пищевых цепей. Пищевая цепь хищников начинается с растений и переходит от мелких организмов к организмам все более крупных размеров. На суше пищевые цепи состоят из трех-четырех звеньев.
Одна из простейших пищевых цепей имеет вид:
растение — заяц — волк
продуцент — травоядное — плотоядное
Широко распространены и такие пищевые цепи:
растительный материал (например, нектар) — муха — паук -
землеройка — сова.
сок розового куста — тля — божья (тлевая) коровка -
паук — насекомоядная птица -хищная птица.
В водных и, в частности, морских экосистемах пищевые цепи хищников, как правило, длиннее, чем в наземных
62. Что такое экологические пирамиды и каковы их основные виды?
Экологическая пирамида - это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Основание экологической пирамиды составляет уровень продуцентов.
Экологические пирамиды могут быть 3 видов:
Пирамида чисел - отражает количественное распределение отдельных организмов на трофических уровнях. Особенностью такой пирамиды является уменьшение численности организмов при движении от продуентов к консументам. Эта закономерность объясняется тем, что в любой экосистеме мелкие животные численно превосходят крупных и размножаются быстрее. Для любого хищника существует нижний и верхний предел размеров их жертв, каждому хищнику служат пищей жертвы определенного размера.
Вторая пирамида - обращенная, так как в лесных пастбищных пищевых цепях продуценты - это деревья, а первичные консументы - это насекомые. Уровень первичных консументов по численности превышает уровень продуцентов.
Пирамида биомассы - показывает соотношение общего количества живого вещества на трофических уровнях пищевой цепи. Может иметь две графические разновидности - правильная и обращенная. Наблюдаются следующие закономерности: пирамиды с широким основанием и узкой вершиной характерны для наземных и мелководных экосистем, в которых продуценты имеют крупные размеры и живут сравнительно долго. В молодых экосистемах вершина пирамиды более узкая, чем в зрелых; пирамида может быть обращенной в открытых и глубоких водах, где продуценты невелики по размеру и малодолговечны. Пирамида биомассы отличается промежуточным характером в озерах и прудах, так как здесь равноценны роли продуцентов, то есть крупных прикрепленных растений и микроскопических водорослей.
Пирамида энергии - величина потока энергии, проходящего через различные трофические уровни. В отличие от пирамиды чисел или биомассы, характеризующих статику экосистемы, пирамида энергии характеризует динамику прохождения массы пищи через пищевую цепь. На ее форму не влияют ни размеры особей, ни интенсивность их метаболизма. Кроме того, пирамида чисел преувеличивает роль мелких организмов, пирамида биомассы преувеличиват роль крупных. Поэтому пирамида энергии является наиболее универсальной характеристикой для сравнения потока энергии, проходящего через разные уровни, а также для сравнения одной экосистемы с другой.
studfiles.net
Пищевая цепь в природе. Определение понятия и состав :: SYL.ru
Пищевая цепь - это сложная структура звеньев, в которой каждое из них взаимосвязано с соседним или же каким-либо другим звеном. Этими составляющими цепочки являются различные группы организмов флоры и фауны.
Пищевая цепь в природе
В природе пищевая цепь - это способ движения вещества и энергии в среде. Все это необходимо для развития и "строительства" экосистем. Трофическими уровнями называется сообщество организмов, которое располагается на определенном уровне.
Биотический круговорот
Пищевая цепь является биотическим круговоротом, который объединяет живые организмы и компоненты неживой природы. Данное явление также называется биогеоценозом и включает в себя три группы: 1. Продуценты. Группа состоит из организмов, которые производят пищевые вещества для других существ в результате фотосинтеза и хемосинтеза. Продуктом данных процессов являются первичные органические вещества. Традиционно, продуценты являются первыми в пищевой цепи. 2. Консументы. Пищевая цепь располагает данную группу над продуцентами, поскольку они потребляют те питательные вещества, которые произвели продуценты. В данную группу входят различные гетеротрофные организмы, к примеру, животные, съедающие растения. Различают несколько подвидов консументов: первичные и вторичные. В разряду первичных потребителей можно отнести травоядных животных, а ко вторичным - плотоядных, которые поедают описанных ранее травоядных. 3. Редуценты. Сюда относятся организмы, которые разрушают все предыдущие уровни. Наглядным примером может стать случай, когда беспозвоночные и бактерии разлагают остатки растений или мертвые организмы. Таким образом, пищевая цепь завершается, но круговорот веществ в природе продолжается, поскольку в результате данных превращений образуются минеральные и другие полезные вещества. В дальнейшем образованные компоненты используются продуцентами для образования первичной органики. Пищевая цепь сложная структура, поэтому вторичные консументы запросто могут стать пищей для других хищников, которых причисляют к третичным консументам.
Классификация
Пищевая цепь, таким образом, принимает непосредственное участие в круговороте веществ в природе. Различают два типа цепей: детритные и пастбищные. Как видно из названий, первая группа наиболее часто встречается в лесных массивах, а вторая - на открытых пространствах: поле, луг, пастбище.
Пищевая цепь моря
Такая цепь имеет более сложную структуру связей, там даже возможно появление хищников четвертого порядка.
Пирамиды
Пищевая цепь, одна или несколько, существующие в конкретной среде обитания, образуют пути и направления движения веществ и энергии. Все это, то есть организмы и их места обитания, образуют функциональную систему, которая носит название экосистемы (экологической системы). Трофические связи достаточно редко бывают прямолинейными, обычно они имеют вид сложной и запутанной сети, в которых каждый компонент взаимосвязан с остальными. Переплетение пищевых цепей образует пищевые сети, которые в основном служат для построения и рассчетов экологических пирамид. В основе каждой пирамиды находится уровень продуцентов, наверх которого настраиваются все последующие уровни. Различают пирамиду чисел, энергии и биомассы.
www.syl.ru
Пищевая цепь | Virtual Laboratory Wiki
Шаблон:Трофическая цепь
Пищевая, или трофическая, цепь, ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которой связанных друг с другом отношениями: пища — потребитель. Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80—90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4—5.
Структура пищевой цепи Править
Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.
Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.
Трофическая сеть Править
Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища — потребитель». Так траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную структуру — трофическую сеть. <span />
Трофический уровень Править
Трофический уровень — условная единица, обозначающая удалённость от продуцентов в трофической цепи данной экосистемы.
В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическим уровнем.
Типы пищевых цепей Править
Существует 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.
В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.
В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Пищевая цепь. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .
ru.vlab.wikia.com
1. Трофические сети и цепи питания. Типы пищевых цепей
Поддержание целостности сообщества обеспечивается разнообразными связями между организмами. Наибольшее значение в природе имеют пищевые связи, благодаря которым осуществляется непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы.
В сообществе живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепи.
Для любого сообщества можно составить схему всех пищевых взаимосвязей организмов. Эта схема имеет вид сети (её переплетения бывают очень сложными) и носит название пищевая (трофическая) сеть.
Пример:
Трофическая сеть широколиственного леса:
Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых (трофических) цепей, каждая из которых является как бы отдельным каналом, по которому передаются вещество и энергия.
В каждой цепи осуществляется однонаправленный поток вещества и энергии от одной группы организмов к другой (на рисунке стрелками изображены потоки вещества в пищевой сети).
Цепи питания начинающиеся с живого органического вещества (обычно с зелёных растений), называются пастбищными или консументными цепями (или цепями выедания).
Пастбищные цепи питания преобладают в травянистых, водных экосистемах.Пример:
А — пастбищная пищевая цепь: живое растение — растительноядное насекомое — хищное насекомое — насекомоядная птица — хищная птица.
Трофические цепи, начинающиеся с мёртвого органического вещества детрита (отмершие остатки растений, трупы и экскременты животных), называются детритные или редуцентные цепи (или цепи разложения).
Детритные цепи преобладают в лесных экосистемах.
Пример:
Б — детритная пищевая цепь: опавшие листья (детрит) — почвенные бактерии, черви, грибы (детритофаги) — почвенные насекомые и клещи — хищные насекомые и насекомоядные животные.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. 9 класс // ДРОФАКаменский А. А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10-11 класс // ДРОФА http://pda.coolreferat.com
http://school-collection.edu.ru
www.yaklass.ru
Цепи питания и обмен веществ и энергии организмов
Вам уже известны автотрофный и гетеротрофный типы питания организмов. Теперь мы остановимся на экологической роли этих организмов в природе. Сначала обратим внимание на их цепи питания.
1. Продуценты (лат. producentis — "производящий, создающий") — автотрофы, т. е. из неорганических веществ они образуют органическое вещество. Эти продукты являются пищей для всех остальных организмов. К ним относятся водоросли, покрытосеменные и голосеменные растения, а также хемосинтетические бактерии.
2. Консументы (лат. consumo — "потреблять") — организмы, питающиеся готовой органической пищей. Консументы передают пищу от одного организма к другим. Они, в свою очередь, составляют пищевую цепь. Первую группу составляют консументы первого порядка (заяц, овца, коза), которые превращают органические вещества в вещества животного происхождения. А остальная часть в процессе диссимиляции превращается в неорганические вещества. Консументы второго порядка — хищники.
3. Редуценты (лат. reducentis — "возвращать") — гетеротрофные организмы. Главная их функция заключается в превращении органических веществ в неорганические. Это бактерии, грибы, мельчайшие невидимые организмы. Некоторые редуценты питаются растительными остатками, их называют детритофагами. Редуценты завершают цепь питания в системе "растения — животное — почва" среди организмов, и этот цикл возобновляется. В этом процессе преимущество редуцентов закономерно, так как чрезмерное увеличение консументов на Земле привело бы к нарушению природного равновесия. Этот процесс изображен на схеме 5.
Схема 5
Направление пищевой цепи
Пищевые цепи — результат развития органического мира. Благодаря пищевым цепям существует связь между организмами и неживой природой, процессами жизнедеятельности (рис. 69).
Рис. 69. Цепи питания экосистемы
Разрыв какого-либо звена в пищевой цепи приводит к разрушению равновесия в биоценозе. Через пищевые цепи в природе протекают обмен веществ и поток энергии. Но для функционирования пищевой цепи необходим приток энергии Солнца. При каждом переносе от продуцентов к консументам солнечная энергия постепенно теряет часть энергии, к редуцентам — энергия полностью теряется. Таким образом, происходит круговорот веществ. Необходимым условием существования жизни является наличие организмов, создающих органические вещества из организмов, использующих эти вещества и превращающих их в неорганические.
Одним из особых свойств является продуктивность. Продуктивность — это биомасса, производимая популяцией на единице площади на определенной территории. Этот процесс происходит в природе с различной скоростью, поэтому она измеряется продуктивностью за сезон, год, несколько лет во времени. Для наземных организмов она определяется количеством биомассы на единицу площади — 1 м2, 10 м2, 100 м2, а для водных организмов на единицу объема — 1 м3, 10 м:! чистого веса органического вещества.
Но биологическую продуктивность нельзя путать с биомассой. Биомасса биоценоза не дает полной информации о биологической продуктивности, так как скорость накопления биомассы биоценозов неравномерна. Биоценоз определяется не только биомассой, но и продуктивностью. Например, мелкие грызуны по сравнению с крупными имеют высокий темп размножения, тем самым показывают более высокую продуктивность при одинаковой биомассе.
Продуктивность каждой популяции за определенное время показывает совокупность воспроизводства всех особей. Биологическая продуктивность популяции представлена следующей формулой:
где Р — продуктивность; В1 и В2 — первичная и вторичная биомасса; Е — приход и расход.
Этот показатель называется чистой продукцией. Валовая продукция определяется чистой продукцией и расходом затрачиваемой энергии на обмен веществ. Автотрофные организмы ассимилируют первичную продукцию, а гетеротрофы — вторичную. Микроорганизмы разлагают органические вещества и переводят их в исходное состояние.
Наряду с первичной и вторичной продуктивностью большую роль играет конечная продуктивность. Конечная продукция биоценоза обычно исключается из данной экосистемы, т. е. выводится за ее пределы, например урожай сельскохозяйственных культур.
При переходе с одного трофического уровня на другой продуктивность организмов, по известной вам закономерности — правило экологических пирамид, уменьшается. Основная нижняя часть пирамиды начинается с продуцентов и завершается редуцентами (самая низкая биомасса или ноль). Каждый организм в цепи образует трофический уровень. Число уровней в пищевой цепи не превышает пяти. Вам давно известны типы пирамид: энергии и чисел.
Правило пирамид характерно не для всех экосистем. Например, в морях и океанах идет обратный процесс.
1-я схема. Правило пирамид:
10 г — 4-трофический уровень (редуцент)
1 кг — 3-трофический уровень (консумент 2)
100 кг — 2- трофический уровень (консумент 1)
10т — 1-трофический уровень (продуцент)
1.По типу питания организмов различают продуценты, консументы и редуценты.
2.Обмен вещества и энергии организмов осуществляется по цепи питания.
3.Разрыв одного звена в цепи питания приводит к нарушению равновесия следующего звена.
4.Огромную роль в сельском хозяйстве играет учет биологической продуктивности.
5.Согласно правилу пирамид пищевая цепь при переходе с одного трофического уровня на другой сопровождается падением ее общей биомассы и уменьшением энергии.
1.Что такое автотрофные и гетеротрофные организмы.?
2.Какова роль продуцентов?
3.Какую роль выполняют консументы?
1. Объясните на примере роль разлагателей в обмене веществ.
2.Покажите схему цепи питания: растение — насекомое — ящерица — змея — хищная птица.
1. Опишите роль продуцентов в обмене веществ.
2.Покажите схематично систему цепи питания.
3.Вспомните и расскажите по схеме о правиле экологических пирамид.
Постройте схему пищевых связей следующих организмов:
1. Пшеница, озеро, лягушка, змея, жук, воробей, беркут, волк, бактерия.
2. Ячмень, бактерия, сокол, лисица, человек.
3. Кузнечик, змея, еж, беркут, бактерия.
bioslogos.ru
Пищевые цепи и сети экосистем
Непрерывный поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток растений и в результате фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей создаваемого органического вещества. В отличие от растений животные не способны к реакциям фото- или хемосинтеза, поэтому вынуждены использовать солнечную и очень незначительно химическую энергию опосредовано – питаясь органическим веществом, созданным растениями. Животные-консументы 1-го уровня питаются растительной пищей и одновременно служат пищей животных-консументов 2-го уровня и т. д. Таким образом в экосистемах образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим, которая называется трофической или пищевой.
При каждом очередном переносе большая часть (более 90 %) потенциальной энергии пищи теряется, переходя в тепло. Данное обстоятельство ограничивает возможное число звеньев пищевой цепи до 4 – 5. Чем короче пищевая цепь или чем ближе к её началу место, занимаемое данным организмом, тем больше доступной пищи и энергии.
Пищевые цепи можно разделить на два основных типа: пастбищные цепи, которые начинаются с зелёного растения и идут дальше к пасущимся фитофагам, а затем к хищникам; детритные цепи, которые от мёртвого органического вещества идут к детритофагам, а затем к хищникам.
Пастбищные цепи, в свою очередь, объединяют пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.
Пищевые цепи хищников идут от продуцентов к травоядным, поедаемым мелкими плотоядными, а они служат пищей более крупным хищникам и т.д. По мере продвижения по цепи хищников животные увеличиваются в размерах и уменьшаются в числе.
Трофические цепи бывают простыми и короткими, например, «осина – заяц – лиса», и более сложными и длинными, например, «сосна - тли - божьи коровки - пауки – насекомоядные птицы - хищные птицы».
Удлинение цепи происходит благодаря участию в ней хищников.
Пищевые цепи паразитов, наоборот, ведут к организмам, которые всё более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. Примером может служить цепь: «трава - травоядные млекопитающие - блохи – жгутиконосцы».
В детритных цепях консументами являются детритофаги, относящиеся к различным систематическим группам: мелкие животные, преимущественно беспозвоночные, которые живут в почве и питаются опавшей листвой, или бактерии и грибы, разлагающие органические вещества по схеме: «детрит - бактерии, грибы» или «детрит – мелкие животные – хищники».
В большинстве случаев деятельность обеих групп детритофагов характеризуется строгой согласованностью: животные создают условия для работы микроорганизмов, разделяя трупы животных и мёртвые растения на мелкие части.
Пищевые цепи, начинающиеся с зеленых растений и от мёртвого органического вещества, чаще всего представлены в экосистемах совместно, но почти всегда одна из них доминирует над другой. Тем не менее в некоторых специфических средах (например, подземной), где существование организмов с хлорофиллом невозможно из-за отсутстыия света, сохраняются пищевые цепи только детритного типа.Пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетены. Они составляют так называемые пищевые сети. Принцип образования пищевых сетей состоит в следующем. Каждый продуцент имеет не одного, а несколько консументов. В свою очередь, консументы, среди которых преобладают полифаги, пользуются не одним, а несколькими источниками питания.
Необходимо подчеркнуть, что трофическая классификация делит на группы не сами виды, а типы их жизнедеятельности. Популяция одного вида может занимать один или более трофических уровней, в зависимости от того, какие источники энергии эти виды используют. Точно так же любой трофический уровень представлен не одним, а несколькими видами, в результате чего цепи питания сложно переплетены.
В процессе жизнедеятельности всех уровней трофической цепи возникают обходы. Зелёные растения частично или полностью сбрасывают листву, значительная часть организмов постоянно отмирает. В конечном счёте, созданное органическое вещество частично или полностью заменяется. Эта замена происходит благодаря особому звену трофической цепи – звену редуцентов. Это звено составляют бактерии, грибы, простейшие, мелкие беспозвоночные организмы. Редуценты разлагают органические остатки всех трофических уровней продуцентов и консументов на минеральные компоненты. Минеральные вещества и выделяющийся при дыхании редуцентов диоксид углерода (CO2) вновь возвращаются к продуцентам.
Рекомендуем прочитать:
Конспект по экологии
rgrtu-640.ru
