Пищевая цепь
Что такое пищевая цепь в экосистеме
Пищевая цепь — это система взаимоотношений между различными группами живых организмов, основой функционирования которой выступает передача энергии и вещества посредством поедания представителями одной группы представителей другой.
Группами живых организмов являются животные, растения, микроорганизмы, грибы. Пищевая цепочка, в которой их представители принимают участие, лежит в основе круговорота веществ в природе. При этом каждая передача энергии сопровождается потерей 80–85% потенциальной энергии, рассеивающейся в пространстве в виде тепла.
Потеря энергии ограничивает количество звеньев пищевой цепи — в стандартных экосистемах число видов, принимающих участие в круговороте, редко превышает 4–5 единиц.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Основные типы пищевых цепей и их классификация
В биологии принята классификация из двух основных типов пищевых цепей:
- Детритные. Их отличие в том, что представители предыдущего звена не поедаются представителями последующего, а естественным образом отмирают, разлагаются под воздействием сапротрофных организмов, минерализуются, образуют органические останки. Позже эти останки переходят к питающимся ими микроорганизмам, животным.
- Пастбищные. Представляют собой цепи выедания, составлены из автотрофных организмов, растительноядных животных, консументов 1, 2, 3, 4 порядка.
Самые длинные описания касаются океанских схем, где многие виды являются консументами 4 порядка.
Сапротрофными в науке называются организмы, превращающие останки живых существ в простейшие органические и неорганические соединения. К автотрофным относят организмы, способные синтезировать сложные органические вещества из различных неорганических соединений.
Консументы — это гетеротрофные организмы, потребляющие созданные автотрофами органические вещества.
Уровни пищевой (трофической) цепи
Сложным вариантом обычной пищевой цепи является трофическая сеть, когда для каждого звена определяется не одно, а несколько связанных с ним по принципу «потребитель — пища» звеньев.
Травой питаются не только овцы, но и многие другие животные. А баранину и ягнятину потребляет не только человек.
Такую структуру обычно называют сетью, так как она имеет более сложное строение, нежели простейшая пищевая схема. Однако и в ней имеются свои продуценты — производители органики, консументы и разлагающие органику редуценты.
Трофический уровень – это показатель, обозначающий удаленность какого-либо звена пищевой цепи от продуцентов в определенной экосистеме.
На первом уровне расположены растения. На втором — питающиеся этими растениями травоядные животные. Третий занят плотоядными животными. Четвертый — сверххищниками. Количество уровней зависит от биологического разнообразия того или иного экологического сообщества. Считается, что этот показатель со временем увеличивается. Исключение могут составлять происходящие периодически массовые вымирания.
Примеры и биологическое значение трофических связей
Важнейшей задачей функционирования трофических схем является обмен энергией между различными биологическими объектами. Они имеют решающее значение в формировании экологических систем: к примеру, для фитофагов растения являются единственным видом питания, а сами фитофаги выступают основным источником пищи для плотоядных животных. При этом состояние плотоядных животных зависит и от состояния травоядных, и от состава растительной пищи, которую они употребляли.
В лиственном лесу распространенным примером пищевой цепи может послужить цепочка, состоящая из семян деревьев, мелких грызунов, хищных птиц. Продуцентом в этом перечне выступает дерево, консументами первого порядка являются мыши и суслики, а консументами второго порядка — совы, филины.
В смешанном лесу популярную трофическую сеть составляют хвойные деревья, поедающие кору сосен и елей жуки, дятлы, хищные соколы. При этом завершающим звеном этой цепи может стать не охотящийся на дятла сокол, а питающийся кровью сокола клещ.
Цепочки таежных просторов также насчитывают 3–4 звена. Это: сосна — белка — волк — блоха, лишайник или мох — северный олень — рысь. Характеристики этих схем схожи, различие лишь в замыкающем звене. В первом случае это кровососущее насекомое, а во втором — зверь-хищник.
В биоценозе существует особая трофическая связь — паразитизм, когда один вид служит для другого и источником питания, и местом обитания. Так, сельскохозяйственные животные становятся носителями гельминтов, а домашние заражаются лямблиями. Если организм «хозяина» устойчив к паразиту, имеет иммунитет, то ему ничего не грозит. В противоположном случае вторжение чужака может привести к гибели, существенному ухудшению здоровья.
Источник
3.2. Трофические цепи и сети питания.
В экосистемах продуценты, консументы и редуценты объединены сложными процессами переноса веществ и энергии, которая заключена в пище, созданной преимущественно растениями.
Перенос потенциальной энергии пищи, созданной растениями, через ряд организмов путем поедания одних видов другими называется трофической (пищевой) цепью, а каждое ее звено называется трофическим уровнем.
Все организмы, пользующиеся одним типом пищи, принадлежат к одному трофическому уровню.
На рис.4. представлена схема трофической цепи.
Первый трофический уровень образуют продуценты (зеленые растения), которые аккумулируют солнечную энергию и создают органические вещества в процессе фотосинтеза.
При этом более половины энергии, запасенной в органических веществах, расходуется в процессах жизнедеятельности растений, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь в пространстве, а остальная часть поступает в пищевые цепи и может быть использована гетеротрофными организмами последующих трофических уровней при питании.
Второй трофический уровень образуют консументы 1-го порядка — это растительноядные организмы (фитофаги), которые питаются продуцентами.
Консументы первого порядка большую часть энергии, которая содержится в пище, расходуют на обеспечение своих жизненных процессов, а остальную часть энергии используют на построение собственного тела, преобразуя тем самым растительные ткани в животные.
Таким образом, консументы 1-го порядка осуществляют первый, принципиальный этап трансформации органического вещества, синтезированного продуцентами.
Первичные консументы могут служить источником питания для консументов 2-го порядка.
Третий трофический уровень образуют консументы 2-го порядка — это плотоядные организмы (зоофаги), которые питаются исключительно растительноядными организмами (фитофагами).
Консументы 2-го порядка осуществляют второй этап трансформации органического вещества в цепях питания.
Однако, химические вещества, из которых строятся ткани животных организмов, довольно однородны и поэтому трансформация органического вещества при переходе со второго трофического уровня консументов на третий не имеет столь принципиального характера, как при переходе с первого трофического уровня на второй, где происходит преобразование растительных тканей в животные.
Вторичные консументы могут служить источником питания для консументов 3-го порядка.
Четвертый трофический уровень образуют консументы 3-го порядка — это плотоядные животные, питающиеся только плотоядными организмами.
Последний уровень трофической цепи занимают редуценты (деструкторы и детритофаги).
Редуценты-деструкторы (бактерии, грибы, простейшие) в процессе своей жизнедеятельности разлагают органические остатки всех трофических уровней продуцентов и консументов до минеральных веществ, которые вновь возвращаются к продуцентам.
Все звенья трофической цепи взаимосвязаны и взаимозависимы.
Между ними от первого к последнему звену осуществляется передача веществ и энергии. Однако, необходимо отметить, что при передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря. В результате цепь питания не может быть длинной и чаще всего состоит из 4-6 звеньев.
Однако, такие пищевые цепи в чистом виде в природе обычно не встречаются, поскольку каждый организм имеет несколько источников питания, т.е. пользуется несколькими типами пищи, и сам используется как продукт питания другими многочисленными организмами из одной и той же трофической цепи или даже из разных цепей питания.
паразиты могут использовать в качестве источника питания различные виды растений и животных из разных трофических уровней;
всеядные организмы потребляют в пищу как продуцентов, так и консументов, т.е. являются одновременно консументами первого, второго, а иногда и третьего порядка;
комар, питающийся кровью человека и хищных животных, находится на очень высоком трофическом уровне. Но комарами питается болотное растение росянка, которая, таким образом, является и продуцентом и консументом высокого порядка.
Поэтому, практически любой организм, входящий в состав одной трофической цепи, одновременно может входить и в состав других трофических цепей.
Таким образом, трофические цепи могут многократно разветвляться и переплетаться, образуя сложные сети питания или трофические (пищевые) сети, в которых многочисленность и разнообразие пищевых связей выступает как важный механизм поддержания целостности и функциональной устойчивости экосистем.
На рис.5. показана упрощенная схема сети питания для наземной экосистемы.
Вмешательство человека в природные сообщества организмов путем намеренного или ненамеренного устранения какого-либо вида часто имеет непредсказуемые негативные последствия и приводит к нарушению устойчивости экосистем.
Источник