Пастбищная пищевая цепь трофический уровень

Биология. 10 класс

§ 45. Цепи и сети питания. Трофические уровни

Понятие о цепях питания. Трофические уровни

Основное условие существования экосистемы — это поддержание круговорота веществ и превращения энергии. Наиболее полный круговорот веществ происходит в наземных экосистемах — биогеоценозах. Он обеспечивается благодаря трофическим (пищевым) связям между организмами разных видов, относящимися к разным функциональным группам. Именно на основе этих связей органические вещества, синтезированные продуцентами из минеральных веществ с поглощением солнечной энергии, передаются консументам и претерпевают химические превращения. В результате жизнедеятельности редуцентов происходит разрушение органических веществ, входящих в состав отмерших организмов, до неорганических (СО₂, NH₃, H₂S, H₂O). Затем неорганические вещества используются продуцентами для создания новых органических веществ, которые с помощью консументов снова вовлекаются в круговорот. Если бы эти вещества не использовались многократно, жизнь на Земле была бы невозможна. Ведь запасы веществ, поглощаемых продуцентами, в природе не безграничны. Для осуществления полноценного круговорота веществ в экосистеме должны быть в наличии все три функциональные группы организмов. И между ними должно происходить постоянное взаимодействие в виде трофических связей с образованием трофических (пищевых) цепей, или цепей питания.

Цепь питания (пищевая цепь) — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника (предыдущего звена) к потребителю (последующему звену). При этом один организм может поедать другой, питаться его отмершими остатками или продуктами жизнедеятельности.

Каждый организм в цепи питания относится к определенному трофическому уровню. Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих одинаковое положение в пищевой цепи относительно ее начала.

Трофические уровни принято нумеровать римскими цифрами. Первый трофический уровень составляют автотрофные организмы — растения (продуценты), ко второму трофическому уровню относятся растительноядные животные (консументы I порядка), к третьему и последующим уровням — плотоядные животные (консументы II, III и т. д. порядков).

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

Потоки вещества и энергии в экосистемах. Пищевые цепи, трофические уровни. Пастбищная и детритная пищевые цепи. Расход энергии в цепях питания.

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т.е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах – это механизмы передачи энергии от одного организма к другому.

Ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания

Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень – продуценты, второй — растительноядные консументы; к третьему — плотоядные; потребляющие других плотоядных –к четвертому и т.д. Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевые цепи на разных трофических уровнях.

Поглощенная пища усваивается не полностью. Неусвоенная возвращается во внешнюю среду (экскременты) и вовлечена в другие цепи питания. Большая часть энергии уходит на поддержание рабочих процессов в клетках. Меньшая часть усвоенной пищи идет на рост или откладывание запасных питательных веществ, увеличение массы тела.

Передача энергии в химических реакциях в организме происходит с потерей части ее в виде тепла. Вся энергия, использованная на метаболизм, переходит в тепловую и рассеивается в окружающем пространстве.

Энергии при переходе из одного звена в другое теряется, так как к следующему потребителю поступает лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. Потери составляют около 90% при каждой передачи энергии через пищевую цепь.

Пищевая цепь включает обычно всего 4–5 звеньев из-за угасания энергии в цепях питания. Потерянная в цепях питания энергия может быть восполнена только поступлением новых ее порций. Поэтому в экосистемах не может быть круговорота энергии, аналогичного круговороту веществ. Экосистема функционирует только за счет направленного потока энергии, постоянного поступления ее извне в виде солнечного излучения или готовых запасов органического вещества.

Цепи, которые начинаются с растений — цепями выедания (пастбищными),а цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов– детритными цепями. Таким образом, поток энергии, входящий в экосистему, разбивается далее как бы на два основные русла, поступая к консументам через живые ткани растений или запасы мертвого органического вещества, источником которого также является фотосинтез.

В разных типах экосистем мощность потоков энергии через цепи выедания и разложения различна.

Среды жизни, — принципы их формирования; краткая характеристика основных параметров.

На планете выделяют 4 среды: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.

Вода характеризуется свойствами: высокая теплоемкость, подвижность, прозрачность. На характер распределения водных организмов оказывают влияние плотность, соленость, световой режим и пр. Так, плотность определяет условия передвижения организмов. Высокая плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм, образующих планктон. Важным фактором является соленость: пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские – не переносят опреснения. Температура в морских глубинах отличается постоянством(3-40С).

С глубиной меняется освещенность. Разные лучи солнечного света поглощаются неодинаково: быстрее поглощаются красные и оранжевые лучи, хуже зеленые, синие и фиолетовые. Вода – хороший растворитель. Поэтому в озерах, океанах, и в подземных водах содержится растворы солей. Воде свойственна слабая аэрация. Всех обитателей водной среды называют гидробионтами. В водной среде выделяют дно (бенталь); толщу воды (пелагиаль); береговую часть (литораль). Обитателей бентали именуют бентосом; нектон – активно плавающие крупные формы; нейстон – обитателей поверхностной пленки воды.

Среда характеризуется обилием света и кислорода. Она динамична во времени и пространстве. На поверхности суши выделяют климатические и высотные пояса, природные зоны. Возможные резкие перепады температуры. Влажность зависит от климатического пояса, степени удаленности от океана, ветра. Живые организмы способны модифицировать параметры среды. Для всех обитателей — характерны: наличие опорного скелета и механизмов регуляции гидротермического режима; освобождение полового процесса от воды; защитные механизмы от дефицита тепла и влаги. В данной среде наблюдается самый высокий уровень биоразнообразия.

Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почв является их плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Среда характеризуется четырехфазностью; отсутствием света; высокой плотностью и гетерогенностью в пространстве. У организмов живущих в почвенной среде сложились следующие адаптации: вальковатая форма тела; гладкая поверхность; хорошо развитая мускулатура и копательный аппарат. Для почвенных жителей характерны микроскопические размеры и редукция зрения. В почве выделяют почвенные горизонты: перегнойно-аккумулятивный, элювиальный, иллювиальный. Сверху находится лесная подстилка, или луговой и степной войлок.

Одна из самых древних сред. Характеризуется наибольшим постоянством в пространстве и времени; постоянством температурного и солевого режимов; отсутствием угрозы высыхания и защищенностью от врагов. Наряду с этим для среды характерно отсутствие света, нехватка кислорода и жизненного пространства. Может быть как жидкой (кровь, лимфа), так и твердой (кости, мышцы). Для обитателей этой среды характерны следующие адаптации: выработка защиты от переваривания хозяином; коадаптация паразита и хозяина; синхронизация биоритмов; редукция зрения и пищеварительной системы; усиление размножения и системы укрепления в организме хозяина. Организменная среда заселяется паразитами и симбионтами, которые могут быть как внешними, так и внутренними. Они могут быть облигатными или факультативными. Для многих характерны сложные циклы развития, часто со сменой одного или нескольких промежуточных хозяев.

Источник