Цепи питания
Всего получено оценок: 213.
Всего получено оценок: 213.
Одним из наиболее важных видов связи в природном сообществе является цепь питания. По-другому это называется пищевая связь, поскольку по таким цепям происходит передача веществ и энергии между организмами. Об этом школьники узнают из курса биологии в 6 классе. Пищевые связи играют ключевую роль в природных сообществах, поддерживают их устойчивость и стабильность.
Что такое цепи питания
Существование живых организмов невозможно без потребления энергии. Основным её источником для живых организмов является пища как аккумулятор энергии света. Живые организмы, обладающие способностью преобразовывать энергию света в пищу, называются производителями. Это зелёные растения.
Созданные растениями органические вещества сначала идут в пищу травоядным животным, а через них плотоядным и хищникам. Эти группы животных относятся к потребителям. Животные питаются растениями или другими животными. Так создаются цепи питания.
В пищевые цепи следует включить и другие звенья, состоящие из организмов разрушителей. К ним относятся бактерии, грибы. Они получают свою порцию энергии, питаясь останками организмов, продуктами их жизнедеятельности.
Таким образом, цепь питания — это последовательность перехода веществ и энергии от одного организма к другому.
Рис. 1. Простая цепь питания.
Типы цепей питания
Обычно в цепь питания включено 5–6 звеньев. Это обусловлено тем, что большое количество энергии при переходе от звена к звену теряется в тепловой форме. Поэтому каждому последующему достается небольшая часть исходной энергии.
В качестве первого звена в пищевой цепи, как правило, выступают зелёные растения, но отсчёт можно начинать и с останков организмов либо продуктов их жизнедеятельности.
- орехи лещины — белка обыкновенная — лесная куница;
- злаки — полёвка — сова — лиса;
- дуб — короед — желна — ястреб-тетеревятник;
- кора осины — заяц — волк;
- опавшая листва — дождевой червь — землеройка — сова.
Строго говоря, каждая пищевая цепь должна заканчиваться разрушителем (редуцентом). Однако и без этого последовательность перехода веществ и энергии понятна. В каждом природном сообществе образуются свои пищевые сети. При этом обычно один и тот же вид является звеном не только в определённой пищевой цепи, но участвует одновременно в нескольких. Так образуются пищевые сети.
Рис. 2. Пищевая сеть дубравы.
Благодаря пищевым сетям достигается большая устойчивость природных сообществ. При снижении численности одного вида его потребители могут перейти на альтернативный источник питания. Так, в рацион белки входят как еловые, так и сосновые шишки, жёлуди, орехи лещины, причём один вид легко заменяется на другой в случае неурожая.
За счет перекрещивания цепей питания образуются пищевые сети.
Рис. 3. Пищевые сети в наземной экосистеме.
Что мы узнали?
Во всех природных сообществах образуются цепи питания, по которым вещества и энергия передаются от одного организма другому. Начинается цепь питания с производителя и заканчивается плотоядным видом или разрушителем. За счет пересечения простых цепей питания образуются сложные пищевые сети, обеспечивающие устойчивость природных сообществ.
Источник
§ 45. Цепи и сети питания. Трофические уровни
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Биология. 10 класс |
| Книга: | § 45. Цепи и сети питания. Трофические уровни |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Среда, 20 Сентябрь 2023, 19:05 |
Оглавление
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).
*Пастбищные и детритные цепи
В зависимости от вида источника вещества и энергии цепи питания разделяют на два типа: пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения).
Пастбищные цепи (цепи выедания) — пищевые цепи, которые начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков. В общем виде пастбищную цепь можно показать следующей схемой.
Например, пищевая цепь луга: клевер луговой → бабочка → лягушка → змея; пищевая цепь водоема : хламидомонада → дафния → пескарь → судак.
Стрелки в схеме показывают направление переноса вещества и энергии в цепи питания.
В природе почти все организмы питаются не одним, а несколькими видами корма. Следовательно, любой организм может находиться на разных трофических уровнях в одной и той же пищевой цепи в зависимости от характера корма. Например, ястреб, питаясь мышами, занимает третий трофический уровень, а поедая змей, — четвертый. Кроме того, один и тот же организм может быть звеном разных пищевых цепей, связывая их между собой. Так, ястреб может съесть ящерицу, зайца или змею, которые входят в состав разных цепей питания.
Примеры решения задач на составление и анализ пастбищных цепей питания приведены в разделе «Методика решения задач (А)».
Детритные цепи (цепи разложения) — пищевые цепи, которые начинаются с отмерших органических остатков (детрита), включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются образованием минеральных веществ. В детритных цепях происходит перенос вещества и энергии детрита между детритофагами и редуцентами через продукты их жизнедеятельности. В общем виде детритную цепь можно показать следующей схемой.
Например: опавшие листья → дождевые черви и мелкие членистоногие → грибы → гетеротрофные протисты и почвенные бактерии, образующие минеральные вещества. Редуцентами I порядка являются грибы, разлагающие детрит до гумуса. Минерализацию гумуса осуществляют гетеротрофные протисты и почвенные бактерии, которые называются редуцентами II порядка. Если детрит не требует механического разрушения, то он сразу подвергается действию редуцентов и превращается в перегной (гумус) с последующей минерализацией. Благодаря детритным цепям в природе замыкается круговорот веществ. Отмершее органическое вещество в детритных цепях превращается в минеральные вещества, которые поступают в среду, а из нее поглощаются растениями (продуцентами). Пастбищные цепи преимущественно располагаются в надземных, а цепи разложения — в подземных ярусах экосистем.
*Сети питания
В природе пастбищные цепи в чистом виде не встречаются. Они связаны между собой и с детритными цепями общими пищевыми звеньями и образуют пищевую сеть, или сеть питания.
Взаимосвязь пастбищных цепей с детритными осуществляется через детрит, который образуется в результате отмирания продуцентов и консументов. Детритофаги и редуценты после отмирания также пополняют запас детрита в экосистеме. В детритных цепях происходит разложение детрита до минеральных веществ, извлекаемых из почвы продуцентами, благодаря чему замыкается круговорот веществ в экосистеме. При этом вся энергия, содержавшаяся в детрите, освобождается и рассеивается в виде тепла, что создает поток энергии в экосистеме. Таким образом, детритные цепи связаны с пастбищными через минеральные вещества. Кроме того, консументы пастбищных цепей могут поедать детритофагов (например, птицы поедают дождевых червей), за счет чего между пастбищными и детритными цепями возникают дополнительные пищевые связи. Благодаря взаимосвязи пастбищных и детритных цепей в экосистеме формируется сложная сеть питания, обеспечивающая постоянство круговорота веществ и потока энергии.
Наличие в экосистеме сети питания способствует выживанию организмов при недостатке определенного вида корма благодаря возможности использовать другой корм. И чем шире видовое разнообразие особей в экосистеме, тем больше пищевых цепей в составе сети питания и тем устойчивее экосистема. Выпадение одного звена из цепи питания не нарушит всей экосистемы, так как могут быть использованы источники питания из других пищевых цепей.
Повторим главное. В экосистеме продуценты, консументы и редуценты связаны трофическими связями и образуют цепи питания. Совокупность организмов, которые составляют определенное звено пищевой цепи, называется трофическим уровнем. Трофические уровни принято нумеровать римскими цифрами. Различают два типа цепей питания: пастбищные и детритные. В природной экосистеме цепи питания связаны между собой общими пищевыми звеньями и образуют единую сеть питания экосистемы, в которой происходит круговорот веществ и поток энергии.
Проверим знания
1. Чем отличаются пастбищные цепи от детритных?
2. Что такое трофический уровень? Почему один и тот же организм может относиться к разным трофическим уровням в разных цепях питания?
3. Благодаря чему пастбищные и детритные цепи в экосистеме образуют сеть питания? Какова ее роль в устойчивости экосистемы?
*4. Составьте пастбищную цепь питания, выбрав нужные звенья из следующих компонентов: осина, дятел, береза, синица, аист, гусеница пяденицы березовой, коршун.
*5. Составьте детритную цепь питания, выбрав нужные звенья из следующих компонентов: змея, погибшая птица, почвенные бактерии, личинки мух, лягушка травяная, плесневые грибы, минеральные вещества.
*1. Установите соответствие между типами цепей питания и их возможными пищевыми звеньями.
Цепи питания: 1. Пастбищные. 2. Детритные.
Пищевые звенья: а) заяц; б) лягушка остромордая; в) плесневые грибы; г) стрекоза; д) многоножка; е) осина; ж) фитопланктон; з) плотва; и) червь дождевой; к) лось; л) мокрица; м) жук мертвоед; н) луговые злаки; о) почвенные бактерии.
2. Постройте пищевую сеть березовой рощи. Сеть должна состоять из четырех трофических уровней, каждый из которых должен содержать не менее трех компонентов.
* 3. В степных районах проводилось истребление сусликов путем разбрасывания отравленной приманки. Помимо сусликов, гибли и лисицы, не поедавшие эту приманку. Объясните с экологической точки зрения причины гибели лисиц.
*4. В 1953 г. в одном японском селении люди начали болеть непонятной болезнью, которая поражала нервную систему. Врачи поставили диагноз: отравление ртутью. Поселок находился рядом с морским заливом, куда химический завод сбрасывал свои отходы, содержащие ртуть. Но содержание ртути в морской воде было ничтожным. Объясните, откуда взялась ртуть в организме людей.
*Индивидуальное домашнее задание. Используя полученную ранее информацию о функциональных группах организмов в близлежащей экосистеме (лес, поле, озеро, парк и др.), составьте возможные варианты пастбищных цепей в этой экосистеме. Учитывая разнообразие трофических связей консументов, составьте из полученных пастбищных цепей пищевую сеть для данной биологической системы.
Источник