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
Детритная пищевая цепь
Всего получено оценок: 484.
Всего получено оценок: 484.
Один из видов пищевой цепочки – цепь разложения или детритная пищевая цепь. В отличие от пастбищной цепи она начинается с детрита – органических остатков, которыми питаются сапротрофные организмы.
Звенья
По сравнению с пастбищной цепью детритная цепь не включает продуценты (автотрофы), то есть способные к фотосинтезу водоросли (фитопланктон, ламинарии и т.д.), наземные зелёные растения.
Цепи разложения преобладают на суше, поскольку созданные покрытосеменными растениями органические вещества не успевают поедаться животными.
Звеньями детритной пищевой цепи являются:
- редуценты(сапротрофы) – бактерии, грибы, некоторые черви, моллюски, личинки насекомых;
- консументы(гетеротрофы) – животные нескольких порядков.
Питательную основу цепи разложения составляет детрит – продукты распада органических тканей растительного и животного происхождения. Разложению тканей способствуют микроорганизмы – бактерии и грибы.
К детриту относятся:
- опавшие листья;
- скошенная трава;
- древесина мёртвых деревьев;
- трупы животных;
- экскременты.
Рис. 1. Примеры детрита.
Организмы, которые питаются детритом, называются детритофагами. Они являются консументами первого порядка. К ним относятся различные многоклеточные организмы, живущие на суше и в воде. Например, к наземным детритофагам относятся:
Примеры водных детритофагов:
- двустворчатые моллюски;
- коловратки;
- многощетинковые черви;
- некоторые виды рыб.
Детритные цепи могут включать множество консументов разного порядка. Начиная со второго порядка, все консументы являются хищными животными.
Источник
Детритная пищевая цепь: примеры и её уровни
Пищевые цепи питания — основа любого биоценоза. Благодаря им происходит круговорот энергии, макро- и микроэлементов. Сюда входят все уровни природы, в том числе и неживые, которые служат средой питания для сапрофагов. Существует два типа питания — это детритная (разложение) и пастбищная (выедание). Ярким примером детритной пищевой цепи является человек — он стоит во главе последовательности, так как употребляет в пищу практически любых животных.
Типы питания
Основной для пастбищной цепи являются автотрофные организмы, дальше идут употребляющие их растительноядные (к примеру: зоопланктон, который питается фитопланктоном), затем хищники (консументы) 1-го порядка (рыбы, употребляющие в пищу зоопланктонов) и хищники 2-го порядка (например: щука). В основном наиболее длинные цепи находятся в океанах, ведь именно там большинство обитателей занимают должность консументов 3-го и 4-го порядка.
Правильно составленные последовательности паразитов сильно отличаются от цепи плотоядных. Их характерным отличием является то, что по ходу звеньев цепи размер организмов закономерно уменьшается от носителя к паразиту. В обычных пастбищных и детритных путях происходит, наоборот, увеличение размеров организма. Можно привести следующие примеры:
- трава — травоядные — блохи — жгутиконосцы;
- корова — слепень — бактерии — фаги.
Детритные наиболее распространены в лесах, где большая часть растений не употребляется растительноядными животными, а просто отмирает. При этом подвергая себя разложению сапротрофными организмами и минерализации.
Примеры детритной цепи питания леса встречаются в разлагающейся подстилке умеренных лесов:
- опавшие листья — червь — дрозд — ястреб;
- перегной — червь — ёж — лиса.
Эти два типа питания связаны наличием некрофагов, которые поедают трупы животных, но только мягкую их часть. Внутренности животного и его кости остаются перегнивать, преобразуясь при этом в детрит. А после смерти сами падальщики становятся пищей для сапрофагов.
Основные звенья
В каждой последовательности необходимо установить несколько звеньев, которые делятся на продуцентов, консументов и редуцентов. Различаются они способом питания — добычей органики и энергии для обеспечения процессов жизнедеятельности. Различие двух видов таких последовательностей в том, что пастбищный тип всегда начинается продуцентом, детритный — редуцентом. Но, оба в любом случае заканчиваются редуцентом. Каждое звено характеризуется своим способом получения энергии:
- Продуценты. Это звено характеризуется автотрофным типом питания. Автотрофы — формы жизни, способные к синтезу органических молекул из неорганики. Таким способом питания характеризуются растительный мир (в том числе водоросли, представители водной флоры) и цианобактерии. За счёт фотосинтетических процессов (или хемосинтетических) они способны синтезировать органические молекулы из углеродного диоксида и воды.
- Консументы. Принимают участие в обоих типах питания. Они занимают три средних трофических уровня и никогда не бывают начальным или завершающим звеном. Тип питания консументов — гетеротрофный. Источником органических компонентов и всех необходимых элементов служат готовые питательные вещества. Это различные фитофаги и хищные животные разных раскрасок.
- Редуценты (деструкторы). По способу пропитания они сапротрофы. Сходные с гетеротрофами, но питаются мёртвой органикой (мёртвые животные, опавшая листва, экскременты). Их особенность в том, что во время метаболических процессов организма они способствуют разложению органических соединений до неорганических, чем завершают круговой энергетический цикл (включая различные элементы). Потому являются завершающим сегментом любой цепи. Однако в деструкции они играют роль первого звена, являясь объектом пропитания для гетеротрофов-консументов.
Разнообразие типов пропитания способствует хорошей циркуляции энергии и необходимому многообразию формирующихся цепей в биоценозе. Каждое звено является новым трофическим сегментом, чётко принадлежащим определённой группе организмов.
Первый трофический уровень, как правило, занимают или продуценты с автотрофным типом питания, или деструкторы. Ко второму сегменту относятся консументы первого порядка, обычно представленные фитофагами (в детритной они могут быть хищниками). Третий и четвёртый всегда занимают консументы-хищники. Последний, пятый уровень закреплён за деструкторами-сапрофагами, которые разрушают связи в органических соединениях, способствуя их возвращению в категорию неорганических элементов.
Трофические уровни позволяют отследить циркуляцию энергии в экосистеме и выявить определённые зависимости. Зависимость, наблюдаемая при переходе энергии с уровня на уровень, называется законом 10%. Такое соотношение возникает в связи с тем, что часть энергии расходуется на обеспечение жизнедеятельности организма одного уровня. При переходе с уровня на уровень утрачивается 80−90% энергии по сравнению с предыдущим.
первичной энергии, образовавшейся в продуцентах, составляет 300 ккал/кв. м, при переходе на уровень первичных консументов происходит потеря 90% энергии и остаток составляет 30 ккал/кв. м, что является 10% по сравнению с предыдущим трофическим уровнем. При переходе к консументам второго порядка теряется ещё 80% энергии от предыдущего уровня и остаётся 6 ккал/кв. м. Это универсальная модель, которую можно применить к любому потоку поступления и расходования энергии.
По таким данным можно нарисовать графики, которые будут отображать все изменения при переходах и чётко покажут энергетическую зависимость пищевой цепи. При объединении нескольких моделей в точках взаимосвязи можно построить схему перемещения энергии между звеньями всех цепочек, образованных в конкретной экосистеме и увидеть полноценный рисунок биоэнергетической модели циркуляции.
Детритная пищевая цепь
Основной производитель питательных элементов в этой цепи — продукты распада и разложения мёртвой органики, называемые детритом. Они могут происходить как из флоры, так и из фауны. Примерами детрита могут быть опавшая листва, останки мёртвых животных, продукты жизнедеятельности (экскременты) и упавшие деревья.
Детрит — среда питания (а нередко и обитания) для организмов первого уровня, детритофагов. В основном животные, относящиеся к беспозвоночным — дождевые черви, насекомые, моллюски. Детритофаги и питающиеся ими хищники, занимают основные звенья — первые четыре трофических сегмента. Заканчивается цепь редуцентами-деструкторами, которые разлагают органические останки мёртвых детритофагов и хищников до неорганических соединений. Примерами таких редуцентов могут быть бактерии и грибы.
Детритные цепи питания неразрывно связаны с пастбищными, поскольку один и тот же организм может участвовать, как в одной, так и в другой. Схема питания животных на примере детритной и пастбищной цепи:
- Детритная цепь «навоз — дождевой червь — ёж — хищная птица» и пастбищная цепь «пшеница — полевая мышь — уж — хищная птица».
- Детритная «останки животного — личинки мух — лягушка — лисица» и пастбищная «пыльца растения — бабочка — лягушка — лисица».
- Детритная «подгнившая листва — червь — крот — куница» и пастбищная «ягоды — лесная полевка — куница — ястреб».
Для детритной цепи характерными чертами являются пребывание одновременно в двух экосистемах, присутствие нескольких консументов и непрерывная связь с пастбищной цепью, но всегда есть доминирующая.
Как правило, это зависит от условий окружающей среды. Однако есть экосистемы, которые лишены пастбищных и существуют исключительно за счёт детритных — подземные биоценозы. Такие экосистемы лишены важного для пастбищной цепи питания звена — продуцентов с автотрофным типом питания.
Их пищевые цепи разветвлены. Один продуцент может обладать сразу несколькими консументами, которые, в свою очередь, владеют 2−3 источниками питания. И какой из них выбрать именно сейчас, решают они сами.
Роль детритной цепи в определённом биоценозе неоценима. Она является полноценным участником круговорота энергии, макро- и микроэлементов наравне с пастбищной. Экосистема не может нормально функционировать без участия цепи разложения. А взаимосвязь детритной и пастбищной через консументы и редуценты-сапрофаги является органичной взаимосвязью, позволяющей создавать множество путей и потоков для перемещения энергии.
Источник