Пищевые цепи и сети в биоценозе кратко
Между организмами в биоценозе существуют разнообразные связи, наиболее важными из которых являются пищевые . Именно пищевые связи обеспечивают постоянный обмен веществами и энергией между биотическим сообществом и биотопом.
Живые организмы в биоценозе тесным образом взимосвязаны друг с другом, а также с окружающей неживой природой. Выражением этой связи является поступление веществ из внешней среды в живые организмы. Пища служит источником энергии для организма. Существование биоценоза возможно только при передаче вещества и энергии через цепи питания.
Пищевые связи между отдельными организмами сообщества можно изобразить в виде схемы. Для каждого сообщества такая схема напоминает сложную сеть и носит название пищевая (трофическая) сеть .
У вас смутное представление о различии между пищевыми цепями и пищевыми сетями? Не беспокойтесь, вы не одиноки. Но эта статья может помочь вам разобраться и узнать о самых главных особенностях пищевых цепей и сетей, а также о том, как экологи используют их для лучшего понимания роли растений и животных в экосистеме.
Пищевая цепь
Пищевая цепь представляет собой последовательность передачи энергии от одного вида живого организма к другому в пределах экологической системы.
Все пищевые цепи начинаются с энергии, вырабатываемой Солнцем. А затем она движется от одного организма к другому.
Пример очень простой пищевой цепи:
Солнечная энергия —–> Трава —–> Зебра —-> Лев.
Пищевые цепи показывают, как все живые существа получают свою энергию от пищи, и как питательные вещества передаются между видами по цепочке.
Более сложная пищевая цепь:
Солнечная энергия —–> Трава —–> Кузнечик —–> Мышь —–> Змея —–> Ястреб.
Трофические уровни пищевой цепи
Все живые существа в пищевой цепи разбиты на разные группы или трофические уровни, которые помогают экологам понять их специфическую роль в экосистеме. Ниже представлено более подробное описание каждого трофического уровня пищевой цепи.
Продуценты (автотрофы)
Продуценты (автотрофы) составляют первый трофический уровень экосистемы. Они имеют такое название благодаря своей способности производить собственную пищу. Эти организмы не зависят от какого-либо другого существа для питания.
Большинство продуцентов используют энергию Солнца в процессе, называемом фотосинтезом, для создания собственной энергии и производства питательных веществ. Самыми известными продуцентами являются растения, а также к ним относятся водоросли, фитопланктон и некоторые виды бактерий.
Консументы (гетеротрофы)
Следующий трофический уровень основывается на видах, которые питаются продуцентами. Как правило, выделяется три типа гетеротрофных организмов:
- Растительноядные: к этой группе относятся виды, которые питаются исключительно растительной пищей. Они могут есть отдельные или все части растений, включая листья, ветки, фрукты, ягоды, орехи, траву, цветы, корни или пыльцу. К растительноядным животным относятся: олени, кролики, лошади, коровы, овцы, насекомые и т.д.
- Плотоядные: это виды животных, которые питаются другими представителями фауны. Кошки, ястребы, акулы, лягушки, совы и пауки – примеры некоторых хищников мира.
- Всеядные: такие животные могут употреблять как растительную пищу, так и животную. Медведи, люди, еноты, большинство приматов и огромное количество птиц – всеядные.
Каждый гетеротрофный организм имеет свое место на определенном уровне пищевой цепи. Например, первичными потребителями являются растительноядные животные, которые едят только растения, а третичными потребителями выступают существа, которые едят вторичных потребителей. В приведенном выше примере кузнечик – первичный потребитель, мышь – вторичный, а змея – третичный.
Наконец, пищевая цепь заканчивается суперхищником – животное, которое находится в самом верху пищевой цепи. В приведенном выше примере это ястреб. Львы, рыси, пумы и огромные белые акулы – примеры высших хищников в их родных экосистемах.
Редуценты (детритофаги)
Последний уровень пищевой цепи состоит из редуцентов – организмов, разрушающих органические вещества.
Это бактерии и грибы, которые едят разлагающуюся материю (мертвых животных и растений) и превращают их в богатую питательными веществами почву. Затем растения используют эти питательные вещества для производства собственной пищи – таким образом, они начинают новую пищевую цепь.
Пищевая сеть
Пищевая сеть представляет собой совокупность всех пищевых цепей в определенной экосистеме. Вместо того, чтобы формировать прямую цепочку, идущую от Солнца к растениям, и животным, которые их едят, пищевые сети показывают взаимосвязь всех живых существ в экосистеме. Пищевая сеть состоит из множества взаимосвязанных и перекрывающихся пищевых цепей. Они созданы для описания взаимодействия видов и отношений внутри экосистемы.
Раздел ЕГЭ: 7.2. … Трофические уровни. Цепи и сети питания, их звенья. Правила экологической пирамиды. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)
Цепи и сети питания
Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.
- Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
- Детритные (цепь разложения). Начинаются с детрита, включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются минеральными веществами.
Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.
Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.
Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.
Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.
Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.
Экологическая пирамида
Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.
Пирамида энергии. Закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания.
Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.
Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.
Правило экологической пирамиды : на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.
Так как биомасса по мере продвижения на высшие трофические уровни уменьшается в геометрической прогрессии, их общее количество обычно не превышает трех-пяти.
Экосистема (греч. oikos — жилище) — единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.
Вы можете встретить синоним понятия экосистема — биогеоценоз (греч. bios — жизнь + geo — земля + koinos — общий). Следует разделять биогеоценоз и биоценоз. В понятие биоценоз не входит компонент окружающей среды, биоценоз — совокупность исключительно живых организмов со связями между ними.
Совокупность биогеоценозов образует живую оболочку Земли — биосферу.
Продуценты, консументы и редуценты
Растения, преобразующие энергию солнечного света в энергию химических связей. Создают органические вещества, потребляемые животными.
Животные — потребители готового органического вещества. Встречаются консументы I порядка — растительноядные организмы, консументы II, III и т.д. порядка — хищники.
Это сапротрофы (греч. sapros — гнилой + trophos — питание) — грибы и бактерии, а также некоторые растения, которые разлагают останки мертвых организмов. Редуценты обеспечивают круговорот веществ, они преобразуют накопленные организмами органические вещества в неорганические.
Продуценты, консументы и редуценты образуют в экосистеме так называемые трофические уровни (греч. trophos — питание), которые тесно взаимосвязаны между собой переносом питательных веществ и энергии — процессом, который необходим для круговорота веществ, рождения новой жизни.
Пищевые цепи
Взаимоотношения между организмами разных трофических уровней отражаются в пищевых цепочках (трофических цепях), в которых каждое предыдущее звено служит пищей для последующего звена. Поток энергии и веществ идет однонаправленно: продуценты → консументы → редуценты.
- Пастбищные — начинаются с продуцентов (растений), производителей органического вещества
- Детритные (лат. detritus — истертый) — начинаются с органических веществ отмерших растений и животных
В естественных сообществах пищевые цепи часто переплетаются, в результате чего образуются пищевые сети. Это связано с тем, что один и тот же организм может быть пищей для нескольких разных видов. Например, филины охотятся на полевок, лесных мышей, летучих мышей, некоторых птиц, змей, зайцев.
- Большим разнообразием обитающих видов
- Длинными пищевыми цепочками
- Разветвленностью пищевых цепочек, образующих пищевую сеть
- Наличием форм взаимоотношений между организмами (симбиоз)
Экологическая пирамида
Экологическая пирамида представляет собой графическую модель отражения числа особей (пирамида чисел), количества их биомассы (пирамида биомасс), заключенной в них энергии (пирамида энергии) для каждого уровня и указывающая на снижение всех показателей с повышением трофического уровня.
Существует правило 10%, которое вы можете встретить в задачах по экологии. Оно гласит, что на каждый последующий уровень экологической пирамиды переходит лишь 10% энергии (массы), остальное рассеивается в виде тепла.
Представим следующую пищевую цепочку: фитопланктон → зоопланктон → растительноядные рыбы → рыбы-хищники → дельфин. В соответствии с изученным правилом, чтобы дельфин набрал 1кг массы нужно 10 кг рыб хищников, 100 кг растительноядных рыб, 1000 кг зоопланктона и 10000 кг фитопланктона.
Агроценоз
- Преобладает искусственный отбор — выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами
- Источник энергии — солнце (открытая система)
- Круговорот веществ — незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая)
- Видовой состав — скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи)
- Устойчивость экосистемы — снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные
- Биомассы на единицу площади — мало
- Преобладает естественный отбор — выживают наиболее приспособленные особи
- Источник энергии — солнце (открытая система)
- Круговорот веществ — замкнутый
- Видовой состав — разнообразный, тысячи видов
- Устойчивость экосистемы — высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные
- Биомассы на единицу площади — много
Факторы экосистемы
- Абиотические (греч. α — отрицание + βίος — жизнь)
К абиотическим факторам относятся факторы неживой природы. Существуют физические — климат, рельеф, химические — состав воды, почвы, воздуха. В понятие климата можно включить такие важные факторы как освещенность, температура, влажность.
К биотическим факторам относятся все живые существа и продукты их жизнедеятельности. Например: хищники регулируют численность своих жертв, животные-опылители влияют на цветковые растения и т.д. Это и самые разнообразные формы взаимоотношений между животными (нейтрализм, комменсализм, симбиоз).
К антропогенным факторам относится влияние человека на окружающую среду в процессе хозяйственной и другой деятельности. Человек «разумный» (Homo «sapiens») вырубает леса, осушает болота, распахивает земли — уничтожает дом для сотен видов животных.
В результате деятельности человека произошли глобальные изменения: над Антарктикой появились «озоновые дыры», ускорилось глобальное потепление, которое ведет к таянию ледников и повышению уровня мирового океана.
За миллионы лет эволюции растения и животные вырабатывают приспособления к тем условиям среды, где они обитают. Так у алоэ, растения живущего в засушливом климате, имеются толстые мясистые листья с большим запасом воды на случай засухи. У каждого организма вырабатывается своя адаптация.
Формируются привычные биологические ритмы (биоритмы): организм адаптируется к изменениям освещенности, температуры, магнитного поля и т.д. Эти факторы играют важную роль в таких событиях как сезонные перелеты птиц, осенний листопад.
Если адаптация не вырабатывается, или это происходит слишком медленно по сравнению с другими видами, то данный вид подвергается биологическому регрессу: количество особей и ареал их обитания уменьшаются и со временем вид исчезает. Иногда деятельность человека играет решающий фактор в исчезновении видов.
Закон оптимума
Если фактор оказывает на жизнедеятельность организма благоприятное влияние (отлично подходит для животного/растения), то про фактор говорят — оптимальный, значение фактора в зоне оптимума. Зона оптимума — диапазон действия фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности.
За пределами зоны оптимума начинается зона угнетения (пессимума). Если значение фактора лежит в зоне пессимума, то организм испытывает угнетение, однако процесс жизнедеятельности может продолжаться. Таким образом, зона пессимума лежит в пределах выносливости организма. За пределами выносливости организма происходит его гибель.
Фактор, по своему значению находящийся на пределе выносливости организма, или выходящий за такое значение, называется ограничивающим (лимитирующим). Существует закон ограничивающего фактора (закон минимума Либиха), гласящий, что для организма наиболее значим фактор, который более всего отклоняется от своего оптимального значения.
Метафорически представить этот закон можно с помощью «бочки Либиха». Смысл данной метафоры в том, что вода при заполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску, таким образом, длина остальных досок уже не играет роли. Так и наличие выраженного ограничивающего фактора сводит на нет благоприятность остальных факторов.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник