Пищевая цепь

Пищевые цепи

Все живые существа нуждаются в пище. Зеленые растения, используя энергию Солнца, воду и углекислый газ воздуха, сами создают необходимые им органические вещества. Животные же этого делать не могут. Они должны получать необходимые вещества вместе с пищей — растениями и животными. Таким образом растения и животные, живущие на одной территории, тесно связаны друг с другом посредством пищи. Падальщики (или сапрофиты и сапрофаги) и редуценты составляют важную часть пищевой цепи. Падальщики — это такие животные, как грифы, гиены и некоторые виды жуков. Они питаются мертвыми животными и растениями. Редуцентами называют группу бактерий и грибов, которые разлагают остатки органической материи. В результате разложения в почву возвращаются минеральные вещества, это увеличивает плодородие почвы и обеспечивает питанием растения.

Растения, производя питательные вещества, запасают в их химических связях энергию Солнца. Травоядные животные получают эту энергию непосредственно от растений, поедая их. Травоядными, в свою очередь, питаются хищники, которые могут служить пищей для других плотоядных животных. Однако даже в последнем случае энергия, получаемая из пищи, первоначально создается растениями.

Простейшая пищевая цепь:

Растения и животные, обитающие на одной территории, взаимосвязаны потоками пищи и энергии, эти связи образуют пищевые цепи. В саду, который представляет собой экосистему, гусеницы бабочек питаются капустой. Часть энергии, заключенной в листьях этого растения, передается гусеницам. Если псеницу в дальнейшем съест дрозд, часть содержавшейся в ней энергии перейдет к птице. Капуста, гусеница и дрозд связаны общим потоком энергии и образуют пищевую цепь.

В пищевой цепи может быть всего два звена, как в случае с травой и кормящейся ею лошадью. Если одни хищники поедают других, цепь может насчитывать три или больше звеньев. Если вернуться к рассмотренному выше примеру, можно добавить, что дрозда может съесть лисица, и такая пищевая цепь будет содержать уже четыре звена.

Пищевые сети:

В действительности пищевые цепи не бывают такими простыми. Многие из них могут пересекаться и образовывать более запутанные пищевые сети. Ими связаны все живые существа. Изменение численности животных и растений в одном из звеньев пищевой цепи (например, в результате загрязнения окружающей среды) может затронуть и ее остальные части. Человек своей деятельностью часто нарушает естественные пищевые цепи, выводя из равновесия всю экосистему.

Пищевые цепи

Между автотрофами и гетеротрофами в экосистемах существуют сложные пищевые взаимодействия. Одни организмы поедают другие, и таким образом осуществляют перенос веществ и энергии - основу функционирования экосистемы.

Внутри экосистемы органические вещества создаются автотрофными организмами, например, растениями. Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется пищевой цепью (рис.1), а каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем.

Пищевая цепь - система передачи вещества и энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим.

Различают

пастбищные пищевые цепи

детритные пищевые цепи

паразитические пищевые цепи

Пастбищные пищевые цепи (цепи выедания) - пищевые цепи, которые начинаются с автотрофных фотосинтезирующих или хемосинтезирующих организмов (рис. 2.). Пастбищные пищевые цепи распространены преимущественно в сухопутных и морских экосистемах.

Примером может служить пастбищная пищевая цепь луга. Начинается такая цепь с улавливания солнечной энергии растением. Бабочка, питающаяся нектаром цветка, представляет собой второе звено в этой цепи. Стрекоза - хищное летающее насекомое - нападает на бабочку. Спрятавшаяся среди зеленой травы лягушка ловит стрекозу, но сама служит добычей для такого хищника, как уж. Целый день уж мог бы переваривать лягушку, но еще не успело зайти солнце, как сам стал добычей другого хищника.

Пищевая цепь, идущая от растения через бабочку, стрекозу, лягушку, ужа к ястребу, указывает путь направления движения органических веществ, а также содержащейся в них энергии.

В океанах и морях автотрофные организмы (одноклеточные водоросли) существуют только до глубины проникновения света (максимум до 150-200 м). Гетеротрофные организмы, обитающие в более глубоких слоях воды, ночью поднимаются к поверхности, чтобы питаться водорослями, а утром вновь уходят на глубину, совершая суточные вертикальные миграции протяженностью до 500-1000 м. В свою очередь, с наступлением утра гетеротрофные организмы из еще более глубоких слоев поднимаются наверх, чтобы питаться за счет опускающихся из поверхностных слоев других организмов.

Таким образом, в глубоких морях и океанах существует своеобразная "пищевая лестница", благодаря которой органическое вещество, созданное автотрофными организмами в поверхностных слоях воды, переносится по цепочке живых организмов до самого дна. В этой связи некоторые морские экологи считают всю водную толщу единым биогеоценозом. Другие полагают, что условия среды в поверхностных и придонных слоях воды настолько различны, что их нельзя рассматривать как единый биогеоценоз.

Детритные пищевые цепи (цепи разложения) - пищевые цепи, которые начинаются с детрита - отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных (рис.2).

Детритные цепи наиболее характерны для сообществ континентальных водоемов, дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются детритом, образованным отмершими организмами верхних освещенных слоев водоема или попавшим в водоем из наземных экосистем, например, в виде листового опада.

Экосистемы дна морей и океанов, куда не проникает солнечный свет, существуют только за счет постоянного оседания туда отмерших организмов, обитающих в поверхностных слоях воды. Общая масса этого вещества в Мировом океане за год достигает не менее нескольких сотен миллионов тонн.

Распространены детритные цепи также и в лесах, где большая часть ежегодного прироста живой массы растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, образуя опад, и разлагается затем сапротрофными организмами с последующей минерализацией редуцентами. Большое значение в разложении отмерших остатков растительного происхождения, особенно древесины, имеют грибы.

Гетеротрофные организмы, питающиеся непосредственно детритом, называются детритофагами. В наземных экосистемах ими являются многие виды насекомых, червей и др. Крупные детритофаги, к которым относятся некоторые виды птиц (грифы, вороны и т.д.) и млекопитающих (гиены и пр.) называют падальщиками.

В водных экосистемах наиболее распространенными детритофагами являются членистоногие - водные насекомые и их личинки, и ракообразные. Детритофагами могут питаться другие, более крупные гетеротрофные организмы, которые могут сами служить пищей для хищников.

Паразитические пищевые цепи - пищевые цепи, которые начинаются свободноживущим организмом, на котором паразитируют паразиты первого порядка, на них, в свою очередь, паразиты второго порядка и т.д.

Аскариды, паразитирующие на пойкилотермных организмах, являются паразитами первого порядка, паразитирующие в клетках аскарид одноклеточные эукариоты - паразитами второго порядка, обитающие в них бактерии - паразитами третьего порядка, паразитирующие в бактериях вирусы (бактериофаги) - паразиты четвертого порядка и т.д.

Трофические уровни

Звенья пищевой цепи представляют собой трофические уровни - последовательно удаленные от продуцентов в пищевой цепи совокупности организмов.                           

Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания и выступающие для каждого последующего уровня в качестве пищи.

Организмы первого трофического уровня в пастбищных пищевых цепях - это первичные продуценты, автотрофные организмы - растения лугов, лесов, водоемов, хемосинтезирующие бактерии. В детритных пищевых цепях автотрофные организмы отсутствуют, а первый трофический уровень детритной пищевой цепи образует детрит.

Второй трофический уровень цепи питания образуют консументы первого порядка - в основном растительноядные животные - фитофаги. Кроме того, в его состав входят высшие и низшие растения-паразиты, а также питающиеся фитопланктоном представители зоопланктона.

Третий трофический уровень составляют консументы второго порядка - плотоядные животные - зоофаги, поедающие растительноядных животных. Это хищники первого порядка - мелкие млекопитающие, насекомоядные птицы. Сюда же относятся эндо- и эктопаразиты зоофагов, а также те фитофаги, которые живут за счет поедания растений-паразитов.

Четвертый трофический уровень представлен консументами третьего порядка - более крупными плотоядными животными - хищниками второго порядка, а также животными, паразитирующими на хищниках первого порядка.

Конечным, пятым, трофическим уровнем являются потребители мертвого органического вещества и продуктов жизнедеятельности - деструкторы (редуценты). К ним относятся: беспозвоночные животные - сапрофаги, копрофаги, некрофаги, поедающие остатки, отбросы и трупы организмов; растения-сапрофаги, питающиеся органическими веществами растительного опада и отпада; гетеротрофные микроорганизмы, осуществляющие окончательное разложение растительных и животных органических веществ до простых минеральных соединений (СО2, Н2О), которые возвращаются в экосистему и вновь принимают участие в круговороте веществ усваиваясь автотрофными организмами.

Обычно различные трофические уровни в экосистемах не разделены в пространстве. Однако в некоторых случаях они достаточно четко дифференцированы. Например, в геотермальных источниках автотрофные организмы - сине-зеленые водоросли и автотрофные бактерии, образующие специфические водорослево-бактериальные сообщества ("маты") распространены при температуре свыше 40-45° С. При более низких температурах они не выживают.

С другой стороны, гетеротрофные организмы (моллюски, личинки водных насекомых и др.) в геотермальных источниках не встречаются при температурах более 33-36° С, поэтому они питаются фрагментами мата, сносимого течением в зоны с более низкой температурой.

Таким образом, в таких геотермальных источниках четко выделяется автотрофная зона, где распространены только автотрофные организмы, и гетеротрофная зона, где автотрофные организмы отсутствуют и встречаются только гетеротрофные организмы.

Трофические сети

В экологических системах, несмотря на существование ряда параллельных пищевых цепей, например,

травянистая растительность -> грызуны -> мелкие хищники

травянистая растительность -> копытные -> крупные хищники,

которые объединяют обитателей почвы, травянистого покрова, древесного яруса, существуют и другие взаимосвязи. В большинстве случаев один и тот же организм может служить источником пищи для многих организмов и тем самым являться составной частью различных пищевых цепей и жертвой разных хищников. Например, дафнию может съесть не только мелкая рыба, но и хищный рачок циклоп, а плотву - не только щука, но и выдра.

В результате таких взаимосвязей в экосистеме формируются трофические (от греч. trophe - питание) сети - сложный тип взаимоотношений, включающий разные цепи питания (рис. 3, 4, 5). Сложность пищевых цепей многократно возрастает, если принять во внимание, что у членов цепей питания - организмов-хозяев - имеются многочисленные специфические паразиты, которые в свою очередь являются звеньями других цепей. Например, обыкновенная белка является хозяином 50 видов паразитов.

Трофическая структура сообщества отражает соотношение между продуцентами, консументами (отдельно первого, второго и т.д. порядков) и редуцентами, выраженное или количеством особей живых организмов, или их биомассой, или заключенной в них энергией, рассчитанными на единицу площади в единицу времени.

Изображают трофическую структуру при помощи экологических пирамид.

Содержание

Введение

1. Пищевые цепи и трофические уровни

1.1 Группы организмов, участвующие в биогеоцинозе

1.2 Трофическая структура экосистемы

1.3 Типы пищевых цепей

2. Пищевые сети

3. Экологические пирамиды

3.1 Пирамида чисел

3.2 Пирамида биомасс

3.3 Пирамида энергии

4. Пищевые связи пресного водоема

5. Пищевые связи леса

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Организмы в природе связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества для совершения работы. Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов - каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено - трофическим уровнем.

1. Пищевые цепи и трофические уровни

Пищевая цепь - это путь движения вещества (источник энергии и строительный материал) в экосистеме от одного организма к другому.

Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. К одному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней.