Цепь питания из организмов: Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)

Почему цепь питания начинается с растений

Цепь питания представляет собой последовательность живых организмов, которые переносят энергию, поедая друг друга. Существует два типа пищевых цепей: одни начинаются с останков организмов и заканчиваются микробами и бактериями, а другие берут начало с растений. Объяснение этому факту простое: растения единственные из всех живых существ, которые получают энергию из неорганических веществ.

Цепь питания

Природа устроена таким образом, что одни организмы являются источником энергии, а точнее – пищей, для других. Травоядные поедают растения, хищники охотятся на травоядных или других хищников, падальщики питаются останками живых существ. Все эти отношения замыкаются в цепочки, на первом месте которых стоят продуценты, а потом следуют потребители – консументы разных порядков. Большинство цепей ограничивается 3-5 звеньями. Пример пищевой цепи: трава – заяц – тигр.

На самом деле многие цепи питания устроены гораздо сложнее, они разветвляются, замыкаются, образуют сложные сети, которые называется трофическими.

Большинство цепей питания начинаются с растений – они называются пастбищными. Но есть и другие цепочки: они берут начало с разложившихся останков животных и растений, экскрементов и других отходов, а далее следуют микроорганизмы, мелкие животные и другие существа, поедающие такую пищу.

Растения в начале цепи питания

По цепи питания все организмы переносят энергию, которая заключается в пище. Существует два вида питания: автотрофный и гетеротрофный. Первый заключается в получении питательных веществ из неорганического сырья, а гетеротрофы используют для жизни органику.

Четкой границы между двумя типами питания не существует: некоторые организмы могут получать энергию обоими способами.

Логично предположить, что в начале пищевой цепи должны стоять автотрофы, которые преобразуют неорганические вещества в органику и могут являться пищей для других организмов. Гетеротрофы не могут начинать цепи питания, так как им необходимо получать энергию из органических соединений – то есть, им должно предшествовать хотя бы одно звено. Самые распространенные автотрофы – растения, но существуют и другие организмы, которые питаются тем же способом, например, некоторые бактерии или фитопланктон. Поэтому не все цепи питания начинаются с растений, но в основе большинства из них все же лежат растительные организмы: на суше это любые представители высших растений, в морях – водоросли.

В цепи питания перед автотрофными растениями не может быть других звеньев: они получают энергию из почвы, воды, воздуха, света. Но существуют и растения-гетеротрофы, у них нет хлорофилла, они живут за счет других растений или охотятся на животных (в основном на насекомых). Такие организмы могут сочетать два вида питания и стоять как в начале, так и в середине цепи питания.

цепи питания — это… Что такое цепи питания?

пищевые (трофические) цепи организмов, связанных друг с другом отношениями: пища – потребитель. Цепи питания обеспечивают круговорот веществ. Основу каждой из них составляют продуценты (производители), или автотрофные организмы, создающие органическое вещество из неорганического. Осн. продуценты (производители) – фототрофы – зелёные растения, использующие солнечную энергию, и хемотрофы – микроорганизмы, использующие энергию химических реакций. В результате деятельности автотрофов накапливается исходное органическое вещество (см. Биомасса). Консументы (потребители), или гетеротрофные организмы, питаются за счёт автотрофных. Консументы 1-го порядка – растительноядные животные, паразитические бактерии, грибы и бесхлорофильные растения, развивающиеся за счёт зелёных растений. Консументы 2-го порядка – хищники и паразиты растительноядных организмов. Бывают консументы 3-го порядка (хищники, питающиеся хищниками). Многих животных нельзя отнести к определённому уровню, т. к. они питаются и растениями, и животными. На каждом последующем трофическом уровне количество биомассы резко снижается. Деятельность консументов способствует превращению и перемещению органического вещества в биоценозе, частичной его минерализации, а также рассеянию энергии, накопленной продуцентами (см. рис.). Редуценты (восстановители) – организмы (в осн. бактерии и грибы), питающиеся разлагающимися остатками организмов (сапрофаги) и превращающие органические остатки в неорганические вещества, которые служат пищей для продуцентов. В биоценозах бывает от 3 до 5 трофических уровней (чаще 3–4).

Существуют два осн. типа цепей питания: пастбищные и детритные. Пастбищные начинаются с зелёных растений, продолжаются фитофагами (потребителями растений) и заканчиваются потребителями фитофагов – хищниками и паразитами. Детритные цепи начинаются мёртвым органическим веществом, которое было создано растениями и не использовалось в пастбищной цепи. Это вещество разлагается грибами, грибы служат пищей своим хищникам и паразитам, у которых также есть собственные хищники и паразиты, в этой цепи может быть 5–6 звеньев. В биоценозах существует ряд параллельных цепей питания, напр.: травянистая растительность – грызуны – мелкие хищники; травянистая растительность – копытные – крупные хищники. Сложная структура цепей питания обеспечивает целостность и динамичность биоценоза. Сокращение численности организмов одного звена в цепи питания, вызванное, напр., деятельностью человека, приводит к нарушениям целостности биоценоза.

Пример цепи питания животных из 3 звеньев. Пищевая цепь: примеры

Любому живому существу на нашей планете для нормального развития необходимо питание. Питание — это процесс поступления энергии и необходимых химических элементов в живой организм. Источником питания для одних животных служат другие растения и животные. Процесс перехода энергии и питательных веществ от одного живого организма к другому происходит путем поедания одних другими. Одни животные и растения служат пищей для других. Таким образом, энергия может передаваться через несколько звеньев.

Совокупность всех звеньев в этом процессе называется цепью питания . Пример пищевой цепочки можно увидеть в лесу, когда птица съест червяка, а потом сама станет пищей для рыси.

Все виды живых организмов, в зависимости от того, какое место они занимают, делятся на три вида:

• продуценты;
• консументы;
• редуценты.

Продуцентами являются живые организмы , которые самостоятельно вырабатывают питательные вещества. Например, растения или водоросли. Для выработки органических веществ продуценты могут использовать солнечный свет или простые неорганические соединения, такие как углекислый газ или сероводород. Такие организмы ещё называются автотрофными. Автотрофы являются первым звеном любой пищевой цепочки и составляют её основу, а энергия, полученная этими организмами, поддерживает каждое следующее звено.

Консументы

Консументы это следующее звено . Роль консументов выполняют гетеротрофные организмы, то есть те, которые не вырабатывают самостоятельно органические вещества, а используют в пищу другие организмы. Консументов можно разделить на несколько уровней. Например, к первому уровню относятся все травоядные животные, некоторые виды микроорганизмов, а также планктон. Грызуны, зайцы, лоси, кабаны, антилопы и даже бегемоты — все относятся к первому уровню.

Ко второму уровню относят мелких хищников, таких как: дикие кошки, норки, хорьки, рыбы, питающиеся планктоном, совы, змеи. Эти животные служат пищей для консументов третьего уровня — более крупных хищников. Это такие животные, как: лиса, рысь, лев, ястреб, щука и др. Таких хищников называют ещё высшими. Высшие хищники необязательно поедают только тех, кто находится на предыдущем уровне. Например, мелкая лиса может стать добычей ястреба, а рысь может охотиться и на грызунов, и на сов.

Редуценты

Это такие организмы, которые перерабатывают продукты жизнедеятельности животных и их мертвую плоть в неорганические соединения. К ним относятся некоторые виды грибов, бактерии гниения . Роль редуцентов в том, чтобы замкнуть круговорот веществ в природе. Они возвращают в почву и воздух воду и простейшие неорганические соединения, которые используют продуценты для своей жизнедеятельности. Редуценты перерабатывают не только умерших животных, но и например, опавшие листья, которые начинают гнить в лесу или сухую траву в степи.

Трофические сети

Все пищевые цепочки существуют в постоянной взаимосвязи друг с другом. Совокупность нескольких пищевых цепей составляет трофическую сеть . Это своеобразная пирамида, состоящая из нескольких уровней.Каждый уровень образуют определенные звенья цепи питания. Например, в цепочках:

• муха — лягушка — цапля;
• кузнечик — змея — сокол;

Муха и кузнечик будут относиться к первому трофическому уровню, змея и лягушка ко второму, а цапля и сокол к третьему.

Виды пищевых цепей: примеры в природе

Они разделяются на пастбищные и детритные. Пастбищные цепи питания распространены в степях и в мировом океане. Началом этих цепей служат продуценты. Например,трава или водоросли. Дальше идут консументы первого порядка, например, травоядные животные или малюски и мелкие ракообразные, питающиеся водорослями. Далее в цепи идут мелкие хищники, такие как, лисы, норки, хорьки, окуни, совы. Замыкают цепь суперхищники, такие как, львы, медведи, крокодилы. Суперхищники не являются добычей для других животных, но после своей гибели служат пищевым материалом для редуцентов. Редуценты участвуют в процессе разложения останков этих животных.

Детритные цепи питания берут свое начало от гниющих органических веществ. Например, от разлагающейся листвы и оставшейся травы или от опавших ягод. Такие цепи распространены в лиственных и смешанных лесах. Опавшие гниющие листья — мокрица — ворон. Вот пример такой пищевой цепи. Большинство животных и микроорганизмов могут одновременно являться звеньями обоих видов пищевых цепочек. Примером этого может служит дятел, питающийся жучками, которые разлагают мертвое дерево. Это представители детритной цепи питания А сам дятел может стать добычей уже для мелкого хищника, например, для рыси. Рысь может охотиться ещё и на грызунов — представителей пастбищной цепи питания.

Любая пищевая цепь не может быть очень длинной. Это связано с тем, что на каждый последующий уровень передается только 10% энергии предыдущего уровня. Большинство из них состоит от 3 до 6 звеньев.

Пищевая цепь – это последовательное превращение элементов неорганической природы (биогенных и др.) с помощью растений и света в органические вещества (первичную продукцию), а последних – животными организмами на последующих трофических (пищевых) звеньях (ступенях) в их биомассу.

Пищевая цепь начинается с солнечной энергии, и каждое звено в цепи представляет собой изменение энергии. Все пищевые цепи в сообществе образуют трофические отношения.

Между компонентами экосистемы существуют разнообразные связи, и в первую очередь их связывает воедино поток энергии и круговорот вещества. Каналы, по которым течет через сообщество энергия, носят имя цепей питания. Энергия солнечного луча, падающего на верхушки деревьев или на поверхность пруда, улавливается зелеными растениями — будь то огромные деревья или крошечные водоросли, — и используется ими в процессе фотосинтеза. Эта энергия идет на рост, развитие и размножение растений. Растения, как производителей органического вещества, называют продуцентами. Продуценты, в свою очередь, служат источником энергии для тех, кто питается растениями, а, в конечном счете, для всего сообщества.

Первыми потребителями органического вещества являются растительноядные животные — консументы I порядка. Хищники, поедающие растительноядных жертв, выступают в роли консументов II порядка. При переходе от одного звена к другому энергия неизбежно теряется, поэтому в пищевой цепи редко бывает более 5-6 участников. Завершают круговорот редуценты — бактерии и грибы разлагают трупы животных, остатки растений, превращая органику в минеральные вещества, которые снова усваиваются продуцентами.

В пищевую цепь входят все растения и животные, а также содержащиеся в воде химические элементы, необходимые для фотосинтеза. Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды . В воде пищевая цепь начинается с мель- чайших растительных организмов — водорослей, живущих в эвфотической зоне и использующих солнечную энергию для синтеза органических веществ из растворенных в воде неорганических химических питательных веществ и угле- кислоты. В процессе переноса энергии пищи от ее источника — растений — через ряд организмов, происходящих путем поедания одних организмов другими, наблюдается рассеивание энергии, часть которой переходит в тепло. При каждом очередном переходе от одного трофического звена (ступени) к другому теряется до 80-90% потенциальной энергии. Это ограничивает возможное число этапов, или звеньев цепи, обычно до четырех-пяти. Чем короче пищевая цепь, тем большее количество доступной энергии сохраняется.

В среднем из 1 тыс. кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие травоядных, могут построить из этого количества 10 кг своей биомассы, а вторичные хищники только 1 кг. Например, человек съедает большую рыбу. Ее пищу составляют мелкие рыбы, потребляющие зоопланктон, который живет за счет фитопланктона, улавливающего солнечную энергию.

Таким образом, для построения 1 кг тела человека требуется 10 тыс. кг фитопланктона. Следовательно, масса каждого последующего звена в цепи прогрессивно уменьшается. Эта закономерность носит название правила экологической пирамиды. Различают пирамиду чисел, отражающую число особей на каждом этапе пищевой цепи, пирамиду биомассы — количество синтезированного на каждом уровне органического вещества и пирамиду энергии — количество энергии в пище. Все они имеют одинаковую направленность, различаясь в абсолютном значении цифровых величин. В реальных условиях цепи питания могут иметь разное число звеньев. Кроме того, цепи питания могут перекрещиваться, образуя сети питания. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один какой-нибудь источник пищи, а несколько). Чем больше видовое разнообразие в биоценозе, тем он устойчивее. Так, в цепи питания растения-заяц-лиса — всего три звена. Но лиса питается не только зайцами, но и мышами и птицами. Общая закономерность состоит в том, что в начале пищевой цепи всегда находятся зеленые растения, а в конце — хищники. С каждым звеном в цепи организмы становятся крупнее, они медленнее размножаются, их число уменьшается. Виды, занимающие положение низших звеньев, хотя и обеспечены питанием, но сами интенсивно потребляются (мышей, например, истребляют лисы, волки, совы). Отбор идет в направлении увеличения плодовитости. Такие организмы превращаются в кормовую базу высших животных без всяких перспектив прогрессивной эволюции.

В любой геологической эпохе с наибольшей скоростью эволюционировали организмы, стоящие на высшем уровне в пищевых взаимоотношениях, например в девоне — кистепрые рыбы — рыбоядные хищники; в каменноугольном периоде — хищные стегоцефалы. В пермском — рептилии, охотившиеся на стегоцефалов. На протяжении всей мезозойской эры млекопитающие истреблялись хищными рептилиями и только вследствие вымирания последних в конце мезозоя заняли господствующее положение, дав большое число форм.

Пищевые отношения — самый важный, но не единственный тип отношений между видами в биоценозе. Один вид может влиять на другой разными путями. Организмы могут поселяться на поверхности или внутри тела особей другого вида, могут формировать среду обитания для одного или нескольких видов, влиять на движение воздуха, температуру, освещенность окружающего пространства. Примеры связей, влияющих на местообитания видов, многочисленны. Морские желуди — морские ракообразные, ведущие сидячеприкрепленный образ жизни, нередко поселяются на коже китов. Личинки многих мух живут в коровьем навозе. Особенно большая роль в создании или изменении среды для других организмов, принадлежит растениям. В зарослях растений, будь то лес или луг, температура колеблется в меньшей степени, чем на открытых пространствах, а влажность выше.
Нередко один вид участвует в распространении другого. Животные переносят семена, споры, пыльцу растений, а также других более мелких животных. Семена растений могут захватываться животными при случайном соприкосновении, особенно если семена или соплодия имеют специальные зацепки, крючки (череда, лопух). При поедании плодов, ягод, не поддающихся перевариванию, семена выделяются вместе с пометом. Млекопитающие, птицы и насекомые переносят на своем теле многочисленных клещей.

Все эти многообразные связи обеспечивают возможность существования видов в биоценозе, удерживают их друг возле друга, превращая в стабильные саморегулирующиеся сообщества.

Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами . Чаще всего на этом месте находятся растения , грибы , водоросли . Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия . В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю.

Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

В Байкале пищевая цепь в пелагиали состоит из пяти звеньев: водоросли — эпишура — мак- рогектопус — рыбы — нерпа или хищные рыбы (ленок, таймень, взрослые особи омуля и др.). Человек участвует в этой цепи как последнее звено, но он может потреблять продукцию и более низких звеньев, например, рыб или даже беспозвоночных при использовании в пищу ракообразных, водных растений и т. п. Короткие трофические цепи менее устойчивы и подвержены большим колебаниям, чем длинные и сложные по структуре.

Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища — потребитель». Так траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную структуру — трофическую сеть .

В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическими уровнями .

Начальным уровнем (звеном) всякой трофической (пищевой) цепи в водоеме являются растения (водоросли). Растения никого не поедают (за исключением небольшого числа видов насекомоядных растений — росянка, жирянка, пузырчатка, непентес и некоторые другие), напротив, они являются источником жизни для всех животных организмов. Поэтому первой ступенью цепи хищников являются травоядные (пастбищные) животные. Следом за ними идут мелкие плотоядные, питающиеся травоядными, затем звено более крупных хищников. В цепи каждый последующий организм крупнее предыдущего. Цепи хищников способствуют устойчивости трофической цепочки.

Пищевая цепь сапрофитов – это замыкающее звено трофической цепочки. Сапрофиты питаются мертвыми организмами. Химические вещества, образующиеся при разложении мертвых организмов, снова потребляются растениями – организмами-продуцентами, с которых начинаются все трофические цепи.

Есть несколько классификаций трофических цепей.

По первой классификации существуют в Природе три трофические цепи (трофическая — значит, обусловленная Природой для разрушения).

Первая трофическая цепь объединяет следующие свободно живущие организмы:

растительноядные животные;


хищники — плотоядные животные;


всеядные, включая человека.


Основной принцип трофической цепи: «Кто кого ест?»


Вторая трофическая цепь объединяет живые существа, которые метаболизируют все и всех. Эту задачу выполняют редуценты. Они доводят сложные вещества погибших организмов до простых веществ. Свойство биосферы — все представители биосферы смертны. Биологическая задача редуцентов — разлагать умерших.


По второй классификации, существует два основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные.


В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, судак, питающийся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.


В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) значит, часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.


Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов окружающей среды, и приспособление к ним живых организмов обуславливает возможность существования всевозможных форм организмов и самого различного образования их жизни.


Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.


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. В каждом сообществе трофические связи переплетены в сложную сеть .


Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов


трофические сети в биоценозах очень сложные, и создается впечатление, что энергия, поступающая в них, может долго мигрировать от одного организма к другому. На самом деле путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток; она может передаваться не более, чем через 4-6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов. Такие 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 — это всегда продуценты, создатели органической массы; растительные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм — к третьему; потребляющие других плотоядных — к четвертому и т.д. Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания. Естественно, что основную роль при этом играет пищевая специализация консументов. Виды с широким спектром питания включаются в пищевые цепи на разных трофических уровнях.

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебное пособие. –М.: ДОНИТИ, 2005.
   

   Моисеев А.Н. Экология в современном мире // Энергия. 2003. № 4.
   

Введение

1. Пищевые цепи и трофические уровни

2. Пищевые сети

3. Пищевые связи пресного водоема

4. Пищевые связи леса

5. Потери энергии в цепях питания

6. Экологические пирамиды

6.1 Пирамиды численности

6.2 Пирамиды биомассы

Заключение

Список 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.

Цель реферата – дать характеристику пищевым связям в природе.

1. Пищевые цепи и трофические уровни

Биогеоценозы очень сложны. В них всегда имеется много параллельных и сложно переплетенных цепей питания, а общее число видов часто измеряется сотнями и даже тысячами. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными объектами и сами служат пищей нескольким членам экосистемы. В результате получается сложная сеть пищевых связей.

Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли – часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих – это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов – ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) – питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

Растительный материал (например, нектар) → муха → паук →

→ землеройка → сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

Существуют два главных типа пищевых цепей – пастбищные и детритные. Выше были приведены примеры пастбищных цепей, в которых первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй – пастбищные животные и третий – хищники. Тела погибших растений и животных еще содержат энергию и «строительный материал», так же как и прижизненные выделения, например, моча и фекалии. Эти органические материалы разлагаются микроорганизмами, а именно грибами и бактериями, живущими как сапрофиты на органических остатках. Такие организмы называются редуцентами. Они выделяют пищеварительные ферменты на мертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты их переваривания. Скорость разложения может быть различной. Органические вещества мочи, фекалий и трупов животных потребляются за несколько недель, тогда как упавшие деревья и ветви могут разлагаться многие годы. Очень существенную роль в разложении древесины (и других растительных остатков) играют грибы, которые выделяют фермент целлюлозу, размягчающий древесину, и это дает возможность мелким животным проникать внутрь и поглощать размягченный материал.

Кусочки частично разложившегося материала называют детритом, и многие мелкие животные (детритофаги) питаются им, ускоряя процесс разложения. Поскольку в этом процессе участвуют как истинные редуценты (грибы и бактерии), так и детритофаги (животные), и тех и других иногда называют редуцентами, хотя в действительности этот термин относится только к сапрофитным организмам.

Детритофагами могут в свою очередь питаться более крупные организмы, и тогда создается пищевая цепь другого типа – цепь, цепь, начинающаяся с детрита:

Детрит → детритофаг → хищник

К детритофагам лесных и прибрежных сообществ относятся дождевой червь, мокрица, личинка падальной мухи (лес), полихета, багрянка, голотурия (прибрежная зона).

Приведем две типичные детритные пищевые цепи наших лесов:

Листовая подстилка → Дождевой червь → Черный дрозд → Ястреб-перепелятник

Мертвое животное → Личинки падальных мух → Травяная лягушка → Обыкновенный уж

Некоторые типичные детритофаги — это дождевые черви, мокрицы, двупарноногие и более мелкие (

2. Пищевые сети

В схемах пищевых цепей каждый организм бывает представлен как питающийся другими организмами какого-то одного типа. Однако реальные пищевые связи в экосистеме намного сложнее, т. к. животное может питаться организмами разных типов из одной и той же пищевой цепи или даже из разных пищевых цепей. Это в особенности относится к хищникам верхних трофических уровней. Некоторые животные питаются как другими животными, так и растениями; их называют всеядными (таков, в частности, и человек). В действительности пищевые цепи переплетаются таким образом, что образуется пищевая (трофическая) сеть. В схеме пищевой сети могут быть показаны только некоторые из многих возможных связей, и она обычно включает лишь одного или двух хищников каждого из верхних трофических уровней. Такие схемы иллюстрируют пищевые связи между организмами в экосистеме и служат основой для количественного изучения экологических пирамид и продуктивности экосистем.

3. Пищевые связи пресного водоема

Цепи питания пресного водоема состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член биогеоценоза выпадает, то система не нарушается, так как используются другие источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее.

Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.

Часто причиной низкой продуктивности естественных водоемов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минеральных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов способствуют размножению растительного планктона, которым питаются животные, служащие кормом для рыб. Таким путем повышают продуктивность рыбохозяйственных прудов.

4. Пищевые связи леса

Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных — птиц и млекопитающих.

Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей — слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Огромное значение в жизни леса имеют процессы разложения и минерализации массы отмирающих листьев, древесины, остатков животных и продуктов их жизнедеятельности. Из общего ежегодного прироста биомассы надземных частей растений около 3-4 т на 1 га естественно отмирает и опадает, образуя так называемую лесную подстилку. Значительную массу составляют также отмершие подземные части растений. С опадом возвращается в почву большая часть потребленных растениями минеральных веществ и азота.

Животные остатки очень быстро уничтожаются жуками-мертвоедами, кожеедами, личинками падальных мух и другими насекомыми, а также гнилостными бактериями. Труднее разлагается клетчатка и другие прочные вещества, составляющие значительную часть растительного опада. Но и они служат пищей для ряда организмов, например грибков и бактерий, имеющих специальные ферменты, которые расщепляют клетчатку и другие вещества до легкоусвояемых сахаров.

Как только растения погибают, их вещество полностью используется разрушителями. Значительную часть биомассы составляют дождевые черви, производящие огромную работу по разложению и перемещению органических веществ в почве. Общее число особей насекомых, панцирных клещей, червей и других беспозвоночных достигает многих десятков и даже сотен миллионов на гектар. В разложении опада особенно велика роль бактерий и низших, сапрофитных грибков.

5. Потери энергии в цепях питания

Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

6. Экологические пирамиды

6.1 Пирамиды численности

Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме и для графического представления этих взаимоотношений удобнее использовать не схемы пищевых сетей, а экологические пирамиды. При этом сначала подсчитывают число различных организмов на данной территории, сгруппировав их по трофическим уровням. После таких подсчетов становится очевидным, что численность животных прогрессивно уменьшается при переходе от второго трофического уровня к последующим. Численность растений первого трофического уровня тоже нередко превосходит численность животных, составляющих второй уровень. Это можно отобразить в виде пирамиды численности.

Для удобства количество организмов на данном трофическом уровне может быть представлено в виде прямоугольника, длина (или площадь) которого пропорциональна числу организмов, обитающих на данной площади (или в данном объеме, если это водная экосистема). На рисунке показана пирамида численности, отображающая реальную ситуацию в природе. Хищники, расположенные на высшем трофическом уровне, называются конечными хищниками.

При отборе образцов — иными словами, в данный момент времени- всегда определяется так называемая биомасса на корню, или урожай на корню. Важно понимать, что эта величина не содержит никакой информации о скорости образования биомассы (продуктивности) или ее потребления; иначе могут возникнуть ошибки по двум причинам:

1. Если скорость потребления биомассы (потеря вследствие поедания) примерно соответствует скорости ее образования, то урожай на корню не обязательно свидетельствует о продуктивности, т.е. о количестве энергии и вещества, переходящих с одного трофического уровня на другой за данный период времени, например за год. Например, на плодородном, интенсивно используемом пастбище урожай трав на корню может быть ниже, а продуктивность выше, чем на менее плодородном, но мало используемом для выпаса.

2. Продуцентом небольших размеров, таким, как водоросли, свойственна высокая скорость возобновления, т.е. высокая скорость роста и размножения, уравновешенная интенсивным потреблением их в пищу другими организмами и естественной гибелью. Таким образом, хотя биомасса на корню может быть малой по сравнению с крупными продуцентами (например, деревьями), продуктивность может быть не меньшей, так как деревья накапливают биомассу в течение длительного времени. Иными словами, фитопланктон с такой же продуктивностью, как у дерева, будет иметь намного меньшую биомассу, хотя он мог бы поддержать жизнь такой же массы животных. Вообще популяции крупных и долговечных растений и животных обладают меньшей скоростью обновления по сравнению с мелкими и короткоживущими и аккумулируют вещество и энергию в течение более длительного времени. Зоопланктон обладает большей биомассой, чем фитопланктон, которым он питается. Это характерно для планктонных сообществ озер и морей в определенное время года; биомасса фитопланктона превышает биомассу зоопланктона во время весеннего «цветения», но в другие периоды возможно обратное соотношение. Подобных кажущихся аномалий можно избежать, применяя пирамиды энергии.

Заключение

Завершая работу над рефератом, можно сделать следующие выводы. Функциональная система, включающая в себя сообщество живых существ и их среду обитания, называется экологической системой (или экосистемой). В такой системе связи между ее компонентами возникают прежде всего на пищевой основе. Пищевая цепь указывает путь движения органических веществ, а также содержащихся в ней энергии и неорганических питательных веществ.

В экологических системах в процессе эволюции сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено — трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают организмы автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Последний уровень обычно занимают редуценты или детритофаги.

Пищевые связи в экосистеме не являются прямолинейными, так как компоненты экосистемы находятся между собой в сложных взаимодействиях.

Список литературы

1. Амос У.Х. Живой мир рек. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 240 с.

2. Биологический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — 832 с.

3. Риклефс Р. Основы общей экологии. — М.: Мир, 1979. — 424 с.

4. Спурр С.Г., Барнес Б.В. Лесная экология. — М.: Лесная промышленность, 1984. — 480с.

5. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. — М.: Высшая школа, 1988. — 272 с.

6. Яблоков А.В. Популяционная биология. — М.: Высшая школа, 1987. -304с.

Кто что ест

Составь цепь питания, рассказывающую о героях песенки «В траве сидел кузнечик»

Животные, которые питаются растительной пищей, называются растительноядными. Те животные, которые едят насекомых, называются насекомоядными. На более крупную добычу охотятся хищные животные, или хищники. Насекомых, которые поедают других насекомых, тоже считают хищниками. Существуют, наконец, и всеядные животные (они едят и растительную, и животную пищу).

На какие группы можно разделить животных по способам питания? Заполни схему.

Цепи питания

Живые существа связаны между собой в цепи питания. Например: В лесу растут осины. Их корой питаются зайцы. Зайца может поймать и съесть волк. Получается такая цепь питания: осина — заяц — волк.

Составь и запиши цепи питания.
а) паук, скворец, муха
Ответ: муха — паук — скворец
б) аист, муха, лягушка
Ответ: муха — лягушка — аист
в) мышь, зерно, сова
Ответ: зерно — мышь — сова
г) слизень, гриб, лягушка
Ответ: гриб — слизень — лягушка
д) ястреб, бурундук, шишка
Ответ: шишка — бурундук — ястреб

Прочитай короткие тексты о животных из книги «С любовью к природе». Определи и запиши тип питания животных.

Осенью барсук начинает готовиться к зиме. Он отъедается и сильно жиреет. Пищей ему служит всё, что попадается: жуки, слизни, ящерицы, лягушки, мыши, а иногда даже маленькие зайчата. Ест он и лесные ягоды, и плоды.
Ответ: барсук всеядный

Зимой лисица ловит под снегом мышей, иногда куропаток. Иногда она охотится за зайцами. Но зайцы бегают быстрее лисицы и могут убежать от неё. Зимой лисицы близко подходят к селениям людей и нападают на домашнюю птицу.
Ответ: лисица плотоядная

В конце лета и осенью белка собирает грибы. Она накалывает их на ветки деревьев, чтобы грибы засохли. А ещё белочка рассовывает по дуплам и щёлкам орехи и жёлуди. Всё это пригодиться ей в зимнюю бескормицу.
Ответ: белка растительноядная

Волк — опасный зверь. Летом он нападает на разных зверей. Ест также мышей, лягушек, ящериц. Разоряет птичьи гнёзда на земле, поедает яйца, птенцов, птиц.
Ответ: волк плотоядный

Медведь разламывает гнилые пни и выискивает в них жирных личинок жуков-дровосеков и других насекомых, питающихся древесиной. Он ест всё: ловит лягушек, ящериц, одним словом, что только попадётся. Выкапывает из земли луковицы и клубни растений. Часто можно встретить медведя на ягодниках, на которых он с жадностью поедает ягоды. Иногда голодный медведь нападает на лосей, оленей.
Ответ: медведь всеядный

По текстам из предыдущего задания составь и запиши несколько цепей питания.

1. земляника — слизень — барсук
2. кора деревьев — заяц — лисица
3. зерно — птица — волк
4. древесина — личинки жука — дровосека — медведь
5. молодые побеги деревьев — олень — медведь

Составь цепь питания, используя рисунки.

Структура пищевой цепи

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев , каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды . Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами . Чаще всего на этом месте находятся растения , грибы , водоросли . Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия . В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Трофическая сеть

Обычно для каждого звена цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных с ним отношением «пища — потребитель». Так, траву едят не только коровы, но и другие животные, а коровы являются пищей не только для человека. Установление таких связей превращает пищевую цепь в более сложную структуру — трофическую сеть .

Трофический уровень

Трофический уровень — это совокупность организмов, которые, в зависимости от способа их питания и вида корма, составляют определённое звено пищевой цепи.

В некоторых случаях в трофической сети можно сгруппировать отдельные звенья по уровням таким образом, что звенья одного уровня выступают для следующего уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется трофическим уровнем.

Типы пищевых цепей

Существуют 2 основных типа трофических цепей — пастбищные и детритные .

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы , затем идут потребляющие их (консументы) растительноядные животные (например, зоопланктон , питающийся фитопланктоном), потом хищники 1-го порядка (например, рыбы , потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука , питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространённых в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации . Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоёмах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

Наземные детритные цепи питания более энергоёмки, поскольку большая часть органической массы, создаваемой автотрофными организмами, остаётся невостребованной и отмирает, формируя детрит. В масштабах планеты, на долю цепей выедания приходится около 10 % энергии и веществ, запасённых автотрофами, 90 % же процентов включается в круговорот посредством цепей разложения.

См. также

Литература

• Трофическая цепь / Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 648-649.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Пищевая цепь» в других словарях:

— (цепь питания, трофическая цепь), взаимоотношения между организмами, при которых группы особей (бактерии, грибы, растения, животные) связаны друг с другом отношениями: пища потребитель. Пищевая цепь включает обычно от 2 до 5 звеньев: фото и… … Современная энциклопедия

— (цепь питания трофическая цепь), ряд организмов (растений, животных, микроорганизмов), в котором каждое предыдущее звено служит пищей для последующего. Связаны друг с другом отношениями: пища потребитель. Пищевая цепь включает обычно от 2 до 5… … Большой Энциклопедический словарь

ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ, система передачи энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим. В простейшей форме передача энергии начинается с растений (ПЕРВИЧНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ). Следующим звеном цепи являются… … Научно-технический энциклопедический словарь

См. Трофическая цепь. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

пищевая цепь — — EN food chain A sequence of organisms on successive trophic levels within a community, through which energy is transferred by feeding; energy enters the food chain during fixation … Справочник технического переводчика

— (цепь питания, трофическая цепь), ряд организмов (растений, животных, микроорганизмов), в котором каждое предыдущее звено служит пищей для последующего. Связаны друг с другом отношениями: пища потребитель. Пищевая цепь включает обычно от 2 до… … Энциклопедический словарь

пищевая цепь — mitybos grandinė statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Augalų, gyvūnų ir mikroorganizmų mitybos ryšiai, dėl kurių pirminė augalų energija maisto pavidalu perduodama vartotojams ir skaidytojams. Vienam organizmui pasimaitinus kitu … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

— (цепь питания, трофическая цепь), ряд организмов (р ний, ж ных, микроорганизмов), в к ром каждое предыдущее звено служит пищей для последующего. Связаны друг с другом отношениями: пища потребитель. П. ц. включает обычно от 2 до 5 звеньев: фото и… … Естествознание. Энциклопедический словарь

— (трофическая цепь, цепь питания), взаимосвязь организмов через отношения пища потребитель (одни служат пищей для других). При этом происходит трансформация вещества и энергии от продуцентов (первичных производителей) через консументов… … Биологический энциклопедический словарь

См. Цепь питания … Большой медицинский словарь

Книги

• Дилемма всеядного. Шокирующее исследование рациона современного человека , Поллан Майкл. Вы когда-нибудь задумывались о том, как еда попадает на наш стол? Вы купили продукты в супермаркете или на фермерском рынке? А может быть, вы сами вырастили помидорыили привезли гуся с…

Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов — Биология — Ашық сабақтар — Ашық сабақтар

Тема Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов

Цель: закрепить знания учащихся, полученные в 9 классе о автотрофах и гетеротрофах, продуцентах, консументах, редуцентах. Изучить и закрепить знания о цепях питания, трофических звеньях цепей питания. Разобраться, почему круговорот веществ и энергии в пищевых цепях необходим для поддержания жизни. Показать разницу между цепями питания и сетями питания, объяснить причины быстрой потери энергии в цепях.

Задачи:

Образовательные. Продолжить формирование общебиологических терминов, понятий, законов и правил. Формировать умение логически мыслить и размышлять, делать выводы и открытия.

Развивающие. Применяя, активные методы и формы в обучении развивать познавательный интерес к предмету, повышать экологическую грамотность учащихся, готовящихся к поступлению в ВУЗы и к выбору профессии.

Воспитательные. Продолжить прививать любовь к природе и растительному, животному миру, показать, что все компоненты природы взаимосвязаны и являются одним неделимым целым организмом.

Тип урока: урок объяснение нового материла, построенный на взаимосвязанной работе учителя и учащихся.

Методы: рассказ, беседа, применение видео и аудиоматериала, слайды, магнитные иллюстрации (раздаточный материал)

Оборудование: ИКТ, раздаточный материал, электронное пособие.

Ход урока:

1. Организационный момент (1-2 минуты)
2. Объяснение нового материала (38 минут)
3. Закрепление (4 минуты)
4. Домашнее задание (1 минута)

Вводное слово учителя:

Изучая, биотические факторы среды мы с вами выяснили, что все организмы теснейшим образом связаны друг с другом, вступая в различные взаимовыгодные, нейтральные и паразитические отношения. Животные, растения, микроорганизмы связаны не только между собой, но и со своей средой обитания и факторами неживой среды или абиотическими факторами. Об этом мы говорили на прошлом уроке.

Сегодня на уроке нам предстоит выяснить, что связывает и объёдиняет все живые организмы в экосистемах, сообществах, биогеоценозах и почему этот фактор, что их объединяет и является одним из важнейших факторов естественного отбора!

Сегодня, ребята, я предполагаю совместную работу с вами. Я буду задавать вопросы, объясняя тему урока, ответы на которые вы должны найти в параграфе 42 и на слайдах, которые будут демонстрироваться в течение всего урока. Прошу вас быть внимательными, потому что в конце урока мы должны подвести итог и ответить на вопрос, поставленный в начале урока и подвести итог.

Итак, начнем.

Все живые организмы в экосистемах и биоценозах объединяют в первую очередь пищевые отношения. А что такое пищевые отношения нам и поможет разобраться тема урока:

Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов (записать в тетрадь) – на слайде появляется изображение.

По способу питания все живые организмы делятся на две группы. Какие?

Ответ: автотрофы и гетеротрофы.

— Какие живые организмы относятся к автотрофам? Дайте определение и приведите примеры.

— Какие живые организмы относятся к гетеротрофам? Дайте определение и приведите примеры.

(на слайде появляется изображение)

— А какая связь между автотрофами и  гетеротрофами?

(просмотр сюжета из электронного учебника о связи автотрофов и гетеротрофов)

Выводы:

• Связь между автотрофами, гетеротрофами и неживой природой выражается через потоки вещества и энергии от одного организма другому через пищевые цепи или цепи питания.
• Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название «цепи питания»

Цепи питания – это трофические связи между видами в природе (от греч. трофе — питание).

Трофический уровень – это отдельное звено в цепи питания. (просмотр сюжета из электронного учебника о трофических уровнях)

Цепи могут перекрещиваться между собой, образуя сети питания.

Сети питания – это перекрещивающиеся цепи питания, в которых растения могут быть использованы не одним, а несколькими животными, которые могут быть съедены различными хищниками. При исчезновении одного звена в сети питания не происходит нарушения всей системы биоценоза, так как используются другие альтернативные источники питания.

Цепи питания всегда начинаются с живых или мёртвых растений и их остатков, прошедших через кишечник травоядного животного. Цепи могут состоять из нескольких трофических уровней.

Ι трофический уровень – растения (производители органического вещества)

ΙΙ трофический уровень – растительноядные животные

ΙΙΙ трофический уровень – плотоядные животные

ΙV трофический уровень – хищники

Цепи питания могут быть  короткие и длинные.

• Короткая цепь питания:

Трава – кролик – лиса

(3 трофических уровня)

• Длинная цепь питания:

Сосна – тля – божья коровка – паук – птица (насекомоядная) – хищная птица

(6 трофических уровней)

 — У вас на партах лежат магнитные картинки с изображением живых организмов, составьте из них какие — нибудь цепи питания и прикрепите на доске. (2-3 минуты на подготовку)

Любая экологическая система может обеспечить круговорот вещества и энергии только в том случае, если включает необходимые 4 составные части: биогенные вещества (все необходимые для жизни молекулы простых и сложных веществ), продуценты, консументы, редуценты. (демонстрация слайда)

На данном примере биоценоза дубравы и водоёма или в построенных на доске цепях назовите продуценты, консументы, редуценты?

Жизнь на земле продолжается уже около четырёх миллиардов лет, не прерываясь именно потому, что происходит биологический круговорот веществ. Основу этого круговорота составляет фотосинтез растений и пищевые цепи между растениями и животными. Однако биологический круговорот вещества осуществляется не только за счёт неорганических и органических соединений, поступающих по цепочке от одного организма к другому, но требует постоянных затрат энергии. В отличии от химических элементов, которые могут многократно вовлекаться в живые тела, энергия солнечных лучей не может использоваться бесконечно.

По второму закону термодинамики, энергия при превращениях из одного состояния в другое, то есть при совершении работы, частично переходит в тепловую и рассеивается в окружающей среде.

Постоянная сложная работа клеток тканей и органов всего организма любого живого существа требует больших затрат энергии и при этом большое количество энергии теряется и рассеивается в организме в виде тепла.

(демонстрация слайда поток энергии)

Зная взаимоотношения организмов, цепи питания и расположение каждого на разном трофическом уровне для наглядности все связи между живыми существами можно представить в виде 3-х экологических пирамид:  пирамиды чисел, пирамиды биомассы и пирамиды энергии.

Пирамида чисел отражает соотношение общей численности в биоценозе организмов, образующих трофические уровни. Количество организмов на каждом трофическом уровне обозначают прямоугольником, длина которого пропорциональна их численности.

Пирамида биомассы  отражает количество органического вещества синтезируемого на каждом уровне. В случае цепи питания хищников имеет форму треугольника с вершиной, обращенной вверх.

В отличие от наземных экосистем пирамиды в океане имеют перевёрнутый вид, так как на высших уровнях происходит накопление биомассы. Это объясняется тем, что организмы долго живут и для них характерна низкая скорость размножения. В водных экосистемах биомасса фитопланктона меньше, чем биомасса зоопланктона, хотя первая быстрее обновляется.

Одним из особых свойств биомассы является её продуктивность, вычислить которую можно по формуле  Р= (В₂ — В₁ ) + Е, на стр. 156. этот показатель называется чистой продукцией.

Пирамида энергии  (или биопродукции)

Отражает законы передачи энергии в цепях питания (по ΙΙ закону термодинамики) и всегда имеет вид треугольника с вершиной, обращенной вверх.

Растения (в основании пирамиды) связывают в ходе фотосинтеза в среднем лишь 1% энергии света (солнца)

Животное, съевшее растение, получает запасённую растением энергию не полностью. Почему?

Животное – любое плотоядное или хищник получает ещё меньше энергии от растительноядного животного.

При этом у любого организма часть пищи не переваривается вообще, часть её переваривается с выделением энергии, которая рассеивается в виде тепла, так как работа клеток предполагает затрат энергии. И только небольшая часть усвоенной энергии тратится на рост клеток, и работу организма.

Таким образом, уже на первом этапе цепи питания или трофическом уровне происходит значительная потеря энергии из пищевой цепи.

Подсчитали, что на каждом этапе передачи вещества по пищевой цепи теряется около 90% энергии, и только 10% её переходит к потребителю – это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют «Правило десяти процентов».

Таким образом, хищнику на 4 трофическом уровне достаётся только 0,001 (одна тысячная доля) той энергии, которая усвоена растением в процессе фотосинтеза.

— поэтому, могут ли цепи питания иметь включать звеньев?  Нет, так как энергия в них быстро иссякает.

В конкретных цепях питания можно проследить и рассчитать передачу той энергии и вещества, которая заключается в растительной пище, к организму высшего звена  или трофического уровня.

• Зная правило 10% можно рассчитать, сколько нужно травы, для того чтобы выросло животное определённого веса и размера:

Например: рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орёл весом 5кг. (пищевая цепь: трава – заяц — орёл), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:

Трава           заяц           орёл

• Зная правило 10%  рассчитайте, сколько нужно фитопланктона, чтобы вырос синий кит весом 150000 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – синий кит), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:

 

 

15 000 000кг.= 15 000т.

• Зная правило 10%  рассчитайте, сколько нужно фитопланктона, чтобы вырос один медведь весом 300 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – лосось — медведь), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:

3 000 000кг = 3 000т

А теперь подведём итог урока (в прозрачном журнале, на доске, подсчитывается количество палочек за правильные ответы и ставится оценка за работу на уроке), учащиеся выполняют задание на листочках как закрепление нового материала:

Закрепление
соотнесите понятия и краткие к ним определения, соедините соответствующие стрелками между собой:

Понятия Автотрофы Гетеротрофы Продуценты Консументы Ι порядка Консументы ΙΙ порядка Редуценты Цепи питания Тофический уровень Правило 10% Пирамида биопродукции отражает …

Определения Законы передачи энергии Все животные Растительноядные Грибы, почвенные бактерии Звено пищевой цепи Правило передачи энергии Трава, деревья, кустарники Хищники Трофические связи между видами

Домашнее задание

§ 42, задание под восклицательным знаком письменно

Задача:

• Зная правило 10% можно рассчитайте, какое количество фитопланктона понадобиться для того, чтобы выросла щука весом в 10 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – окунь — щука)

Соңғы жарияланған материалдар тізімі

Цепи питания смешанного леса примеры

В природе всем живым организмам необходимо питание. Некоторые животные едят растения, другие же являются хищниками и предпочитают есть себе подобных. Весь процесс называется пищевыми цепями.

Все цепи питания состоят из трех-пяти звеньев. Первым обычно являются продуценты — организмы, которые способны сами вырабатывать органические вещества из неорганических.

Это растения, которые получают питательные вещества путем фотосинтеза. Далее идут консументы — это гетеротрофные организмы, которые получают уже готовые органические вещества.

Такими будут являться животные: как травоядные, так и хищные. Замыкающим звеном пищевой цепи обычно являются редуценты — микроорганизмы, которые разлагают органические вещества.

Цепь питания не может состоять из шести и более звеньев, так как каждое новое звено получает только 10% энергии предыдущего звена, еще 90% теряется в виде теплоты.

Какими бывают пищевые цепи?

Существует два вида: пастбищные и детритные. Первые — более распространенные в природе. В таких цепях первым звеном всегда служат продуценты (растения). За ними идут консументы первого порядка — растительноядные животные. Далее — потребители второго порядка — мелкие хищники.

За ними — консументы третьего порядка — крупные хищники. Далее также могут быть потребители четвертого порядка, такие длинные пищевые цепи обычно встречаются в океанах. Последним звеном являются редуценты.

Второй тип цепей питания — детритные — более распространены в лесах и саваннах. Они возникают вследствие того, что большая часть растительной энергии не потребляется травоядными организмами, а отмирает, подвергаясь затем разложению редуцентами и минерализации.

Цепи питания этого типа начинаются от детрита — органических остатков растительного и животного происхождения. Потребителями первого порядка в таких пищевых цепях являются, насекомые, к примеру, навозные жуки, или же животные-падальщики, например, гиены, волки, грифы. Кроме того, консументами первого порядка в таких цепях могут быть бактерии, питающиеся растительными остатками.

Типы

Биологи выделяют два основных типа пищевых цепочек: пастбищную и детритную.

Первая (выедание) — наиболее распространенная, она базируется на автотрофах, потребляющих солнечную энергию. Именно продуценты являются основной составляющей таких цепочек. Еще одной характерной чертой выедания является обилие консументов первого разряда, употребляющих в пищу зеленую растительность, а также несколько уровней хищных гетеротрофов.

Особенно сложными представляются подобные схемы в океанах, где на более чем половину видов рыб находится рыба побольше, поглощающая все, что меньше размером.

Более редкий трофический тип — детритный, называют разложением.

Этот тип обычно встречается в лесах. Он отличается не прямым поеданием автотрофов, а после их медленного отмирания и разложения при участии редуцентов.

Открывается такая цепь органическими останками, вторая ступень — преобразовывающие их микроорганизмы, третий и четвертый уровень — так называемые детритофаги (например, птицы: утки, гуси, воробьи), затем — поедающие последних хищники (куница, ласка).

Цепи питания в лиственных и смешанных лесах

Лиственные леса в большинстве своем распространены в Северном полушарии планеты. Они встречаются Западной и Центральной Европе, в Южной Скандинавии, на Урале, в Западной Сибири, Восточной Азии, Северной Флориде.

Лиственные леса делятся на широколиственные и мелколиственные. Для первых характерны такие деревья, как дуб, липа, ясень, клен, вяз. Для вторых — береза, ольха, осина.

Смешанными называются леса, в которых растут и хвойные, и лиственные деревья. Смешанные леса характерны для умеренного климатического пояса. Они встречаются на юге Скандинавии, на Кавказе, В Карпатах, на Дальнем Востоке, в Сибири, в Калифорнии, в Аппалачах, у Великих озер.

Смешанные леса состоят из таких деревьев, как ель, сосна, дуб, липа, клен, вяз, яблоня, пихта, бук, граб.

В лиственных и смешанных лесах очень распространены пастбищные цепи питания. Первым звеном цепи питания в лесах обычно служат многочисленные виды трав, ягоды, такие как малина, черника, земляника. бузина, кора деревьев, орехи, шишки.

Консументами первого порядка чаще всего будут такие травоядные животные, как косули, лоси, олени, грызуны, к примеру, белки, мыши, землеройки, а также зайцы.

Потребители второго порядка — хищники. Обычно это лиса, волк, ласка, горностай, рысь, сова и другие. Ярким примером того, что один и тот же вид участвует и в пастбищных, и в детритных цепях питания будет волк: он может как охотиться на мелких млекопитающих, так и поедать падаль.

Консументы второго порядка могут сами стать добычей более крупных хищников, особенно это касается птиц: например, мелкие совы могут быть съедены ястребами.

Замыкающим звеном будут редуценты (бактерии гниения).

Примеры цепей питания в лиственно-хвойном лесу:

• кора березы — заяц — волк — редуценты;
• древесина — личинка майского жука — дятел — ястреб — редуценты;
• листовой опад (детрит) — черви — землеройки — сова — редуценты.

Особенности цепей питания в хвойных лесах

Такие леса расположены на севере Евразии и Северной Америки. Они состоят из таких деревьев, как сосна, ель, пихта, кедр, лиственница и другие.

Здесь все значительно отличается от смешанных и лиственных лесов.

Первым звеном в этом случае будет не трава, а мох, кустарники или лишайники. Это связано с тем, что в хвойных лесах недостаточно света для того, чтобы мог существовать густой травяной покров.

Соответственно животные, которые станут консументами первого порядка, будут другими — они должны питаться не травой, а мхом, лишайниками или кустарниками. Это могут быть некоторые виды оленей.

Несмотря на то что более распространены кустарники и мхи, в хвойных лесах все же встречаются травянистые растения и кусты. Это крапива, чистотел, земляника, бузина. Такой пищей обычно и питаются зайцы, лоси, белки, которые тоже могут стать консументами первого порядка.

Потребителями второго порядка будут, как и смешанных лесах, хищники. Это норка, медведь, росомаха, рысь и другие.

Мелкие хищники, такие как норка, могут стать добычей для консументов третьего порядка. Замыкающим звеном будут микроорганизмы гниения.

Кроме того, в хвойных лесах очень распространены детритные пищевые цепи. Здесь первым звеном будет чаще всего растительный перегной, которым питаются почвенные бактерии, становясь, в свою очередь, пищей для одноклеточных животных, которых едят грибы. Такие цепочки обычно длинные и могут состоять более, чем из пяти звеньев.

Примеры пищевых цепочек в хвойном лесу:

• кедровые орехи — белка — норка — редуценты;
• перегной растений (детрит) — бактерии — простейшие — грибы — медведь — редуценты.

Вывод

Пищевая цепь поддерживает благосостояние экосистемы, в которой она находится. Она обеспечивает контроль над популяцией и способствует нормальному балансу веществ в природе.

Каждое звено (уровень) цепи очень важны, ведь при его исчезновении цепь «размыкается» и все участники становятся под угрозу. Более мелкие звенья будут бесконтрольно размножаться, а крупные вымрут из-за отсутствия еды. Вот почему так важно следить за экологией леса и вымирающий животными!

На земле существует великое множество растений и животных. Все они вынуждены обеспечивать свою жизнедеятельность, питаясь и перерабатывая жизненную энергию. Таким образом, их взаимодействие всегда объединяет существа в пищевые цепочки, по звеньям которых от одного к другому переходят питательные вещества и энергия.

Цепи питания

В широколиственных лесах эти последовательности, конечно же, имеют свои особенности. Но в целом поглощение и взаимодействие происходит по общим законам и правилам, характерным практически для любой среды обитания. Ведь что есть пищевая цепь? По большому счету, это ситуация, когда питательные вещества и энергия переходят от одного живого организма к другому последовательным образом. Звенья, как правило, формируются из продуцентов и консументов (различных уровней). Первые в цепочке питаются не органикой, добывая питание для своей жизнедеятельности прямо из почвы, воздуха и воды. К примеру, большинство растений использует явление фотосинтеза. А бактерии, проживающие практически в любой среде, питаются минералами и газами. Консументы продолжают последовательность. Первого уровня – питаются растительной пищей (продуцентами) и называются травоядными (растительноядными). Второй, третий, четвертый уровни консументов питаются животной пищей – это плотоядные, или хищники.

Построй модель цепи питания, характерной для лесного сообщества вашего края.

Пример модели цепи питания лесного сообщества для 4 класса

Любая цепь питания начинается с организмов — производителей, то есть с растений, а заканчивается организмами — разрушителями.

Например:

Дуб, жёлудь — сойка — сова — микроорганизмы.

Дуб, жёлудь — кабан — дождевой червь — микроорганизмы

Лесные ягоды — полёвка — ласка — грибы — микроорганизмы.

Сосновые шишки — белка — куница — микроорганизмы.

Прочитай текст. Используй полученную информацию при рассказе об экологических связях в сообществе леса.

Рассказ об экологических связях в сообществе леса для 4 класса

Все объекты живой и неживой природы, составляющие природное сообщество леса, связаны между собой экологическими связями.

Рост растений невозможен без солнца, воздуха и воды. А без растений невозможна жизнь тех живых организмов, которые питаются их листвой, плодами, древесиной. Но и эти организмы, в свою очередь, необходимы для жизни хищникам. Не станет растительноядных организмов, вымрут и хищники.

Невозможна жизнь леса и без почвы. На ней растут растения, из нее получают питательные вещества, необходимые для их роста. А питательные вещества в почве образуются благодаря деятельности микроорганизмов, червей, грибов, которые разрушают отходы жизнедеятельности других животных и растений.

По приведённому на с. 165 плану дай характеристику лесного сообщества. При раскрытии пунктов 4—6 используй знания, полученные на уроке «Лес и человек».

Характеристика лесного сообщества по плану для 4 класса

1. Название сообщества: лес

2. Организмы: Растения (деревья, кустарники, травы), животные (млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, насекомые, микроорганизмы, черви), грибы.

3. Экологические связи: Растения растут благодаря солнцу, воздуху, почве, воде. Растениями питаются растительноядные животные. Растительноядными животными питаются хищные животные. Микроорганизмы, черви, грибы, разлагают органические останки, формируя плодородный перегной.

4. Лес — лёгкие планеты, фабрика кислорода. Лесные ягоды и плоды используются в пищу, древесина используется в промышленности, мясо животных используется в пищу. Лес — место отдыха.

5. Влияние негативное: вырубка лесов, лесные пожары, охота на животных, сбор ягод, грибов, растений, накопление мусора.

6. Охрана: создание природных парков и заповедников, высадка молодых лесных насаждений, соблюдение правил поведения в лесу.

Цепи питания в широколиственных лесах. Примеры

После нескольких слов о теории перейдем к практике составления. Любая цепь питания для широколиственных лесов обеспечивается богатым видовым разнообразием растений и животных, обитающих здесь. Бурная растительность кормит таких растительноядных млекопитающих, как мелкие грызуны, зайцы, олени, лоси, косули. Они в основном питаются густыми травами на полянах, корой и ветками деревьев и кустарников, ягодами, грибами, орехами. Все эти виды пищи можно в изобилии найти – животным всегда будет чем поживиться, даже в холодную зиму. Здесь же проживают и хищники, служащие звеньями цепи питания в широколиственных лесах. Их образ жизни кардинально отличается от травоядных. Лисицы и волки, горностаи и ласки, рыси и куницы, хищные птицы. В основном, они охотятся на других животных. Характерны для обитателей леса и более мелкие хищники (земноводные, к примеру), которые тоже могут стать добычей крупных плотоядных. Соответственно, формируются и цепи питания в широколиственных лесах. Они порой многоуровневые и переплетаются друг с другом в серединных звеньях.

Вот некоторые из них:

1. Кора березы – заяц – лисица.
2. Дерево (кора) – жук-короед – синица – ястреб.
3. Трава (семена) – мышь лесная – сова.
4. Трава – насекомое – лягушка – уж – хищная птица.
5. Насекомое – рептилия – хорек – рысь.
6. Листья – дождевой червь – дрозд.
7. Плоды и семена деревьев – белка – сова.
8. Листья – гусеница – жук – синица – сокол.

Сохранение и потеря энергии

Существа предыдущего звена цепи питания в широколиственных лесах служат пищевой базой для последующего звена. Таким образом осуществляется переход энергии от одного организма к другому и круговорот веществ в природе. Но при этом огромная часть этой энергии теряется (до 90%). Наверное, поэтому численность звеньев цепи питания в широколиственных лесах, как правило, не более пяти или шести по максимуму.

Пищевой цепочкой называется перенос энергии от ее источника через ряд организмов. Все живые существа связаны, так как служат объектами питания для других организмов, каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (греч. trophos «питание»).

Живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепочки.

Все цепи питания состоят из трех-пяти звеньев. Первым обычно являются продуценты (автотрофы) — организмы, которые способны сами вырабатывать органические вещества из неорганических. Это растения, которые получают питательные вещества путем фотосинтеза. Далее идут консументы различного порядка — это гетеротрофные организмы, которые получают уже готовые органические вещества. Такими будут являться животные: как травоядные, так и хищные. Замыкающим звеном пищевой цепи обычно являются редуценты — микроорганизмы, которые разлагают органические вещества.

Структура пищевой цепи [ править | править код ]

Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная энергия пищи переходит к её потребителю. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80—90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4—5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.

Автотрофы

Автотрофы или продуценты — это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений, используя солнечную энергию. К автотрофам относятся растения ( только растения).

Они синтезируют из СО2, Н2О (неорганические молекулы) под воздействием солнечной энергии — глюкозу (органические молекулы) и О2. Они составляют первое звено в пищевой цепи и находятся на 1 трофическом уровне. Для растений пищей являются крахмал и питательные вещества, которые добываются из почвы и солнечного света. Им не нужно заниматься поисками пропитания, достаточно будет просто использовать свои собственные врожденные способности и особенности для получения необходимых питательных веществ, обеспечивающих рост и развитие.

Итак, автотрофы — это растения, которые добывают себе пропитание из дождя, почвы и солнечного света. Важную роль в снабжении клеток питательными и минеральными веществами играет фотосинтез (использование света), а также хемосинтез (химическая энергия). В ходе этих сложных процессов «сырые» питательные вещества и полезные ископаемые преобразовываются в специальные клетки, которые поглощают солнечный свет и трансформируют его в энергию. Автотрофы также именуются производителями.

В природе известны два типа автотрофов:

1. Фотоавтотрофы. К данному виду относятся живые существа, участвующие в фотосинтезе – растения, преобразующие солнечную энергию в сложные комбинации. То есть они производят питательные вещества, полученные из углекислоты вследствие работы фотосинтеза. По подобному принципу живут и водоросли с цианобактериями.
2. Хемоавтотрофы. Благодаря химическим взаимодействиям неорганических соединений, происходит поступление органических веществ в организмы экосистемы. Этот процесс носит название “хемосинтез”.

Практически все продуценты — фотоавтотрофы, т. е. зеленые растения, водоросли и некоторые прокариоты, например цианобактерии (раньше их называли сине-зелеными водорослями). Роль хемоавтотрофов в масштабах биосферы пренебрежимо мала. Микроскопические водоросли и цианобактерии, составляющие фитопланктон, являются главными продуцентами водных экосистем. Напротив, на первом трофическом уровне наземных экосистем преобладают крупные растения, например деревья в лесах, травы в саваннах, степях, на полях и т. д.

Модель разложения

Большая масса флористических представителей широколиственных, хвойных и смешанных лесных полос не годится в пищу млекопитающим, поэтому отмирает в земле. Детрит образовывается в почве степи, водной толще и на дне таежных рек и озер. Маленькие частицы минерализованной органики, которая является останками мертвых животных и растений, входят в схему цепи питания, характерной для тайги.

Мертвый материал временно выходит из природного оборота питательных элементов. Время отсутствия может составить короткий промежуток, т. к. тушки и отходы животных в теплом лесном климате перерабатываются за несколько суток, например, мушиными личинками. Трава и листья преобразовываются за 3−5 месяцев, время разложения мертвых древесных стволов соответствует нескольким годам.

Виды почвенной органики

К длинным промежуткам отсутствия материала в пищевой цепи относится образование вековых залежей полезных ископаемых. Детрит представляет собой запасник питания в экологической системе и помогает сложиться нормальной модели биологического круговорота. В природе есть своеобразные организмы, которые перерабатывают детрит.

Таежная зона дает такие разновидности детрита:

• гумус;
• лесная подстилка;
• торф.

Гумус представляет собой темноокрашенную органику, образующуюся посредством биологического химического разложения остатков флоры и фауны. Материал скапливается в верхнем слое почвы.

Около 90% гумуса является гумусовыми материалами:

• гумином;
• гуминовой щелочной кислотой;
• агрессивной фракцией растворимой гумусовой кислоты.

Остальная часть органического почвенного вещества представлена мало разложившимися животными и растительными остатками. В гумусе содержится 50% углерода, а его объем зависит от процесса превращения праха организмов и стадии минерализации (аэробного разложения на органику и породообразующие вещества).

Лесная подстилка является слоем детрита сверху почвы и появляется из слоя сброшенных листьев, упавших веток. Эта часть запасного питания является важной составляющей в структуре пищевой цепочки таежной экосистемы. В слое концентрируется большое количество разных форм детритофагов и редуцентов. Последний вид почти всегда представлен грибами.

Торфяной слой состоит из мало разложившихся останков растительности, которые скапливаются в экосистеме болота. Остатки травы и листьев хорошо видны под микроскопом. В разных болотных бассейнах формируются свои виды торфа, обогащенные характерной органикой и минералами.

Роль детритофагов

Крупицы гумуса используются в рационе биологических пожирателей, занятием которых в лесу является употребление в пищу консументов первого уровня. Детритофаги относятся к важной части в круговороте природных материалов, они усиливают доступность энергетики минералов и органики для существ высшего ранга.

К разряду детритофагов относятся:

• бактерии, малощетинковые черви, клещи, личинки;
• падальщики — животные, птицы рыбы, питающиеся мертвыми останками.

В науке предусматриваются различие между детритофагами и редуцентами. Те и другие перерабатывают органику, но первые передают энергию высшим организмам, а вторые способствуют минерализации животных и растительных останков.

Млекопитающие выделяют в процессе жизнедеятельности углекислород, воду, соли, мочевину, аммиак. Так они участвуют в разложении органических веществ, но их не относят к редуцентам. В эту группу попадают только гетеротрофные грибы и бактерии, которым доверена ключевая роль в процессе минерализации органических компонентов.

Питание умершей плотью относится к важной ступени в природном круговороте органики. Некоторые организмы употребляют материал в пищу эпизодически, рацион других состоит только их останков. Питание трупами встречается часто среди птиц, насекомых и крупных зверей. Останки перерабатываются в течение короткого промежутка времени. Например, тушу слона различные некрофаги могут съесть за 2−3 суток.

Преимущественно падаль едят млекопитающие, например, шакалы, гиены. Среди птиц такими являются грифы, отдельные аисты, медведи и львы, причастны к такому питанию и некоторые разновидности собачьей породы. Для основного контингента такой рацион является вынужденной мерой.

Гетеротрофы

Гетеротрофы (от греч. Heterone — «другой» и trophe — «питание») — организмы, требующие органических соединений, как источника углерода для роста и развития. Также известны как консументы (от лат. consume — употреблять).

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые паразитические растения и бактерии. Среди этих растений можно выделить группу растений паразитов и растений-хищников. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, часть прокариотов) не могут создавать органические соединения непосредственно из неорганических.

Гетеротрофы или консументы — это организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества (обычно ткани растений или животных), этот процесс известен, как гетеротрофное питание.

Гетеротрофы известны как консументы или потребители в пищевой цепочке. Гетеротрофы является противоположностью автотрофам, которые используют неорганические вещества, углекислоту или бикарбонат, как единственный источник углерода. Все животные — гетеротрофы, также как и грибы и многие бактерии и археи (группа микроорганизмов с прокариотным типом строения клетки). Некоторые паразитические растения также полностью или частично являются гетеротрофами, тогда как хищные растения потребляют мясо для получения азота, будучи при этом автотрофами.

Гетеротрофы не в состоянии синтезировать органические соединения на основе углерода независимо, используя неорганические источники (например животные, в отличие от растений, не могут проводить фотосинтез) и поэтому должны получать питательные вещества от автотрофов или других гетеротрофов. Чтобы называться гетеротрофам, организм должен получать углерод из органических соединений. Если он получает азот из органических соединений, но не углерод, он будет считаться автотрофом.

Деструкторы

Немаловажную роль в экосистеме и структуре пищевого взаимодействия выполняют представители группы деструкторов или разрушителей. Данную группу составляют редуценты, перерабатывающие неживые органические соединения и превращающие их в неорганические вещества. Деструкторы занимают нишу отдельного трофического этапа в природе. Их роль состоит в переработке разлагающихся растений и останков погибших животных. Характерными представителями редуцентов являются классы грибов и бактерий, играющих, в свою очередь, большое значение в деятельности экосистем. С их помощью почва получает питание и воду, используемую представителями продуцентов.

Деструкторы — (редуценты) — это организмы, в ходе своей жизнедеятельности превращающие (разрушающие) органические вещества в неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами. Являются гетеротрофами. Преимущественно это бактерии и грибы. Деструкторы по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как тоже питаются мертвым органическим веществом.

Наконец, деструкторы в виде сапрофагов и бактерий используют энергию мертвых растений и животных. На этом этапе потребляется наибольшее количество запасенной живыми существами энергии. Разложение органической массы происходит в двух направлениях: распад углеводов в процессе минерализации до диоксида углерода, аммиака и воды; образование гумуса в почве под влиянием микроорганизмов.

Воз­вращая в почву или в водную среду биогенные элементы, они, тем самым, завершают биохимический круговорот. Функционально деструкторы — это те же самые гетеротрофы (консументы), поэтому их часто называют микроконсументами.

Типы пищевых цепей [ править | править код ]

Существуют два основных типа трофических цепей — пастбищные

В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные, консументы 1-го порядка (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом консументы 2-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), консументы 3-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространённых в лесах, бо́льшая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоёмах и на больших глубинах океана) часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

Уровни пищевой цепи

Автотрофы не зависят от других организмов, они сами являются основным производителем и занимают начальный уровень пищевой цепочки. Травоядные животные, которые питаются автотрофами, занимают второй трофический уровень. Далее располагаются всеядные и плотоядные гетеротрофы. Наконец, на вершине цепи питания находится человек, который использует для пропитания как первых, так и вторых. Биологические организмы автотрофы и гетеротрофы — это два типа биотических компонентов экосистемы, которые взаимодействуют друг с другом. Все живые организмы могут быть классифицированы как автотрофы или как гетеротрофы. В экосистеме поток энергии от одного организма к другому определяется понятием пищевой цепи.

Все пищевые цепочки начинаются на уровне производителя. Основные потребители едят производителей для получения энергии. Основные потребители съедаются вторичными потребителями- вторичных потребителей едят третичные потребители и так далее.

Пищевая цепочка – линейная иерархия живых существ, передающая питание и энергию от автотрофов к высшим животным. Определенное положение, занятое организмом в тот или иной момент пищевой цепи, носит название трофический уровень.

Каждый организм, зависящий от следующего организма в плане пропитания, формирует линейную последовательность, через которую энергия переходит от одного организма к другому. Проще говоря, пищевая цепочка показывает, кто кого ест. Следует особо отметить, что один и тот же биологический вид может занимать несколько трофических уровней. Например, если он употребляет в пищу мясо травоядных животных, он является консументом второго порядка, но если он питается и растительностью, то выступает одновременно и в качестве консумента первого порядка.

Примеры цепей питания в лиственно-хвойном лесу:

кора березы —> заяц —> волк —> редуценты;

древесина —> личинка майского жука —> дятел —> ястреб —> редуценты;

опавшая листва (детрит) —> черви —> землеройки —> сова —> редуценты.

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 ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено — трофическим уровнем (греч. trophos-питание). Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Схема уровней пищевой (трофической) цепи

Итак, рассмотрим существующие трофические уровни:

Первый

Автотрофы (первичные продуценты). Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фото — синтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотоавтотрофы превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены их ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли — часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Второй

Второй уровень цепи занимают первичные консументы, которые питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих — это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов — ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) — питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

Третий

Следующее, третье звено в пищевой цепи принадлежит животным, поедающих других травоядных зверей. Это плотоядные животные, хищники, которые охотятся и убивают жертву или те, которые питаются падалью (грифы) или паразиты, которые меньше своих хозяев (блохи, комары и т. п.). К данному классу относится, например, змея, питающаяся как зайцами, так и грызунами.

Уровни

Трофическая цепь может состоять из разного количества звеньев (уровней). Каждый из них означает особое место, занимаемое тем или иным живым существом в этой линейке. Пять уровней — самый длинный вариант построения такой последовательности.

Итак:

1. Первый уровень занимают автотрофы, производящие то, что они едят. При этом в ход идет энергия Солнца или быстротекущей воды (горные источники), или неорганические химические вещества.
2. На второй ступени — первичные растительноядные потребители. Они употребляют в пищу продуцентов. Эти создания могут иметь как микроскопические (насекомые), так и достаточно крупные размеры (копытные травоядные: корова, коза, овца).
3. Третьими идут потребители второго уровня – звери и пернатые, которые охотятся на первичных консументов. В качестве примера можно назвать дрозда, ворону, кошку.
4. Представители четвертой ступени поедают вышеупомянутых. Так, сова или филин едят более мелких птичек, в чей рацион входят насекомые-фитофаги. Или тигр, иногда не брезгующий лягушками, которые, как известно, питаются водными членистоногими.
5. Пятый, высший уровень пирамиды возглавляют самые крупные хищники, способные одолеть большую и опасную дичь. К таковым причисляется ястреб, охотящийся даже на сов, или акула, которая съедает все, что удастся поймать.

Стоит отметить, что человек также входит в эту систему, при этом может принадлежать к совершенно различным звеньям. Несмотря на это, именно homo sapiens с течением эволюции стал называть себя вершиной трофической пирамиды, поскольку он способен, если не физически, то при помощи созданных им орудий и технологий одолеть любое дикое животное.

Виды пищевых цепей

В природе существуют две разновидности пищевого взаимодействия, или пищевых цепей: пастбищная и детритная:

Пастбищная пищевая цепь

Она начинается с растений и тянется дальше к растительноядным животным (фитофагам), а затем и к хищникам. В подобной цепи при каждом переходе к следующему звену теряется до 80-90% потенциальной энергии пищи, так как она переходит в тепло. Пастбищные пищевые цепи делятся на пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.

Схема пастбищной пищевой цепи

При продвижении по пищевой цепи хищников, размер каждого последующего его члена больше, чем размер предыдущего, но численность каждых следующих участников пищевой цепи меньше численности ее предыдущих представителей. Примером пищевой цепи хищников может служить следующая последовательность:

• Сосна обыкновенная => Тли => Божьи коровки => Пауки =>Насекомоядные птицы => Хищные птицы.

В отличии от пищевой цепи хищников, пищевые цепи паразитов ведут к организмам, которые все более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. В качестве примера можно привести следующую цепь:

• Трава => Травоядные млекопитающие => Блохи => Жгутиконосцы.

В пастбищных пищевых цепях первым звеном всегда служат продуценты (растения). За ними идут консументы первого порядка — растительноядные животные. Далее — потребители второго порядка — мелкие хищники. За ними — консументы третьего порядка — крупные хищники. Далее также могут быть потребители четвертого порядка, такие длинные пищевые цепи обычно встречаются в океанах. Последним звеном являются редуценты.

Детритная пищевая цепь

Детритная пищевая цепь берет свое начало от мертвого органического вещества (т.н. детрита), которое либо потребляется в пищу мелкими, преимущественно беспозвоночными животными, либо разлагается бактериями или грибами. Организмы, потребляющие мертвое органическое вещество, называются детритофагами, разлагающие его — деструкторами. Пастбищная и детритная пищевые цепи обычно существуют в экосистемах совместно, но один из видов пищевых цепей почти всегда доминирует над другим. В некоторых же специфических средах (например в подземной), где из-за отсутствия света невозможна жизнедеятельность зеленых растений, существуют только детритные пищевые цепи. В экосистемах пищевые цепи не изолированы друг от друга, а тесно переплетены. Они составляют так называемые пищевые сети. Это происходит потому, что каждый продуцент имеет не одного, а нескольких консументов, которые, в свою очередь, могут иметь несколько источников питания.

В пищевых цепях образуются так называемые трофические уровни. Трофические уровни классифицируют организмы в пищевой цепи по типам их жизнедеятельности или по источникам получения энергии. Растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные (консументы первого порядка) относятся ко второму трофическому уровню, хищники, поедающие травоядных, образуют третий трофический уровень, вторичные хищники — четвертый и т.д. Поток энергии в экосистеме. Как нам известно, перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: чистая первичная продукция в экосистеме (то есть количество энергии, накопленное продуцентами) составляет 200 ккал/м 2 , вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м 2 или 10% от предыдущего трофческого уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м 2 , что равно 20% от энергии предыдущего уровня. Как видно из данного примера, при каждом переходе на более высокий уровень теряется 80-90% энергии предыдущего звена пищевой цепи. Универсальная модель потока энергии. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизмам, популяции или трофической группе. Подобные графические модели, соединенные между собой, могут отражать пищевые цепи (при последовательном соединении схем потока энергии нескольких трофических уровней образуется схема потока энергии в пищевой цепи) или биоэнергетику в целом.

Замкнутая пищевая цепь леса

В отличие от хвойного леса, где деревья обычно не теряют листьев каждый год, лиственный лес характеризуется преобладанием цветущих деревьев, кустарников и кустарников, большинство из которых теряют листья, когда погода становится холоднее, а период светового дня становится короче. Такие деревья и растения в зимнее время входят в состояние покоя, приспособление, предназначенное для сохранения жизни, когда источники энергии уменьшаются.

Солнечная энергия — начало

Цепочка продуктов питания в лиственном лесу включает

• «
• «разлагающих».

В начале цепи находится солнце, которое превращает растения в производителей. Когда солнечная энергия в виде света и тепла ударяет по поверхности листа растения, фоточувствительная молекула, называемая хлорофиллом, стимулирует процесс, называемый фотосинтезом, ряд химических реакций, которые преобразуют энергию солнца в молекулы сахара. Эти молекулы сохраняют энергию, которая будет использоваться позже растением и, в конечном счете, теми организмами, которые используют растение для еды. Часть этой энергии идет на производство семян, которые несут генетический код для дальнейшего развития видов.

Другим результатом фотосинтеза является производство кислорода и поглощение углерода в виде газообразного диоксида углерода.

Производители

Производители продуктов питания в лиственном лесу — это деревья и растения, которые преобразуют солнечный свет в массу и запасенную энергию.

> и растения впоследствии становятся основным источником пищи для потребителей над ними в пищевой цепи: например, насекомые, птицы, грызуны и олени едят листья и другие части растений, беря на себя накопленную энергию в качестве пропитания. Однако также происходит симбиоз, при котором организмы разных видов действуют в рамках своего рода кооперативного устройства, например, когда пчелы опыляют растения, когда они собирают нектар. Кроме того, бактерии в почве разрушают питательные вещества до формы, легко используемой корневыми системами растений.

Потребители

В пищевой цепи лиственных лесов обитатели — это организмы, которые не могут производить свою собственную пищу и должны есть другие организмы, чтобы выжить. Потребители могут иметь первичный, вторичный или третичный тип. Первичные потребители включают насекомых, грызунов и крупных травоядных, которые едят главным образом растения, травы, семена и ягоды.

Вторичные потребители включают хищных птиц, таких как совы и ястребы, а также других мелких хищников, таких как лисицы и скунсы, которые едят насекомых и грызунов и других животных. Третичные потребители, которые, как говорят, находятся в «верхней части» пищевой цепи питания животных, являются хищниками, которые охотятся на мелких животных ниже их в пищевой цепи.

Декомпозиторы или разлагатели

Все живые существа имеют продолжительность жизни и без способа утилизации мертвых организмов, экосистема скоро будет заполнена остатками растительной и животной жизни. Декомпозиторы разрушают такие останки, превращая их в более мелкие и мелкие части, которые в конечном итоге становятся новой почвой. Бактерии и насекомые выполняют эту функцию, а также грибы и некоторые крупные мусорщики. Полученная богатая питательными веществами почва идеально подходит для роста семян, начиная цикл жизни.

Потребители делятся на:

• Первичных
• Вторичных
• Крупных вторичных

Первичные потребители — в основном мелкие животные. Лес обеспечивает пищу, укрытие в мхах, умеренные температуры и влажность, что способствует росту многих видов насекомых. Это рай для комаров! А также насекомых, есть мелкие млекопитающие: полевки (крошечные млекопитающие, такие как мыши), бурундуки, белки и птицы, питающиеся семенами. Они питаются семенами, травами и даже грибами. Большие животные, такие как олени и лось, также находят пищу в этом биоме.

Интересным основным потребителем является лосось. Эти рыбы вылупляются из яиц в холодных горных ручьях и едят крошечные водные организмы и насекомые, попадающие в воду. Молодые рыбы плывут по реке к океану, где они растут до зрелости. Когда они полностью вырастут, крупные рыбы возвращаются из океана и плывут вверх по течению, чтобы отложить яйца. Затем родители умирают, а их тела обеспечивают пищу для всех мясоедов в этом районе.

Вторичные потребители также находятся дома на лесной площадке. Крошечные землеройки пожирают насекомых, а лягушки захватывают насекомых, когда они летают. Есть много птиц, населяющих насекомых, некоторые из которых, подобно дятлу, приспособлены к нахождению насекомых на деревьях. Утки едят мелких животных, а еноты едят животных, рыб, лягушек и фруктов. Совы едят полевок и бурундуков. Насекомые живут как паразиты на других животных.

Крупные вторичные потребители, такие как волки, медведи и пумы, являются единственными, кто может одолеть оленя или лося. Однако, как только они совершили убийство, мелкие хищники могут перейти, чтобы получить долю. Большие плотоядные животные иногда также едят более мелкие.

В этой пищевой сети есть другие животные, такие как лисы, бобры, черные птицы и дикобразы. Потому что растения делают это хорошо, животные тоже процветают.

Источник: zveri.guru

ястреб, клещ, ель, белка. Выпиши названия участников пищевой

Подготавливая ответ на данный вопрос, я «перелопатил» довольно много источников и могу с высокой долей уверенности утверждать, что описанная в задании пищевая цепь в реальной жизни может случиться в очень редком случае. А все из-за введения в эту цепь клеща. Его место в этой цепочке может быть как в начале, так и в конце.

Пищевая цепь

Так называются отношения между живыми организмами, где один ее участник употребляет в пищу другого. Применительно к вопросу, представлены в порядке убывания один продуцент (производитель) и три консумента (потребителя):

• Ель с ее зернами еловых шишек.
• Питающаяся шишками белка.
• Ястреб, хищная птица, употребляющая в пищу грызунов, к коим относятся белки.
• Кровососущий паразит — клещ, могущий проживать на теле ястреба.

Проблема этой цепи в том, откуда тут взяться клещу, да еще особого птичьего вида.

Но зная нашу систему образования, именно такое построение цепи будет ожидать учитель.

Почему такая цепь маловероятна

С первым звеном цепи все ясно и со вторым тоже: на елке выросли шишки и их съела белка. Все это допустимо. Предположим, что дальше появляется клещ, который вначале должен питаться белкой, а потом перейти на ястреба, когда тот ее поймает. Белка — грызун, живущий на деревьях, редко спускающийся на землю. А клещ живет только на земле в траве. Построим гипотезу, что белка спустилась на землю и там в траве к ней прицепился клещ. Тогда этот клещ умрет вместе с белкой, когда она станет добычей ястреба, потому как виды лесных клещей не атакуют пернатых. У ястреба же клещ может появится исключительно при вольерном образе жизни и такие клещи называются пухопероеды.

Они могут попасть к ястребу только в результате контакта с другими птицами (преимущественно не его вида) или с особым кормом (мыши и крысы, специально выращиваемые в этих целях). Таким образом, возможность, указанной в задании цепи питания, ничтожна мала и вероятна только если целенаправленно подсадить на шерсть белки клеща-пухопероеда, и пока он не помер от голода, скормить белку ястребу, который получит таким способом паразита.

Цепи и циклы питания.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Цепи и циклы питания.

2. Экологическая пирамида.

3. Поток веществ и энергии.

Список использованной литературы

 

 

1. Цепи и циклы питания

 

Как уже отмечалось, между организмами биоценоза устанавливаются прочные пищевые взаимоотношения. В результате возникают цепи питания. Они и объединяют прямо или косвенно большую группу организмов в единый комплекс. Цепь питания обычно состоит из трех основных звеньев.

Первое звено образуют так называемые продуценты или производители. Это автотрофные зеленые растения, которые в процессе фотосинтеза создают органическое вещество — первичную биологическую продукцию — и аккумулируют солнечную энергию.

Второе звено представлено консументами, т.е. потребителями, — гетеротрофными организмами, питающимися растениями или другими гетеротрофами. Различают консументы первого порядка (фитофаги), второго порядка (плотоядные животные, питающиеся фитофагами), третьего порядка (хищники, питающиеся другими животными) и т. д.

Третье звено — это редуценты, или деструкторы, — разрушители органического вещества. К ним относятся микроорганизмы, грибы и организмы, питающиеся мертвым органическим веществом и минерализующие его до простых неорганических соединений.

В каждой цепи питания формируются определенные трофические уровни, характеризующиеся различной интенсивностью протекания потока веществ и энергии. Зеленые растения — созидатели органического вещества — образуют первый трофический уровень, фитофаги — второй, плотоядные животные — третий и т. д.

Все звенья цепи питания взаимосвязаны и взаимозависимы. Между ними от первого к последнему осуществляется передача вещества и энергии. Суть этого явления будет рассмотрена ниже. Сейчас важно обратить внимание на то, что при передаче энергии с одного трофического уровня на другой происходит ее потеря. В результате цепь питания не может быть длинной, как это иногда изображают графически. Скорее всего она состоит из 4—6 звеньев (рис. 1). Однако такие цепи в чистом виде в природе обычно не встречаются, поскольку одни и те же виды могут быть одновременно в разных звеньях. Это происходит потому, что монофагов в природе чрезвычайно мало, чаще встречаются олигофаги и полифаги. Рассмотрим, к примеру, цепь питания, основным звеном которой является капуста. Следующим звеном в ней будут гусеницы капустной белянки, капустной моли, капустной совки, зайцы, т.е. все животные, питающиеся капустой. Следовательно, капуста здесь выступает основным звеном многих цепей, поскольку от последующего звена (гусеницы, зайцы и др.) могут тянуться еще цепи. Причем каждый организм, питающийся капустой, одновременно может быть составной частью не одной, а нескольких цепей. Так, заяц, поедая разные растения, входит как консумент первого порядка в большое количество цепей питания. Хищники также питаются различными растительноядными и плотоядными животными, а потому являются звеньями многих цепей.

 

Рис. 1. Упрощённая схема цепи питания

 

Подобные общие звенья связывают цепи питания в сложную систему. В результате в каждом биоценозе исторически формируются комплексы цепей питания, представляющие собой единое целое. Так создаются циклы, или сети, питания (рис. 2). Если принять во внимание, что практически каждый организм цепи питания выступает в роли хозяина по крайней мере одного, а чаще нескольких паразитов, составляющих в свою очередь звенья других цепей, то нетрудно вообразить всю сложность циклов питания биоценоза.

 

Рис. 2. Пищевые связи в биоценозе арктических тундр летом (по В.М. Сдобникову из Н.П. Наумова, 1963)

 

2. Экологическая пирамида

 

В любой цепи питания не вся пища используется на рост особи, т.е. на накопление биомассы. Часть ее расходуется на удовлетворение энергетических затрат организма: на дыхание, движение, размножение, поддержание температуры тела. При этом биомасса одного звена не может быть переработана последующим полностью. В противном случае исчезли бы ресурсы для развития живой материи. В каждом последующем звене пищевой цепи происходит уменьшение биомассы. Обычно, чем больше масса начального звена, тем больше она в последующих звеньях. Это касается не только биомассы, но и численности особей, и запаса энергии.

Данное явление было изучено Ч. Элтоном и названо пирамидой чисел или пирамидой Элтона. Различают пирамиду численности (особей), пирамиду биомассы и пирамиду энергии.

Основание пирамиды образуют растения-продуценты. Над ними располагаются фитофаги. Следующее звено представлено консументами второго порядка. И так далее до вершины пирамиды, которую занимают наиболее крупные хищники. Высота пирамиды обычно соответствует длине пищевой цепи. И поскольку на верхние этажи пирамиды энергия доходит в очень малых количествах, цепь редко состоит более чем из 5—6 звеньев.

Ю. Одум сделал расчеты потока энергии от звена к звену в упрощенной теоретической экосистеме, сведя ее к одной примитивной цепи, функционирующей в течение года. Он рассуждал следующим образом. Допустим, имеется посев люцерны на площади в 4 га. На этом поле кормятся телята (предполагается, что они едят только люцерну), а телятиной питается 12-летний мальчик. Результаты расчетов, представленные в виде трех пирамид — численности, биомассы и энергии, свидетельствуют, что люцерна использует всего 0,24 % всей падающей на поле солнечной энергии, из которой 8 % приходится на телят; 0,7 % энергии, накопленной телятами, расходуется на развитие и рост ребенка с 12 до 13 лет. Несмотря на то что рассматриваемая схема искусственна, она все же дает четкое представление о масштабах снижения коэффициента полезного действия по мере перехода от основного звена в пирамиде к ее вершине: из всей солнечной энергии, падающей на 4 га люцернового поля, лишь немногим больше миллионной части ее хватает на пропитание мальчика в течение года.

Из трех типов экологических пирамид пирамида энергии дает наиболее полное представление о функциональной организованности сообществ, потому что количество и масса организмов зависят не от количества фиксированной энергии в данный момент на предыдущем уровне, а от скорости продуцирования пищи. Пирамида энергии отражает картину скоростей прохождения массы пищи через пищевую цепь.

Правило пирамиды чисел универсально и объективно отражает круговорот веществ и поток энергии в биосфере. В масштабе всей биосферы это правило никогда не нарушается.

Правда, на незначительных участках могут быть некоторые отклонения от него. Это имеет место при вспышках массового размножения вредителей, когда полностью уничтожается растительность и на какой-то ограниченной территории временно разрушается цепь питания. В данном случае в движение приходит все сообщество животных и растений, связанных между собой пищевыми отношениями.

 

3. Поток веществ и энергии

 

Жизнь, возникнув на Земле, вот уже на протяжении миллиардов лет находится в постоянном развитии. Это происходит благодаря тому, что элементы живого вещества, поступающие из окружающей среды, пройдя через ряд организмов, снова возвращаются во внешнюю среду, а затем опять включаются в состав живого вещества. Таким образом, каждый элемент используется живой материей многократно. Именно круговоротом веществ и обусловлено неограниченное временем существование и постоянное развитие и совершенствование жизни на Земле. Этот так называемый биогенный круговорот веществ — важнейшая функция любого биогеоценоза. Его характер определяют изменения массы живых организмов (биомассы), структуры биогеоценоза, химизма среды. Однако биогенный круговорот веществ не следует понимать в абсолютном смысле. Как бы там ни было, эти вещества, переходя с одного трофического уровня на другой, высвобождаясь и вновь включаясь в состав живого вещества, частично исключаются из круговорота. В результате на Земле происходит накопление органических соединений в виде залежей полезных ископаемых (торф, уголь, нефть, газ, горючие сланцы). Но все это не отвергает общего правила. Существенно биомасса на Земле не накапливается, а удерживается на каком-то определенном уровне, поскольку она постоянно разрушается и вновь созидается из одного и того же строительного материала, т. е. в ее пределах протекает беспрерывный круговорот веществ.

Биогенный круговорот веществ принял определенный характер с появлением зеленых растений, осуществляющих процессы фотосинтеза. Рассмотрим это на примере круговорота кислорода — продукта фотосинтеза растений. Практически весь молекулярный кислород земной атмосферы возник и поддерживается на определенном уровне благодаря деятельности зеленых растений. В большом количестве он расходуется организмами в процессе дыхания. Но, кроме того, обладая высокой химической активностью, кислород непрерывно вступает в соединения почти со всеми элементами земной коры. Если бы зеленые растения не выделяли такого огромного количества кислорода, он бы в конце концов полностью исчез из атмосферы, и тогда преобразился бы весь облик Земли: исчезли бы почти все организмы, прекратились бы все окислительные процессы — планета наша стала бы безжизненной. Однако это ей не угрожает именно потому, что в природе происходит нескончаемый круговорот веществ. Подсчитано, что весь кислород, содержащийся в атмосфере, оборачивается через организмы (связываясь при дыхании и высвобождаясь при фотосинтезе) за 2000 лет, углекислота атмосферы совершает круговорот в обратном направлении за 300 лет, а все воды на Земле разлагаются и воссоздаются путем фотосинтеза и дыхания за 2 000 000 лет.

Однако для столь грандиозного биологического круговорота веществ необходима энергия. Источником ее является солнечная радиация, аккумулируемая зелеными растениями-автотрофами. Солнечная энергия также регулярно циркулирует в биогеоценозе. Но в отличие от круговорота веществ, который протекает по замкнутому кругу, переходя в цепях питания с одного трофического уровня на другой, энергия постоянно расходуется. До 30 % ее рассеивается в атмосфере или отражается облаками и поверхностью Земли, до 20 % поглощается в верхних слоях атмосферы (водяные пары, капельки воды, пылевые частицы), приблизительно 50 % достигает суши и поверхности океана и поглощается в форме теплоты. Лишь ничтожная часть, всего около 0,1—0,2 % энергии, получаемой Землей от Солнца, улавливается зелеными растениями и обеспечивает весь биологический круговорот веществ в биосфере.

Более половины энергии, связанной при фотосинтезе, тут же расходуется на дыхание растений, а остальная поступает в пищевые цепи.

Суммарно только около 1 % лучистой энергии Солнца, которая падает на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ. Более половины этой энергии расходуется на жизнь самих растений, а остальная поступает в пищевые цепи и может быть использована гетеротрофными организмами при питании. Когда животное съедает растение, большая часть энергии, которая содержится в пище, используется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в теплоту и рассеиваясь в пространстве. Только 5—20 % энергии пищи переходит во вновь созданное живое вещество тела животного. Если растительноядное животное съедается хищником, то вновь теряется большая часть заключенной в пище энергии. В результате таких огромных потерь полезной энергии цепи питания не могут быть очень длинными.

Таким образом, энергия Солнца, утилизированная зелеными растениями, превращается в потенциальную энергию химических связей органических соединений, из которых строится тело самих растений. В организме растительноядного животного эти органические вещества окисляются с выделением такого количества энергии, которое было затрачено на их синтез растением. Часть ее используется для жизни животного, а остальная, согласно второму закону термодинамики (переход энергии из одной формы в другую сопровождается снижением количества полезной энергии), превращается в теплоту и рассеивается в пространстве, т.е. уходит из биоценоза (энтропия).

Поток энергии в экосистеме может быть проиллюстрирован схемой простой цепи питания (рис. 3). Солнечная энергия, полученная растением, лишь частично используется в процессе фотосинтеза углеводов.

 

Рис. 3. Поток энергии через три уровня простой пищевой цепи (по П. Дювиньо, 1973)

 

Фиксированная в углеводах энергия представляет собой валовую продукцию биогеоценоза (Пв). Углеводы идут на построение протоплазмы и рост растений, причем часть их энергии затрачивается на дыхание (Д1). В результате чистая продукция (Пч) определяется по формуле

 

Пч = Пв — Д1.

 

Таким образом, поток энергии, проходящий через уровень продуцентов, т.е. валовую продукцию, можно представить так:

 

Пв = Пч + Д1

 

Определенный объем созданных продуцентами веществ служит кормом (К) фитофагов, остальные в конце концов отмирают и перерабатываются редуцентами (Н). Корм, ассимилированный фитофагами (А2), лишь частично используется для образования их биомассы (П2).

В основном он растрачивается на обеспечение энергией процессов дыхания (Д2) и в некоторой степени выводится из организма в виде выделений и экскрементов (Э). Поток энергии, проходящий через второй трофический уровень, выражается следующим образом:

 

А2 = П2 + Д2.

 

Консументы второго порядка (хищники) не истребляют всю биомассу своих жертв, но и из того количества ее, которое они уничтожают, лишь часть используется на создание биомассы их собственного трофического уровня. Остальная же часть в основном затрачивается на энергию дыхания, а также выделяется с экскретами и экскрементами. Поток энергии, проходящий через уровень консументов второго порядка (плотоядные), выражается формулой:

 

Аз = Пз + Дз.

 

Анализируемая схема наглядно показывает, что поток энергии, который выражается количеством ассимилированного по цепи питания вещества, на каждом трофическом уровне уменьшается, т.е. Пч>П2>Пз и т. д.

Таким образом, поскольку определенное количество вещества может быть использовано каждым биоценозом неоднократно, а порция энергии — лишь один раз, в экосистеме осуществляется не «круговорот веществ и энергии», как иногда указывается, а каскадный перенос (поток) энергии (рис. 4) и круговорот веществ, т.е. применение понятия «круговорот» правомерно только по отношению к веществам.

 

 

Рис. 4. Поток энергии в биосфере (по Ф. Рамаду, 1981)

 

Этот процесс протекает в природе с определенной скоростью. Поэтому биологическую продуктивность можно выразить продукцией за сезон, за год, за несколько пет или за любую другую единицу времени. Для наземных и донных организмов она определяется количеством биомассы на единицу площади, а для планктонных и почвенных — на единицу объема.

Следовательно, биологическая продуктивность представляет собой количество воспроизведенной биомассы на 1 м² площади (или на 1 м³ объема) в единицу времени и выражается чаще всего в граммах углерода или сухого органического вещества. Биологическую продуктивность нельзя смешивать с биомассой. Допустим, за год планктонные водоросли на единицу площади синтезируют столько же органического вещества, сколько и высокопродуктивные леса, однако биомасса последних в сотни тысяч раз больше.

Биомасса того или иного биоценоза не дает четкого представления о его продуктивности. Это связано с тем, что скорость образования биомассы (продуктивность) в разных биоценозах неодинакова. Поэтому биоценозы различаются не только биомассой, но и продуктивностью, т. е. скоростью создания определенного количества биомассы. Луговые степи дают больший годовой прирост биомассы, чем хвойные леса. При средней фитомассе 23 т/га годовая продукция их (оставляет 10 т/га, тогда как у хвойных лесов при фитомассе 200 т/га она равна 6 т/га. Популяции мелких млекопитающих по сравнению с крупными обладают большой скоростью роста и размножения и дают более высокую продукцию при равной биомассе.

Таким образом, чтобы оценить значение вида (группы видов) для круговорота веществ и в отношении его биологической продуктивности в биоценозе или в биогеоценозе в целом, нужно знать не только его биомассу, но и относительную скорость прироста или время ее полного возобновления.

Продукция каждой популяции за определенное время представляет собой сумму прироста всех особей, включая отделившиеся от организма образования и устраненные (элиминация) по разным причинам особи (смерть, миграция).

В том случае, когда все особи доживают до конца изучаемого периода, продукция равна приросту биомассы. В природе это исключено, и продукция популяции обычно рассчитывается по формуле:

 

Р = (В2 – В1) + Е,

 

где Р — продукция; В1 и В2 — соответственно начальная и конечная биомасса; Е — элиминация.

Это так называемая чистая продукция. Валовая продукция включает в себя прирост (чистая продукция) и затраты на энергетический обмен.

Необходимо различать первичную продукцию, т.е. продукцию автотрофных организмов, и первичную продуктивность, т.е. скорость, с которой автотрофные организмы (продуценты) в процессе фотосинтеза связывают энергию и запасают ее в форме органического вещества.

Подсчитано, что солнечная энергия, достигающая поверхности Земли в течение года, исчисляется в 5-10²⁰ ккал (21 •10²⁰ кДж). Это составляет 9 млрд. ккал (37,8-10⁹ кДж) на гектар. Один гектар леса в средних широтах продуцирует до 6 т древесины и 4 т листьев, сжигание которых дает 46 млн. ккал (193,2-10⁶ кДж). Значит, эффективность первичной продуктивности леса, т. е. эффективность использования растениями солнечной энергии для создания органического вещества, составляет всего около 0,5% (46х100:9). Конечно, цифры эти чрезвычайно относительны, поскольку эффективность первичной продуктивности зависит от возраста леса, количества деревьев, погодных условий и многих других факторов. Но тем не менее они дают представление о коэффициенте полезного действия биоценоза.

Консументы образуют свою биомассу. Для обозначения биомассы и скорости ее образования консументами применяются термины «вторичная продукция», т. е. продукция гетеротрофных организмов, и «вторичная продуктивность», т. е. скорость образования продукции гетеротрофами. Как уже отмечалось, поток энергии от продуцентов к консументам сопровождается потерями ее. Дело в том, что значительная часть съеденного гетеротрофами корма расходуется на теплопродукцию, на выработку энергии, необходимой для их жизнедеятельности, и лишь небольшое количество его (1,3—2%) используется на создание вторичной продукции. Например, для получения 1 кг говядины требуется от 70 до 90 кг свежей травы.

При этом необходимо учитывать, что все виды, дающие вторичную продукцию, возникают на основе утилизации вещества и энергии первичной продукции. Но так как при переходе с одного трофического уровня на другой энергия частично затрачивается на нужды энергетического обмена и рассеивается, то продукция каждого последующего трофического уровня меньше продукции предыдущего. Например. продукция (ее выход) фитофагов всегда больше, чем у живущих за их счет хищников.

Большое значение в механизме биологического продуцирования имеют гетеротрофные организмы, утилизирующие поступающее со всех трофических уровней мертвое органическое вещество, частично минерализуя его, частично превращая в вещество микробных тел. Последнее служит важным источником питания многих водных и почвенных животных.

Кроме первичной и вторичной продукции биоценозов, различают промежуточную и конечную продукции. Промежуточная продукция отличается тем, что после потребления другими членами биогеоценоза возвращается в круговорот веществ этой же системы. Конечная продукция исключается из данного биогеоценоза, т. е. выводится за его пределы. Это, к примеру, продукция, получаемая человеком в процессе возделывания сельскохозяйственных культур, разведения домашних животных, охоты, промысла и т. д.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Радкевич В. А . Экология: Учебник. -4-е изд., стер. –Мн.: Выш. шк., 1998. -159 с.: ил.
2. Одум Ю. Экология. –М., 1986. –Т. 1. 328 с.
3. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. –М., 1988. -272 с.

 

Пищевые цепи и сети | Преподавание науки о Великих озерах

Пища всех живых организмов зависит друг от друга. Рассматривая взаимоотношения организмов, которые питаются друг другом, этот урок исследует, как все организмы, включая человека, связаны между собой. Если учащиеся поймут взаимосвязи в простой пищевой цепочке, они лучше поймут важность и чувствительность этих взаимосвязей и почему изменения в одной части пищевой цепочки почти всегда влияют на другую.

Уровень обучения: 4-8 классы

Ожидаемые результаты:

• MS-LS2-1 Экосистемы: взаимодействия, энергия и динамика.Анализируйте и интерпретируйте данные, чтобы предоставить доказательства воздействия доступности ресурсов на организмы и популяции организмов в экосистеме.
• MS-LS2-2 Экосистемы: взаимодействия, энергия и динамика. Постройте объяснение того, как различные звенья пищевой цепи зависят друг от друга.
• MS-LS2-3 Экосистемы: взаимодействия, энергия и динамика. Разработайте модель для описания круговорота вещества и потока энергии между живыми частями пищевой цепи.
• MS-LS2-4 Экосистемы: взаимодействия, энергия и динамика.Сформулируйте аргумент, подкрепленный доказательствами, собранными в результате наблюдений и опыта, демонстрирующих, как изменения физических или биологических компонентов экосистемы влияют на популяции.
• MS-LS2-5 Экосистемы: взаимодействия, энергия и динамика. Оцените конкурирующие дизайнерские решения для сохранения биоразнообразия и экосистемных услуг.
• MS-ESS3-3 Земля и деятельность человека. Ответьте на вопросы о том, как загрязнение влияет на пищевые цепи, применяя научные принципы для разработки плана мониторинга для минимизации антропогенного воздействия на окружающую среду.

Для выравнивания см .: Food Chains and Webs NGSS Summary

Задачи урока

• Опишите разницу между травоядными, плотоядными и производителями.
• Ответьте на вопросы о взаимозависимости травоядных, плотоядных и производителей как участников пищевой цепи.
• Ответьте на вопросы о том, как загрязнение влияет на пищевые цепи.

Фон

Пищевая цепь — это упрощенный способ показать взаимосвязь организмов, которые питаются друг другом.Полезно классифицировать животных в простой пищевой цепочке по тому, что они едят или откуда черпают энергию.

Зеленые растения, называемые производителями, составляют основу водной пищевой цепи. Они получают энергию от солнца и производят себе пищу посредством фотосинтеза. В Великих озерах продуцентами могут быть микроскопический фитопланктон (растительный планктон), водоросли, водные растения, такие как Elodea, или растения, такие как рогоз, которые выходят из поверхности воды.

Травоядные животные, такие как утки, мелкие рыбы и многие виды зоопланктона (животный планктон), питаются растениями.Плотоядные (мясоеды) едят других животных и могут быть маленькими (например, лягушка) или большими (например, озерная форель). Всеядные — это животные (в том числе люди), которые едят как растения, так и животных. Каждый из них является важной частью пищевой цепочки.

В действительности пищевые цепи пересекаются во многих точках — потому что животные часто питаются несколькими видами, образуя сложные пищевые сети. Диаграммы пищевой сети отображают все пищевые взаимодействия между видами в реальных сообществах. Эти сложные схемы часто выглядят как замысловатые паутины, соединяющие виды.

Этот урок демонстрирует, что изменения в одной части пищевой цепи или сети могут повлиять на другие части, что приведет к воздействию на плотоядных, травоядных и, в конечном итоге, на производителей. Примером этого могут быть вредные последствия загрязнения. Следует отметить, что когда что-то нарушает пищевую сеть, люди должны попытаться понять и минимизировать нарушение. Студенты также должны признать, что люди тоже являются частью этой сложной сети жизни.

Пищевые цепи и пищевые сети — части и детали

Цепи питания

• Производители
  Растения составляют основу пищевых цепочек Великих озер.Их называют производителями, потому что они сами производят еду, преобразовывая солнечный свет посредством фотосинтеза. Они также служат пищей, обеспечивая энергией другие организмы. В Великих озерах большинство производителей — это фитопланктон или микроскопические плавучие растения. Пример фитопланктона — зеленые водоросли. Крупные корневые растения, еще один вид производителей, служат пищей и убежищем для различных организмов, рыб и диких животных.
• Первичные потребители
  Следующий уровень пищевой цепи составляют первичные потребители или организмы, которые питаются продуктами питания, произведенными другими организмами.Примеры основных потребителей включают зоопланктон, уток, головастиков, нимф поденок и мелких ракообразных.
  
• Вторичные потребители
  Вторичные потребители составляют третий уровень пищевой цепочки. Вторичные потребители питаются более мелкими животными, питающимися растениями (основные потребители). Примеры вторичных потребителей включают синие жабры, мелкую рыбу, раков и лягушек.
• Лучшие хищники
  Лучшие хищники находятся на вершине пищевой цепи. Главные хищники поедают растения, первичных и / или вторичных потребителей.Они могут быть плотоядными или всеядными. Высшие хищники обычно находятся на вершине пищевой цепи, не имея собственных хищников. Примеры включают рыбу, такую ​​как озерная форель, судак, щука и окунь, птицы, такие как цапли, чайки и краснохвостые ястребы, медведи — и люди!
• Пищевые сети
  В действительности, множество различных пищевых цепочек взаимодействуют, образуя сложные пищевые сети. Эта сложность может помочь обеспечить выживание вида в природе. Если одного организма в цепи становится мало, его роль может взять на себя другой.В общем, разнообразие организмов, которые делают похожие вещи, обеспечивает определенный тип безопасности и может позволить экологическому сообществу продолжать функционировать аналогичным образом, даже когда один вид становится дефицитным. Однако некоторые изменения в одной части пищевой сети могут оказывать влияние на различных трофических уровнях или на любом из уровней питания, через которые проходит энергия по мере прохождения через экосистему.

В основе водной пищевой сети:

• Планктон
  Планктон — это микроскопические растения и животные, движения которых в значительной степени зависят от течений.Планктон — это основа водной пищевой сети. Планктон жизненно важен для обеспечения кормов для рыб, водных птиц, рептилий, земноводных и млекопитающих.
  
• Фитопланктон
  Растительный планктон называется фитопланктоном и может представлять собой отдельные клетки или колонии. На рост фитопланктона влияют несколько факторов окружающей среды: температура, солнечный свет, доступность органических или неорганических питательных веществ и хищничество травоядных животных (поедателей растений).
  
• Зоопланктон
  Животный планктон называется зоопланктоном.Зоопланктон может двигаться сам по себе, но его движение подавляется течениями. Зоопланктон может быть травоядными или растительноядными (питаться фитопланктоном), плотоядными или мясоедами (есть другой зоопланктон) или всеядными, которые питаются как растениями, так и животными (питаются фитопланктоном и зоопланктоном).

Действия

• Связать цепочку
  Резюме: Учащиеся работают с вырезками из бумаги, чтобы узнать о частях пищевой цепочки, в частности о травоядных, плотоядных и производителях.
  Время: 30-60 минут академического времени

Пищевые цепочки и пищевые сети

Результаты обучения

• Различать пищевые цепи и пищевые сети и признавать важность каждого из них

Термин «пищевая цепь» иногда используется метафорически для описания социальных ситуаций человека. В этом смысле пищевые цепи рассматриваются как соревнование за выживание, например, «кто кого ест?» Кто-то ест, а кто-то ест.Поэтому неудивительно, что в нашем конкурентном обществе «собака ест-собаку» люди, которые считаются успешными, рассматриваются как находящиеся на вершине пищевой цепочки, потребляя всех остальных для своей выгоды, в то время как менее успешные рассматриваются как находясь внизу.

Рис. 1. Это трофические уровни пищевой цепи в озере Онтарио на границе США и Канады. Энергия и питательные вещества текут от фотосинтезирующих зеленых водорослей, находящихся внизу, в верхней части пищевой цепочки: чавычи.

Научное понимание пищевой цепи более точное, чем при ее повседневном использовании. В экологии пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, через которые проходят питательные вещества и энергия: первичные производители, первичные потребители и потребители более высокого уровня используются для описания структуры и динамики экосистемы. По цепочке есть единственный путь. Каждый организм в пищевой цепи занимает так называемый трофический уровень . В зависимости от их роли производителей или потребителей виды или группы видов могут быть отнесены к разным трофическим уровням.

Во многих экосистемах нижняя часть пищевой цепи состоит из фотосинтезирующих организмов (растений и / или фитопланктона), которые называются первичными продуцентами . Организмы, которые потребляют первичных продуцентов, являются травоядными животными: первичные потребители . Вторичные потребители обычно являются плотоядными животными, которые поедают основных потребителей. Третичные потребители — плотоядные животные, которые едят других хищников. Потребители более высокого уровня питаются на следующих более низких тропических уровнях и так далее, вплоть до организмов на вершине пищевой цепочки: потребителей на вершине .В пищевой цепи озера Онтарио, показанной на Рисунке 1, чавычи являются конечным потребителем на вершине этой пищевой цепи.

Одним из основных факторов, ограничивающих длину пищевых цепочек, является энергия. Энергия теряется в виде тепла между каждым трофическим уровнем из-за второго закона термодинамики. Таким образом, после ограниченного числа передач трофической энергии количество энергии, остающейся в пищевой цепи, может быть недостаточно большим для поддержания жизнеспособных популяций на еще более высоком трофическом уровне.

Потеря энергии между трофическими уровнями иллюстрируется новаторскими исследованиями Говарда Т.Odum в экосистеме Силвер-Спрингс, Флорида, 1940-е годы (рис. 2). Первичные производители выработали 20 819 ккал / м ² / год (килокалорий на квадратный метр в год), первичные потребители выработали 3368 ккал / м ² / год, вторичные потребители выработали 383 ккал / м ² / год, а третичные потребители выработали только 21 ккал / м ² / год. Таким образом, для другого уровня потребителей в этой экосистеме остается мало энергии.

Рис. 2. Показана относительная энергия на трофических уровнях в экосистеме Силвер-Спрингс, Флорида.Каждый трофический уровень имеет меньше доступной энергии и поддерживает меньшее количество организмов на следующем уровне.

Есть одна проблема при использовании пищевых цепей для точного описания большинства экосистем. Даже когда все организмы сгруппированы по соответствующим трофическим уровням, некоторые из этих организмов могут питаться видами с более чем одного трофического уровня; аналогично, некоторые из этих организмов могут быть съедены видами с разных трофических уровней. Другими словами, линейная модель экосистем, пищевая цепь, не полностью описывает структуру экосистемы.Целостная модель, которая учитывает все взаимодействия между различными видами и их сложные взаимосвязанные отношения друг с другом и с окружающей средой, является более точной и описательной моделью для экосистем. Пищевая сеть — это графическое представление целостной нелинейной сети первичных производителей, первичных потребителей и потребителей более высокого уровня, используемой для описания структуры и динамики экосистемы (рис. 3).

Рис. 3. Эта трофическая сеть показывает взаимодействия между организмами на разных трофических уровнях в экосистеме озера Онтарио.Первичные производители обведены зеленым, первичные потребители — оранжевым, вторичные потребители — синим, а третичные (верхние) потребители — фиолетовым. Стрелки указывают на организм, который потребляет, на организм, который его потребляет. Обратите внимание, как некоторые линии указывают на более чем один трофический уровень. Например, креветки опоссума питаются как первичными производителями, так и первичными потребителями. (кредит: NOAA, GLERL)

Сравнение двух типов структурных моделей экосистем показывает сильные стороны обоих. Пищевые цепи более гибки для аналитического моделирования, за ними легче следить и с ними легче экспериментировать, тогда как модели пищевых сетей более точно представляют структуру и динамику экосистемы, а данные можно напрямую использовать в качестве входных данных для имитационного моделирования.

Отправляйтесь в этот интерактивный онлайн-симулятор, чтобы исследовать функцию пищевой сети. В поле Interactive Labs под Food Web щелкните Step 1 . Сначала прочтите инструкции, а затем щелкните Step 2 для получения дополнительных инструкций. Когда вы будете готовы создать симуляцию, в правом верхнем углу поля Interactive Labs щелкните OPEN SIMULATOR .

Два основных типа пищевых сетей часто взаимодействуют в рамках одной экосистемы.Пищевая сеть пастбищ (такая как пищевая сеть озера Онтарио на рисунке 3) имеет в своей основе растения или другие фотосинтезирующие организмы, за которыми следуют травоядные и различные плотоядные животные. Обломочная пищевая сеть состоит из основы организмов, которые питаются разлагающимся органическим веществом (мертвыми организмами), называемыми деструкторами или детритофагами. Эти организмы обычно представляют собой бактерии или грибы, которые перерабатывают органический материал обратно в биотическую часть экосистемы, поскольку сами потребляются другими организмами.Поскольку все экосистемы нуждаются в методе вторичного использования материала мертвых организмов, большинство пастбищных пищевых цепей имеют связанную детритную пищевую сеть. Например, в экосистеме луга растения могут поддерживать пастбищную пищевую сеть различных организмов, первичных и других уровней потребителей, и в то же время поддерживать детритную пищевую сеть, состоящую из бактерий, грибов и беспозвоночных, питающихся мертвыми растениями и животными. .

Последствия пищевых сетей: биологическое увеличение

Одним из наиболее важных экологических последствий динамики экосистемы является биомагнификация. Биомагнификация — это возрастающая концентрация стойких токсичных веществ в организмах на каждом трофическом уровне, от первичных продуцентов до конечных потребителей. Было показано, что многие вещества биоаккумулируются, в том числе классические исследования с пестицидом d ichloro d iphenyl t richloroethane (DDT), которые были опубликованы Рэйчел Карсон в бестселлере 1960-х годов Silent Spring . ДДТ был широко используемым пестицидом до того, как стало известно о его опасности.В некоторых водных экосистемах организмы каждого трофического уровня потребляли множество организмов более низкого уровня, что приводило к увеличению количества ДДТ у птиц (конечных потребителей), которые питались рыбой. Таким образом, птицы накопили достаточное количество ДДТ, чтобы их скорлупа стала ломкой. Этот эффект увеличивает разбиение яиц во время гнездования и, как было показано, оказывает неблагоприятное воздействие на эти популяции птиц. Использование ДДТ было запрещено в США в 1970-х годах.

Рис. 4. На этой диаграмме показаны концентрации ПХБ, обнаруженные на различных трофических уровнях в экосистеме залива Сагино озера Гурон.Числа на оси x отражают обогащение тяжелыми изотопами азота (15N), которое является маркером повышения трофического уровня. Обратите внимание, что рыбы на более высоких трофических уровнях накапливают больше ПХБ, чем рыбы на более низких трофических уровнях. (Источник: Патрисия Ван Хоф, NOAA, GLERL)

Другими веществами, способствующими биоусилению, являются полихлорированные бифенилы (ПХБ), которые использовались в охлаждающих жидкостях в Соединенных Штатах до тех пор, пока их использование не было запрещено в 1979 году, а также тяжелые металлы, такие как ртуть, свинец и кадмий.Эти вещества лучше всего изучены в водных экосистемах, где виды рыб на разных трофических уровнях накапливают токсичные вещества, переносимые через экосистему первичными продуцентами. Как показано в исследовании, проведенном Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) в заливе Сагино озера Гурон (рис. 4), концентрации ПХБ увеличиваются за счет основных продуцентов экосистемы (фитопланктона) за счет различных трофических уровней видов рыб. Конечный потребитель (судак) имеет более чем в четыре раза больше ПХБ по сравнению с фитопланктоном.Кроме того, согласно результатам других исследований, птицы, которые едят эту рыбу, могут иметь уровни ПХБ, по крайней мере, на порядок выше, чем в озерной рыбе.

Другая проблема была вызвана накоплением тяжелых металлов, таких как ртуть и кадмий, в некоторых типах морепродуктов. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) рекомендует беременным женщинам и маленьким детям не употреблять в пищу рыбу-меч, акулу, королевскую макрель или плиточную рыбу из-за высокого содержания в них ртути.Этим людям рекомендуется есть рыбу с низким содержанием ртути: лосось, тилапию, креветки, минтай и сом. Биомагнификация — хороший пример того, как динамика экосистемы может влиять на нашу повседневную жизнь, даже на пищу, которую мы едим.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Токсины и пищевые сети — Science Learning Hub

Жизнь всех живых существ зависит друг от друга.Животные едят растения и / или животных, чтобы выжить. Пищевые сети описывают пищевые связи между организмами в экосистеме. Три основные группы в пищевой сети — это производители, потребители и разлагатели. Термин «пищевая цепь» используется для описания последовательности потребителей пищевых продуктов.

Производители

Растения являются производителями, потому что они используют световую энергию Солнца для производства пищи (сахара) из углекислого газа и воды (процесс, называемый фотосинтезом).

Потребители

Животные не могут самостоятельно готовить пищу, поэтому они едят (потребляют) растения или других животных.Группы потребителей:

• травоядные животные (или основные потребители) — едят только растения
• плотоядные (или вторичные потребители) — едят травоядных животных
• плотоядные животные (или третичные потребители) — едят других плотоядных животных
• всеядные — едят животных и растения .

Разлагатели

Разлагатели, такие как бактерии и грибы, разрушают (питаются) мертвые организмы, высвобождая минералы и питательные вещества обратно в пищевую сеть.

Взаимозависимость популяций в пищевой сети помогает поддерживать баланс популяций растений и животных в сообществе.Эта взаимозависимость также позволяет токсинам перемещаться по пищевой сети.

Токсины и морская пищевая сеть

Иногда на пляжах находят мертвыми сотни рыб. Большое количество моллюсков может внезапно начать отмирать. Люди серьезно заболевают после употребления в пищу некоторых моллюсков. В этих больных или мертвых организмах часто обнаруживаются смертельные токсины. Откуда берутся эти токсины?

Производители морских токсинов

Водоросли — это растительные организмы (продуценты), которые производят себе пищу путем фотосинтеза.Это формы жизни, которые обычно плавают в воде. Они являются основой большинства пищевых сетей в океане и пресной воде. Размер водорослей может варьироваться от крошечных микроскопических организмов до гигантских водорослей.

Очень крошечные клетки фитопланктона (тип микроскопических водорослей) могут вырабатывать сильнодействующие токсины. Фитопланктон поедает зоопланктон (крошечные микроскопические животные). Похоже, токсины не причиняют вреда этим маленьким существам. Зоопланктон живет стаями из миллиардов отдельных маленьких животных и поедается (вместе с фитопланктоном) многими животными, от крошечных креветок до самого большого из млекопитающих — синего кита.

Биоаккумуляция морских токсинов

Хотя токсин, вырабатываемый одной клеткой фитопланктона, очень мал, он может быстро накапливаться в пищевой сети, поскольку каждый потребитель поглощает все больше и больше токсина. Это называется биоаккумуляцией. Биоаккумуляция — это процесс, при котором соединения накапливаются или накапливаются в организме со скоростью, большей, чем они могут быть расщеплены.

Было обнаружено, что такие организмы, как криль, мидии и рыба, задерживают токсины фитопланктона в своем организме.Эти организмы часто не подвержены действию токсинов, но передают токсины дальше по пищевой сети. Более крупные животные получают большие дозы накопленного токсина. Этому процессу приписывают гибель некоторых китов и морских львов. Во многих случаях токсины могут переноситься через пищевую сеть к людям, часто через зараженных моллюсков.

Воздействие морских токсинов на людей

Эти токсины могут влиять на людей по-разному, от легкой болезни до смерти. Вредные водоросли вырабатывают несколько типов токсинов.Обычно токсины влияют на работу нервных и мышечных клеток. Токсичное цветение (внезапное появление большого количества токсичных водорослей) вызывает раздражение и недомогание дыхательных путей, диарею, рвоту, онемение, головокружение, паралич и смерть.

Связанное содержание

Ртуть в форме метилртути, как известно, накапливается в рыбе и моллюсках.

Идеи действий

Используйте эти упражнения ниже для дальнейшего изучения некоторых научных идей и концепций, затронутых в этой статье:

• Отслеживание токсинов — учащиеся моделируют биоаккумуляцию токсинов у морских животных.Они участвуют в пищевой сети, где решения о кормлении определяют их выживание.
• Изучение малых доз — исследуйте малые дозы порядка частей на миллион, учащиеся разбавляют пищевой краситель, чтобы помочь им понять, насколько на самом деле мала одна часть на миллион.

Полезные ссылки

На этом веб-сайте показано, как определенные токсины перемещаются через пищевую сеть.

Пример предупреждения о вреде для здоровья от 2019 г. о токсическом отравлении моллюсками от Министерства первичной промышленности (MPI).

Морская жизнь может также накапливать токсичные металлы и химические вещества в результате загрязнения. Эта новостная статья является примером того, как высокие уровни загрязнения тяжелыми металлами могут попасть в пищевую сеть.

11.4: Пищевые цепи и пищевые сети

Трофические уровни

Пищевая цепочка следует по одному пути энергии и материалов между видами. Пищевая сеть более сложна и представляет собой целую систему связанных пищевых цепочек. В пищевой сети организмы помещаются на разные трофические уровни.Трофические уровни включают различные категории организмов, такие как продуценты, потребители и деструкторы. Производители — это основной трофический уровень, а высшие хищники — пиковый уровень. Производители — автотрофы, то есть они производят свою собственную пищу посредством фотосинтеза или хемосинтеза. Потребители — животные, которые едят производителей, и делятся на множество различных категорий: первичные потребители, вторичные потребители, третичные потребители и другие. Основные потребители — травоядные, питающиеся растениями; вторичные потребители едят травоядных; третичные потребители могут потреблять как первичных, так и вторичных потребителей.Количество потребителей может быть больше, пока, в конце концов, не будет достигнут главный хищник. Взаимосвязь между трофическими уровнями (например, первичные продуценты, травоядные, основные хищники и высшие хищники) показаны на рисунке 1. Важно отметить, что потребителями могут быть плотоядные, животные, которые едят других животных, а также всеядные, животные, которые потребляют много виды еды. Разложители также являются частью пищевой сети и включают организмы, которые питаются всеми разновидностями мертвых растений и животных, которые отвечают за возвращение питательных веществ в окружающую среду.

Рисунок 1: Диаграмма показывает иерархию потребления с каждым ярусом потребляющих видов из яруса ниже их. Сужение пирамиды указывает на то, что наибольшее количество биомассы и энергии находится на уровне производителей, а наименьшее — на верхнем уровне хищников.
https://upload.wikimedia.org/wikiped…yramid.svg.png

Передача энергии

Количество энергии, которое проходит через различные трофические уровни пищевой сети, обычно отображается в виде пирамиды (см. Выше).Эта пирамида показывает гораздо больше информации, чем просто диаграмма иерархии между хищником и жертвой. Количество площади на каждом трофическом уровне отображает количество энергии, присутствующей в биомассе. Производители явно занимают самую большую площадь пирамиды и, следовательно, наибольшее количество энергии. Автотрофы преобразуют солнечную и химическую энергию в биологически пригодную для использования форму — глюкозу. В форме глюкозы энергия может быть введена в систему пищевой сети, а затем передана через потребление.Поскольку автотрофы являются источником энергии в пищевой сети, логично, что они содержат наибольшее количество энергии в своей биомассе. Хотя индивидуальный первичный продуцент сам по себе относительно мал, огромное количество продуцентов приводит к тому, что их совокупная биомасса является крупнейшей трофической группой в океане. Сочетание их огромной биомассы и удержания большей части производимой ими энергии — вот что заставляет производителей занимать такое широкое основание энергетической пирамиды. По мере продвижения по трофическим уровням количество энергии, получаемой от потребления, уменьшается примерно в 10 раз на уровень.Это означает, что первичные потребители получают только 10% энергии от первичных производителей при потреблении. Самым шокирующим является то, что высший хищник в приведенном выше примере представляет четвертичного хищника и поэтому получает только 0,01% энергии, произведенной первоначальным первичным производителем. Таким образом, энергия попадает в ловушку в непригодных для использования формах (например, в волокнах и костях) и используется для метаболизма материала в пригодные для использования формы, что приводит к общей потере.

Рисунок 2: Этот рисунок иллюстрирует разницу между пищевой цепочкой и пищевой цепью.Пищевая сеть отображает сложность взаимодействий в естественной экосистеме. Пищевая цепочка упрощает взаимодействие между отдельными организмами и может использоваться для лучшего понимания того, как изменения в популяциях одного вида могут повлиять на сообщество в целом. https://upload.wikimedia.org/wikiped…TrophicWeb.jpg

Пищевые сети и пищевые цепи

Пищевые сети сложнее пищевых цепей, но не менее полезны для понимания процессов, происходящих в экологических сообществах. Некоторые пищевые сети могут быть более сложными, чем другие, но концепции всегда неизменны.Пищевая сеть показывает поток питательных веществ между различными типами организмов, что может помочь нам понять передачу энергии, как описано ранее. Пищевые сети начинаются с автотрофов и продолжаются гетеротрофами, но из-за их взаимозависимости изменения численности одного вида организмов могут влиять на другие. Например, если количество фитопланктона внезапно резко сократится, то же самое произойдет и с количеством гетеротрофов, которые зависят от фитопланктона как источника пищи (известный как «восходящий» контроль пищевых сетей).

Когда вы исследуете пищевую сеть, вы можете наблюдать, как все пищевые цепи взаимодействуют в одном сообществе. Наблюдая за одной пищевой цепочкой, вы можете увидеть путь, по которому энергия и питательные вещества проходят через конкретное сообщество. Поскольку пищевая цепь намного проще, чем пищевая сеть, ее можно использовать для прогнозирования реакции экосистемы на изменения в популяции одного вида. Трофические каскады — это один из способов использования пищевой цепи для прогнозирования изменений в экосистеме.Трофический каскад возникает, когда у одного вида изменяется размер популяции, что приводит к изменениям в популяциях других видов в пищевой цепи. Классическим примером трофического каскада является пример, описывающий отношения между косатками, каланами, морскими ежами и лесами водорослей вдоль побережья Аляски. Было обнаружено, что рост численности косаток резко сокращает популяции каланов. Без сильного присутствия каланов хищничество морских ежей было низким, что привело к увеличению травоядности в лесах ламинарии.С ежами, свободными от значительного нападения хищников, потреблялись целые леса водорослей, в результате чего образовывались пустоши для ежей, что в конечном итоге изменило всю динамику этих экосистем. Использование пищевых сетей для прогнозирования изменений в экосистемах с помощью трофических каскадов имеет важное значение для понимания полного воздействия человека на мир природы. Они могут помочь нам лучше понять лучший ответ на эти каскады, такие как описанный выше.

Типы полотен

В экологическом сообществе есть два типа пищевых сетей: сети связи и сети взаимодействия: они используются для отслеживания энергии, протекающей внутри сообщества.Паутины связи используют стрелки, которые показывают потребление одного вида другим. Все стрелки имеют одинаковый вес, поэтому дополнительной информации о силе потребления между видами нет (Аткинсон и др., 2014). В сети взаимодействия также используются стрелки, чтобы показать потребление одного вида другим, но эти стрелки взвешены в соответствии с силой взаимодействия в сообществе. Если один вид регулярно потребляет другой, то у него будет широкая и темная стрелка, показывающая их связь.Если будет замечено, что один вид редко потребляет другой, тогда соединительная стрелка будет очень тонкой, если вообще будет присутствовать (Berlow et al. 2004).

Рисунок 3: На этом рисунке пересматривается идея трофических каскадов с увеличением популяций косаток, вызывающих увеличение популяций ежей и уменьшение популяций каланов и водорослей. На этом изображении также показаны основные виды и ключевые виды в рамках одной пищевой цепи.
https: //upload.wikimedia.org / Wikipedia / commons / e / e5 / JumpingOrca.jpg
pixabay.com/static/uploads/p…76_960_720.jpg
https://c2.staticflickr.com/8/7439/16455860102_388988b419_b.jpg
https: //upload.wikimedia.org/Wikipedia/commons/3/34/CAS_Macrocystis_4.JPG

Основные виды и виды краеугольных камней

В пищевой сети также есть организмы, известные как ключевых вида и основных видов . Основные виды, как правило, являются первичными продуцентами и играют большую роль в сообществе благодаря своей способности создавать или обеспечивать структуру, в которой обитают другие организмы (например,мидии и ламинарии). Эти основные виды включают организмы, которые влияют на сообщество, создавая физические изменения в окружающей среде. Ключевые виды могут находиться где угодно в пищевой сети и играть жизненно важную роль в поддержании сообщества. Эти организмы оказывают большое влияние на структуру сообщества посредством экологических ролей или ниш. Ключевые виды определяются как виды, оказывающие непропорциональное воздействие на экосистему по сравнению с их численностью. Морские каланы не обладают очень высокой биомассой в лесу ламинарии, но из-за хищничества других видов (например, морских ежей) они оказывают сильное влияние на здоровье и биомассу ламинарии.

Рис. 4 : Поперечное сечение пласта мидий Mytilus californianus с многочисленным сообществом, живущим в матрице, которую создают мидии. Скопления этих основных видов могут обеспечить среду обитания более чем 300 видам организмов.

Схема модифицирована из Schanek T.H. (1992)

Список литературы

1. Аткинсон, А., С. Хилл, М. Баранге, Э. Пахомов, Д. Раубенхаймер, К. Шмидт, С.Симпсон и К. Рейсс. 2014. Циклы сардин, сокращение криля и нашествие саранчи: возвращение к трофическим сетям «осиной талии». Тенденции в экологии и эволюции 29: 309-316.

2. Берлоу, Э., А. Нойтель, Дж. Коэн, П. де Руйтер, Б. Эбенман, М. Эммерсон, Дж. Фокс, В. Янсен, Дж. Иван Джонс, Г. Коккорис, Д. Логофет, А. Маккейн, Дж. Монтойя и О. Петчи. 2004. Сильные стороны взаимодействия в пищевых сетях: проблемы и возможности. Журнал экологии животных 73: 585-598.

3. Эстес, Дж.А., Тинкер М. Т., Уильямс Т. М. и Доук Д. Ф. (1998). Похищение косаток каланами, соединяющими океанические и прибрежные экосистемы. Наука, 282 (5388), 473–476. https://doi.org/10.1126/science.282.5388.473

4. Сучанек, T.H. (1992). Экстремальное биоразнообразие морской среды: сообщества мидий Mytilus californianus. Северо-западный экологический журнал, 8: 1

Другие источники:

1. Oceanworld.tamu.edu/resources…nefoodwebs.htm

2. http://marinebio.org/oceans/biotic-structure/

3. образование.национально-географическое …. od-web /? Ar_a = 1

4. http://www.life.illinois.edu/ib/453/453lec12foodwebs.pdf

5. iasmania.com/food-web-energy-…yramid-energy/

6. http: // lh5.ggpht.com/-HafbEZnW9Xk/USIFDYBkA5I/AAAAAAAABO8/QEvw0xZbrwA/food-web-and-food-chain-compared_thumb%25255B4%25255D.jpg?imgmax=800

7. http://thefishproject.weebly.com/uploads/9/4/7/1/9471530/6870996_orig.png

Пищевая цепочка живых существ

Животные получают энергию из пищи. Травоядные животные, такие как олени и зайцы, питаются растениями. Плотоядные животные, как и львы и волки, едят мясо.Всеядные животные, в том числе свиньи, медведи и люди, питаются как растениями, так и животными. В экосистеме все организмы, которые питаются друг от друга, образуют пищевую цепочку. В конце этой цепочки находятся растения. Они получают энергию от солнца, что позволяет им производить вещества, необходимые для их развития. Большинство животных прямо или косвенно зависят от растений. Таким образом, даже плотоядные животные, которые питаются травоядными животными, зависят от растений, которые кормят их добычу.

• Суперхищник — хищное животное, которое не является добычей других видов.Он находится на вершине пищевой цепочки. Хищники, тигры и волки — примеры суперхищников.
• Мясо других животных является основной пищей хищников . Например, змеи поедают мелких грызунов.
• Травоядные животные — животные, питающиеся растениями. Жирафы, которые поедают листья акации, являются травоядными, как и некоторые грызуны, питающиеся семенами.
• Растения используют энергию солнца для производства необходимых им питательных веществ из воды, углекислого газа, присутствующего в воздухе, и минеральных элементов в почве.Примеры растений — деревья, цветы, злаки, мхи и водоросли.
• Разрушители питаются тушами, экскрементами и растительными остатками. Бактерии, микроскопические грибы и некоторые мелкие животные, такие как дождевые черви, являются разложителями. При разложении органических веществ они выделяют минеральные элементы, которые затем используются растениями для развития.

См. Также: Царство животных, Царство овощей

Особые отношения, хорошо это или плохо

Некоторые организмы получают пользу от других видов, не обязательно поедая их.Эти особые отношения имеют разные названия в зависимости от типа ассоциации. Симбиоз — это объединение двух организмов разных видов, которые взаимно выигрывают от совместного проживания и не могут выжить друг без друга. Например, коралл связан с водорослями, называемыми зооксантеллами. Эти отношения жизненно важны для обоих. Мутуализм — это отношения взаимопомощи между двумя организмами разных видов. Таким образом, морской анемон и рыба-клоун защищают друг друга, но их связь не является жизненно важной. Комменсализм — это ассоциация, в которой один вид получает выгоду от другого, не причиняя ему вреда и не принося ему пользы. Например, ремора — это рыба, которая прикрепляется к другому организму, например к акуле, и путешествует с ним, не беспокоя его. Наконец, паразитизм представляет собой вредную ассоциацию, при которой один вид живет за счет другого, используя ресурсы этого вида для своей выгоды. Некоторые плоские черви, называемые ленточными червями, паразитируют в кишечнике млекопитающих.

Образованные в результате ассоциации водорослей и грибов, лишайников живут в симбиозе.Водоросль производит органическое вещество, необходимое обоим партнерам, а гриб снабжает их водой и минеральными элементами.

Повилика , растение-паразит, не имеет листьев и не способна к фотосинтезу. В отличие от других растений, он не может использовать солнечную энергию для развития. Он должен жить, обвиваясь вокруг стебля другого растения, из которого он выкачивает органические вещества своими присосками.

Ремора , рыба из тропических морей, прикрепляется к животу акулы с помощью органа, который действует как присоска.Таким образом, он путешествует на большие расстояния, пользуясь защитой акулы и собирая ее остатки пищи, не причиняя ей вреда. Это называется комменсализмом.

См. Также: Царство животных, Царство овощей

Пищевая сеть | Микробы и окружающая среда

Диаграмма иллюстрирует важную роль, которую микробы, т.е. водоросли, цианобактерии и разлагатели, играют в качестве основных продуцентов и в круговороте питательных веществ.

Шаг 1: фотосинтез Фотосинтезирующие организмы, такие как водоросли, цианобактерии и растения, способны использовать световую энергию, захваченную хлорофиллом, для преобразования углекислого газа и воды в кислород и глюкозу (пищу). Этот процесс называется фотосинтезом.

Шаг 2: Основные производители

Организмы, которые сами производят пищу, называются первичными продуцентами и всегда находятся в начале пищевой цепи.

Животные и микроорганизмы, такие как грибы и бактерии, получают энергию и питательные вещества, поедая другие растения, животных и микробы.

Шаг 3: аэробное дыхание Организмы выделяют энергию из пищи (глюкозы), а также углекислый газ и воду в процессе аэробного дыхания. Эта энергия используется для работы, необходимой для поддержания жизни клеток и организмов. Для аэробного дыхания необходим кислород.

Шаг 4: Декомпозиция Разлагатели (грибы и почвенные бактерии) получают энергию и питательные вещества из мертвых тел и продуктов жизнедеятельности других организмов.По мере разложения мертвых тел и продуктов жизнедеятельности они выделяют в почву необходимые питательные вещества.

Зеленые водоросли и цианобактерии находятся в начале пищевой цепи. Их называют первичными производителями, потому что они сами производят еду.

• Углеродный цикл

  Где был этот атом углерода? Углеродный цикл — это сложный циклический процесс, в котором вращаются все существующие атомы углерода.

• Азотный цикл

  Подобно углеродному циклу, азотный цикл — это процесс, посредством которого азот во всех его формах циркулирует в окружающей среде.

Food Web | Программа Чесапикского залива

Все взаимосвязанные и перекрывающиеся отношения хищник-жертва в экосистеме, включая производителей, потребителей и разложителей, составляют пищевую сеть.

Что такое пищевая сеть?

По мере того, как один организм ест другой, образуется пищевая цепочка. Каждый этап пищевой цепи известен как трофический уровень или уровень питания, и каждый организм может быть классифицирован по его трофическому уровню.

• Самый базовый трофический уровень — продуценты — растения, такие как подводные травы залива и свободно плавающие водоросли, которые производят себе пищу посредством фотосинтеза. Производители являются основой всей пищи и влияют на производство всех других организмов.
• Потребители — это организмы, которые питаются растениями, водорослями или другими животными.
• Разлагатели переваривают трупы мертвых растений и животных. Они появляются по всей пищевой сети, разлагая органические вещества на питательные вещества, которые производители могут снова использовать.

Пищевая сеть состоит из всех взаимосвязанных пищевых цепей в экосистеме.

Пример пищевой цепи

Через пищевую цепочку органические соединения, первоначально произведенные растением, проходят последовательно более высокие трофические уровни:

• Пищевая цепочка начинается с того, что фитопланктон превращает солнечный свет и питательные вещества в живую ткань.
• Затем фитопланктон поедают веслоногие рачки, которые являются членами сообщества микроскопических животных, называемого зоопланктоном.
• Копеподы едят заливные анчоусы, которых поедают крупные рыбы, такие как луга и полосатый окунь.
• Эту большую рыбу могут выловить и съесть люди.

Производство и потребление продуктов питания в заливе редко бывает таким простым или прямым, как этот пример. Редко один организм питается исключительно другим.

Насколько важны пищевые сети?

Каждый организм в пищевой сети связан с питанием других и зависит от них. Кормушки-фильтры, такие как устрицы, моллюски и менхаден, должны иметь достаточно планктона, чтобы поддерживать себя. Полосатый окунь и голубая рыба, относящиеся к более высокому трофическому уровню, полагаются на менхаден и заливные анчоусы в качестве основного источника пищи.

Здоровая экосистема — это экосистема со сбалансированной пищевой цепью — не слишком много производства или потребления одним из производителей или потребителей.Экосистема должна быть чрезвычайно продуктивной, чтобы поддерживать значительные популяции видов на самых высоких трофических уровнях; например, каждый фунт промысловой рыбы, выловленной из залива, требует почти 8000 фунтов основных производителей и потребителей. Однако переизбыток водорослей может быть вредным, снижая содержание кислорода в воде и блокируя попадание солнечного света на подводные травы.

Как химические загрязнители перемещаются через пищевые сети?

Пищевые сети также могут быть путём распространения вредных химических загрязнителей.Ртуть и ПХБ могут переходить на более высокие трофические уровни в процессе, называемом биоаккумуляцией.

• Мелкие донные организмы поглощают загрязнители, находящиеся в донных отложениях, во время питания или через контакт с кожей.
• Более крупные рыбы накапливают токсины в своих тканях, когда они едят зараженные более мелкие организмы.
• Птицы, другие дикие животные и даже люди могут есть зараженную рыбу, позволяя загрязнителям продолжать движение через пищевую сеть.

Резкое сокращение численности белоголовых орланов и скоп в 1950–1970-х годах было результатом биоаккумуляции ДДТ, пестицида, используемого для борьбы с насекомыми и сельскохозяйственными вредителями.ДДТ заставлял орлов откладывать яйца с очень тонкой скорлупой, которые могли разбиться в гнезде.

.