Пищевые цепи и сети

Пищевая цепь – это последовательность организмов, в которой каждый из них съедает или разлагает другой. Она представляет собой путь движущегося через живые организмы однонаправленного потока поглощённой при фотосинтезе малой части высокоэффективной солнечной энергии, поступившей на Землю. В конечном итоге эта цепь возвращается в окружающую природную среду в виде низкоэффективной тепловой энергии. По ней так же движутся питательные вещества от продуцентов к консументам и далее к редуцентам, а затем обратно к продуцентам.

Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы или первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня – консументы первого порядка (растительноядные животные)… Обычно бывает 4 или 5 трофических. Больше пяти уровней в трофической цепи бывает очень редко.

Существует два вида пищевых цепей: пастбищная (или выедания) и детритная (или разложения). Схема пастбищной цепи питания следующая: основу пищевой цепи (первый трофический уровень) составляют продуценты (зелёные растения, синтезирующие органические вещества). Следующие звенья занимают виды консументы – гетеротрофные организмы, потребляющие органические вещества (растительноядные животные, питающиеся травой и хищники питающиеся травоядными). Например, растительный материал (например, нектар) – муха – паук – землеройка – сова.

Детритная цепь идёт по схеме: детрит – детритофаг – хищник (листовая подстилка леса – дождевой червь – чёрный дрозд – ястреб перепелятник).

Реальные пищевые связи намного сложнее, ибо животное может питаться организмами разных типов, входящих в одну и ту же пищевую цепь или в различные цепи, что особенно характерно для хищников (консументов) высших трофических уровней. Всеядные животные (в частности человек) питаются и консументами и продуцентами. Таким образом, в природе пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые (трофические) сети.

Первичным источником энергии в биогеоценозах служит солнечное излучение. Первичной продукцией называется продукция, создаваемая продуцентами за единицу времени. Вторичная продукция выражает прирост за единицу времени массы консументов. Первичную продукцию подразделяют на валовую и чистую. Валовая первичная продукция представляет собой общую массу органического вещества, создаваемую растением в единицу времени при данной скорости фотосинтеза, включая и траты растения на дыхание. Энергия, накопленная растениями в биомассе, составляет чистую первичную продукцию. Вторичная продукция не делится на валовую и чистую, так как консументы и редуценты, т. е. все гетеротрофы увеличивают свою массу за счёт первичной продукции.

Первичными поставщиками энергии для всех других организмов в цепях питания являются растения. При дальнейших переходах энергии и вещества с одного трофического уровня на другой существуют определённые закономерности.

В связи с тем, что с усложнением организации количество энергии, расходуемое на поддержание собственной жизнедеятельности растёт, продуктивность каждого последующего трофического уровня падает. Снижение ассимилированной энергии в пищевых цепях отражается в структуре экологических пирамид. Основанием пирамиды служит уровень продуцентов, а последующие трофические уровни образуют этажи и вершину пирамиды.

Выделяют три основных типа экологических пирамид: 1. пирамида чисел, 2. пирамида биомассы, 3. пирамида продукции (или энергии). Пирамида чисел выражает закономерность, установленную Элтоном: количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев от продуцентов к консументам, неуклонно уменьшается. Пирамида биомасс указывает на количество всего живого вещества на данном трофическом уровне. В наземных экосистемах действует следующее правило пирамиды биомасс: суммарная масса растений превышает массу всех травоядных, а их масса превышает всю массу хищников. Правило пирамиды продукции (или энергии): на каждом предыдущем уровне питания количество биомассы, создаваемой за единицу времени (или энергии), больше, чем на последующем. Пирамида продукции отражает законы расходования энергии в трофических цепях и имеет универсальный характер.

Правило 10 %. Его сформулировал Р. Линдеман (1942). С одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий её уровень (по лестнице продуцент – консумент), в среднем около 10 % энергии, поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды.

Вместе с полезными веществами с одного трофического уровня на другой поступают и вредные вещества. Однако если полезное вещество при его излишке легко выводится из организма, то вредное не только плохо выводиться, но и накапливается в пищевой цепи. Это правило получило название – правила накопления токсических веществ (биотического усиления) в пищевой цепи.

Дата добавления: 2014-01-20