Екологічні бумеранги

Трофічні піраміди

Трофічні ланцюги.

Рух атомів у біоті відбувається з допомогою трофічних (харчових) ланцюгів. У такий спосіб відбувається передача маси та енергії з одного трофічного рівня на інший. Трофічні ланцюги є одним з центральних зв’язків різних груп рослин і тварин, що об’єднує їх в одну екосистему. Трофічні ланцюги мають 4-5 ланок, але в окремих біомах кількість ланок може бути скороченою.

Як правило, їжа кожної живої істоти різноманітна. Зміни харчування тварин приводять до перехрещування трофічних ланцюгів, та утворення единої трофічної мережі в екосистемі. Наявність складних трофічних мереж та можливість переключення живлення окремих груп організмів на паралельні ланцюги робить екосистему більш стійкою. Знищення якогось одного ланцюга не приведе до втрати організму можливості підтримувати життя у інший спосіб.

В біоекології співвідношення чисельності організмів, їх біомас або зв’язаної в біомасі енергії зображують у вигляді екологічних пірамід. В залежності від типу відрізняють піраміди чисельності, біомаси та енергії. В основі трофічної піраміди розміщуються організми першого трофічного рівня, а на вершині знаходяться організми кінцевого рівня. Передача речовини або енергії на вищий трофічний рівень відбувається в природі із значними затратами. Коефіцієнт корисної дії природних систем низький. Як правило, до 10 відсотків речовин засвоюється організмами вищого трофічного рівня. У такому ж співвідношенні передається по трофічним ланцюгам енергія. Решта речовини або енергії втрачається за рахунок інших процесів. Тому екологічні піраміди як правило звужуються від основи до вершини.

У трофічних ланцюгах всі види речовин послідовно переходять від одного організму до іншого. Органічні речовини при цьому перетворюються на іншу, специфічну для даного організму форму. Білкові речовин, наприклад, розщеплюються до амінокислот з яких новий організм будує свої специфічні білки.

Забруднюючі речовини можуть попадати через трофічні ланцюги в організм людини. Як правило ці сполуки (ксенобіотики) є штучними і не належать до природних сполук. Вони не вбудовуються у новий організм і проходять через трофічні ланцюги незмінними. Внаслідок зменшення біомаси при переході на кожний вищий трофічний рівень (правило 10 відсотків) концентрація ксенобіотиків зростає приблизно на порядок. Цей ефект називається законом концентрування речовин у трофічних ланцюгах.

Процеси концентрування токсичних речовин у трофічних ланцюгах були детально вивчені на прикладі ДДТ. Було доведено, що при передачі забрудненої речовини у трофічній піраміді з чотирьох ланок, концентрація ДДТ збільшувалась у 1875 раз і була смертельно небезпечною для організмів четвертого трофічного рівня. Описаний механізм концентрування є характерним для будь-яких ксенобіотиків. Він є причиною виникнення так званих екологічних бумерангів.

Описи екологічних бумерангів прийшли вперше з Японії, країни яка володіє високими технологіями і має обмежений життєвий простір. Сумнозвісна хвороба Мінімата була одним із перших прикладів екологічних бумерангів. Отруєння рибалок у селищі Мінімата, префектура Кувамото з важким ураженням центральної нервової системи сталося завдяки забрудненню стічної води хімічного підприємства Ніппон Чіссо сполуками ртуті. Токсичний метал концентрувався до надмірних кількостей трофічними шляхами і зрештою на найвищому трофічному рівні потрапляв до рибальських родин із виловленою у затоці рибою. Внаслідок дії іншого токсичного металу - кадмію на організм виникає хвороба ітай-ітай (страждання), зафіксованої також у Японії.

Дата добавления: 2014-01-05