Първични потребители

Първичните консуматори се хранят с първични производители, тоест те са тревопасни животни. На сушата много насекоми, влечуги, птици и бозайници са типични тревопасни животни. Най-важните групи тревопасни бозайници са гризачите и копитните животни. Последните включват пасищни животни като коне, овце, говеда, приспособени да тичат на върха на пръстите си.

Във водните екосистеми (сладководни и морски) тревопасните форми обикновено са представени от мекотели и малки ракообразни. Повечето от тези организми – кладоцерани и копеподи, ларви на раци, раковини и двучерупчести (напр. миди и стриди) – се хранят чрез филтриране на най-малките първични производители от водата. Заедно с протозоите, много от тях съставляват по-голямата част от зоопланктона, който се храни с фитопланктон. Животът в океаните и езерата е почти изцяло зависим от планктона, тъй като почти всички хранителни вериги започват с него.

биотична екосистема слънчева храна трофична

Потребители от втори и трети ред

Растителен материал (напр. нектар) > муха > паяк >

> бухалка > бухал

органични молекули, синтезирани от автотрофи, служат като източник на хранене (вещество и енергия) за хетеротрофните животни. Тези животни от своя страна се изяждат от други животни и по този начин енергията се пренася през поредица от организми, където всеки следващ се храни с предишния. Такава последователност се нарича хранителна верига и всяко звено във веригата отговаря на определено трофично ниво (от гръцки troph - храна). Първото трофично ниво винаги е съставено от автотрофи, наречени продуценти (от лат. producere - да произвеждам). Второто ниво са тревопасни (фитофаги), които се наричат ​​консуматори (от латински consumo - „поглъщам“) от първи ред; трето ниво (например хищници) - консуматори от втори ред и т.н.

Обикновено в екосистемасе случва 4-5 трофични ниваи рядко повече от 6. Това отчасти се дължи на факта, че на всяко едно от нивата се губи част от веществото и енергията (непълноценно изяждане на храната, дишане на консуматорите, „естествена” смърт на организмите и др.); такива загуби са отразени на фигурата и са разгледани по-подробно в съответната статия. Въпреки това, според последните проучвания, дължината на хранителните вериги е ограничена от други фактори. Възможно е наличието на предпочитана храна и териториалното поведение да играят значителна роля, което намалява гъстотата на популацията на организмите, а оттам и броя на консуматорите от по-висок порядък в определено местообитание. Според съществуващите оценки до 80% от първичната продукция в някои екосистеми не се консумира от фитофаги. Мъртвият растителен материал става плячка за организми, които се хранят с детрит (детритоядни) или разложители (деструктори). В този случай говорим за детритни хранителни вериги. Детритните хранителни вериги доминират, например, в тропическите дъждовни гори.

Производители

Почти всички производители- фотоавтотрофи, т.е. зелени растения, водорасли и някои прокариоти, като цианобактерии (наричани преди синьо-зелени водорасли). Ролята на хемоавтотрофите в мащаба на биосферата е незначителна. Микроскопичните водорасли и цианобактериите, които съставляват фитопланктона, са основните производители на водни екосистеми. Напротив, на първото трофично ниво на сухоземните екосистеми преобладават големи растения, например дървета в гори, треви в саваните, степи, полета и др.

Енергийният поток и циркулацията на материята в типична хранителна верига. Имайте предвид, че между хищници и детритояди, както и разложители, е възможен двустранен обмен: детритоядите се хранят с мъртви хищници, а хищниците в някои случаи ядат живи детритояди и разложители. Фитофагите са консуматори от първи ред; месоядни - консуматори от втори, трети и т.н. порядък.

Потребители от първи ред

На сушата, основните фитофаги- насекоми, влечуги, птици и бозайници. В прясна и морска вода обикновено това са дребни ракообразни (дафнии, морски жълъди, ларви на раци и др.) и двучерупчести; повечето от тях са филтри, прецеждащи производителите, както е описано в съответната статия. Заедно с протозоите, много от тях са част от зоопланктона - колекция от микроскопични дрейфуващи хетеротрофи, които се хранят с фитопланктон. Животът на океаните и езерата почти изцяло зависи от планктонните организми, които всъщност са началото на всички хранителни вериги в тези екосистеми.

Потребители на втората, третата и следващите поръчки

Потребители от втори редядат фитофаги, тоест са месоядни. Потребителите от трети порядък и потребителите от по-високи порядки също са месоядни. Тези потребители могат да бъдат разделени на няколко екологични групи:

Ето два примера, базирани на фотосинтеза на хранителната верига:

Растение (листа) -> охлюв - "Жаба -" Вече - * - "Емине

Растение (флоемен сок) -» Листна въшка -> Калинка -> -» Паяк -^ Старлинг -> Ястреб

Запознати ли сте с понятия като консуматори, разложители и производители? Ако не, тогава нашата статия е за вас. Всъщност тези организми са добре познати на всички. Кои са те? Нека го разберем заедно.

Концепцията за трофичната верига

Всички компоненти на екосистемата са тясно свързани помежду си. Благодарение на това в природата се формират различни общности. Структурата на всяка екосистема включва абиотични и биотични части. Първият е колекция от живи организми. Нарича се биоценоза. Абиотичната част включва минерални и органични съединения.

Функционирането на всяка екосистема е свързано с преобразуването на енергията. Основният му източник е слънчевата светлина. Фотосинтетичните организми го използват за синтезиране на органични вещества. Хетеротрофите получават енергия от разграждането на органичната материя. Само малка част от него се използва за растеж. А останалото се харчи за съществуване на жизнени процеси.

В резултат на това се формират ордени, в които индивидите от един вид, техните останки или са източник на храна за други. Те се наричат ​​трофични или хранителни вериги.

Трофични нива

Всяка хранителна верига се състои от определен брой връзки. Установено е, че при прехода от една към друга част от енергията постоянно се губи. Следователно броят на връзките обикновено е 4-5. Позицията на популация от отделни видове в хранителната верига се нарича трофично ниво.

Какво представляват потребителите

Всички организми са групирани. Те включват представители на абсолютно всички царства на дивата природа, независимо от нивото на тяхната организация. Нека разгледаме всеки един от тях.

Потребители: поръчки

Хетеротрофите заемат различни нива в хранителната верига. Всички тревопасни видове са на следващото ниво - това са хищници. Те вече са потребители от втори ред.

Нека разгледаме тази йерархия на конкретен пример. Да кажем, че хранителната мрежа изглежда като: комар, жаба, щъркел. Кой от тях е консуматорът от първа поръчка? Това е жаба. Тогава консуматорът от втори ред е щъркелът. В природата има хетеротрофи, които се хранят както с растения, така и с животни. Такива консуматори могат да бъдат едновременно на няколко трофични нива.

Производители

Говорейки за това какви са потребителите, обърнахме внимание на вида на тяхното хранене. Нека разгледаме друга група от трофичната мрежа от тази гледна точка. Продуцентите са група организми, които са автотрофи. Те са в състояние да синтезират органични вещества от минерали.

Има два вида производители: авто- и хемотрофи. Първите използват енергията на слънчевата светлина за създаване на органични вещества. Това са растения, цианобактерии, някои протозои. Хемотрофите имат способността да окисляват различни химични съединения. В същото време се генерира енергия, която те използват за извършване на отпадъчни продукти. Те включват азотфиксиращи, сяра, железни бактерии.

Наличието на производители е необходимо условие за развитието на всяка екосистема. Този факт се обяснява с факта, че фотосинтезиращите организми са източник на енергия.

разложители

Друга роля в екосистемата принадлежи на хетеротрофните организми, които се хранят с органичната материя на останките или отпадъчните продукти на други видове, които разлагат до минерали. Тази функция се изпълнява от редуктори. Представители на тази група са бактерии и гъбички.

Енергията се акумулира на ниво производители в екосистемата. След това преминава през консуматори и производители, където се консумира. На всяко следващо трофично ниво част от енергията се разсейва под формата на топлина.

Видове хранителни вериги

Енергията в екосистемата е разделена на два потока. Първият е насочен към потребителите от производители, вторият - от мъртва органична материя. В зависимост от това се разграничават хранителни мрежи от пасищни и детритни видове. В първия случай първоначалното трофично ниво са производителите, които предават енергия на консуматори от различни нива. Пасищната верига завършва с разложители.

Детритната верига започва с мъртва органична материя и продължава със сапротрофи, които са представители на консуматорите. Последното звено в тази верига също са разложителите.

Във всяка екосистема има много трофични вериги едновременно. Всички те са неразделни един от друг и са тясно преплетени. Това се случва, защото представители на един и същи вид могат едновременно да бъдат връзки в различни вериги. Така се образуват трофичните мрежи. И колкото по-разклонени са те, толкова по-стабилна е екосистемата.

Фитофаги и хищници

Структурата на живата материя на екосистемата. Биотична структура. Автотрофи и хетеротрофи

Екосистема. Характеристики на екосистемата

Екосистемна хомеостаза. екологична сукцесия. Видове природни и антропогенни сукцесии. Концепциите за кулминация, стабилност и променливост на екосистемите.

популации в една екосистема.

Производители. Потребители I, II ред. Детритофаги. Редуктори.

Фитофаги и хищници.

Структурата на живата материя на екосистемата. Биотична структура. Автотрофи и хетеротрофи.

Екосистема. Характеристики на екосистемата.

Тема 3. Екосистема. Структура на екосистемите

Биоконсумация. Размер на популацията и устойчивост на биосферата

Понятията за ноосфера и техносфера

Терминът "екосистема" е предложен от английския еколог А. Тенсли през 1935г.

Екосистемае всяка съвкупност от взаимодействащи си живи организми и условия на околната среда.

„Всяка единица (биосистема), която включва всички съвместно функциониращи организми (биотична общност) в дадена област и взаимодейства с физическата среда по такъв начин, че потокът от енергия създава добре дефинирани биотични структури и циркулацията на вещества между живите и неживи части, е екологична система, или екосистема“(Ю. Одум, 1986).

Екосистемите са например мравуняци, парче гора, ферма, кабина на космически кораб, географски пейзаж или дори цялото земно кълбо.

Еколозите използват и термина "биогеоценоза", предложен от руския учен В.Н. Сукачев. Този термин се отнася до съвкупността от растения, животни, микроорганизми, почва и атмосфера на хомогенна земна площ. Биогеоценозата е един от вариантите на екосистемата.

Между екосистемите, както и между биогеоценозите, обикновено няма ясни граници и една екосистема постепенно преминава в друга. Големите екосистеми се състоят от по-малки екосистеми.

Ориз. "Матрьошка" на екосистемите

На фиг. е показана "матрьошката" на екосистемите. Колкото по-малък е размерът на една екосистема, толкова по-тясно си взаимодействат организмите, които я изграждат. В мравуняк живее организиран екип от мравки, в който са разпределени всички отговорности. Има мравки ловци, пазачи, строители.

Екосистемата на мравуняка е част от горската биогеоценоза, а горската биогеоценоза е част от географския ландшафт. Съставът на горската екосистема е по-сложен; представители на много видове животни, растения, гъби и бактерии живеят заедно в гората. Връзките между тях не са толкова близки, колкото тези на мравките в мравуняк. Много животни прекарват само част от времето си в горската екосистема.

В рамките на ландшафта различни биогеоценози са свързани чрез надземно и подземно движение на водата, в която се разтварят минерали. Водата с минерални вещества се движи най-интензивно във водосборния басейн - водоем (езеро, река) и прилежащи склонове, от които се вливат надземни и подземни води в този водоем. Екосистемата на водосборния басейн включва няколко различни екосистеми – горски, ливадни, обработваеми земи. Организмите на всички тези екосистеми може да нямат пряка връзка и да са свързани чрез подземни и надземни водни потоци, които се движат към резервоара.

В рамките на ландшафта семената на растенията се пренасят, животните се движат. Лисича дупка или вълча бърлога се намират в една биогеоценоза и тези хищници ловуват в голяма площ, състояща се от няколко биогеоценози.

Ландшафтите са обединени във физически и географски региони (например Руската равнина, Западносибирската низина), където различните биогеоценози са свързани от общ климат, геоложката структура на територията и възможността за заселване на животни и растения. Взаимоотношенията между организмите, включително хората, в екосистемите на физико-географския регион и биосферата се осъществяват чрез промени в газовия състав на атмосферата и химичния състав на водните тела.

И накрая, всички екосистеми на земното кълбо са свързани чрез атмосферата и Световния океан, в който влизат продуктите от жизнената дейност на организмите, и образуват едно цяло - биосфера.

Екосистемата включва:

1) живи организми (съвкупността им може да се нарече биоценоза или биота на екосистема);

2) неживи (абиотични) фактори – атмосфера, вода, хранителни вещества, светлина;

3) мъртва органична материя - детрит.

От особено значение за разпределението на екосистемите са трофичен , т.е. хранителните взаимоотношения на организмите, които регулират цялата енергия на биотичните общности и цялата екосистема като цяло.

На първо място, всички организми са разделени на две големи групи - автотрофи и хетеротрофи.

автотрофниорганизмите използват неорганични източници за своето съществуване, като по този начин създават органична материя от неорганична материя. Такива организми включват фотосинтезиращи зелени растения на земята и водната среда, синьо-зелени водорасли, някои бактерии, дължащи се на хемосинтеза и др.

Тъй като организмите са доста разнообразни по видове и форми на хранене, те влизат в сложни трофични взаимодействия помежду си, като по този начин изпълняват най-важните екологични функции в биотичните съобщества. Някои от тях произвеждат продукти, други консумират, а трети го превръщат в неорганична форма. Те се наричат ​​съответно: производители, консуматори и разложители.

Производители- производители на продукти, с които след това се хранят всички други организми - това са сухоземни зелени растения, микроскопични морски и сладководни водорасли, които произвеждат органични вещества от неорганични съединения.

Потребителиса консуматори на органични вещества. Сред тях има животни, които консумират само растителна храна - тревопасни животни(крава) или ядене само на месо от други животни - хищници(хищници), както и тези, които използват и двете - “ всеядни"(мъж, мечка).

Редуктори (деструктори)- реставратори. Те връщат вещества от мъртвите организми обратно в неживата природа, като разлагат органичната материя до прости неорганични съединения и елементи (например в CO 2 , NO 2 и H 2 O). Връщайки биогенни елементи в почвата или водната среда, те завършват биохимичния цикъл. Това се извършва главно от бактерии, повечето други микроорганизми и гъбички. Функционално разложителите са едни и същи консуматори, така че често се наричат микропотребители.

A.G. Банников (1977) смята, че насекомите също играят важна роля в разлагането на мъртвата органична материя и в почвообразуващите процеси.

Микроорганизмите, бактериите и други по-сложни форми, в зависимост от местообитанието, се разделят на аеробни, т.е. живеещи в присъствието на кислород, и анаеробниживеещи в среда без кислород.

Всички живи организми са разделени на две групи според начина на хранене:

автотрофи(от гръцки. автомобили- себе си и трофо- хранене);

хетеротрофи(от гръцки. хетерос- друг).

Автотрофиизползвайте неорганичен въглерод ( неорганични енергийни източници) и синтезират органични вещества от неорганични, това са продуцентите на екосистемата. Според източника (използваната) енергия, те от своя страна също са разделени на две групи:

Фотоавтотрофи- слънчевата енергия се използва за синтеза на органични вещества. Това са зелени растения, които имат хлорофил (и други пигменти) и абсорбират слънчевата светлина. Процесът, чрез който се усвоява, се нарича фотосинтеза.

(Хлорофилът е зелен пигмент, който води до зелен цвят на растителните хлоропласти. С негово участие се осъществява процесът на фотосинтеза.

Хоропластите са зелени пластиди, намиращи се в растителните клетки и някои бактерии. Използват се за фотосинтеза.)

Хемоавтотрофи- химическата енергия се използва за синтеза на органични вещества. Това са серни бактерии и железни бактерии, които получават енергия от окисляването на сярата и железните съединения (хемосинтеза). Хемоавтотрофите играят значителна роля само в екосистемите на подземните води. Ролята им в земните екосистеми е сравнително малка.

Хетеротрофите използват въглерода на органичните вещества, които се синтезират от производителите, и заедно с тези вещества получават енергия. Хетеротрофите са потребители(от лат. consumo- Консумирам), консумирайки органична материя и разложители, разлагайки го до прости съединения.

Фитофаги(тревопасни животни). Те включват животни, които се хранят с живи растения. Фитофагите включват както малки животни като листни въшки или скакалци, така и гиганти като слоновете. Фитофагите включват почти всички селскостопански животни: крави, коне, овце, зайци. Сред водните организми има фитофаги, например бял амур, ядат растения, които обрасват напоителни канали. Важен фитофаг - бобър. Храни се с клони на дърветата, а от стволовете изгражда язовири, които регулират водния режим на територията.

Зоофаги(хищници, хищници). Зоофагите са разнообразни. Това са малки животни, които се хранят с амеби, червеи или ракообразни. И големи, като вълк. Хищниците, които се хранят с по-малки хищници, се наричат ​​хищници от втори ред. Има хищни растения (роса, пемфигус), които използват насекоми като храна.

Симбиотрофи. Това са бактерии и гъбички, които се хранят с кореновите секрети на растенията. Симбиотрофите са много важни за живота на екосистемата. Нишки от гъби, които заплитат корените на растенията, спомагат за усвояването на вода и минерали. Симбиотрофните бактерии усвояват газообразния азот от атмосферата и го свързват в съединения, достъпни за растенията (амоняк, нитрати). Този азот се нарича биологичен (за разлика от азота на минералните торове).

Симбиотрофите включват и микроорганизми (бактерии, едноклетъчни животни), които живеят в храносмилателния тракт на фитофагите и им помагат да смилат храната. Животни като кравите, без помощта на симбиотрофи, не са в състояние да усвоят тревата, която ядат.

Детритофагите са организми, които се хранят с мъртва органична материя. Това са стоножки, земни червеи, торни бръмбари, раци, раци, чакали и много други.

Някои организми използват както растения, така и животни като храна и дори детрит и са еврифаги (всеядни) - мечка, лисица, прасе, плъх, пиле, врана, хлебарки. Еврифаг също е мъж.

разложители- организми, които по своето положение в екосистемата се доближават до детритофагите, тъй като се хранят и с мъртва органична материя. Въпреки това, разложителите - бактерии и гъбички - разграждат органичните вещества до минерални съединения, които се връщат в почвения разтвор и отново се използват от растенията.

Редукторите се нуждаят от време за обработка на трупове. Следователно в екосистемата винаги има детрит - запас от мъртва органична материя. Детритът е листна постеля на повърхността на горската почва (остава 2-3 години), ствола на паднало дърво (остава 5-10 години), почвен хумус (остава стотици години), отлагания на органична материя по дъното на езеро - сапропел - и торф в блатото (запазено от хиляди години). Най-дълготрайният детрит са въглищата и петрола.

На фиг. е показана структурата на екосистемата, която се основава на растения - фотоавтотрофи, а в таблицата са дадени примери за представители на различни трофични групи за някои екосистеми.

Ориз. Структура на екосистемата

Органичните вещества, създадени от автотрофи, служат като храна и източник на енергия за хетеротрофите: консуматорите на фитофаги ядат растения, хищниците от първи ред ядат фитофаги, хищниците от втори ред ядат хищници от първи ред и т.н. Тази последователност от организми се нарича хранителна верига, връзките му са разположени на различни трофични нива (представляват различни трофични групи).

Трофичното ниво е местоположението на всяка връзка в хранителната верига. Първото трофично ниво са производители, всички останали са консуматори. Второто трофично ниво са тревопасни консуматори; третият е месоядни консуматори, хранещи се с тревопасни форми; четвърто - консуматори, консумиращи други месоядни животни и т.н. следователно е възможно потребителите да се разделят по нива: потребители на първо, второ, трето и т.н. поръчки (фиг.).

Ориз. Хранителни взаимоотношения на организмите в биогеоценозата

Само потребителите, специализирани в определен вид храна, са ясно разпределени по нива. Има обаче видове, които се хранят с месни и растителни храни (хора, мечки и др.), които могат да бъдат включени в хранителните вериги на всяко ниво.

На фиг. са дадени пет примера за хранителни вериги.

Ориз. Някои хранителни вериги в екосистемите

Първите две хранителни вериги представляват естествени екосистеми – сухоземни и водни. В земната екосистема хищници като лисица, вълк, орли, хранещи се с мишки или земни катерици, затварят веригата. Във водната екосистема слънчевата енергия, усвоена главно от водорасли, преминава към малки консуматори - дафния, след това към дребни риби (плоткарка) и накрая към големи хищници - щука, сом, щука. В селскостопанските екосистеми хранителната верига може да бъде пълна, когато се отглеждат селскостопански животни (трети пример), или съкратена, когато се отглеждат растения, които се използват директно от хората като храна (четвърти пример).

Дадените примери опростяват реалната картина, тъй като едно и също растение може да бъде изядено от различни тревопасни животни, а те от своя страна стават жертви на различни хищници. Лист от растение може да бъде изяден от гъсеница или охлюв, гъсеница може да стане жертва на бръмбар или насекомоядна птица, която в същото време може да кълве самия бръмбар. Бръмбарът също може да стане жертва на паяк. Следователно в реалната природа не се формират хранителни вериги, а хранителни мрежи.

Когато енергията преминава от едно трофично ниво към друго (от растения към фитофаги, от фитофаги към хищници от първи ред, от хищници от първи ред към хищници от втори ред), около 90% от енергията се губи с екскременти и дишане. Освен това фитофагите изяждат само около 10% от растителната биомаса, останалата част попълва запасите от детрит и след това се унищожава от разложителите. Следователно вторичното биологично производство е 20-50 пъти по-малко от първичното.

Ориз. Основни видове екосистеми

Хранителната верига има специфична структура. Включва производители, консуматори (от първи, втори ред и др.) и разложители. Повече за потребителите ще бъде обсъдено в статията. За да разберем задълбочено кои са потребителите от 1-ви ред, 2-ри и по-нататък, първо разгледаме накратко структурата на хранителната верига.

Структурата на хранителната верига

Следващото звено във веригата и съответно нивото на хранителната пирамида са консуматори (от няколко реда). Това е името на организмите, които производителите консумират като храна. Те ще бъдат разгледани подробно по-долу.

И накрая, разложителите - последното ниво на хранителната пирамида, последното звено във веригата - организмите "подредени". Той е неразделен и много важен компонент на екосистемата. Те обработват и разлагат високомолекулни органични съединения до неорганични, които след това се използват повторно от автотрофи. Повечето от тях са организми с доста малки размери: насекоми, червеи, микроорганизми и др.

Кои са потребителите

Както бе споменато по-горе, потребителите са разположени на второто ниво на хранителната пирамида. Тези организми, за разлика от продуцентите, нямат способността за фото- и хемосинтеза (последната се разбира като процес на получаване от археи и бактерии на енергията, необходима за синтеза на органични вещества от въглероден диоксид). Следователно те трябва да се хранят с други организми - тези, които имат такава способност, или техния собствен вид - други консуматори.

Животни - консуматори от 1-ви ред

Тази връзка в хранителната верига включва хетеротрофи, които за разлика от разложителите не са способни да разлагат органични вещества до неорганични. Така наречените първични консуматори (1-ви ред) са тези, които се захранват директно от самите производители на биомаса, тоест от производителите. Това са предимно тревопасни животни - т. нар. фитофаги.

Тази група включва както гигантски бозайници, като слонове, така и дребни насекоми - скакалци, листни въшки и др. Не е трудно да се дадат примери за консуматори от 1-ви ред. Това са почти всички животни, отглеждани от човека в селското стопанство: говеда, коне, зайци, овце.

От дивите животни бобърът принадлежи към фитофагите. Както знаете, той използва стволовете на дърветата, за да строи язовири, и яде клоните им. Някои видове риби, като бял амур, също принадлежат към тревопасните.

Растенията са консуматори от първи ред

Обобщавайки, можем да направим следното заключение: консуматорите са организми, които се хранят с растения.

Потребители от втори ред и извън него

На свой ред консуматори от 3-ти ред - тези, които ядат консуматори от предишния ред, тоест по-големи хищници, 4-ти - тези, които ядат консуматори от третия. Над четвъртото ниво хранителната пирамида по правило не съществува, тъй като загубите на енергия от организма производител към консуматора на предишните нива са доста големи. В крайна сметка те са неизбежни на всяко от неговите нива.

Също така често е трудно да се направи ясна граница между потребителите на определени поръчки, а понякога и невъзможно. В крайна сметка някои животни са едновременно консуматори на различни нива.

Също така много от тях са всеядни, например мечка, тоест консуматори от първи и втори ред едновременно. Същото се отнася и за човек, който е всеяден, въпреки че поради различни възгледи, традиции или условия на живот например може да яде храна само от растителен произход.