растителен материал (например нектар) → муха → паяк → землеройка → бухал

Сок от розов храст → листни въшки → калинка → паяк → насекомоядна птица → граблива птица

Разложители и детритофаги (детритни хранителни вериги)

Има два основни типа хранителни вериги, пасищни и детритни. По-горе бяха примери за пасищни вериги, в които първото трофично ниво е заето от зелени растения, второто от пасищни животни, а третото от хищници.Телата на мъртвите растения и животни все още съдържат енергия и "строителен материал", както и екскреции за цял живот, като урина и изпражнения. Тези органични материали се разлагат от микроорганизми, а именно гъбички и бактерии, живеещи като сапрофити върху органични остатъци. Такива организми се наричат разложители. Те отделят храносмилателни ензими върху мъртвите тела или отпадните продукти и абсорбират продуктите от тяхното храносмилане. Скоростта на разлагане може да варира. Органичните вещества от урината, изпражненията и животинските трупове се консумират за няколко седмици, докато падналите дървета и клони могат да отнеме много години, за да се разлагат. Много съществена роля в разграждането на дървесината (и други растителни остатъци) играят гъбичките, които отделят ензима целулоза, който омекотява дървесината и това позволява на малките животни да проникнат и усвоят омекотения материал.

Парчетата от частично разложен материал се наричат ​​детрит и много малки животни (детритоядни) се хранят с тях, ускорявайки процеса на разлагане. Тъй като в този процес участват както истински разложители (гъбички и бактерии), така и детритофаги (животни), и двете понякога се наричат ​​разложители, въпреки че в действителност този термин се отнася само за сапрофитни организми.

По-големите организми от своя страна могат да се хранят с детритофаги и след това се създава друг тип хранителна верига - верига, започваща с детрит:

Детрит → хранилка за детрит → хищник

Детритофагите на горските и крайбрежните съобщества включват земен червей, дървесни въшки, ларва на мърша (гора), полихета, пурпур, морска краставица (крайбрежна зона).

Ето две типични хранителни вериги за детрит в нашите гори:

Листна постеля → Червей → Черен кос → Ястреб врабец

Мъртво животно → Ларви на мърша → Обикновена жаба → Обикновена тревна змия

Някои типични детритояди са земни червеи, въшки, двуноги и по-малки (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

хранителни мрежи

В диаграмите на хранителната верига всеки организъм е представен като хранещ се с други организми от същия тип.Истинските хранителни вериги в една екосистема обаче са много по-сложни, тъй като животното може да се храни с различни видове организми от една и съща хранителна верига или дори от различни хранителни вериги. Това важи особено за хищници от горните трофични нива. Някои животни се хранят както с други животни, така и с растения; те се наричат ​​всеядни (по-специално такъв е човекът). В действителност хранителните вериги са преплетени по такъв начин, че се образува хранителна (трофична) мрежа. Диаграмата на хранителната мрежа може да покаже само няколко от многото възможни връзки и обикновено включва само един или двама хищници от всяко от горните трофични нива. Такива диаграми илюстрират хранителните взаимоотношения между организмите в една екосистема и служат като основа за количествено изследване на екологичните пирамиди и продуктивността на екосистемите.

екологични пирамиди.

Пирамиди от числа.

За да се изследват връзките между организмите в една екосистема и да се представят графично тези взаимоотношения, е по-удобно да се използват не диаграми на хранителна мрежа, а екологични пирамиди. В този случай първо се изчислява броят на различните организми на дадена територия, като се групират според трофичните нива. След такива изчисления става очевидно, че броят на животните прогресивно намалява по време на прехода от второто трофично ниво към следващото. Броят на растенията от първо трофично ниво също често надвишава броя на животните, които съставляват второто ниво. Това може да бъде показано като пирамида от числа.

За удобство броят на организмите на дадено трофично ниво може да бъде представен като правоъгълник, чиято дължина (или площ) е пропорционална на броя на организмите, живеещи в дадена област (или в даден обем, ако е водна екосистема). Фигурата показва пирамида от числа, отразяващи реалната ситуация в природата. Хищниците, разположени на най-високото трофично ниво, се наричат ​​терминални хищници.

Четвърто трофично ниво Третични потребители

Трето трофично ниво Вторични консуматори

Второ трофично ниво Първични потребители

Първи трофични Първични производители

ниво

Пирамиди от биомаса.

Неудобството, свързано с използването на популационни пирамиди, може да бъде избегнато чрез изграждане пирамиди от биомаса, които отчитат общата маса на организмите (биомаса) на всяко трофично ниво. Определянето на биомасата включва не само броене на броя, но и претегляне на отделни индивиди, така че това е по-трудоемък процес, изискващ повече време и специално оборудване. По този начин правоъгълниците в пирамидите на биомасата представляват масата на организмите от всяко трофично ниво на единица площ или обем.

При вземане на проби - с други думи, в даден момент от време - винаги се определя така наречената растяща биомаса или стояща култура. Важно е да се разбере, че тази стойност не съдържа никаква информация за скоростта на образуване (производителност) на биомаса или нейното потребление; В противен случай може да възникнат грешки по две причини:

1. Ако скоростта на потребление на биомаса (загуба поради изяждане) приблизително съответства на скоростта на нейното образуване, тогава стоящата култура не показва непременно продуктивност, т.е. за количеството енергия и материя, преминаващи от едно трофично ниво на друго за даден период от време, например за една година. Например, на плодородни, интензивно използвани пасища, добивът на стоящи треви може да бъде по-нисък, а производителността по-висока, отколкото на по-малко плодородно, но малко използвано за паша.

2. Производителите с малки размери, като водораслите, се характеризират с висока скорост на обновяване, т.е. висока скорост на растеж и размножаване, балансирана от интензивната им консумация за храна от други организми и естествена смърт. По този начин, въпреки че стоящата биомаса може да е малка в сравнение с големите производители (напр. дървета), производителността може да не е по-малка, тъй като дърветата натрупват биомаса за дълъг период от време. С други думи, фитопланктонът със същата производителност като дървото ще има много по-ниска биомаса, въпреки че може да поддържа същата маса животни. Като цяло популациите от големи и дълголетни растения и животни имат по-бавна скорост на обновяване в сравнение с малки и краткотрайни и натрупват материя и енергия за по-дълго време. Зоопланктонът има по-висока биомаса от фитопланктона, с който се хранят. Това е типично за планктонните съобщества в езерата и моретата през определени периоди от годината; биомасата на фитопланктона надвишава биомасата на зоопланктона по време на пролетния "цъфтеж", но в други периоди е възможно обратното съотношение. Такива привидни аномалии могат да бъдат избегнати чрез използване на пирамиди от енергия.

В екологията за анализ на система се избира елементарна структурна единица като обект на изследване, която се подлага на цялостно изследване. Необходимо условие за изграждане на структурна единица е тя да запази всички свойства на системата.

Понятието „система“ означава съвкупност от взаимосвързани, взаимно влиятелни, взаимозависими компоненти, които не се срещат случайно заедно, а образуват едно цяло.

За естествените екосистеми за обект на изследване се приема биогеоценозата, чиято структурна схема е показана на фиг.1.

Фиг. 1. Схема на биогеоценоза (екосистема), според В. Н. Сукачев

В съответствие със структурната схема биогеоценозата включва два основни блока:

биотоп -съвкупност от абиотични фактори на околната среда или целия комплекс от фактори на неживата природа;

(екотоп е термин, близък до биотоп, но с акцент върху външни за общността фактори на околната среда, не само абиотични, но и биотични)

биоценоза -колекция от живи организми.

биотоп, от своя страна се състои от набор от климатични (климатотоп) и почвата (едафотоп) и хидроложки (хидротоп) фактори на околната среда.

Биоценоза включва растителни съобщества (фитоценоза ), животни (зооценоза) и микроорганизми (микробоценоза ).

Стрелките на фиг. 1 показват каналите за предаване на информация между различните компоненти на биогеоценозата.

Едно от най-важните свойства на биогеоценозата е взаимовръзка и взаимозависимост на всички негови компоненти.

Съвсем ясно е, че климатът изцяло определя състоянието и режима на почвените и земните фактори, създава местообитание за живи организми.

От своя страна почвата до известна степен определя климатичните особености (например нейната отразяваща способност (албедо) и следователно затоплянето и влажността на въздуха зависят от цвета на повърхността на почвата), а също така засяга животни, растения и микроорганизми.

Всички живи организми са тясно свързани помежду си чрез различни хранителни, пространствени или екологични взаимоотношения, като един за друг са или източник на храна, или местообитание, или фактор на смъртност.

Особено важна е ролята на микроорганизмите (предимно бактериите) в процесите на почвообразуване, минерализация на органичните вещества и често действащи като патогени на болести по растенията и животните.

2.2. Функционална организация на екосистемите.

Основната функция на екосистемите е да поддържат циркулацията на вещества в биосферата, която се основава на хранителните взаимоотношения на видовете.

Въпреки огромното разнообразие от видове, които съставляват различни общности, всяка екосистема задължително включва представители на три функционални групи организми - производители, консуматори и разложители.

По-голямата част от биогеоценозите се основават на производители (производители) - те са автотрофни организми (от гръцки "авто" - себе си и "трофо" - храна) , които имат способността да синтезират органични вещества от неорганични, използвайки слънчева енергия или енергията на химичните връзки.

В зависимост от използвания източник на енергия се разграничават два вида организми: фотоавтотрофи и хемоавтотрофи.

Фотоавтотрофите са организми, които, използвайки слънчева енергия, са в състояние да създават органични вещества в процеса на фотосинтеза.

Фотоавтотрофните организми са растения, както и синьо-зелени водорасли (цианобактерии).

Въпреки това, не всички растения са производители, например:

някои гъби (шапка, плесен), както и някои цъфтящи видове (например поделник), които не съдържат хлорофил, не са способни на фотосинтеза и следователно се хранят с готови органични вещества.

Хемоавтотрофите са организми, които използват енергията на химичните връзки като енергиен източник за образуване на органични вещества.

Хемоавтотрофните организми включват: водород, нитрифициращи бактерии, железни бактерии и др.

Групата хемоавтотрофни организми не е многобройна и не играе основна роля в биосферата.

Само производителите (производителите) са в състояние да произвеждат за себе си богата на енергия храна, т.е. се самохранят. Освен това те пряко или косвено осигуряват хранителни вещества на консуматорите и разложителите.

Потребители (потребители) - те са хетеротрофни организми (от гръцки "хетеро" - различен) , които използват жива органична материя като храна за получаване и съхраняване на енергия.

Основният източник на енергия за хетеротрофните организми е енергията, освободена при разцепването на химичните връзки на органичните вещества, създадени от автотрофните организми.

По този начин хетеротрофите са изцяло зависими от автотрофите.

В зависимост от източниците на захранване има:

Консуматори от първи ред (фитофаги) са тревопасни организми, които се хранят с различни видове растителна храна (производители).

Примери за първични потребители са:

птиците ядат семена, пъпки и листа;

елените и зайците се хранят с клони и листа;

скакалците и много други видове насекоми ядат всички части на растенията;

във водните екосистеми зоопланктонът (малки животни, които се движат главно с потока на водата) се хранят с фитопланктон (микроскопични, обикновено едноклетъчни водорасли).

Консуматори от втори ред (зоофаги) са месоядни организми, които се хранят изключително с тревопасни организми (фитофаги).

Примери за вторични потребители са:

насекомоядни бозайници, птици и паяци, които ядат насекоми;

чайки, които ядат миди и раци;

лисици, които ядат зайци;

риба тон, хранеща се с херинга и аншоа.

Консуматори от трети ред са хищници, които се хранят само с месоядни организми.

Примери за третични потребители са:

ястреб или сокол, хранещи се със змии и хермелини;

акули, които се хранят с други риби.

Среща потребители от четвърти и по-висок порядък.

Освен това има много видове със смесен тип храна :

когато човек яде плодове и зеленчуци, той е консуматор от първи ред;

когато човек яде месото на тревопасно, той е вторичен консуматор;

когато човек яде риба, която се храни с други животни, които от своя страна ядат водорасли, тогава човек действа като консуматор от трети порядък.

Еврифагите са всеядни организми, които се хранят както с растителна, така и с животинска храна.

Например: прасета, плъхове, лисици, хлебарки и хора.

разложители (разрушители)са хетеротрофни организми, които се хранят с мъртва органична материя и я минерализират до прости неорганични съединения.

Има два основни типа редуктори: детритофаги и деструктори.

Детритоядите са организми, които директно консумират мъртви растителни и животински остатъци (детрит).

Детритофагите включват: чакали, лешояди, раци, термити, мравки, земни червеи, стоножки и др.

Деструкторите са организми, които разграждат сложни органични съединения от мъртва материя до по-прости неорганични вещества, които след това се използват от производителите.

Основните деструктори са: бактерии и гъбички.

В същото време бактериите участват в разграждането на животинските остатъци, тъй като са склонни към субстрати с леко алкална реакция.

А гъбите, напротив, предпочитат слабо кисели субстрати, така че те участват главно в разграждането на растителните остатъци.

По този начин, всеки жив организъм в биогеоценозата изпълнява определена функция, т.е. заема определена екологична ниша в сложна система от екологични взаимоотношения с други организми и фактори от нежива природа.

Така например в различни части на света и в различни територии има систематично различни, но екологично сходни видове, които изпълняват едни и същи функции в своите биогеоценози:

Тревисто-горската растителност на Австралия по видовия състав се различава значително от растителността на сходен климатичен район в Европа или Азия, но като производители в своите биогеоценози изпълняват същите функции, т.е. заемат по принцип едни и същи екологични ниши;

антилопите в саваните на Африка, бизоните в прериите на Америка, кенгурата в саваните на Австралия, като консуматори от първи ред, изпълняват същите функции, т.е. заемат сходни екологични ниши в своите биогеоценози.

В същото време видовете, които са системно близки, заселвайки се един до друг в една и съща биогеоценоза, изпълняват неравностойни функции, т.е. заемат различни екологични ниши:

два вида водни буболечки в един и същи резервоар играят различна роля: единият вид води хищнически начин на живот и е третичен консуматор, докато другият се храни с мъртви и разлагащи се организми и е разложител. Това води до намаляване на конкурентното напрежение между тях.

Освен това един и същи вид в различни периоди от своето развитие може да изпълнява различни функции, т.е. заемат различни екологични ниши:

поповата лъжица се храни с растителна храна и е основен консуматор, а възрастната жаба, типичен хищник, е консуматор от втори ред;

сред водораслите има видове, които функционират или като автотрофи, или като хетеротрофи. В резултат на това в определени периоди от живота си те изпълняват различни функции и заемат определени екологични ниши.

Първични потребители

Първичните консуматори се хранят с първични производители, тоест те са тревопасни. 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

Продуценти, консуматори и разложители в структурата на биологичните съобщества

Според функционалната класификация на живите организми те са разделени на три основни групи:

1. производители,
2. потребители,
3. разложители.

Първите произвеждат органични вещества от неорганични, вторите ги подлагат на различни трансформации, миграция, концентриране и др., а третите ги разрушават в процеса на минерализация, за да образуват най-простите неорганични съединения. Нека разгледаме ролята на тези групи организми в циркулацията на веществата по-подробно.

Производители

Групата производители включва автотрофи(фототрофите са предимно растения, а хемотрофите са предимно някои бактерии). В земните екосистеми производителите са доминиращи по отношение на маса, изобилие (не винаги) и енергийна роля в екосистемите. Във водните екосистеми те може да не доминират по отношение на биомасата, но остават доминиращи по отношение на изобилието и ролята в общността.

Резултатът от дейността на производителите в екосистемите е бруто биологично производство - общото или общото производство на индивиди, общности, екосистеми или биосферата като цяло, включително разходите за дишане. Ако изключим потреблението на енергия за осигуряване на жизнената дейност на самите производители, тогава остава чисто първично производство. По сушата тя е 110-120 млрд. т сухо вещество, а морето 50-60 млрд. т. Първичната брутна продукция е два пъти повече.

Размерът на брутната (и нетната) първична продукция на екосистемите и биосферата като цяло се определя от проективното покритие на територията от производителите (максимум - до 100% в горите и дори повече, тъй като има наслояване, а някои производителите са под навеса на други), и ефективността на фотосинтезата, която е много ниска. За образуването на биомаса се използва само около 1% от слънчевата енергия, получена на повърхността на растителен организъм, обикновено много по-малко.

Потребители

Храни за потребителите са производители (за консуматори от първа поръчка) или други потребители (за потребители от втора и следващите поръчки). Разделянето на потребителите на поръчки понякога среща известни трудности, когато например съставът на храна от всякакъв вид включва както растителна храна, така и животинска храна, а потребителите, получени от тях, могат сами да принадлежат към различни поръчки. Въпреки това, във всеки даден момент от време всеки потребител принадлежи към добре дефинирана поръчка.

В различните екосистеми потребителите отчитат различни количества преработени първични продукти. Така че в горските съобщества потребителите консумират общо от 1% до 10% от нетната първична продукция на растения, рядко повече. Останалата част от органичната материя пада поради смъртта на растенията и техните части (например паднали листа), а също така частично се консумира от консуматорите (детритна хранителна верига), частично се обработва от разложители. В открити тревисти съобщества (ливади, степи, пасища) потребителите могат да консумират до 50% от биомасата на живите растения (обикновено много по-малко). Подобни показатели са характерни за крайбрежните съобщества на океаните (където макрофитните водорасли служат като производители) и сладководни екосистеми. В пелагичните океански съобщества, базирани на фитопланктон, до 90% от биомасата, образувана от производителите, се консумира от потребителите.

Забележка 1

Асимилираният потребителски продукт е изядената храна минус органичната материя на екскрементите. От своя страна, нетната продукция на потребител от всяко ниво е усвоената нетна продукция минус разходите за дишане.

разложители

Редукторите (редукторите) са неразделна част от всяка екосистема. Те унищожават високомолекулните органични вещества от мъртвите организми и използват енергията, освободена в процеса, за собствения си живот, докато минералните вещества се връщат в биотичния цикъл, които след това се използват повторно от производителите. По правило разложителите са с малки размери. Понякога се разграничава група от така наречените макроредуктори, включващи всички относително големи консуматори на мъртва органична материя, които са част от хранителната верига на детрит. С това разбиране много безгръбначни – насекоми, червеи и др. се считат за разложители.

Преносът на енергия чрез изяждане на живи организми един на друг се нарича хранителна верига. Това са специфичните взаимоотношения на растения, гъби, животни, микроорганизми, които осигуряват циркулацията на веществата в природата. Нарича се още трофична верига.

структура

Всички организми се хранят, т.е. получават енергия, която осигурява жизнените процеси. Системата на трофичната верига се формира от връзки. Връзка в хранителната верига е група от живи организми, свързани със съседната група чрез връзката "храна - консуматор". Някои организми са храна за други организми, които от своя страна също са храна за трета група организми.
Има три вида връзки:

• производители - автотрофи;
• потребители - хетеротрофи;
• разложители (деструктори) - сапротрофи.

Ориз. 1. Връзки на хранителната верига.

Една верига включва и трите брънки. Потребителите могат да бъдат няколко (потребители от първи, втори ред и т.н.). Основата на веригата могат да бъдат производители или разложители.

Производителите включват растения, които превръщат органичните вещества с помощта на светлина в органични вещества, които, когато се изядат от растенията, влизат в тялото на потребител от първи ред. Основната характеристика на консуматора е хетеротрофността. В същото време потребителите могат да консумират както живи организми, така и мъртви (мърша).
Примери за потребители:

• тревопасни животни - заек, крава, мишка;
• хищни - леопард, бухал, морж;
• чистачи - лешояд, тасманийски дявол, чакал.

Някои потребители, включително хората, заемат междинна позиция, като са всеядни. Такива животни могат да действат като консуматори от първи, втори и дори трети ред. Например, мечка се храни с плодове и дребни гризачи; в същото време е консуматор от първа и втора поръчка.

Редукторите включват:

• гъби;
• бактерии;
• протозои;
• червеи;
• ларви на насекоми.

Ориз. 2. Редуктори.

Разложителите се хранят с остатъците от живи организми и техните метаболитни продукти, връщайки в почвата неорганични вещества, които се консумират от производителите.

Видове

Хранителните вериги могат да бъдат два вида:

ТОП 4 статиикойто чете заедно с това

• паша (верига от паша);
• детрит (верига на разлагане).

Пасищните вериги са характерни за ливади, полета, морета и водоеми. Началото на веригата на паша са автотрофните организми - фотосинтезиращи растения.
Освен това връзките на веригата са подредени, както следва:

• консуматори от първи ред - тревопасни животни;
• консуматори от втори ред - хищници;
• консуматори от трети порядък - по-големи хищници;
• разложители.

В морските и океанските екосистеми пасищните вериги са по-дълги, отколкото на сушата. Те могат да включват до пет поръчки на потребителите. Основата на морските вериги е фотосинтетичният фитопланктон.
Следните връзки формират няколко потребители:

• зоопланктон (ракообразни);
• дребни риби (шпори);
• големи хищни риби (херинга);
• големи хищни бозайници (тюлени);
• топ хищници (косатки);
• разложители.

Детритните вериги са характерни за горите и саваните. Веригата започва с разложители, които се хранят с органични остатъци (детрит) и се наричат ​​детриофаги. Те включват микроорганизми, насекоми, червеи. Всички тези живи организми стават храна за хищници от по-висок порядък, например птици, таралежи, гущери.

Примери за хранителни вериги от два вида:

• пасище : детелина - заек - лисица - микроорганизми;
• детрит : детрит - ларви на мухи - жаба - змия - ястреб - микроорганизми.

Ориз. 3. Пример за хранителна верига.

Върхът на хранителната верига винаги е зает от хищник, който е консуматор от последния ред в неговия ареал. Броят на върховите хищници не се регулира от други хищници и зависи само от външни фактори на околната среда. Примери са китове убийци, варани, големи акули.

Какво научихме?

Разбрахме какви са хранителните вериги в природата и как са разположени връзките в тях. Всички живи организми на Земята са свързани помежду си с хранителни вериги, чрез които се пренася енергия. Самите автотрофи произвеждат хранителни вещества и са храна за хетеротрофите, които, когато умират, се превръщат в среда за размножаване на сапротрофи. Разложителите могат също да станат храна за потребителите и да произвеждат хранителна среда за производителите, без да прекъсват хранителната верига.

Тематична викторина

Доклад за оценка

Среден рейтинг: 4.6. Общо получени оценки: 120.