Основна умова існування екосистеми - це підтримання кругообігу речовин і перетворення енергії. Воно забезпечується завдяки трофічним (харчовим)зв'язків між видами, що належать до різних функціональних груп. Саме на основі цих зв'язків органічні речовини, синтезовані продуцентами з мінеральних речовин із поглинанням сонячної енергії, передаються консументам та зазнають хімічних перетворень. Внаслідок життєдіяльності переважно редуцентів атоми основних біогенних хімічних елементівпереходять з органічних речовин в неорганічні (2, NH3, H2S, H2O). Потім неорганічні речовинивикористовуються продуцентами для створення нових органічних речовин. А вони знову за допомогою продуцентів залучаються до кругообігу. Якби ці речовини не використовувалися багаторазово, життя на Землі було б неможливим. Адже запаси речовин, що поглинаються продуцентами, у природі не безмежні. Для здійснення повноцінного кругообігу речовин в екосистемі повинні бути в наявності всі три функціональні групиорганізмів. І між ними має відбуватися постійна взаємодія у вигляді трофічних зв'язків з утворенням трофічних (харчових) ланцюгів або ланцюгів живлення.
Ланцюг живлення (харчовий ланцюг) - послідовність організмів, в якій відбувається поетапне перенесення речовини та енергії від джерела (попередньої ланки) до споживача (наступної ланки).
При цьому один організм може поїдати інший, харчуватися його відмерлими залишками чи продуктами життєдіяльності. Залежно від виду вихідного джерела речовини та енергії ланцюга живлення поділяють на два типи: пасовищні (ланцюги виїдання) та детрітні (ланцюги розкладання).
Пасовищні ланцюги (ланцюги виїдання)- харчові ланцюги, які починаються з продуцентів та включають консументи різних порядків. У загальному виглядіпасовищний ланцюг можна показати наступною схемою:
Продуценти -> Консументи І порядку -> Консументи ІІ порядку -> Консументи IIIпорядку
Наприклад: 1) харчовий ланцюг луки: конюшина лучна - метелик - жаба - змія; 2) харчова ланцюг водойми: хламідомонада - дафнія - піскар - судак. Стрілки у схемі показують напрямок перенесення речовини та енергії в ланцюги живлення.
Кожен організм у ланцюзі живлення належить до певного трофічного рівня.
Трофічний рівень - сукупність організмів, які в залежності від способу їх харчування та виду корму становлять певну ланку харчового ланцюга.
Трофічні рівні прийнято нумерувати. Перший трофічний рівень становлять автотрофні організми - рослини (продуценти), на другому трофічному рівні знаходяться рослиноїдні тварини (консументи I порядку), на третьому та наступних рівнях - м'ясоїдні тварини (консументи II, III і т. д. порядків).
У природі багато організмів харчуються не одним, а кількома видами корму. Отже, будь-який організм може перебувати на різних трофічних рівнях в одному і тому ж харчовому ланцюзі залежно від характеру корму. Наприклад, яструб, харчуючись мишами, займає третій трофічний рівень, а поїдаючи змій четвертий. Крім того, той самий організм може бути ланкою різних харчових ланцюгів, зв'язуючи їх між собою. Так, яструб може з'їсти ящірку, зайця чи змію, що входять до складу різних ланцюгів харчування.
У природі пасовищні ланцюги у чистому вигляді не зустрічаються. Вони пов'язані між собою загальними харчовими ланкамиі утворюють харчову мережу, або мережа харчування. Її наявність в екосистемі сприяє виживанню організмів за нестачі певного видукорми завдяки можливості використовувати інший корм. І чим ширше видова різноманітністьособин в екосистемі, тим більше харчових ланцюгів у складі харчової мережі і тим стійкіша екосистема. Випадання однієї ланки з ланцюга живлення не порушить усієї екосистеми, оскільки можуть бути використані джерела живлення з інших харчових кіл.
Детритні ланцюги (ланцюги розкладання)- харчові ланцюги, які починаються з детриту, включають детрітофаги та редуценти і закінчуються мінеральними речовинами. У детритних ланцюгах відбувається перенесення речовини та енергії детриту між детритофагами та редуцентами через продукти їх життєдіяльності.
Наприклад: загиблий птах - личинки мух - цвілеві гриби- бактерії - мінеральні речовини. Якщо детрит не вимагає механічного руйнування, він відразу перетворюється на перегній з наступною мінералізацією.
Завдяки детритним ланцюгам у природі замикається кругообіг речовин. Відмерлі органічні речовини в детритных ланцюгах перетворюються на мінеральні, які у середу, та якщо з неї поглинаються рослинами (продуцентами).
Пасовищні ланцюги переважно розташовуються у надземних, а ланцюги розкладання – у підземних ярусах екосистем. Взаємозв'язок пасовищних ланцюгів з детритними здійснюється через детрит, що у грунт. Детритні ланцюги пов'язані з пасовищними через мінеральні речовини, що витягуються з ґрунту продуцентами. Завдяки взаємозв'язку пасовищних та детритних ланцюгів в екосистемі формується складна харчова мережа, що забезпечує сталість процесів перетворення речовини та енергії.
Екологічні піраміди
Процес перетворення речовини та енергії у пасовищних ланцюгах має певні закономірності. На кожному трофічному рівні пасовищного ланцюга не вся з'їдена біомаса йде на утворення біомаси консументів цього рівня. Значна її частина витрачається на процеси життєдіяльності організмів: рух, розмноження, підтримання температури тіла тощо. буд. Крім того, частина корму не засвоюється і у вигляді продуктів життєдіяльності потрапляє до навколишнє середовище. Іншими словами, більша частинаречовини і що міститься в ньому енергії при переході від одного трофічного рівня до іншого втрачається. Відсоток засвоюваності сильно варіює і залежить від складу їжі та біологічних особливостейорганізмів. Численні дослідження показали, що на кожному трофічному рівні харчового ланцюга втрачається в середньому близько 90% енергії, і лише 10% переходить на наступний рівень. Американський еколог Р. Ліндеман у 1942 р. сформулював цю закономірність як правило 10%. Використовуючи це правило, можна розрахувати кількість енергії на будь-якому трофічному рівні ланцюга живлення, якщо його показник відомий на одному з них. З деяким ступенем припущення це правило використовують і визначення переходу біомаси між трофічними рівнями.
Якщо кожному трофічному рівні харчової ланцюга визначити число особин, чи його біомасу, чи кількість ув'язненої у ній енергії, стане очевидним зменшення цих величин у міру просування до кінця ланцюга харчування. Цю закономірність вперше встановив англійський еколог Ч. Елтон у 1927 р. Він назвав її правилом екологічної пірамідиі запропонував графічно висловлювати. Якщо будь-яку з вищезгаданих характеристик трофічних рівнів зобразити у вигляді прямокутників з однаковим масштабом і розташувати їх один над одним, то вийде екологічна піраміда.
Відомі три типи екологічних пірамід. Піраміда чиселвідбиває чисельність особин у кожному ланці харчової ланцюга. Однак у екосистемі другий трофічний рівень ( консументи I порядку) чисельно може бути багатшим за перший трофічний рівень ( продуцентів). І тут виходить перевернута піраміда чисел. Це участю у таких пірамідах особин, не рівноцінних за розмірами. Прикладом може служити піраміда чисел, що складається з листяного дерева, комах, листогризучих, дрібних комахоїдних і великих хижих птахів. Піраміда біомасивідображає кількість органічної речовини, накопиченої на кожному трофічному рівні харчового ланцюга. Піраміда біомаси у наземних екосистемах правильна. А в піраміді біомаси для водних екосистем біомаса другого трофічного рівня, як правило, більше за біомасу першого при визначенні її в конкретний момент. Але оскільки водні продуценти (фітопланктон) мають високу швидкість утворення продукції, то зрештою їхня біомаса за сезон все одно буде більшою за біомасу консументів I порядку. А це означає, що у водних екосистемах також дотримується правила екологічної піраміди. Піраміда енергіївідбиває закономірності витрати енергії різних трофічних рівнях.
Таким чином, запас речовини та енергії, накопичений рослинами в пасовищних харчових ланцюгах, швидко витрачається (виїдається), тому ці ланцюги не можуть бути довгими. Зазвичай, вони включають від трьох до п'яти трофічних рівнів.
В екосистемі продуценти, консументи та редуценти пов'язані трофічними зв'язками та утворюють ланцюги живлення: пасовищні та детрітні. У пасовищних ланцюгах діє правило 10% і правило екологічної піраміди. Можна побудувати три типи екологічних пірамід: чисел, біомаси та енергії.
Вступ
Яскравий приклад ланцюга живлення:
Класифікація живих організмів щодо участі у кругообігу речовин
У будь-якому ланцюзі живлення бере участь 3 групи живих організмів:
Продуценти (виробники) | Консументи (споживачі) | Редуценти (руйнівники) |
Автотрофні живі організми, що синтезують органічну речовину з мінеральної з використанням енергії (рослин). | Гетеротрофні живі організми, які споживають (поїдають, переробляють і т.п.) живу органічну речовину і передають енергію, що міститься в ньому, харчовими ланцюжками. | Гетеротрофні живі організми, що руйнують (переробляють) відмерлу органічну речовину будь-якого походження до мінерального. |
Зв'язки між організмами в ланцюзі живлення
Ланцюг живлення, яким би він не був, створює тісні зв'язкиміж різноманітними об'єктами як живої природи, і неживої. І розрив будь-якої її ланки може призвести до плачевних результатів і дисбалансу в природі. Найважливішим і найвід'ємнішим компонентом будь-якого ланцюга живлення є сонячна енергія. Не буде її – не буде життя. При переміщенні ланцюгом харчування ця енергія переробляється, і кожен з організмів робить її своєю власною, передаючи наступній ланці лише 10%.
Вмираючи, організм потрапляє в інші схожі ланцюжки харчування, і таким чином кругообіг речовин триває. Всі організми можуть спокійно виходити з одних ланцюжків харчування та переходити до інших.
Роль природних зон у кругообігу речовин
Звісно, організми, що у однієї й тієї ж природної зоні, створюють друг з одним свої особливі ланцюжка харчування, які можуть повторитися у будь-якій інший зоні. Так, ланцюг живлення степової зони, наприклад, складається з великої різноманітностітрав та тварин. Дерева ланцюг харчування в степу практично не включає, так як їх або дуже мало, або вони низькорослі. А щодо тваринного світу, то тут переважають парнокопитні, гризуни, соколи (яструби та інші подібні пернаті) і різноманітні комахи.
Класифікація ланцюгів живлення
Принцип екологічних пірамід
Якщо розглядати саме ланцюга, що починаються з рослин, то весь кругообіг речовин в них походить від фотосинтезу, в процесі якого поглинається сонячна енергія. Більшість цієї енергії рослини витрачають на свою життєдіяльність, і лише 10% переходить до наступної ланки. У результаті кожному наступному живому організму потрібно дедалі більше істот (об'єктів) попередньої ланки. Це добре показують екологічні піраміди, які найчастіше використовуються з цією метою. Вони бувають пірамідами маси, кількості та енергії.
В екосистемах продуценти, консументи та редуценти об'єднані складними процесами перенесення речовин та енергії, що міститься в їжі, створеній переважно рослинами.
Перенесення потенційної енергії їжі, створеної рослинами, через ряд організмів шляхом поїдання одних видів іншими називається трофічним (харчовим) ланцюгом, а кожна її ланка називається трофічним рівнем.
Всі організми, що користуються одним типом їжі, належать до одного трофічного рівня.
На рис.4. представлена схема трофічного ланцюга.
Рис.4. Схема харчового кола.
Рис.4. Схема харчового кола.
Перший трофічний рівень утворюють продуценти (зелені рослини), які акумулюють сонячну енергію та створюють органічні речовини у процесі фотосинтезу.
При цьому більше половини енергії, запасеної в органічних речовинах, витрачається в процесах життєдіяльності рослин, перетворюючись при цьому на тепло і розсіюючись у просторі, а решта надходить у харчові ланцюги і може бути використана гетеротрофними організмами наступних трофічних рівнів при харчуванні.
Другий трофічний рівень утворюють консументи 1-го порядку - це рослиноїдні організми (фітофаги), які харчуються продуцентами.
Консументи першого порядку більшу частину енергії, що міститься в їжі, витрачають на забезпечення своїх життєвих процесів, а решту енергії використовують на побудову власного тіла, перетворюючи цим рослинні тканини на тварини.
Таким чином , консументи 1-го порядку здійснюють Перший, важливий етап трансформації органічної речовини, синтезованої продуцентами.
Первинні консументи можуть бути джерелом живлення для консументів 2-го порядку.
Третій трофічний рівень утворюють консументи 2-го порядку - це м'ясоїдні організми (зоофаги), які харчуються виключно рослиноїдними організмами (фітофагами).
Консументи 2-го порядку здійснюють другий етап трансформації органічної речовини у ланцюгах живлення.
Однак, хімічні речовини, з яких будуються тканини тварин організмів, досить однорідні і тому трансформація органічної речовини при переході з другого трофічного рівня консументів на третій не має такого принципового характеру, як при переході з першого трофічного рівня на другий, де відбувається перетворення рослинних тканин на тварини.
Вторинні консументи можуть бути джерелом живлення для консументів 3-го порядку.
Четвертий трофічний рівень утворюють консументи 3-го порядку - це м'ясоїдні тварини, які харчуються тільки м'ясоїдними організмами.
Останній рівень трофічного ланцюга займають редуценти (деструктори та детритофаги).
Редуценти-деструктори (бактерії, гриби, найпростіші) у процесі своєї життєдіяльності розкладають органічні залишки всіх трофічних рівнів продуцентів та консументів до мінеральних речовин, які знову повертаються до продуцентів.
Всі ланки трофічного ланцюга взаємопов'язані та взаємозалежні.
Між ними від першої до останньої ланки здійснюється передача речовин та енергії. Однак, необхідно зазначити, що при передачі енергії з одного трофічного рівня на інший відбувається її втрата. В результаті ланцюг живлення не може бути довгим і найчастіше складається з 4-6 ланок.
Проте, такі харчові ланцюги у вигляді у природі зазвичай зустрічаються, оскільки кожен організм має кілька джерел харчування, тобто. користується декількома типами їжі, і сам використовується як продукт харчування іншими численними організмами з одного і того ж трофічного ланцюга або навіть різних ланцюгів харчування.
Наприклад:
всеїдні організми споживають як продуцентів, і консументів, тобто. є одночасно консументами першого, другого, котрий іноді третього порядку;
комар, що живиться кров'ю людини та хижих тварин, знаходиться на дуже високому трофічному рівні. Але комарами харчується болотна рослина росичка, яка, таким чином, є продуцентом і консументом високого порядку.
Тому практично будь-який організм, що входить до складу одного трофічного ланцюга, одночасно може входити і до складу інших трофічних ланцюгів.
Таким чином, трофічні ланцюги можуть багаторазово розгалужуватися і переплітатися, утворюючи складні мережі харчування або трофічні (харчові) мережі , в яких чисельність та різноманітність харчових зв'язків виступає як важливий механізм підтримки цілісності та функціональної стійкості екосистем.
На рис.5. показано спрощену схему мережі живлення для наземної екосистеми.
Втручання людини в природні спільноти організмів шляхом навмисного чи ненавмисного усунення будь-якого виду часто має непередбачувані негативні наслідкита призводить до порушення стійкості екосистем.
Рис.5. Схема трофічної мережі.
Існує два основних типи трофічних ланцюгів:
пасовищні ланцюги (ланцюги виїдання або ланцюга споживання);
детрітні ланцюги (ланцюги розкладання).
Пасовищні ланцюги (ланцюги виїдання або ланцюги споживання) - це процеси синтезу та трансформації органічних речовин у трофічних ланцюгах.
Пасовищні ланцюги починаються з продуцентів. Живі рослини є фітофагами (консументами першого порядку), а самі фітофаги є їжею для м'ясоїдних тварин (консументів другого порядку), якими можуть харчуватися консументи третього порядку і т.д.
Приклади пасовищних ланцюгів для наземних екосистем:
3 ланки: осика → заєць → лисиця; рослина → вівця → людина.
4 ланки: рослини → коники → ящірки → яструб;
нектар квітки рослини → муха → комахоїдний птах →
хижий птах.
5 ланок: рослини → коники → жаби → змії → орел.
Приклади пасовищних ланцюгів для водних екосистем:→
3 ланки: фітопланктон → зоопланктон → риби;
5 ланок: фітопланктон → зоопланктон → риби → хижі риби →
хижі птахи.
Детритні ланцюги (ланцюги розкладання) – це процеси поетапної деструкції та мінералізації органічних речовин у трофічних ланцюгах.
Детритні ланцюги починаються з поетапного руйнування мертвої органічної речовини детрітофагами, які послідовно змінюють один одного відповідно до специфічного типу харчування.
На останніх стадіях деструкційних процесів функціонують редуценти-деструктори, які мінералізують залишки органічних сполук до простих неорганічних речовин, які знову використовуються продуцентами.
Наприклад, при розкладанні мертвої деревини послідовно змінюють один одного: жуки → дятли → мурахи та терміти → гриби-деструктори.
Детритні ланцюги найбільш поширені в лісах, де більша частина (близько 90%) щорічного приросту біомаси рослин не споживається безпосередньо рослиноїдними тваринами, а відмирає і потрапляє в ці ланцюги у вигляді листового опаду, піддаючись потім розкладу та мінералізації.
У водних екосистемах більшість речовини й енергії входить у пасовищні ланцюга, а наземних екосистемах найбільше значення мають детрітні ланцюга.
Таким чином, на рівні консументів відбувається поділ потоку органічної речовини за різними групами споживачів:
жива органічна речовина слідує за пасовищними ланцюгами;
мертва органічна речовина йде по детритним ланцюгам.
Будь-якій живій істоті на нашій планеті для нормального розвиткунеобхідне харчування. Харчування - це процес надходження енергії та необхідних хімічних елементів у живий організм. Джерелом харчування для одних тварин є інші рослини і тварини. Процес переходу енергії та поживних речовинвід одного живого організму до іншого відбувається шляхом поїдання одними іншими. Одні тварини та рослини є їжею для інших. Таким чином, енергія може передаватися через кілька ланок.
Сукупність всіх ланок у цьому називається ланцюгом живлення. Приклад харчового ланцюжка можна побачити в лісі, коли птах з'їсть черв'яка, а потім сам стане їжею для рисі.
Всі види живих організмів, залежно від того, яке місце вони займають, поділяються на три види:
- продуценти;
- консументи;
- редуценти.
Продуцентами є живі організми, які самостійно виробляють поживні речовини Наприклад, рослини чи водорості. Для вироблення органічних речовин продуценти можуть використовувати сонячне світлоабо прості неорганічні сполуки, такі як вуглекислий газабо сірководень. Такі організми називаються автотрофними. Автотрофи є першою ланкою будь-якого харчового ланцюжка і становлять її основу, а енергія, отримана цими організмами, підтримує кожну наступну ланку.
Консументи
Консументи це наступна ланка. Роль консументів виконують гетеротрофні організми, тобто ті, які не виробляють самостійно органічні речовини, а використовують інші організми. Консументи можна розділити на кілька рівнів. Наприклад, до першого рівня належать усі травоїдні тварини, деякі види мікроорганізмів, а також планктон. Гризуни, зайці, лосі, кабани, антилопи і навіть бегемоти - всі належать до першого рівня.
До другого рівня відносять дрібних хижаків, таких як: дикі кішки, норки, тхори, риби, що харчуються планктоном, сови, змії. Ці тварини є їжею для консументів третього рівня — більших хижаків. Це такі тварини, як: лисиця, рись, лев, яструб, щука та ін. Таких хижаків називають ще вищими. Вищі хижаки необов'язково поїдають лише тих, хто перебуває на попередньому рівні. Наприклад, дрібна лисиця може стати здобиччю яструба, а рись може полювати і на гризунів, і на сов.
Редуценти
Це такі організми, які переробляють продукти життєдіяльності тварин та їхню мертву плоть у неорганічні сполуки. До них відносяться деякі види грибів, бактерії гниття.. Роль редуцентів у тому, щоб замкнути кругообіг речовин у природі. Вони повертають у ґрунт та повітря воду та найпростіші неорганічні сполуки, які використовують продуценти для своєї життєдіяльності. Редуценти переробляють не тільки померлих тварин, а й, наприклад, опале листя, яке починає гнити в лісі або суху траву в степу.
Трофічні мережі
Всі харчові ланцюжки існують у постійній взаємозв'язку один з одним. Сукупність кількох харчових кіл складає трофічну мережу. Це своєрідна піраміда, що складається з декількох рівнів. Кожен рівень утворюють певні ланки ланцюга живлення. Наприклад, у ланцюжках:
- муха - жаба - чапля;
- коник - змія - сокіл;
Муха та коник будуть ставитись до першого трофічного рівня, змія та жаба до другого, а чапля та сокіл до третього.
Види харчових кіл: приклади у природі
Вони поділяються на пасовищні та детрітні. Пасовищні ланцюги живленняпоширені у степах та у світовому океані. Початком цих ланцюгів є продуценти. Наприклад, трава або водорості. Далі йдуть консументи першого порядку, наприклад, травоїдні тварини чи малюки та дрібні ракоподібні, що харчуються водоростями. Далі в ланцюги йдуть дрібні хижаки, такі як лисиці, норки, тхори, окуні, сови. Замикають ланцюг суперхижаки, такі як леви, ведмеді, крокодили. Суперхижаки не є видобутком для інших тварин, але після своєї загибелі є харчовим матеріалом для редуцентів. Редуценти беруть участь у процесі розкладання останків цих тварин.
Детритні ланцюги живленняберуть свій початок від органічних речовин, що гниють. Наприклад, від листя, що розкладається, і трави, що залишилася, або від опалих ягід. Такі ланцюги поширені у листяних та змішаних лісах. Опале гниюче листя — мокриця — ворон. Ось приклад такого харчового ланцюга. Більшість тварин та мікроорганізмів можуть одночасно бути ланками обох видів харчових ланцюжків. Прикладом цього може бути дятел, який живиться жучками, які розкладають мертве дерево. А дятел може стати здобиччю вже для дрібного хижака, наприклад, для рисі. Рись може полювати ще й на гризунів – представників пасовищного ланцюга живлення.
Будь-який харчовий ланцюг не може бути дуже довгим. Це з тим, що у кожний наступний рівень передається лише 10% енергії попереднього рівня. Більшість із них складається від 3 до 6 ланок.
Природа влаштована таким чином, що одні організми є джерелом енергії, а точніше – їжею для інших. Травоїдні поїдають рослини, хижаки полюють на травоїдних чи інших хижаків, падальники харчуються останками живих істот. Всі ці відносини замикаються в ланцюжки, на першому місці яких стоять продуценти, а потім йдуть споживачі – консументи різних порядків. Більшість ланцюгів обмежується 3-5 ланками. Приклад харчового ланцюга: – заєць – тигр.
Насправді багато ланцюгів живлення влаштовані набагато складніше, вони розгалужуються, замикаються, утворюють складні мережі, які називаються трофічними.
Більшість ланцюгів живлення починаються з рослин – вони називаються пасовищними. Але є й інші ланцюжки: вони з решток тварин і рослин, що розклалися, екскрементів та інших відходів, а далі йдуть мікроорганізми, та інші істоти, що поїдають таку їжу.
Рослини на початку ланцюга живлення
По ланцюгу харчування всі організми переносять енергію, що полягає у їжі. Існує два види харчування: автотрофний та гетеротрофний. Перший полягає у отриманні поживних речовин з неорганічної сировини, а гетеротрофи використовують для життя органіку.
Чіткої межі між двома типами харчування немає: деякі організми можуть отримувати енергію обома способами.
Логічно припустити, що на початку харчового ланцюга повинні стояти автотрофи, які перетворюють неорганічні речовини на органіку і можуть бути їжею для інших організмів. Гетеротрофи не можуть починати ланцюги живлення, тому що їм необхідно отримувати енергію з органічних сполук– тобто їм має передувати хоча б одна ланка. Найпоширеніші автотрофи – рослини, але існують й інші організми, які харчуються тим самим способом, наприклад, деякі бактерії чи . Тому не всі ланцюги харчування починаються з рослин, але в основі більшості з них все ж таки лежать рослинні організми: на суші це будь-які представники вищих рослин, у морях – водорості.
У ланцюзі живлення перед автотрофними рослинами може бути інших ланок: вони отримують енергію з грунту, води, повітря, світла. Але існують і рослини-гетеротрофи, у них немає хлорофілу, вони живуть за рахунок або полюють тварин (переважно на комах). Такі організми можуть поєднувати два види харчування та стояти як на початку, так і в середині ланцюга живлення.
Харчові ланцюги - це численні гілки, що перетинаються один з одним, що утворюють трофічні рівні. У природі існують пасовищні та детрітні харчові ланцюги. Перші інакше називають «ланцюгами виїдання», а другі «ланцюгами розкладання».
Трофічні ланцюги у природі
Одним із ключових понять, необхідних для розуміння життя природи, є поняття «харчовий (трофічний) ланцюг». Його можна розглядати в спрощеному, узагальненому вигляді: рослини - травоїдні - хижаки, але харчові ланцюги набагато більш розгалужені і складніші.
По ланкам харчового ланцюга відбувається передача енергії та речовини, до 90% якої втрачається під час переходу з рівня на інший. З цієї причини в ланцюзі зазвичай є 3 - 5 ланок.
Трофічні ланцюга включаються до загального кругообігу речовин у природі. Так як реальні зв'язки досить розгалужені, наприклад, багато хто, у тому числі і людина, харчуються і рослинами, і травоїдними, і хижаками, то ланцюги живлення завжди перетинаються між собою, утворюючи харчові мережі.
Види харчових ланцюгів
Умовно трофічні ланцюги ділять на пасовищні та детрітні. І ті, й інші однаково одночасно функціонують у природі.
Пасовищні трофічні ланцюги - це взаємовідносини різних за способом харчування груп організмів, окремі ланки яких об'єднані відносинами на кшталт «їд, що поїдає».
Найпростіший приклад харчового ланцюга: злакова рослина – миша – лисиця; або трава – олень – вовк.
Детритні харчові ланцюги є взаємодією мертвих травоїдних, хижих тварин і мертвої рослинної органіки з детритом. Детрит ‒ це для різних групмікроорганізмів та продуктів їх діяльності, що беруть участь у розкладанні останків рослин та тварин. І це бактерії (редуценти).
Існує і ланцюг живлення, що зв'язує редуцентів і хижаків: детрит – детритофаг (дощовий черв'як) – () – хижак ().
Екологічна піраміда
У природі харчові ланцюги не стаціонарні, вони гілкуються і перетинаються, утворюючи звані трофічні рівні. Наприклад, у системі «злак – травоїдна тварина», трофічний рівень включає безліч видів рослин, що вживаються цією твариною, а на рівні «травоїдна» знаходяться численні види травоїдних тварин.
Живі організми живуть Землі не відокремлено, а постійно взаємодіють друг з одним, зокрема і мають стосунки мисливець-їжа. Ці відносини, послідовно укладені між рядами тварин, називаються ланцюгами харчування чи харчовими ланцюгами. Вони можуть входити необмежену кількість істот різних видів, пологів, класів, типів тощо.
Ланцюг живлення
Більшість організмів планети харчується органічною їжею, зокрема тілами інших істот чи продуктами їх життєдіяльності. Поживні речовини послідовно переходять від однієї тварини до іншої, утворюючи харчові ланцюги. Той організм, який починає цей ланцюг, називається продуцентом. Як підказує логіка, продуценти не можуть харчуватися органічними речовинами– вони беруть енергію із неорганічних матеріалів, тобто є автотрофними. Це в основному зелені рослини та різні видибактерій. Вони виробляють свої тіла та поживні речовини для свого функціонування з мінеральних солей, газів, випромінювання. Наприклад, рослини отримують харчування за допомогою фотосинтезу на світлі.
Наступними в харчовому ланцюзі виступають консументи, які є гетеротрофними організмами. Консументами першого порядку називають тих, хто харчується продуцентами або бактеріями. Більша частина – . Другий порядок становлять хижаки – організми, які харчуються іншими тваринами. Далі йдуть консументи третього, четвертого, п'ятого порядку і так далі - поки харчовий ланцюжок не замкнеться.
Харчові ланцюги не такі прості, як здається на перший погляд. Важливу частину ланцюжків складають детритофаги, які харчуються організмами, що розкладаються, мертвих тварин. З одного боку, вони можуть їсти тіла хижаків, які загинули в полюванні або від старості, а з іншого, самі часто стають їхньою здобиччю. В результаті виникають замкнені ланцюги живлення. Крім того, ланцюжки розгалужуються, на їх рівнях знаходиться не один, а безліч видів, що утворюють складні структури.
Екологічна піраміда
З поняттям харчового ланцюга тісно пов'язаний такий термін, як екологічна піраміда: це структура, що показує співвідношення між продуцентами та консументами у природі. У 1927 році вчений Чарльз Елтон ефект, названий правилом екологічної піраміди. Він у тому, що з передачі поживних речовин від одних організмів до іншим, наступного рівня піраміди, втрачається частина енергії. В результаті від підніжжя до вершини піраміда поступово: так, на тисячу кілограмів рослин припадає лише сто кілограмів, які, у свою чергу, стають їжею для десяти кілограмів хижаків. Найбільші хижаки їх витягнуть лише одне для побудови своєї біомаси. Це умовні цифри, але вони добре відбивають з прикладу, як діють харчові ланцюги у природі. Вони також показують, що чим довше ланцюг, тим менше енергіїсягає її кінця.
Відео на тему
Loading...