У природі будь-який вид, населення і навіть окрема особина живуть не ізольовано один від одного і середовища свого проживання, а, навпаки, відчувають численні взаємні впливи. Біотичні спільноти або біоценози - Співтовариства взаємодіючих живих організмів, які є стійку систему, пов'язану численними внутрішніми зв'язками, з щодо постійної структурою і взаємозумовленим набором видів.

Для біоценозу характерні певні структури: видова, просторова та трофічна.

Органічні компоненти біоценозу нерозривно пов'язані з неорганічними - ґрунтом, вологою, атмосферою, утворюючи разом з ними стійку екосистему. біогеоценоз .

Біогеноценоз- саморегулююча екологічна система, утворена спільно мешкають і взаємодіють між собою і з неживою природою, популяціями різних видівщодо однорідних умов середовища.

Екологічні системи

Функціональні системи, що включають у собі спільноти живих організмів різних видів та їх довкілля. Зв'язки між компонентами екосистеми виникають насамперед на основі харчових взаємин і способів отримання енергії.

Екосистема

Сукупність видів рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів, що взаємодіють між собою та з навколишнім середовищем таким чином, що така спільнота може зберігатися та функціонувати неосяжно довгий час. Біотична спільнота (біоценоз)складається з спільноти рослин ( фітоценоз), тварин ( зооценоз), мікроорганізмів ( мікробоценоз).

Всі організми Землі та середовище їх проживання також є екосистемою вищого рангу. біосферу , що має стійкість та інші властивості екосистеми.

Існування екосистеми можливе завдяки постійному припливу енергії ззовні - таким джерелом енергії, як правило, є сонце, хоча не для всіх екосистем це справедливо. Стійкість екосистеми забезпечується прямими та зворотними зв'язкамиміж її компонентами, внутрішнім кругообігом речовин та участю у глобальних кругообігах.

Вчення про біогеоценози розроблено В.М. Сукачовим. Термін « екосистема» введений у вжиток англійським геоботаніком А. Тенслі в 1935 р., термін « біогеоценоз» – академіком В.М. Сукачовим в 1942 р. біогеоценоз обов'язкова наявність як основна ланка рослинної спільноти (фітоценоз), що забезпечує потенційну безсмертність біогеоценозу за рахунок енергії, що виробляється рослинами. Екосистеми можуть не містити фітоценозу.

Фітоценоз

Рослинна спільнота, що історично склалася в результаті поєднання взаємодіючих рослин на однорідній ділянці території.

Його характеризують:

- певний видовий склад,

- життєві форми,

- ярусність (надземна та підземна),

- велика кількість (частота народження видів),

- Розміщення,

- аспект (зовнішній вигляд),

- життєвість,

- сезонні зміни,

- розвиток (зміна угруповань).

Ярусність (поверховість)

Один з характерних ознакрослинного співтовариства, що полягає як у поверховому його поділі як у надземному, і у підземному просторі.

Надземна ярусність дозволяє краще використовувати світло, а підземна - воду та мінеральні речовини. Зазвичай у лісі можна виділити до п'яти ярусів: верхній (перший) – високі дерева, другий – невисокі дерева, третій – чагарники, четвертий – трави, п'ятий – мохи.

Підземна ярусність - дзеркальне відображення надземної: найглибше сягають коріння дерев, біля поверхні ґрунту розташовані підземні частини мохів.

За способом отримання та використання поживних речовинвсі організми поділяються на автотрофи та гетеротрофи. У природі виникає безперервний кругообіг біогенних речовин, необхідних для життя. Хімічні речовинивитягуються автотрофами з довкілляі через гетеротрофи знову до неї повертаються. Цей процес набуває дуже складних форм. Кожен вид використовує лише частину енергії, що міститься в органічній речовині, доводячи його розпад до певної стадії. Таким чином, у процесі еволюції в екологічних системах склалися ланцюги і мережі живлення .

Більшість біогеоценозів мають схожу трофічну структуру. Основу їх складають зелені рослини. продуценти.Обов'язково присутні рослиноїдні та м'ясоїдні тварини: споживачі органічної речовини - консументита руйнівники органічних залишків - редуценти.

Кількість особин у харчовому ланцюзі послідовно зменшується, чисельність жертв більше чисельності їх споживачів, оскільки у кожному ланці харчової ланцюга при кожному перенесенні енергії 80-90% її втрачається, розсіюючись як теплоти. Тому кількість ланок у ланцюзі обмежена (3-5).

Видове розмаїття біоценозупредставлено всіма групами організмів - продуцентами, консументами та редуцентами.

Порушення будь-якої ланкив ланцюзі живлення викликає порушення біоценозу загалом. Наприклад, вирубування лісу призводить до зміни видового складу комах, птахів, а отже, і звірів. На безлісній ділянці будуть складатися інші ланцюги харчування та сформується інший біоценоз, що триватиме не один десяток років.

Ланцюг живлення (трофічний або харчова )

Взаємопов'язані види, що послідовно витягують органічну речовину та енергію з вихідної харчової речовини; при цьому кожна попередня ланка ланцюга є їжею для наступного.

Ланцюги живлення в кожній природній ділянці з більш менш однорідними умовами існування складені комплексами взаємопов'язаних видів, що живляться один одним і утворюють систему, що самопідтримується, в якій здійснюється кругообіг речовин і енергії.

Компоненти екосистеми:

- Продуценти - автотрофні організми (переважно зелені рослини) - єдині виробники органічної речовини Землі. Багата на енергію органічна речовина в процесі фотосинтезу синтезується з бідних на енергію неорганічних речовин (Н 2 0 і С0 2).

- Консументи - рослиноїдні та м'ясоїдні тварини, споживачі органічної речовини. Консументи можуть бути рослиноїдними, коли вони безпосередньо використовують продуценти, або м'ясоїдними, коли вони харчуються іншими тваринами. У ланцюзі живлення вони найчастіше можуть мати порядковий номер із I по IV.

- Редуценти - гетеротрофні мікроорганізми (бактерії) та гриби; - руйнівники органічних залишків, деструктори. Їх ще називають санітарами Землі.

Трофічний (харчовий) рівень - Сукупність організмів, що об'єднуються типом харчування. Уявлення про трофічний рівень дозволяє зрозуміти динаміку потоку енергії в екосистемі.

1. перший трофічний рівень завжди займають продуценти (рослини),
2. другий - консументи I порядку (рослинноїдні тварини),
3. третій - консументи II порядку - хижаки, які харчуються рослиноїдними тваринами),
4. четвертий – консументи III порядку(Вторинні хижаки).

Розрізняють наступні види харчових ланцюгів:

У пасовищного ланцюга (ланцюги виїдання) Основним джерелом їжі служать зелені рослини. Наприклад: трава -> комахи -> земноводні -> змії -> хижі птахи.

- детрітні ланцюги (ланцюги розкладання) починаються з детриту - відмерлої біомаси. Наприклад: листовий опад -> дощові черв'яки -> бактерії. Особливістю детритних ланцюгів є також те, що в них часто продукція рослин не споживається безпосередньо рослиноїдними тваринами, а відмирає та мінералізується сапрофітами. Детритні ланцюги характерні також для екосистем океанічних глибин, жителі яких харчуються мертвими організмами, що опустилися вниз. верхніх шарівводи.

Взаємини, що склалися в процесі еволюції між видами в екологічних системах, при яких багато компонентів живляться різними об'єктами і самі служать їжею різним членам екосистеми. Спрощено харчову мережу можна уявити як систему харчових ланцюгів, що переплітаються..

Організми різних харчових ланцюгів, що отримують їжу через рівну кількість ланок цих ланцюгів, знаходяться на одному трофічному рівні. У той самий час різні популяції однієї й тієї виду, які входять у різні харчові ланцюга, можуть бути на різних трофічних рівнях. Співвідношення різних трофічних рівнів в екосистемі можна зобразити графічно як екологічної піраміди.

Екологічна піраміда

Спосіб графічного відображенняспіввідношення різних трофічних рівнів в екосистемі - буває трьох типів:

Піраміда чисельності відбиває чисельність організмів кожному трофічному рівні;

Піраміда біомас відображає біомасу кожного трофічного рівня;

Піраміда енергії показує кількість енергії, яка пройшла через кожен трофічний рівень протягом певного проміжку часу.

Правило екологічної піраміди

Закономірність, що відбиває прогресивне зменшення маси (енергії, числа особин) кожної наступної ланки харчової ланцюга.

Піраміда чисельності

Екологічна піраміда, що відбиває число особин кожному харчовому рівні. У піраміді чисел не враховуються розміри та маса особин, тривалість життя, інтенсивність обміну речовин, проте завжди простежується головна тенденція – зменшення числа особин від ланки до ланки. Наприклад, у степовій екосистемі чисельність особин розподіляється так: продуценти – 150000, травоїдні консументи – 20000, м'ясоїдні консументи – 9000 прим./ар. Біоценоз лука характеризується наступною чисельністю особин на площі 4000 м 2 : продуценти - 5842424, рослиноїдні консументи I порядку - 708624, м'ясоїдні консументи II порядку - 35490, м'ясоїдні консументи IIIпорядку – 3.

Піраміда біомас

Закономірність, згідно з якою кількість рослинної речовини, що служить основою ланцюга харчування (продуцентів), приблизно в 10 разів більша, ніж маса рослиноїдних тварин (консументів I порядку), а маса рослиноїдних тварин у 10 разів більша, ніж м'ясоїдних (консументів II порядку), т е. кожен наступний харчовий рівень має масу в 10 разів меншу, ніж попередній. У середньому із 1000 кг рослин утворюється 100 кг тіла травоїдних тварин. Хижаки, що поїдають травоїдних, можуть побудувати 10 кг своєї біомаси, вторинні хижаки – 1 кг.

Піраміда енергії

виражає закономірність, згідно з якою потік енергії поступово зменшується і знецінюється при переході від ланки до ланки в ланцюзі живлення. Так, в біоценозі озера зелені рослини - продуценти - створюють біомасу, що містить 295,3 кДж/см 2 консументи I порядку, споживаючи біомасу рослин, створюють свою біомасу, що містить 29,4 кДж/см 2 ; консументи II порядку, використовуючи для харчування консументів I порядку, створюють свою біомасу, що містить 5,46 кДж/см 2 . Втрата енергії під час переходу від консументів I порядку до консументів II порядку, якщо це теплокровні тварини, збільшується. Це пояснюється тим, що у цих тварин багато енергії йде не тільки на побудову своєї біомаси, але й на підтримку сталості температури тіла. Якщо порівняти вирощування теля і окуня, то однакова кількість витраченої харчової енергії дасть 7 кг яловичини і лише 1 кг риби, оскільки теля живиться травою, а окунь-хижак - рибою.

Таким чином, перші два типи пірамід мають ряд істотних недоліків:

Піраміда біомас відбиває стан екосистеми на момент відбору проби і, отже, показує співвідношення біомаси в Наразіі не відбиває продуктивність кожного трофічного рівня (тобто його здатність утворювати біомасу протягом певного проміжку часу). Тому в тому випадку, коли до числа продуцентів входять види, що швидко ростуть, піраміда біомас може виявитися перевернутою.

Піраміда енергії дозволяє порівняти продуктивність різних трофічних рівнів, оскільки враховує фактор часу. Крім того, вона враховує різницю в енергетичної цінностірізних речовин (наприклад, 1 г жиру дає майже вдвічі більше енергії, ніж 1 г глюкози). Тому піраміда енергії завжди звужується догори і ніколи не буває перевернутою.

Екологічна пластичність

Ступінь витривалості організмів або їх угруповань (біоценозів) до впливу факторів середовища. Екологічно пластичні види мають широку норму реакції , Т. е. широко пристосовані до різному середовищіпроживання (риби колюшка та вугор, деякі найпростіші живуть як у прісних, так і в солоних водах). Вузькоспеціалізовані види можуть існувати лише у певному середовищі: морські тварини та водорості – у солоній воді, річкові рибиі рослини лотос, латаття, ряска мешкають тільки в прісній воді.

В цілому екосистема (біогеоценоз)характеризується наступними показниками:

Видовою різноманітністю,

Щільністю видових популяцій,

Біомасою.

Біомаса

Загальна кількість органічної речовини всіх особин біоценозу або виду з енергією, що міститься в ньому. Біомасу виражають зазвичай у одиницях маси у перерахунку на суху речовину одиниці площі або обсягу. Біомасу можна визначити окремо для тварин, рослин або окремих видів. Так, біомаса грибів у ґрунті становить 0,05-0,35 т/га, водоростей - 0,06-0,5, коріння вищих рослин - 3,0-5,0, дощових черв'яків - 0,2-0,5 , хребетних тварин – 0,001-0,015 т/га.

У біогеоценозах розрізняють первинну та вторинну біологічну продуктивність :

ü Первинна біологічна продуктивність біоценозів- загальна сумарна продуктивність фотосинтезу, що є результатом діяльності автотрофів - зелених рослин, наприклад, сосновий ліс 20-30-річного віку за рік виробляє 37,8 т/га біомаси.

ü Вторинна біологічна продуктивність біоценозів- загальна сумарна продуктивність гетеротрофних організмів (консументів), що утворюється за рахунок використання речовин та енергії, накопичених продуцентами.

Населення. Структура та динаміка чисельності.

Кожен вид на Землі займає певний ареал, оскільки він здатний існувати лише в певних умовсередовища. Однак умови проживання в рамках ареалу одного виду можуть суттєво відрізнятися, що призводить до розпаду виду на елементарні угруповання особин – популяції.

Населення

Сукупність особин одного виду, що займають відокремлену територію в межах ареалу виду (з відносно однорідними умовами проживання), що вільно схрещуються один з одним (мають загальний генофонд) та ізольованих від інших популяцій даного виду, що володіють усіма необхідними умовамидля підтримки своєї стабільності тривалий час у мінливих умовах середовища. Найважливішими характеристикамипопуляції є її структура (віковий, статевий склад) та динаміка чисельності.

Під демографічною структурою популяції розуміють її статевий та віковий склад.

Просторова структура Населення - це особливості розміщення особин популяції у просторі.

Вікова структура популяції пов'язана із співвідношенням особин різного віку в популяції. Особи одного віку поєднують у когорти - вікові групи.

У віковій структурі популяцій рослинвиділяють наступні періоди:

Латентний – стан насіння;

Прегенеративний (включає стани проростка, ювенільного рослини, імматурного та віргінільного рослин);

Генеративний (зазвичай поділяється на три підперіоди - молоді, зрілі та старі генеративні особини);

Постгенеративний (включає стани субсенільних, сенільних рослин і фазу відмирання).

Приналежність до певного вікового стану визначається за біологічному віку - ступеня вираженості певних морфологічних (наприклад, ступінь розчленованості складного листа) та фізіологічних (наприклад, здатність дати потомство) ознак.

У популяціях тварин також можна виділити різні вікові стадії . Наприклад, комахи, що розвиваються з повним метаморфозом, проходять стадії:

Личинки,

Ляльки,

Імаго (дорослої комахи).

Характер вікової структури популяціїзалежить від типу кривої виживання, властивої даної популяції.

Крива виживаннявідображає рівень смертності в різних вікових групах і являє собою лінію, що знижується:

1. Якщо рівень смертності залежить від віку особин, відмирання особин відбувається у даному типіПоступово, коефіцієнт смертності залишається незмінним протягом усього життя ( тип I ). Така крива виживання властива видам, розвиток яких відбувається без метаморфозу при достатній стійкості потомства, що народжується. Цей тип прийнято називати типом гідри- для неї властива крива виживання, що наближається до прямої лінії.
2. У видів, для яких роль зовнішніх факторіву смертності невелика, крива виживання характеризується невеликим зниженням до віку, після якого відбувається різке падіння внаслідок природної (фізіологічної) смертності ( тип II ). Близький до цього типу характер кривої виживання властивий людині (хоча крива виживання людини дещо пологіша і є чимось середнім між типами I і II). Цей тип має назву типу дрозофіли: саме його демонструють дрозофіли лабораторних умов(Не поїдають хижаками).
3. Для багатьох видів характерна висока смертність на ранніх стадіяхонтогенезу. У таких видів крива виживання характеризується різким падінням в області молодшого віку. Особи, які пережили «критичний» вік, демонструють низьку смертність і доживають до старшого віку. Тип має назву типу устриці (тип III ).

Статева структура популяції

Співвідношення підлог має пряме відношеннядо відтворення популяції та її стійкості.

Виділяють первинне, вторинне та третинне співвідношення статей у популяції:

- Первинне співвідношення статей визначається генетичними механізмами – рівномірністю розбіжності статевих хромосом. Наприклад, у людини XY-хромосоми визначають розвиток чоловічої статі, а XX – жіночої. У цьому випадку первинне співвідношення статей 1:1, тобто рівноймовірне.

- Вторинне співвідношення статей - це співвідношення статей на час народження (серед новонароджених). Воно може суттєво відрізнятись від первинного за цілим рядом причин: вибірковість яйцеклітин до сперматозоїдів, що несуть Х- або Y-хромосому, неоднаковою здатністю таких сперматозоїдів до запліднення, різними зовнішніми факторами. Наприклад, зоологами описано вплив температури на вторинне співвідношення статей у рептилій. Аналогічна закономірність й у деяких комах. Так, у мурах запліднення забезпечується при температурі вище 20 ° С, а при більш низьких температурахвідкладаються незапліднені яйця. З останніх вилуплюються самці, та якщо з запліднених - переважно самки.

- Третинне співвідношення статей - Співвідношення статей серед дорослих тварин.

Просторова структура популяції відбиває характер розміщення особин у просторі.

Виділяють три основних типи розподілу особинв просторі:

- однаковеабо рівномірне(особини розміщені у просторі рівномірно, однакових відстанях друг від друга); зустрічається в природі рідко і найчастіше спричинено гострою внутрішньовидовою конкуренцією (наприклад, у хижих риб);

- конгрегаційнеабо мозаїчне(«плямисте», особини розміщуються в відокремлених скупченнях); зустрічається набагато частіше. Воно пов'язане з особливостями мікросередовища або поведінки тварин;

- випадковеабо дифузне(Особи розподілені у просторі випадковим чином) - можна спостерігати тільки в однорідному середовищі і тільки у видів, які не виявляють жодного прагнення до об'єднання в групи (наприклад, у жука в борошні).

Чисельність популяції позначається буквою N. Відношення приросту N до одиниці часу dN/dt виражаємиттєву швидкістьзміни чисельності популяції, т. е. зміна чисельності на час t.Приріст популяціїзалежить від двох чинників - народжуваності та смертності за умови відсутності еміграції та імміграції (така популяція називається ізольованою). Різниця народжуваності b і смертності d і єкоефіцієнт приросту ізольованої популяції:

Стійкість популяції

Це її здатність перебувати у стані динамічного (тобто рухомого, що змінюється) рівноваги з середовищем: змінюються умови середовища - змінюється і населення. Одним з найважливіших умовстійкості є внутрішнє розмаїття. Стосовно популяції це механізми підтримки певної густини популяції.

Виділяють три типи залежності чисельності популяції від її щільності .

Перший тип (I) - найпоширеніший, характеризується зменшенням зростання популяції зі збільшенням її щільності, що забезпечується різними механізмами. Наприклад, багатьом видів птахів характерні зниження народжуваності (плодовитості) зі збільшенням щільності популяції; збільшення смертності, зниження опірності організмів при підвищеної щільностіпопуляції; зміна віку настання статевої зрілості залежно від густини популяції.

Третій тип ( III ) характерний для популяцій, у яких відзначається «ефект групи», тобто певна оптимальна щільність популяції сприяє кращого виживання, розвитку, життєдіяльності всіх особин, що властиво більшості групових та соціальних тварин. Наприклад, для відновлення популяцій різностатевих тварин як мінімум необхідна щільність, що забезпечує достатню ймовірність зустрічі самця та самки.

Тематичні завдання

А1. Біогеоценоз утворений

1) рослинами та тваринами

2) тваринами та бактеріями

3) рослинами, тваринами, бактеріями

4) територією та організмами

А2. Споживачами органічної речовини у лісовому біогеоценозі є

1) ялини та берези

2) гриби та черви

3) зайці та білки

4) бактерії та віруси

А3. Продуцентами в озері є

2) пуголовки

А4. Процес саморегуляції в біогеоценозі впливає

1) співвідношення статей у популяціях різних видів

2) чисельність мутацій, що виникають у популяціях

3) співвідношення хижак – жертва

4) внутрішньовидову конкуренцію

А5. Однією з умов стійкості екосистеми може бути

1) її здатність до змін

2) різноманітність видів

3) коливання чисельності видів

4) стабільність генофонду у популяціях

А6. До редуцентів відносяться

2) лишайники

4) папороті

А7. Якщо загальна маса отриманої споживачем 2-го порядку дорівнює 10 кг, то якою була сукупна маса продуцентів, які стали джерелом їжі даного споживача?

А8. Вкажіть детритний харчовий ланцюг

1) муха – павук – горобець – бактерії

2) конюшина – яструб – джміль – миша

3) жито – синиця – кішка – бактерії

4) комар – горобець – яструб – черв'яки

А9. Вихідним джерелом енергії у біоценозі є енергія

1) органічних сполук

2) неорганічних сполук

4) хемосинтеза

1) зайцями

2) бджолами

3) дроздами-горобиками

4) вовками

А11. В одній екосистемі можна зустріти дуб і

1) ховраха

3) жайворонка

4) синій волошка

А12. Мережі харчування – це:

1) зв'язки між батьками та потомством

2) родинні (генетичні) зв'язки

3) обмін речовин у клітинах організму

4) шляхи передачі речовин та енергії в екосистемі

А13. Екологічна піраміда чисел відбиває:

1) співвідношення біомас на кожному трофічному рівні

2) співвідношення мас окремого організму на різних трофічних рівнях

3) структуру харчового ланцюга

4) різноманітність видів на різних трофічних рівнях

Перенесення енергії шляхом поїдання живими організмами одне одного називається харчовим ланцюгом. Це специфічні взаємини рослин, грибів, тварин, мікроорганізмів, що забезпечують кругообіг речовин у природі. Також називається трофічним ланцюгом.

Структура

Усі організми харчуються, тобто. набувають енергію, яка забезпечує процеси життєдіяльності. Систему трофічного ланцюга утворюють ланки. Ланка харчового ланцюжка – це група живих організмів, пов'язана із сусідньою групою відносинами «їжа – споживач». Одні організми є їжею інших організмів, які у своє чергу також є їжею третьої групи організмів.
Виділяють три типи ланок:

• продуценти - автотрофи;
• консументи - гетеротрофи;
• редуценти (Деструктори) - сапротрофи.

Мал. 1. Ланки харчового ланцюжка.

В один ланцюжок входять усі три ланки. Консументів може бути кілька (консументи першого, другого порядку тощо). Основу ланцюжка можуть становити продуценти чи редуценти.

До продуцентів відносяться рослини, що перетворюють органічні речовиниза допомогою світла в органічні речовини, які при поїданні рослин потрапляють до організму консументу першого порядку. Основною ознакою консументу є гетеротрофність. У цьому консументи можуть споживати як живі організми, і мертві (падаль).
Приклади консументів:

• травоїдні - заєць, корова, миша;
• хижі – леопард, сова, морж;
• падальщики – гриф, тасманійський диявол, шакал.

Деякі консументи, зокрема й людина, займають проміжне становище, будучи всеїдними. Такі тварини можуть бути ролі консументу першого, другого і навіть третього порядку. Наприклад, ведмідь харчується ягодами та дрібними гризунами, тобто. одночасно є консументом першого та другого порядків.

До редуцентів належать:

• гриби;
• бактерії;
• найпростіші;
• черв'яки;
• личинки комах.

Мал. 2. Редуценти.

Редуценти харчуються останками живих організмів та продуктами їх життєдіяльності, повертаючи у ґрунт неорганічні речовиниякі споживають продуценти.

Види

Ланцюжки живлення можуть бути двох видів:

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

• пасовищні (ланцюг виїдання);
• детрітні (ланцюг розкладання).

Пасовищні ланцюги властиві лукам, полям, морям, водойм. Початком ланцюга виїдання є автотрофні організми – фотосинтезуючі рослини.
Далі ланки ланцюжка розташовуються так:

• консументи першого порядку - рослиноїдні тварини;
• консументи другого порядку – хижаки;
• консументи третього порядку - більші хижаки;
• редуценти.

У морських та океанічних екосистемах ланцюги виїдання довші, ніж суші. Вони можуть містити до п'яти порядків консументів. Основу морських ланцюгів становить фотосинтезуючий фітопланктон.
Наступні ланки утворює кілька консументів:

• зоопланктон (рачки);
• дрібна риба (шпроти);
• великі хижі риби (оселедець);
• великі хижі ссавці (тюлені);
• вищі хижаки (касатки);
• редуценти.

Детритні ланцюги характерні для лісів та саван. Ланцюг починається з редуцентів, які харчуються органічними останками (детритом) і називаються детріофагами. До них відносяться мікроорганізми, комахи, хробаки. Всі ці живі організми стають їжею для хижаків вищого ладу, наприклад, птахів, їжаків, ящірок.

Приклади харчових кіл двох типів:

• пасовищні : конюшина - заєць - лисиця - мікроорганізми;
• детрітні : детрит - личинки мух - жаба - яструб - мікроорганізми.

Мал. 3. Приклад харчового ланцюжка.

Вершину харчового ланцюжка завжди займає хижак, який є консументом останнього порядку у своєму ареалі. Чисельність вищих хижаків не регулюється іншими хижаками залежить тільки від зовнішніх чинників середовища. Прикладами є косатки, варани, великі акули.

Що ми дізналися?

З'ясували, які є харчові ланцюги у природі і як у них розташовуються ланки. Усі живі організми на Землі взаємопов'язані харчовими ланцюжками, за допомогою яких передається енергія. Автотрофи самі виробляють поживні речовиниі є їжею для гетеротрофів, які, вмираючи, стають живильним середовищем для сапротрофів. Редуценти також можуть ставати їжею для консументів та виробляти живильне середовищедля продуцентів, не перериваючи харчовий ланцюжок.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.7. Усього отримано оцінок: 203.

Для мене природа є таким собі добре змащеним механізмом, в якому передбачено все до дрібниць. Дивно, як усе продумано, і навряд чи людина зможе створити колись щось подібне.

Що означає термін «ланцюг живлення»

Згідно науковому визначенню, До цього поняття входить перенесення енергії через ряд організмів, де першою ланкою виступають продуценти. До цієї групи включаються рослини, які поглинають неорганічні речовини, у тому числі синтезують поживні органічні сполуки. Ними харчуються консументи - такі організми, які здатні до самостійного синтезу, отже, змушені харчуватися вже готової органікою. Це травоїдні тварини та комахи, які виступають як «обід» вже для інших консументів – хижаків. Як правило, ланцюг містить близько 4-6 рівнів, де замикаюча ланка представлена ​​редуцентами - організмами, що розкладають органіку. В принципі, ланок може бути набагато більше, але є природний «обмежувач»: у середньому кожна ланка отримує мало енергії попереднього - до 10%.

Приклади ланцюгів живлення у лісовому співтоваристві

Для лісів існують свої особливості, залежно від їхнього типу. Хвойні ліси не відрізняються багатою трав'яною рослинністю, а отже, і ланцюги харчування матимуть певний набір тварин. Наприклад, олень із задоволенням ласує бузиною, а сам стає здобиччю ведмедя чи рисі. Для широколистяного лісу буде свій набір. Наприклад:

• кора - жучки-короїди - синиця - сокіл;
• муха - рептилія - ​​тхір - лисиця;
• насіння та плоди - білка - сова;
• рослина - жук - жаба - вже - яструб.

Варто згадати падальників, які «утилізують» органічні рештки. У лісах їх безліч: від найпростіших одноклітинних до хребетних. Їх внесок у природу величезний, оскільки, інакше, планета покрилася б рештками тварин. Вони ж перетворять мертві тіла на неорганічні сполуки, які необхідні рослинам, і все починається наново. Загалом, природа – сама досконалість!

Кожен організм повинен отримувати енергію життя. Наприклад, рослини споживають енергію сонця, тварини харчуються рослинами, а деякі тварини харчуються іншими тваринами.

Харчовий (трофічний) ланцюг - це послідовність того, хто кого їсть у біологічному співтоваристві () для отримання поживних речовин та енергії, що підтримують життєдіяльність.

Автотрофи (продуценти)

Автотрофи- живі організми, які виробляють свою їжу, тобто власні органічні сполуки з простих молекул, таких як вуглекислий газ. Існує два основних типи автотрофів:

• Фотоавтотрофи (фотосинтезують організми) такі, як рослини, переробляють енергію сонячного світла для отримання органічних сполук - цукрів - з Вуглекислий газв процесі . Іншими прикладами фотоавтотрофів є водорості та ціанобактерії.

• Хемоавтотрофи отримують органічні речовини завдяки хімічним реакціям, В яких задіяні неорганічні сполуки (водень, сірководень, аміак і т.д.). Цей процес називається хемосинтезом.

Автотрофи є основою кожної екосистеми планети. Вони становлять більшість харчових ланцюгів і мереж, а енергія, одержувана у процесі фотосинтезу чи хемосинтезу, підтримує й інші організми екологічних систем. Коли йдеться про їхню роль у харчових ланцюгах, автотрофи можна назвати продуцентами чи виробниками.

Гетеротрофи (консументи)

Гетеротрофи, також відомі як споживачі, не можуть використовувати сонячну або хімічну енергію для виробництва власної їжі з вуглекислого газу. Натомість, гетеротрофи отримують енергію, споживаючи інші організми або їх побічні продукти. Люди, тварини, гриби та багато бактерій - гетеротрофи. Їх роль харчових ланцюгах полягає у споживанні інших живих організмів. Існує безліч видів гетеротрофів з різними екологічними ролями: від комах та рослин до хижаків та грибів.

Деструктори (редуценти)

Слід згадати ще одну групу споживачів, хоча вона не завжди фігурує у схемах харчових кіл. Ця група складається з редуцентів, організмів, які переробляю мертві органічні речовини та відходи, перетворюючи їх на неорганічні сполуки.

Редуценти іноді вважаються окремим трофічним рівнем. Як група вони живляться відмерлими організмами, що надходять на різних трофічних рівнях. (Наприклад, вони здатні переробляти рослинну речовину, що розкладається, тіло недоїденої хижаками білки або останки померлого орла.) У певному сенсі, трофічний рівень редуцентів проходить паралельно стандартній ієрархії первинних, вторинних і третинних споживачів. Гриби та бактерії є ключовими редуцентами у багатьох екосистемах.

Редуценти, як частина харчового ланцюга, відіграють важливу роль у підтримці здорової екосистеми, оскільки завдяки їм у ґрунт повертаються поживні речовини та волога, які надалі використовуються продуцентами.

Рівні харчового (трофічного) ланцюга

Схема рівнів харчового (трофічного) ланцюга

Харчовий ланцюг є лінійною послідовністю організмів, які передають поживні речовини та енергію починаючи з продуцентів і до вищих хижаків.

Трофічний рівень організму - це становище, що він займає харчової ланцюга.

Перший трофічний рівень

Харчовий ланцюг починається з автотрофного організму чи продуцентащо виробляє власну їжу з первинного джерела енергії, як правило, сонячної або енергії гідротермальних джерел серединно-океанічних хребтів. Наприклад, фотосинтезуючі рослини, хемосинтезуючі та .

Другий трофічний рівень

Далі йдуть організми, які харчуються автотрофами. Ці організми називаються рослиноїдними тваринами або первинними споживачамита споживають зелені рослини. Приклади включають комах, зайців, овець, гусениць і навіть корів.

Третій трофічний рівень

Наступною ланкою в харчовому ланцюгу є тварини, які їдять травоїдних тварин – їх називають вторинними споживачами або м'ясоїдними (хижими) тваринами(наприклад, змія, яка харчується зайцями чи гризунами).

Четвертий трофічний рівень

У свою чергу, цих тварин їдять більші хижаки. третинні споживачі(наприклад, сова їсть змій).

П'ятий трофічний рівень

Третинних споживачів їдять четвертинні споживачі(наприклад, яструб їсть сов).

Кожен харчовий ланцюг закінчується вищим хижаком або суперхижаком - тваринам без природних ворогів(наприклад, крокодил, білий ведмідь, акула і т.д.). Вони є "господарями" своїх екосистем.

Коли якийсь організм вмирає, його врешті-решт з'їдають детритофаги (такі, як гієни, стерв'ятники, хробаки, краби тощо), а решта розкладається за допомогою редуцентів (в основному, бактерій та грибів), та обмін енергією продовжується.

Стрілки в харчовому ланцюзі показують потік енергії від сонця або гідротермальних джерел до вищих хижаків. У міру того, як енергія перетікає з організму в організм, вона втрачається на кожній ланці ланцюга. Сукупність багатьох харчових кіл називається харчовою мережею.

Положення деяких організмів у харчовому ланцюгу може змінюватись, оскільки їх раціон відрізняється. Наприклад, коли ведмідь їсть ягоди, він виступає як рослиноїдна тварина. Коли він з'їдає гризуна, який харчується рослинами, то стає первинним хижаком. Коли ведмідь їсть лосося, то виступає суперхижаком (це пов'язано з тим, що лосось є первинним хижаком, оскільки він харчується оселедцем, а він їсть зоопланктон, який харчується фітопланктоном, що виробляє власну енергію завдяки сонячному світлу). Подумайте про те, як змінюється місце людей у ​​харчовому ланцюзі, навіть часто протягом одного прийому їжі.

Типи харчових ланцюгів

У природі, як правило, виділяють два типи харчових ланцюгів: пасовищну та детритну.

Пасовищний харчовий ланцюг

Схема пасовищного харчового ланцюга

Цей тип харчового ланцюга починається з живих зелених рослин, призначених для харчування рослиноїдних тварин, якими живляться хижаки. Екосистеми з таким типом ланцюга залежать від сонячної енергії.

Таким чином, пасовищний тип харчового ланцюга залежить від автотрофного захоплення енергії та переміщення її ланками ланцюга. Більшість екосистем у природі дотримуються цього типу харчового ланцюга.

Приклади пасовищного харчового ланцюга:

• Трава → Коник → Птах → Яструб;
• Рослини → Заєць → Ліса → Лев.

Детритний харчовий ланцюг

Схема детритного харчового ланцюга

Цей тип харчового ланцюга починається з органічного матеріалу, що розкладається, - детриту - який вживають детритофаги. Потім, детрітофагами харчуються хижаки. Таким чином, подібні харчові ланцюги менше залежать від прямої сонячної енергії ніж пасовищні. Головне для них – приплив органічних речовин, що виробляються в іншій системі.

Наприклад, такий тип харчового ланцюга зустрічається в підкладці, що розкладається.

Енергія в харчовому ланцюзі

Енергія переноситься між трофічними рівнями, коли один організм живиться іншим і одержує від нього поживні речовини. Однак цей рух енергії неефективний, і ця неефективність обмежує протяжність харчових кіл.

Коли енергія входить у трофічний рівень, частина її зберігається як біомаса як частина тіла організмів. Ця енергія доступна наступного трофічного рівня. Як правило, лише близько 10% енергії, яка зберігається у вигляді біомаси на одному трофічному рівні, зберігається у вигляді біомаси на наступному рівні.

Цей принцип часткового перенесення енергії обмежує довжину харчових ланцюгів, які зазвичай мають 3-6 рівнів.

На кожному рівні, енергія втрачається у вигляді тепла, а також у формі відходів та відмерлої матерії, які використовують редуценти.

Чому так багато енергії виходить із харчової мережі між одним трофічним рівнем та іншим? Ось кілька основних причин неефективної передачі енергії:

• На кожному трофічному рівні значна частина енергії розсіюється у вигляді тепла, оскільки організми виконують клітинне дихання та пересуваються у повсякденному житті.
• Деякі органічні молекули, Якими харчуються організми, що неспроможні перетравлюватися і виходять як фекалій.
• Не всі окремі організмиу трофічному рівні буде з'їдено організмами з наступного рівня. Натомість, вони вмирають, не будучи з'їденими.
• Кал і нез'їдені мертві організми стають їжею для редуцентів, які їх метаболізують і перетворюють на свою енергію.

Отже, жодна з енергій насправді не зникає – все це зрештою призводить до виділення тепла.

Значення харчового ланцюга

1. Дослідження харчового ланцюга допомагають зрозуміти кормові відносини та взаємодію між організмами у будь-якій екосистемі.

2. Завдяки їм є можливість оцінити механізм потоку енергії та циркуляцію речовин в екосистемі, а також зрозуміти рух токсичних речовин в екосистемі.

3. Вивчення харчового ланцюга дозволяє зрозуміти проблеми біопосилення.

У будь-якому харчовому ланцюгу, енергія втрачається щоразу, коли один організм споживається іншим. У зв'язку з цим, має бути набагато більше рослин, ніж рослиноїдних тварин. Автотрофів існує більше, ніж гетеротрофів, і тому більшість з них є рослиноїдними, ніж хижаками. Хоча між тваринами існує гостра конкуренція, вони взаємопов'язані. Коли один вид вимирає, це може впливати на безліч інших видів і мати непередбачувані наслідки.

Харчовий ланцюг - це складна структура ланок, в якій кожна з них взаємопов'язана з сусідньою або якоюсь іншою ланкою. Цими складовими ланцюжка є різні групиорганізмів флори та фауни.

У природі харчовий ланцюг - це спосіб руху речовини та енергії у середовищі. Все це необхідно для розвитку та "будівництва" екосистем. Трофічними рівнями називається угруповання організмів, яке розташовується на певному рівні.

Біотичний кругообіг

Харчовий ланцюг є біотичним кругообігом, який поєднує живі організми та компоненти неживої природи. Це явищетакож називається біогеоценозом і включає три групи: 1. Продуценти. Група складається з організмів, які виробляють харчові речовинидля інших істот у результаті фотосинтезу та хемосинтезу. Продуктом цих процесів є первинні органічні речовини. Традиційно, продуценти є першими в харчовому ланцюзі. 2. Консументи. Харчовий ланцюг має в своєму розпорядженні цю групунад продуцентами, оскільки споживають ті поживні речовини, які виробили продуценти. У цю групу входять різні гетеротрофні організми, наприклад, тварини, що з'їдають рослини. Розрізняють кілька підвидів консументів: первинні та вторинні. У розряду первинних споживачів можна віднести травоїдних тварин, а до вторинних - м'ясоїдних, які поїдають описаних раніше травоїдних. 3. Редуценти. Сюди належать організми, які руйнують усі попередні рівні. Наочним прикладомможе стати випадок, коли безхребетні та бактерії розкладають залишки рослин або мертві організми. Таким чином, харчовий ланцюг завершується, але кругообіг речовин у природі продовжується, оскільки в результаті даних перетворень утворюються мінеральні та інші корисні речовини. Надалі утворені компоненти використовуються продуцентами для утворення первинної органіки. Харчова ланцюг складна структура, тому вторинні консументи можуть стати їжею для інших хижаків, яких зараховують до третинних консументів.

Класифікація

таким чином, бере безпосередню участь у кругообігу речовин у природі. Розрізняють два типи ланцюгів: детрітні та пасовищні. Як видно з назв, перша група найчастіше зустрічається у лісових масивах, а друга – на відкритих просторах: поле, луг, пасовища.

Такий ланцюг має складнішу структуру зв'язків, там навіть можлива поява хижаків четвертого порядку.

Піраміди

одна або декілька, що існують в конкретному середовищі, утворюють шляхи та напрямки руху речовин та енергії. Все це, тобто організми та їх місця проживання, утворюють функціональну систему, що має назву екосистеми (екологічної системи). Трофічні зв'язки досить рідко бувають прямолінійними, зазвичай вони мають вигляд складної та заплутаної мережі, у яких кожен компонент взаємопов'язаний з іншими. Переплетення харчових ланцюгів утворює харчові мережі, які в основному служать для побудови та розрахунків екологічних пірамід. В основі кожної піраміди знаходиться рівень продуцентів, нагору якого налаштовуються всі наступні рівні. Розрізняють піраміду чисел, енергії та біомаси.