Кто в экосистеме в наибольшей степени осуществляет минерализацию органических веществ продуценты

Обновлено: 30.06.2024

Структура экосистем. С точки зрения трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса – автотрофный и гетеротрофный (по Ю. Одуму, 1986).

По Ю. Одуму, с биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделить следующие компоненты:

1) неорганические вещества, 2) органические вещества, 3) воздушную, водную и субстратную среду, 4) продуцентов, 5) макроконсументов, 6) микроконсументов.

1.Неорганические вещества(СО₂, Н₂О, N₂, О₂ минеральные соли и др.), включающиеся в круговороты.

2.Органические вещества (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части.

3.Воздушная, водная и субстратная среда, включающая абиотические факторы.

4.Продуценты – автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).

5.Консументы (макроконсументы, фаготрофы) – гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.

6.Редуценты (микроконсументы, деструкторы, сапротрофы, осмотрофы) – гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ (сапротрофные бактерии и грибы). Следует учитывать, что и продуценты, и консументы частично выполняют функции редуцентов, выделяя в окружающую среду минеральные вещества – продукты их метаболизма.

Таким образом, как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В экосистемах, образованных только микроорганизмами, консументы отсутствуют. В каждую группу входит множество популяций разных видов, населяющих экосистему. В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты → консументы → редуценты.

Пищевые цепи и сети. Питаясь друг другом, живые организмы образуют цепи питания.Цепь питания – последовательность организмов, по которой передается энергия, заключенная в пище, от ее первоначального источника. Каждое звено цепи называетсятрофическим уровнем. Первый трофический уровень – продуценты (автотрофные организмы, преимущественно зеленые растения). Второй трофический уровень – консументы первого порядка (растительноядные животные и паразиты продуцентов). Третий трофический уровень – консументы второго порядка (первичные хищники, питающиеся растительноядными животными, и паразиты первичных консументов). Четвертый трофический уровень – консументы третьего порядка (вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными, и паразиты вторичных консументов). В пищевой цепи редко бывает больше 4–6 трофических уровней. Последний трофический уровень – редуценты (сапротрофные бактерии и грибы). Они осуществляют минерализацию – превращение органических остатков в неорганические вещества. Редуценты могут представлять любой трофический уровень, начиная со второго.

Различают два типа пищевых цепей.Цепи выедания (или пастбищные) – пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтезирующих организмов. Например, фитопланктон → зоопланктон → рыбы микрофаги → рыбы макрофаги → птицы ихтиофаги.Цепи разложения (или детритные) – пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных. Например, детрит → детритофаги → хищники микрофаги → хищники макрофаги. Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения – в экосистемах суши.

В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуютпищевые сети.В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.

6.6. Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме. Биологическая продуктивность экосистем

Принцип единства организм-среда (основной биологический закон) – между живыми организмами и окружающей их средой существуют тесные взаимоотношения, взаимозависимости и взаимовлияния, обуславливающие их единство.

В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации, то есть превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляетсябиологический круговорот веществ.

В то же время, энергия не может циркулировать в пределах экосистемы.Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправленно от автотрофов к гетеротрофам. Жизнь на Земле продолжается, не прерываясь потому, что она протекает в системе биологических круговоротов вещества и поддерживается постоянным потоком солнечной энергии.

По I закону термодинамики, энергия не исчезает бесследно, а переходит из одной формы в другую. Так, на первом трофическом уровне зелеными растениями солнечная энергия в процессе фотосинтеза преобразуется в энергию химических связей органических веществ. Это валовая первичная продукция. По II закону термодинамики, любые превращения энергии сопровождаются переходом части ее в такое состояние, когда она уже не может быть использована для работы. Так, большая часть поглощенной растениями, но не усвоенной энергии, рассеивается в окружающую среду в виде тепловой энергии. Часть образованных органических веществ окисляется, а высвобождающаяся энергия расходуется на поддержание всех метаболических процессов. Это так называемые траты на дыхание. Эта энергия, в конечном счете, также рассеивается в виде тепла. Оставшаяся часть новообразованных органических веществ составляет прирост биомассы растений и называется чистой первичной продукцией. В чистую первичную продукцию превращается только 1% поглощенной растением энергии.

До второго трофического уровня доходит только часть чистой первичной продукции. Некоторая ее часть не используется консументами первого порядка. Она может накапливаться или экспортироваться за пределы системы. Та часть, которую ассимилировали (потребили) консументы, частично тратится на дыхание, частично выделяется с экскрементами, а остальное накапливается в виде вторичной продукции.

Вторичная продукция на каждом последующем трофическом уровне консументов и т.д.) составляет около 10% предыдущей (хотя на уровне хищников может быть выше – около 20%). В результате, чем длиннее пищевая цепь, тем меньше остается к ее концу накопленной в органическом веществе энергии. Поэтому число трофических уровней никогда не бывает слишком большим.

Таким образом, при передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики), и только около 10 % от первоначального количества передается по пищевой цепи.

Правило десяти процентов – на каждый следующий трофический уровень переходит примерно 10 % вещества и энергии предыдущего уровня.

Пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид.

Пирамида чисел(пирамида Элтона) отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана – имеет перевернутый характер (сужается книзу), что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

Прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени, называетсябиологической продукцией (продуктивностью). Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.

Первичная продукция – биомасса, созданная за единицу времени продуцентами. Она делится на валовую и чистую.Валовая первичная продукция (общая ассимиляция) – это общая биомасса, созданная растениями в ходе фотосинтеза. Часть ее расходуется на поддержание жизнедеятельности растений – траты на дыхание (40–70 %). Оставшаяся часть составляетчистую первичную продукцию (чистая ассимиляция), которая в дальнейшем используется консументами и редуцентами, или накапливается в экосистеме.

Вторичная продукция – биомасса, созданная за единицу времени консументами. Она различна для каждого следующего трофического уровня.

Масса организмов определенной группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называетсябиомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой – пустыни и тундры.

Если в экосистеме скорость прироста растений (образования первичной продукции) выше темпов переработки ее консументами и редуцентами, то это ведет к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов спада в цепях разложения, то происходит накопление мертвого органического вещества. Это проявляется в заторфовывании болот, образовании мощной лесной подстилки и т.п. В стабильных экосистемах биомасса остается постоянной, так как практически вся продукция расходуется в цепях питания.

Продуценты (от лат. ptoducentis — производящий) — это живые организмы, которые способны синтезировать органическое вещество из неорганических составляющих с использованием внешних источников энергии. (Отметим, что получение энергии извне — общее условие жизнедеятельности всех организмов; по энергии все биологические системы — открытые) Их называют также автотрофами, поскольку они сами снабжают себя органическим веществом. В природных сообществах продуценты выполняют функцию производителей органического вещества, накапливаемого в тканях этих организмов. Органическое вещество служит и источником энергии для процессов жизнедеятельности; внешняя энергия используется лишь для первичного синтеза.

Хемоавтотрофы в процессах синтеза органического вещества используют энергию химических связей. К этой группе относятся только прокариоты: бактерии, архебактерии и отчасти синезеленые. Химическая энергия высвобождается в процессах окисления минеральных веществ. Экзотермические окислительные процессы используются нитрифицирующими бактериями (окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов), железобактериями (окисление закисного железа до окисного), серобактериями (сероводород до сульфатов). Как субстрат для окисления используется также метан, СО и некоторые другие вещества.

При всем многообразии конкретных форм продуцентов-автотрофов их общая биосферная функция едина и заключается в вовлечении элементов неживой природы в состав тканей организмов и таким образом в общий биологический круговорот. Суммарная масса автотрофов-продуцентов составляет более 95 % массы всех живых организмов в биосфере.

К этой экологической категории относятся организмы-гетеротрофы, которые, используя в качестве пищи мертвое органическое вещество (трупы, фекалии, растительный опад и пр.), в процессе метаболизма разлагают его до неорганических составляющих.

Частично минерализация органических веществ идет у всех живых организмов. Так, в процессе дыхания выделяется СО2, из организма выводятся вода, минеральные соли, аммиак и т. д. Истинными редуцентами, завершающими цикл разрушения органических веществ, следует поэтому считать лишь такие организмы, которые выделяют во внешнюю среду только неорганические вещества, готовые к вовлечению в новый цикл.

В категорию редуцентов входят многие виды бактерий и грибов. По характеру метаболизма это организмы-восстановители. Так, денитрифицирующие бактерии восстанавливают азот до элементарного состояния, сульфатредуцирующие бактерии — серу до сероводорода. Конечные продукты разложения органических веществ — диоксид углерода, вода, аммиак, минеральные соли. В анаэробных условиях разложение идет дальше — до водорода; образуются также углеводороды.

Полный цикл редукции органического вещества более сложен и вовлекает большее число участников. Он состоит из ряда последовательных звеньев, в череде которых разные организмы-разрушители поэтапно превращают органические вещества сначала в более простые формы и только после этого в неорганические составляющие действием бактерий и грибов.

В наземной среде основная часть процесса деструкции органических веществ идет в почве — еще один пример целостности биосферных процессов и функциональной связи разных сфер обитания жизни. Первичные стадии разложения проходят с участием животных, которые измельчают ткани пищевых объектов, в процессе пищеварения разлагают сложные молекулы белков, углеводов и других веществ на более простые, легко доступные для окончательной деструкции с помощью бактерий и грибов. Биомасса наиболее активных животных — участников разложения органики —достигает больших величин (табл. 2.1).

Активная деятельность организмов-разрушителей приводит к тому, что годичный спад органических веществ полностью разлагается в тропических дождевых лесах в течение 1—1 лет, в лиственных лесах умеренной зоны — за 2—4 года, в хвойных лесах — за 4—5 лет. Интенсивность минерализации во многом зависит от температуры, влажности и других факторов

Пищевые цепи и трофические уровни

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путём может происходить перенос энергии через ряд организмов — каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье|сырьё и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое её звено — трофическим уровнем (греч. trophos — питание). Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести — по причинам, описанным и очевидным. Ниже приводится характеристика каждого звена пищевой цепи, а их последовательность показана .

Первичные продуценты

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зелёные растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зелёные водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключённую в органических молекулах, из которых построены их ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли — часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоёв океанов и озёр. На суше большую|большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса|леса и луга|луга.

Первичные консументы

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих — это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы|овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу|бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов — ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) — питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды, как описано в разд. 10.2.2. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озёрах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти всё|все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (трибы, растения и животные).

Консументы второго третьего порядка

Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В последнем случае они по величине меньше своих хозяев. Пищевые цепи паразитов необычны по ряду|ряду параметров (они включены в пирамиды численности в разд. 12.3.6).

В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне:

Растительный материал (например, нектар) муха → паук → землеройка сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

В типичных пищевых цепях, включающих паразитов, последние становятся меньше по размерам на каждом следующем уровне (разд. 12.3.6). Приведём ещё несколько примеров пищевых цепей:

Редуценты и детритофаги (детритные пищевые цепи)

Кусочки частично разложившегося материала называют детритом, и многие мелкие животные (детритофаги) питаются им, ускоряя процесс разложения. Поскольку в этом процессе участвуют как истинные редуценты (грибы и бактерии), так и детритофаги (животные), и тех и других иногда называют редуцентами, хотя в действительности этот термин относится только к сапрофитным организмам.

Назовите первичные продуценты

План.

1. Введение. Экосистема и экосистемный метод|метод в экологии.

2. Общая структура экосистем.

3. Биотический компонент экосистем.

3.1. Солнце как источник энергии.

4. Пищевые цепи и трофические уровни.

4.1. Первичные продуценты.

4.2. Первичные консументы.

4.3. Консументы второго и третьего порядка.

4.4. Редуценты и детритофаги.

6. Экологические пирамиды.

6.1. Пирамиды численности.

6.2. Пирамиды биомассы.

7. Абиотический компонент экосистемы.

7.1. Эдафические факторы.

7.2. Климатические факторы.

7.2.3. Влажность и солёность.

9. Список используемой литературы.

1. Введение. Экосистема и экосистемный метод|метод в экологии.

Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году. При экосистемном подходе к изучению экологии в центре внимания учёных оказываются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентом экосферы. Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов. Вместе с тем в экосистемном подходе находит приложение концепция гомеостаза (саморегуляции), из которой становится понятным, что нарушение регуляторных механизмов, например в результате загрязнения среды|среды, может привести к биологическому дисбалансу. Экосистемный подход важен также при разработке в будущем научно обоснованной практики ведения|ведения сельского хозяйства.

2. Общая структура экосистем.

Экосистемы состоят из живого и неживого компонентов, называемых соответственно биотическим и абиотическим. Совокупность живых организмов биотического компонента называется сообществом. Исследование экосистем включает, в частности, выяснение и описание тесных взаимосвязей, существующих между сообществом и абиотическим компонентом.

Биотический компонент полезно подразделить на автотрофные и гетеротрофные организмы. Таким образом, всё|все живые организмы попадут в одну из двух групп. Автотрофы синтезируют необходимые им органические вещества из простых неорганических и делают, за исключением хемотрофных бактерий, с помощью фотосинтеза, используя свет как источник энергии. Гетеротрофы нуждаются в источнике органического вещества и (за исключением некоторых бактерий) используют химическую энергию, содержащуюся в потребляемой пище. Гетеротрофы в своём существовании зависят от автотрофов, и понимание этой зависимости необходимо для понимания экосистем.

Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесь неорганических и органических веществ. Свойства почвы зависят от материнской породы, на которой она лежит, и из которой частично образуется. В понятие климата входят такие параметры, как освещённость температура и влажность, в большой степени определяющий видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Для водных экосистем очень существенна также степень солёности.

3. Биотический компонент экосистем

Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества для совершения работы. Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов. Таким образом, в экосистеме происходит круговорот питательных веществ, в котором участвуют и живой и неживой компоненты. Такие круговороты называются биогеохимическими циклами.

Движущей силой этих круговоротов служит, в конечном счёте, энергия Солнца. Фотосинтезирующие организмы непосредственно используют энергию солнечного света и затем передают её другим представителям биотического компонента. В итоге создаётся поток энергии и питательных веществ через экосистему. Необходимо ещё отметить, что климатические факторы абиотического, компонента, такие, как температура, движение атмосферы, испарение и осадки, тоже регулируются поступлением солнечной энергии.

Энергия может существовать в виде различных взаимопревращаемых форм, таких, как механическая, химическая, тепловая и электрическая энергия. Переход одной формы в другую называется преобразованием энергии.

Таким образом, всё|все живые организмы – это преобразователи энергии, и каждый раз, когда происходит превращение энергии, часть её теряется в виде тепла. В конце концов, вся энергия, поступающая в биотический компонент экосистемы, рассеивается в виде тепла. Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистемы.

Фактически живые организмы не используют тепло, как источник энергии для совершения работы – они используют свет и химическую энергию.

Изучение потока энергии через экосистемы называется энергетикой экосистем.

3.1. Солнце как источник энергии

Первоисточником энергии для экосистем служит Солнце. Солнце – это звезда, излучающая в космос огромное количество энергии. Энергия распространяется в космическом пространстве в виде электромагнитных волн, и небольшая часть её, примерно 10,5 * 106 кДж/м2 в год, захватывается Землёй. Около 40 % этого количества сразу отражается от облаков, атмосферной пыли|пыли и поверхности Земли|Земли без какого бы то ни было теплового эффекта. Ещё 15 % поглощаются атмосферой (в частности, озоновым слоем в её верхних частях) и превращаются в тепловую энергию или расходуются на испарение воды|воды. Оставшиеся 45 % поглощаются растениями и земной поверхностью. В среднем это составляет 5 * 106 кДж/м2 в год, хотя реальное количество энергии для данной местности зависит от географической широты|широты. Большая|Большая часть энергии повторно излучается земной поверхностью и нагревает атмосферу приблизительно две трети энергии поступает в атмосферу этим путём. И только небольшая часть пришедшей от Солнца энергии усваивается биотическим компонентом экосистемы.

4. Пищевые цепи и трофические уровни

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путём может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье|сырьё и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое её звено – трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

4.1. Первичные продуценты

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зелёные растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зелёные водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключённую в органических молекулах, из которых построены ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли – часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоёв океанов и озёр. На суше большую|большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса|леса и луга|луга.

4.2. Первичные консументы

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих – это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы|овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу|бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных
и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов – ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) – питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озёрах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти всё|все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

4.3. Консументы второго и третьего порядка

Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В последнем случае они по величине меньше своих хозяев. Пищевые цепи паразитов необычны по ряду|ряду параметров. В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне:

Растительный материал (например, нектар) → муха → паук →

→ землеройка → сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

В типичных пищевых цепях, включающих паразитов, последние становятся меньше по размерам на каждом следующем уровне.

4.4. Редуценты и детритофаги (детритные пищевые цепи)

Видео по теме : Назовите первичные продуценты

Пищевая (трофическая) цепь является неотъемлемой частью существования всего живого на планете. Это объясняется тем, что благодаря её существованию происходит перенос вещества и энергии за счет поедания одних представителей живой природы другими. К этим представителям, населяющим экосистему, можно отнести продуценты, редуценты и консументы.

Структура компонентов и трофические цепи

В связи с тем, что жизнеспособность невозможна без круговорота энергии, все организмы отдают её друг другу в последовательном порядке. По правилу 10% Линдемана, которое изучают экология и биология, последующее звено пищевой цепи получает 10% энергии, которая была накоплена предыдущим. Число кажется небольшим, но для того, чтобы осознать масштабность такого объема и причины размеров, необходимо понять, кто её вырабатывает, а кто её получает, и является ли этот процесс конечным?

Типы пищевых цепей

Существует два типа трофических связей:

Продуценты, консументы и редуценты — это основные структурные компоненты обмена. Поскольку основной источник тепла — Солнце, то с него начинается весь поток, который должен обрабатываться живыми организмами. В первую очередь, большую его часть принимают на себя продуценты в процессе фотосинтеза.

Продуценты и их роль в цепях

Люди задаются вопросом и часто не понимают, как получают энергию продуценты? Всё дело в фотосинтезе, который обеспечивает их солнечным светом.

Фотосинтез — важнейший химический процесс, который возникает в зеленых растениях. Свет поглощается хлорофиллами — органеллами клетки, присущими только растительному организму, расщепляется на водород и кислород. Водород и АТФ дают возможность превратить углекислый газ (СО2) в сахара, а именно глюкозу и крахмал.

Кислород же участвует непосредственно в обмене веществ. С помощью этого процесса всё, содержащее хлоропласты, и формирует своё тело.

Продуценты — это те организмы, которые способны производить органическое из неорганического. Их еще называют автотрофами, создающими самыми первыми вещество для биосферы и формирующими экосистему. Автотрофы способны накапливать в себе вещества, и по этому признаку они подразделяются на два основных вида:

фотоавтотрофы, или производители, которые перерабатывают солнечную энергию для получения сахаров из СО2 (углекислого газа). К ним, помимо зеленых растений, относят водоросли и цианобактерии;
хемоавтотрофы: получающие энергию в результате процессов окисления различных минеральных соединений, содержащих водород, азот, серу, железо и аммиак.

Именно за счет этих типов и формируются остальные звенья в цепи. Насаждения леса, комнатные растения — всё это обогащает среду обитания кислородом.

Далее следует звено, именующееся консументами.

Консументы и их порядок

Консументы, или гетеротрофы — потребители готовой энергии. Они не способны синтезировать сами, поэтому нуждаются в тех веществах, что произвели для них. В ходе пищеварения они расщепляют полимерные соединения и усваивают мономерные. Существуют и некоторые растения, неспособные синтезировать вещества, например, раффлезия. Живут они за счет паразитизма на зеленом растении, ведь хлорофилл выработать сами не могут.

Следуя правилу 10%, можно сделать вывод о том, что 90% энергии будет потеряно. Именно по количеству полученной энергии консументы и делятся на свои порядки:

консументы первого порядка — непосредственно те, кто получил энергию из продуцента, употребив его в пищу, например, травоядный заяц;
консументы второго порядка — хищные гетеротрофы, которые включают в своё питание особей из категории первого порядка.

В крайне редких случаях экологическая пирамида может достигать четырех порядков. Грибы также относятся к гетеротрофам, поскольку часто паразитируют на пнях, корнях растения или даже на теле животного или человека. Но и не стоит их исключать из списка редуцентов. Эти организмы имеют довольно большое значение на протяжении всех компонентов, ведь могут находиться в трех структурах. Консументы — немаловажный компонент, формирующий биогеоценозы, ведь они формируют пищу для деструкторов.

Существуют и дополнительные звенья в трофических цепях. К ним можно отнести детритофагов, способствующих развитию основных. Поскольку они питаются разлагающимся органическим веществом, они также накапливают энергию в своих телах и могут послужить источником пищи для дальнейшего звена. Например, жук-навозник, питающийся гниющей органикой, может быть съеден птицей, гибель которой также послужит источником накопления энергии. Второй наглядный пример: шакалы, поедающие мертвую газель, в дальнейшем будут выполнять роль источника еды для консументов более высокого порядка.

Редуценты, или деструкторы

Редуценты — те организмы, которые разрушают отмершие остананки продуцентов и консументов, превращая их снова в простые органические соединения и неорганику. Называются также сапротрофами. Люди часто путают их с детритофагами. В отличие от последних деструкторы не оставляют твердые остатки, которые не способны перевариться.

Поскольку они способны к переработке и растительных, и животных остатков, их часто относят к отдельному трофическому уровню. К группе разрушителя, способного переварить органику, относят микроорганизмы и некоторые виды грибов. Довольно часто к ним относят и паразитов, населяющих тела, например, бычий цепень, аскариды и другие.

Их роль в экологической системе очень важна и неотъемлема, поскольку группа деструкторов способна вернуть в почву питательные вещества, которые снова войдут в круговорот и будут обеспечивать нормальную функцию продуцентов. Экосистеме будет сложнее обходиться без них, нежели без консументов.

Для чего нужна трофическая цепь?

Трофические уровни. Пищевая сеть

Трофический уровень — то конкретное место, которое занимает организм в цепочке. Проследить взаимосвязь можно на примере таблицы продуцентов, редуцентов и консументов:

Трофический уровень (Т.У.)	Пример
Первый Т. У.	Автотроф, производящий пищу для себя же из солнечной энергии (растение, сине-зеленые водоросли и др.)
Второй Т. У.	Гетеротроф, питающийся автотрофом (насекомые, травоядные и др.)
Третий Т. У.	Поедающие травоядных хищники
Четвертый Т. У.	Третичные потребители (сова, которая поедает змею)
Пятый Т. У.	Четвертичный потребитель: ястреб питается совами

Совокупность множества цепей называется сетью. Сеть — глобальная связь всех цепей, которая поддерживается вследствие гомеостаза. Поэтому важно изучать все составляющие, соблюдать их охрану и беречь популяции от сокращения численности.

Читайте также: