Как да създадем хранителна верига. Примери за хранителни вериги в различни гори

цел:разширяват знанията за биотичните фактори на околната среда.

Оборудване:хербарни растения, препарирани хордови (риби, земноводни, влечуги, птици, бозайници), колекции от насекоми, мокри препарати от животни, илюстрации на различни растения и животни.

Напредък на работата:

1. Използвайте оборудването и направете две електрически вериги. Не забравяйте, че веригата винаги започва с производител и завършва с редуктор.

________________ →________________→_______________→_____________

2. Припомнете си наблюденията си в природата и направете две хранителни вериги. Производители на етикети, потребители (1-ви и 2-ри ред), декомпозитори.

________________ →________________→_______________→_____________

_______________ →________________→_______________→_____________

Какво е хранителна верига и какво стои в основата й? Какво определя стабилността на биоценозата? Изложете вашето заключение.

Заключение: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Посочете организмите, които трябва да бъдат на липсващото място в следните хранителни вериги

ЯСТРЕБ

ЖАБА

ПРИСЪХВАТЕЛ

ВРАБЧЕ

МИШКА

КОРОЯД

ПАЯК

1. От предложения списък с живи организми създайте трофична мрежа:

2. трева, ягодоплоден храст, муха, синигер, жаба, змия, заек, вълк, гниещи бактерии, комар, скакалец. Посочете количеството енергия, което се движи от едно ниво на друго.

3. Познавайки правилото за пренос на енергия от едно трофично ниво на друго (около 10%), изградете пирамида от биомаса за третата хранителна верига (задача 1). Растителната биомаса е 40 тона.

4. Заключение: какво отразяват правилата на екологичните пирамиди?

1. Пшеница → мишка → змия → сапрофитни бактерии

Водорасли → риба → чайка → бактерии

2. Трева (производител) – скакалец (консуматор от първи ред) – птици (консуматор от втори ред) – бактерии.

Трева (производители) - лос (консуматор от първи ред) - вълк (консуматор от втори ред) - бактерии.

Заключение:Хранителната верига е поредица от организми, които се хранят един с друг последователно. Хранителните вериги започват с автотрофи - зелени растения.

3. цветен нектар → муха → паяк → синигер → ястреб

дърво → корояд → кълвач

трева → скакалец → жаба → змия → змия орел

листа → мишка → кукувица

семена → врабче → усойница → щъркел

4. От предложения списък с живи организми създайте трофична мрежа:

трева→скакалец→жаба→трева→гниещи бактерии

храст→заек→вълк→муха→бактерия на гниене

Това са вериги, мрежата се състои от взаимодействие на вериги, но те не могат да бъдат посочени в текст, добре, нещо подобно, основното е, че веригата винаги започва с производители (растения) и винаги завършва с разлагачи.

Количеството енергия винаги преминава според правилата от 10%; само 10% от общата енергия преминава към всяко следващо ниво.

Трофичната (хранителна) верига е последователност от видове организми, която отразява движението в екосистемата на органични вещества и съдържащата се в тях биохимична енергия в процеса на хранене на организмите. Терминът идва от гръцкото trophe - хранене, храна.

Заключение:Следователно първата хранителна верига е пасището, т.к започва с производителите, втората е вредна, т.к започва с мъртва органична материя.

Всички компоненти на хранителните вериги са разпределени в трофични нива. Трофичното ниво е връзка в хранителната верига.

Шип, растения от семейство треви, едносемеделни.

Хранителната верига е преносът на енергия от нейния източник през поредица от организми. Всички живи същества са свързани, защото служат като източници на храна за други организми. Всички силови вериги се състоят от три до пет връзки. Първите обикновено са производители - организми, които са способни да произвеждат органични вещества от неорганични. Това са растения, които получават хранителни вещества чрез фотосинтеза. Следват консуматорите - това са хетеротрофни организми, които получават готови органични вещества. Това ще бъдат животни: както тревопасни, така и хищници. Крайното звено в хранителната верига обикновено са разлагащите - микроорганизми, които разлагат органичните вещества.

Хранителната верига не може да се състои от шест или повече връзки, тъй като всяка нова връзка получава само 10% от енергията на предишната връзка, а други 90% се губят под формата на топлина.

Какви са хранителните вериги?

Има два вида: паша и детрит. Първите са по-често срещани в природата. В такива вериги първото звено винаги са производителите (заводите). След тях се нареждат консументи от първи ред - тревопасни. Следват консуматори от втори ред - малки хищници. Зад тях са консуматори от трети ред - големи хищници. Освен това може да има и потребители от четвърти ред, такива дълги хранителни вериги обикновено се намират в океаните. Последната връзка са декомпозиторите.

Вторият тип силова верига е детритален- по-често в горите и саваните. Те възникват поради факта, че по-голямата част от растителната енергия не се консумира от тревопасни животни, а умира, след което се подлага на разлагане от разлагащи вещества и минерализация.

Хранителните вериги от този тип започват от детрит - органични останки от растителен и животински произход. Консуматорите от първи ред в такива хранителни вериги са насекоми, например торни бръмбари, или чистачи, например хиени, вълци, лешояди. В допълнение, бактериите, които се хранят с растителни остатъци, могат да бъдат потребители от първи ред в такива вериги.

В биогеоценозите всичко е свързано по такъв начин, че повечето видове живи организми могат да станат участници и в двата вида хранителни вериги.

Хранителни вериги в широколистни и смесени гори

Широколистните гори се срещат предимно в северното полукълбо на планетата. Срещат се в Западна и Централна Европа, в Южна Скандинавия, Урал, Западен Сибир, Източна Азия и Северна Флорида.

Широколистните гори се делят на широколистни и дребнолистни. Първите се характеризират с дървета като дъб, липа, ясен, клен и бряст. За второто - бреза, елша, трепетлика.

Смесените гори са тези, в които растат както иглолистни, така и широколистни дървета. Смесените гори са характерни за умерения климатичен пояс. Срещат се в Южна Скандинавия, Кавказ, Карпатите, Далечния изток, Сибир, Калифорния, Апалачите и Големите езера.

Смесените гори се състоят от дървета като смърч, бор, дъб, липа, клен, бряст, ябълка, ела, бук и габър.

Много често се среща в широколистни и смесени гори пасторални хранителни вериги. Първото звено в хранителната верига в горите обикновено са много видове билки и горски плодове, като малини, боровинки и ягоди. бъз, дървесна кора, ядки, шишарки.

Консуматори от първи ред най-често ще бъдат тревопасни като сърни, лосове, елени, гризачи, например катерици, мишки, земеровки и зайци.

Консуматорите от втори ред са хищници. Обикновено това са лисица, вълк, невестулка, хермелин, рис, бухал и др. Ярък пример за това, че един и същ вид участва както в пашата, така и в хранителната верига на детрита, е вълкът: той може както да ловува дребни бозайници, така и да яде мърша.

Консуматорите от втори ред могат сами да станат плячка за по-големи хищници, особено птици: например малките сови могат да бъдат изядени от ястреби.

Затварящата връзка ще бъде разлагачи(гниещи бактерии).

Примери за хранителни вериги в широколистна иглолистна гора:

брезова кора - заек - вълк - разложители;
дървесина - ларва на чафер - кълвач - ястреб - разлагачи;
листовка (детрит) - червеи - земеровки - бухал - разложители.

Характеристики на хранителните вериги в иглолистните гори

Такива гори се намират в Северна Евразия и Северна Америка. Те се състоят от дървета като бор, смърч, ела, кедър, лиственица и други.

Тук всичко е значително по-различно от смесени и широколистни гори.

Първата връзка в този случай няма да бъде трева, а мъх, храсти или лишеи. Това се дължи на факта, че в иглолистните гори няма достатъчно светлина, за да съществува гъста тревна покривка.

Съответно животните, които ще станат потребители от първи ред, ще бъдат различни - те трябва да се хранят не с трева, а с мъх, лишеи или храсти. Може да бъде някои видове елени.

Въпреки че храстите и мъховете са по-често срещани, в иглолистните гори все още се срещат тревисти растения и храсти. Това са коприва, жълтурчета, ягоди, бъз. Зайци, лосове и катерици обикновено се хранят с този вид храна, която също може да стане потребители от първи ред.

Консуматорите от втори ред, както в смесените гори, ще бъдат хищници. Това са норка, мечка, росомаха, рис и др.

Малки хищници като норка могат да станат плячка потребители от трети ред.

Затварящата връзка ще бъде гниещи микроорганизми.

В допълнение, в иглолистните гори те са много чести детритални хранителни вериги. Тук първата връзка най-често ще бъде растителният хумус, който храни почвените бактерии, като от своя страна става храна за едноклетъчни животни, които се ядат от гъби. Такива вериги обикновено са дълги и могат да се състоят от повече от пет връзки.

Грижете ли се за здравето на вашия домашен любимец?
Ние сме отговорни за тези, които сме опитомили!“- гласи цитат от приказката „Малкият принц” Поддържането на здравето на домашния любимец е едно от основните задължения на собственика , както и птици и гризачи.
Активна добавка, която ще помогне на вашия домашен любимец да блести от здраве и да сподели щастието с вас!

В екосистемите производителите, консументите и разлагащите се обединяват от сложни процеси на пренос на вещества и енергия, които се съдържат в храната, създадена предимно от растения.

Прехвърлянето на потенциална хранителна енергия, създадена от растенията през редица организми чрез изяждане на едни видове от други, се нарича трофична (хранителна) верига, а всяка връзка се нарича трофично ниво.

Всички организми, които използват един и същи вид храна, принадлежат към едно и също трофично ниво.

На фиг.4. представена е диаграма на трофичната верига.

Фиг.4. Диаграма на хранителната верига.

Първо трофично ниво образуват производители (зелени растения), които акумулират слънчева енергия и създават органични вещества чрез процеса на фотосинтеза.

В този случай повече от половината енергия, съхранявана в органични вещества, се изразходва в жизнените процеси на растенията, превръщайки се в топлина и разсейвайки се в пространството, а останалата част влиза в хранителната верига и може да се използва от хетеротрофни организми на следващите трофични нива по време на хранене.

Второ трофично ниво образуват потребители от 1-ви ред - това са тревопасни организми (фитофаги), които се хранят с производители.

Консуматорите от първи ред изразходват по-голямата част от енергията, съдържаща се в храната, за да поддържат жизнените си процеси, а останалата част от енергията използват за изграждане на собственото си тяло, като по този начин трансформират растителната тъкан в животинска.

Така , Потребители от 1-ви ред извършвам първият, основен етап в трансформацията на органичната материя, синтезирана от производителите.

Първичните консуматори могат да служат като източник на хранене за консуматори от 2-ри ред.

Трето трофично ниво формират потребители от 2-ри ред - това са месоядни организми (зоофаги), които се хранят изключително с тревопасни организми (фитофаги).

Консуматорите от втори ред извършват втория етап на трансформация на органичната материя в хранителните вериги.

Въпреки това, химичните вещества, от които са изградени тъканите на животинските организми, са доста хомогенни и следователно трансформацията на органичната материя по време на прехода от второто трофично ниво на потребителите към третото не е толкова фундаментално, колкото при прехода от първото трофично ниво. към втория, където растителните тъкани се трансформират в животински.

Вторичните консуматори могат да служат като източник на хранене за консуматори от трети ред.

Четвърто трофично ниво образуват консументи от 3-ти разред - това са месоядни животни, които се хранят само с месоядни организми.

Последното ниво на хранителната верига заети от декомпозитори (деструктори и детритивори).

Редуктори-деструктори (бактерии, гъби, протозои) в процеса на своята жизнена дейност разграждат органичните остатъци от всички трофични нива на производителите и консументите в минерални вещества, които се връщат обратно на производителите.

Всички звена на хранителната верига са взаимосвързани и взаимозависими.

Между тях, от първата до последната връзка, се извършва пренос на вещества и енергия. Все пак трябва да се отбележи, че когато енергията се прехвърля от едно трофично ниво на друго, тя се губи. В резултат на това силовата верига не може да бъде дълга и най-често се състои от 4-6 връзки.

Такива хранителни вериги обаче в тяхната чиста форма обикновено не се срещат в природата, тъй като всеки организъм има няколко източника на храна, т.е. използва няколко вида храна и самият той се използва като хранителен продукт от множество други организми от същата хранителна верига или дори от различни хранителни вериги.

Например:

Всеядните организми консумират както производители, така и консументи като храна, т.е. са едновременно консуматори от първи, втори и понякога трети ред;

комар, който се храни с кръвта на хора и хищни животни, е на много високо трофично ниво. Но растението блатна росичка се храни с комари, което е едновременно производител и консуматор от висок клас.

Следователно почти всеки организъм, който е част от една трофична верига, може едновременно да бъде част от други трофични вериги.

По този начин трофичните вериги могат да се разклоняват и преплитат много пъти, образувайки комплекс хранителни мрежи или трофични (хранителни) мрежи , в която множеството и разнообразието от хранителни връзки действа като важен механизъм за поддържане на целостта и функционалната стабилност на екосистемите.

На фиг.5. показва опростена диаграма на енергийна мрежа за земна екосистема.

Човешката намеса в естествените съобщества от организми чрез умишлено или непреднамерено премахване на даден вид често има непредвидими отрицателни последици и води до нарушаване на стабилността на екосистемите.

Фиг.5. Схема на трофичната мрежа.

Има два основни вида трофични вериги:

пасищни вериги (вериги за паша или вериги за консумация);

детритни вериги (вериги на разлагане).

Пасищните вериги (вериги за паша или вериги за консумация) са процеси на синтез и трансформация на органични вещества в трофични вериги.

Пасищните вериги започват с производителите. Живите растения се ядат от фитофаги (консументи от първи ред), а самите фитофаги са храна за месоядни (консументи от втори ред), които могат да се ядат от консументи от трети ред и т.н.

Примери за вериги за паша за сухоземни екосистеми:

3 връзки: трепетлика → заек → лисица; растение → овца → човек.

4 връзки: растения → скакалци → гущери → ястреб;

нектар от растение цвят → муха → насекомоядна птица →

хищна птица.

5 връзки: растения → скакалци → жаби → змии → орел.

Примери за вериги за паша за водни екосистеми:→

3 връзки: фитопланктон → зоопланктон → риба;

5 връзки: фитопланктон → зоопланктон → риба → хищна риба →

хищни птици.

Детритните вериги (вериги на разлагане) са процеси на поетапно разрушаване и минерализация на органични вещества в трофичните вериги.

Детритните вериги започват с постепенното унищожаване на мъртвата органична материя от детритиворите, които последователно се заменят взаимно в съответствие с определен тип хранене.

В последните етапи на процесите на разрушаване функционират редуктори-деструктори, минерализиращи остатъците от органични съединения в прости неорганични вещества, които отново се използват от производителите.

Например, при разлагане на мъртва дървесина, те последователно се заменят: бръмбари → кълвачи → мравки и термити → разрушителни гъби.

Детритните вериги са най-често срещани в горите, където по-голямата част (около 90%) от годишното увеличение на растителната биомаса не се консумира директно от тревопасните животни, а умира и навлиза в тези вериги под формата на листни отпадъци, след което се подлага на разлагане и минерализация.

Във водните екосистеми по-голямата част от материята и енергията са включени във веригите за паша, а в сухоземните екосистеми най-важни са детритните вериги.

По този начин, на ниво потребители, потокът от органични вещества се разделя на различни групи потребители:

живата органична материя следва вериги за паша;

мъртвата органична материя върви по детритни вериги.

Основното условие за съществуването на екосистема е поддържането на циркулацията на веществата и трансформацията на енергия. Осигурява се благодарение на трофичен (храна)връзки между видове, принадлежащи към различни функционални групи. Именно въз основа на тези връзки органичните вещества, синтезирани от производителите от минерални вещества чрез абсорбиране на слънчева енергия, се прехвърлят към потребителите и се подлагат на химични трансформации. В резултат на жизнената дейност на главно разлагащите атоми на основните биогенни химични елементи преминават от органични вещества към неорганични вещества (CO 2, NH 3, H 2 S, H 2 O). След това неорганичните вещества се използват от производителите за създаване на нови органични вещества от тях. И те отново са въвлечени в цикъла с помощта на продуценти. Ако тези вещества не се използват повторно, животът на Земята би бил невъзможен. В крайна сметка запасите от вещества, усвоени от производителите в природата, не са неограничени. За да се осъществи пълен цикъл на веществата в екосистемата, трябва да присъстват и трите функционални групи организми. И между тях трябва да има постоянно взаимодействие под формата на трофични връзки с образуването на трофични (хранителни) вериги или хранителни вериги.

Хранителната верига (хранителна верига) е последователност от организми, в които се извършва постепенен трансфер на материя и енергия от източника (предишна връзка) към потребителя (следваща връзка).

В този случай един организъм може да изяде друг, като се храни с неговите мъртви останки или отпадъчни продукти. В зависимост от вида на първоначалния източник на материя и енергия хранителните вериги се разделят на два вида: пасищни (вериги за паша) и детритни (вериги на разлагане).

Вериги за паша (вериги за паша)- хранителни вериги, които започват с производители и включват потребители от различни порядъци. Като цяло пасищната верига може да бъде показана със следната диаграма:

Производители -> Потребители от първи ред -> Потребители от втори ред -> Потребители от трети ред

Например: 1) хранителна верига на ливада: червена детелина - пеперуда - жаба - змия; 2) хранителна верига на резервоара: хламидомонас - дафния - гълъб - щука. Стрелките на диаграмата показват посоката на пренос на материя и енергия в силовата верига.

Всеки организъм в хранителната верига принадлежи към определено трофично ниво.

Трофичното ниво е съвкупност от организми, които в зависимост от начина си на хранене и вида на храната съставляват определена връзка в хранителната верига.

Трофичните нива обикновено са номерирани. Първото трофично ниво се състои от автотрофни организми - растения (производители), второто трофично ниво включва тревопасни животни (консументи от първи ред), а третото и следващите нива съдържат месоядни (консументи от втори, трети и т.н. ред).

В природата почти всички организми се хранят не с една, а с няколко вида храна. Следователно всеки организъм може да бъде на различни трофични нива в една и съща хранителна верига в зависимост от естеството на храната. Например, ястребът, който яде мишки, заема третото трофично ниво, а яденето на змии - четвъртото. Освен това един и същ организъм може да бъде връзка в различни хранителни вериги, свързвайки ги помежду си. Така ястребът може да яде гущер, заек или змия, които са част от различни хранителни вериги.

В природата пасищните вериги не се срещат в чист вид. Те са свързани помежду си чрез общи хранителни връзки и форма хранителна мрежа, или електрическа мрежа. Присъствието му в екосистемата допринася за оцеляването на организмите, когато има липса на определен вид храна поради възможността да се използва друга храна. И колкото по-голямо е видовото разнообразие на индивидите в една екосистема, толкова повече хранителни вериги има в хранителната мрежа и толкова по-стабилна е екосистемата. Загубата на една връзка от хранителната верига няма да наруши цялата екосистема, тъй като могат да се използват хранителни източници от други хранителни вериги.

Детритни вериги (вериги на разлагане)- хранителни вериги, които започват с детрит, включват детритояди и разлагащи се и завършват с минерали. В детритните вериги материята и енергията на детрита се прехвърлят между детритивите и разлагащите се чрез продуктите от тяхната жизнена дейност.

Например: мъртва птица - ларви на мухи - плесени - бактерии - минерали. Ако детритът не изисква механично унищожаване, той веднага се превръща в хумус с последваща минерализация.

Благодарение на детритните вериги цикълът на веществата в природата е затворен. Мъртвите органични вещества в детритните вериги се превръщат в минерали, които попадат в околната среда и се усвояват от нея от растенията (продуценти).

Пасищните вериги са разположени предимно в надземните, а разложителните вериги - в подземните слоеве на екосистемите. Връзката между пасищните вериги и детритните вериги се осъществява чрез навлизане на детрит в почвата. Детритните вериги са свързани с пасищните вериги чрез минерални вещества, извлечени от почвата от производителите. Благодарение на взаимовръзката на пасищните и детритните вериги в екосистемата се формира сложна хранителна мрежа, осигуряваща постоянството на процесите на трансформация на материя и енергия.

Екологични пирамиди

Процесът на трансформация на материята и енергията в пасищните вериги има определени модели. На всяко трофично ниво на пасищната верига не цялата консумирана биомаса се използва за образуване на биомасата на потребителите на това ниво. Значителна част от него се изразходва за жизнените процеси на организмите: движение, размножаване, поддържане на телесната температура и др. Освен това част от фуража не се усвоява и попада в околната среда под формата на отпадъчни продукти. С други думи, по-голямата част от материята и енергията, която съдържа, се губят по време на прехода от едно трофично ниво към друго. Процентът на смилаемост варира значително и зависи от състава на храната и биологичните характеристики на организмите. Многобройни изследвания показват, че на всяко трофично ниво на хранителната верига се губят средно около 90% от енергията и само 10% преминават към следващото ниво. Американският еколог Р. Линдеман през 1942 г. формулира този модел като 10% правило. Използвайки това правило, е възможно да се изчисли количеството енергия на всяко трофично ниво на хранителната верига, ако неговият индикатор е известен на едно от тях. С известна степен на допускане това правило се използва и за определяне на прехода на биомасата между трофичните нива.

Ако на всяко трофично ниво на хранителната верига определим броя на индивидите, или тяхната биомаса, или количеството енергия, съдържаща се в нея, тогава намаляването на тези количества ще стане очевидно, когато се придвижим към края на хранителната верига. Този модел е установен за първи път от английския еколог К. Елтън през 1927 г. Той го нарече правило на екологичната пирамидаи предложи да се изрази графично. Ако някоя от горните характеристики на трофичните нива е изобразена под формата на правоъгълници с еднакъв мащаб и поставени един върху друг, тогава резултатът ще бъде екологична пирамида.

Има три вида екологични пирамиди. Пирамида от числаотразява броя на индивидите във всяко звено от хранителната верига. Въпреки това, в екосистемата второто трофично ниво ( потребители от първи ред) може да бъде числено по-богат от първото трофично ниво ( производители). В този случай получавате обърната пирамида от числа. Това се обяснява с участието в подобни пирамиди на индивиди, които не са еднакви по размер. Пример за това е пирамида от числа, състояща се от широколистно дърво, листоядни насекоми, малки насекомоядни и големи грабливи птици. Пирамида от биомасаотразява количеството органична материя, натрупана на всяко трофично ниво на хранителната верига. Пирамидата на биомасата в сухоземните екосистеми е правилна. И в пирамидата на биомасата за водните екосистеми, биомасата на второто трофично ниво, като правило, е по-голяма от биомасата на първото, когато се определя в определен момент. Но тъй като водните производители (фитопланктон) имат висок процент на производство, в крайна сметка тяхната биомаса на сезон все още ще бъде по-голяма от биомасата на потребителите от първи ред. Това означава, че във водните екосистеми също се спазва правилото на екологичната пирамида. Пирамида на енергиятаотразява моделите на разход на енергия на различни трофични нива.

По този начин запасите от материя и енергия, натрупани от растенията в пасищните хранителни вериги, бързо се изразходват (изяждат), така че тези вериги не могат да бъдат дълги. Те обикновено включват три до пет трофични нива.

В една екосистема производителите, потребителите и разлагащите се са свързани чрез трофични връзки и образуват хранителни вериги: паша и детрит. Във веригите за паша се прилага правилото за 10% и правилото за екологичната пирамида. Могат да бъдат изградени три вида екологични пирамиди: числа, биомаса и енергия.

Въведение

1. Хранителни вериги и трофични нива

2. Хранителни мрежи

3. Сладководни хранителни връзки

4. Горски хранителни връзки

5. Загуби на енергия в силови вериги

6. Екологични пирамиди

6.1 Пирамиди от числа

6.2 Пирамиди от биомаса

Заключение

Референции

Въведение

Организмите в природата са свързани чрез общата енергия и хранителни вещества. Цялата екосистема може да се оприличи на един механизъм, който консумира енергия и хранителни вещества, за да върши работа. Хранителните вещества първоначално произхождат от абиотичния компонент на системата, към който в крайна сметка се връщат или като отпадъчни продукти, или след смъртта и унищожаването на организмите.

В рамките на една екосистема енергосъдържащите органични вещества се създават от автотрофни организми и служат като храна (източник на материя и енергия) за хетеротрофите. Типичен пример: животно яде растения. Това животно от своя страна може да бъде изядено от друго животно и по този начин може да се пренесе енергия през редица организми - всеки следващ се храни с предходния, доставяйки му суровини и енергия. Тази последователност се нарича хранителна верига, а всяка връзка се нарича трофично ниво.

Целта на есето е да характеризира хранителните връзки в природата.

1. Хранителни вериги и трофични нива

Биогеоценозите са много сложни. Те винаги съдържат много паралелни и сложно преплетени хранителни вериги, а общият брой на видовете често се измерва в стотици и дори хиляди. Почти винаги различните видове се хранят с няколко различни обекта и сами служат за храна на няколко члена на екосистемата. Резултатът е сложна мрежа от хранителни връзки.

Всяка връзка в хранителната верига се нарича трофично ниво. Първото трофично ниво се заема от автотрофи или така наречените първични производители. Организмите от второто трофично ниво се наричат първични консументи, третото - вторични консументи и т.н. Обикновено има четири или пет трофични нива и рядко повече от шест.

Основните производители са автотрофни организми, главно зелени растения. Някои прокариоти, а именно синьо-зелените водорасли и няколко вида бактерии, също фотосинтезират, но техният принос е сравнително малък. Фотосинтетиците преобразуват слънчевата енергия (светлинна енергия) в химическа енергия, съдържаща се в органичните молекули, от които са изградени тъканите. Хемосинтетичните бактерии, които извличат енергия от неорганични съединения, също имат малък принос в производството на органична материя.

Във водните екосистеми основните производители са водораслите - често малки едноклетъчни организми, които изграждат фитопланктона на повърхностните слоеве на океаните и езерата. На сушата по-голямата част от първичната продукция се доставя от по-добре организирани форми, свързани с голосеменни и покритосеменни растения. Те образуват гори и ливади.

Първичните потребители се хранят с първични производители, т.е. те са тревопасни животни. На сушата типичните тревопасни животни включват много насекоми, влечуги, птици и бозайници. Най-важните групи тревопасни бозайници са гризачите и копитните животни. Последните включват пасящи животни като коне, овце и говеда, които са приспособени да бягат на пръсти.

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

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

→ земеровка → бухал

Розов храст → листна въшка → калинка → паяк → насекомоядна птица → хищна птица

Има два основни типа хранителни вериги - пасищни и детритни. По-горе бяха дадени примери за пасищни вериги, в които първото трофично ниво е заето от зелени растения, второто от пасищни животни и третото от хищници. Телата на мъртвите растения и животни все още съдържат енергия и „строителен материал“, както и интравитални екскрети, като урина и изпражнения. Тези органични материали се разграждат от микроорганизми, а именно гъбички и бактерии, живеещи като сапрофити върху органични остатъци. Такива организми се наричат разлагащи. Те освобождават храносмилателни ензими върху мъртви тела или отпадъчни продукти и абсорбират продуктите от тяхното храносмилане. Скоростта на разлагане може да варира. Органичната материя от урина, изпражнения и животински трупове се консумира в рамките на седмици, докато падналите дървета и клони могат да отнемат много години, за да се разложат. Много важна роля в разграждането на дървесината (и другите растителни остатъци) играят гъбичките, които отделят ензима целулоза, който омекотява дървесината, а това позволява на малки животни да проникнат и да абсорбират омекналия материал.

Части от частично разложен материал се наричат детрит и много малки животни (детритори) се хранят с тях, ускорявайки процеса на разлагане. Тъй като както истинските разлагащи (гъбички и бактерии), така и детритивните (животни) участват в този процес, и двете понякога се наричат разлагащи, въпреки че в действителност този термин се отнася само за сапрофитни организми.

По-големите организми могат от своя страна да се хранят с детритоядни животни и тогава се създава различен тип хранителна верига - верига, верига, започваща с детрит:

Detritus → detritivore → хищник

Детритивите на горските и крайбрежните съобщества включват земни червеи, мокрици, ларва на мършава муха (гора), полихети, алена муха, холотурия (крайбрежна зона).

Ето две типични детритни хранителни вериги в нашите гори:

Листни отпадъци → Земен червей → Черен кос → Ястреб врабче

Мъртво животно → Ларви на мърша → Жаба → Смок

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

2. Хранителни мрежи

В диаграмите на хранителната верига всеки организъм е представен като хранителен с други организми от един тип. Действителните хранителни взаимоотношения в една екосистема обаче са много по-сложни, тъй като едно животно може да се храни с различни видове организми от една и съща хранителна верига или дори от различни хранителни вериги. Това важи особено за хищниците от горните трофични нива. Някои животни ядат както други животни, така и растения; те се наричат всеядни (такъв е случаят по-специално с хората). В действителност хранителните вериги са преплетени по такъв начин, че се образува хранителна (трофична) мрежа. Диаграмата на хранителната мрежа може да покаже само няколко от многото възможни връзки и обикновено включва само един или два хищника от всяко от горните трофични нива. Такива диаграми илюстрират хранителните връзки между организмите в една екосистема и осигуряват основата за количествени изследвания на екологичните пирамиди и продуктивността на екосистемата.

3. Сладководни хранителни връзки

Хранителните вериги на сладководно тяло се състоят от няколко последователни връзки. Например протозоите, които се ядат от малки ракообразни, се хранят с растителни остатъци и бактериите, които се развиват върху тях. Ракообразните от своя страна служат като храна за рибите, а последните могат да бъдат изядени от хищни риби. Почти всички видове не се хранят с един вид храна, а използват различни хранителни обекти. Хранителните вериги са сложно преплетени. От това следва важно общо заключение: ако някой член на биогеоценозата изпадне, тогава системата не е нарушена, тъй като се използват други източници на храна. Колкото по-голямо е видовото разнообразие, толкова по-стабилна е системата.

Основният източник на енергия във водната биогеоценоза, както и в повечето екологични системи, е слънчевата светлина, благодарение на която растенията синтезират органична материя. Очевидно биомасата на всички животни, съществуващи в резервоара, изцяло зависи от биологичната продуктивност на растенията.

Често причината за ниската производителност на естествените резервоари е липсата на минерали (особено азот и фосфор), необходими за растежа на автотрофните растения, или неблагоприятната киселинност на водата. Прилагането на минерални торове, а в случай на кисела среда, варуване на резервоари, допринася за разпространението на растителен планктон, който храни животни, които служат като храна за рибите. По този начин се увеличава производителността на рибарниците.

4. Горски хранителни връзки

Богатството и разнообразието от растения, които произвеждат огромни количества органична материя, която може да се използва за храна, обуславят развитието в дъбовите гори на множество консументи от животинския свят, от протозои до висши гръбначни животни - птици и бозайници.

Хранителните вериги в гората са преплетени в много сложна хранителна мрежа, така че загубата на един вид животно обикновено не нарушава значително цялата система. Значението на различните групи животни в биогеоценозата не е еднакво. Изчезването, например, в повечето от нашите дъбови гори на всички големи тревопасни копитни животни: бизони, елени, сърни, лосове - би имало малко въздействие върху цялостната екосистема, тъй като техният брой, а следователно и биомасата, никога не са били големи и не играят съществена роля в общия кръговрат на веществата. Но ако тревопасните насекоми изчезнат, последствията биха били много сериозни, тъй като насекомите изпълняват важната функция на опрашители в биогеоценозата, участват в унищожаването на отпадъците и служат като основа за съществуването на много последващи връзки в хранителните вериги.

От голямо значение в живота на гората са процесите на разлагане и минерализация на масата от умиращи листа, дървесина, животински останки и продукти от тяхната жизнена дейност. От общия годишен прираст на биомасата на надземните части на растенията около 3-4 тона на 1 хектар естествено загиват и падат, образувайки т. нар. горска постеля. Значителна маса се състои и от мъртви подземни части на растения. С постеля повечето от минералите и азота, консумирани от растенията, се връщат в почвата.

Животинските останки се унищожават много бързо от бръмбари, кожени бръмбари, ларви на мърша и други насекоми, както и от гнилостни бактерии. Фибрите и други трайни вещества, които съставляват значителна част от растителната постеля, се разграждат по-трудно. Но те също служат като храна за редица организми, като гъбички и бактерии, които имат специални ензими, които разграждат фибрите и други вещества до лесно смилаеми захари.

Веднага след като растенията умрат, тяхното вещество се използва напълно от разрушителите. Значителна част от биомасата се състои от земни червеи, които вършат огромна работа по разлагането и преместването на органични вещества в почвата. Общият брой на насекоми, акари, червеи и други безгръбначни достига много десетки и дори стотици милиони на хектар. Ролята на бактериите и нисшите сапрофитни гъби е особено важна при разлагането на отпадъците.

5. Загуби на енергия в силови вериги

Всички видове, които образуват хранителната верига, съществуват върху органична материя, създадена от зелени растения. В този случай има важен модел, свързан с ефективността на използване и преобразуване на енергията в процеса на хранене. Същността му е следната.

Общо само около 1% от лъчистата енергия на Слънцето, падаща върху растение, се превръща в потенциална енергия на химични връзки на синтезирани органични вещества и може да бъде допълнително използвана от хетеротрофни организми за хранене. Когато едно животно яде растение, по-голямата част от енергията, съдържаща се в храната, се изразходва за различни жизненоважни процеси, превръщайки се в топлина и разсейвайки се. Само 5-20% от хранителната енергия преминава в новоизградената субстанция на тялото на животното. Ако хищник изяде тревопасно животно, тогава отново се губи по-голямата част от енергията, съдържаща се в храната. Поради толкова големи загуби на полезна енергия, хранителните вериги не могат да бъдат много дълги: те обикновено се състоят от не повече от 3-5 връзки (хранителни нива).

Количеството растителна материя, което служи като основа на хранителната верига, винаги е няколко пъти по-голямо от общата маса на тревопасните животни, а масата на всяка от следващите връзки в хранителната верига също намалява. Този много важен модел се нарича правило на екологичната пирамида.

6. Екологични пирамиди

6.1 Пирамиди от числа

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

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

При вземане на проби - с други думи, в даден момент от време - винаги се определя т. нар. биомаса в изправено състояние или добив в изправено състояние. Важно е да се разбере, че тази стойност не съдържа никаква информация за скоростта на производство на биомаса (производителност) или нейното потребление; в противен случай могат да възникнат грешки по две причини:

1. Ако скоростта на потребление на биомаса (загуба поради консумация) приблизително съответства на скоростта на нейното образуване, тогава стоящата култура не означава непременно продуктивност, т.е. за количеството енергия и материя, движещи се от едно трофично ниво на друго за даден период от време, например година. Например, едно плодородно, интензивно използвано пасище може да има по-ниски добиви от трева и по-висока продуктивност от по-малко плодородно, но лошо използвано пасище.

2. Малките производители, като водораслите, се характеризират с висока степен на обновяване, т.е. високи темпове на растеж и размножаване, балансирани от интензивната им консумация като храна от други организми и естествена смърт. По този начин, въпреки че стоящата биомаса може да е малка в сравнение с големите производители (като дървета), производителността може да не е по-малка, защото дърветата натрупват биомаса за дълъг период от време. С други думи, фитопланктон със същата продуктивност като едно дърво ще има много по-малко биомаса, въпреки че може да поддържа същата маса животни. Като цяло популациите на големи и дълготрайни растения и животни имат по-нисък процент на обновяване в сравнение с малките и краткотрайни и натрупват материя и енергия за по-дълъг период от време. Зоопланктонът има по-голяма биомаса от фитопланктона, с който се храни. Това е типично за планктонните съобщества на езерата и моретата в определени периоди от годината; Биомасата на фитопланктона превишава биомасата на зоопланктона по време на пролетния „цъфтеж“, но в други периоди е възможно обратното съотношение. Такива очевидни аномалии могат да бъдат избегнати чрез използване на енергийни пирамиди.

Заключение

Завършвайки работата по резюмето, можем да направим следните заключения. Функционална система, която включва общност от живи същества и тяхното местообитание, се нарича екологична система (или екосистема). В такава система връзките между нейните компоненти възникват предимно на хранителна основа. Хранителната верига показва пътя на движение на органичната материя, както и енергията и неорганичните хранителни вещества, които съдържа.

В екологичните системи, в процеса на еволюция, са се развили вериги от взаимосвързани видове, които последователно извличат материали и енергия от първоначалната хранителна субстанция. Тази последователност се нарича хранителна верига, а всяка връзка се нарича трофично ниво. Първото трофично ниво се заема от автотрофни организми или така наречените първични производители. Организмите от второто трофично ниво се наричат първични консументи, третото - вторични консументи и т.н. Последното ниво обикновено се заема от разлагащи или детритивни.

Хранителните връзки в една екосистема не са ясни, тъй като компонентите на екосистемата са в сложни взаимодействия помежду си.

Референции

1. Амос У.Х. Живият свят на реките. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 240 с.

2. Биологичен енциклопедичен речник. - М.: Съветска енциклопедия, 1986. - 832 с.

3. Риклефс Р. Основи на общата екология. - М.: Мир, 1979. - 424 с.

4. Spurr S.G., Barnes B.V. Горска екология. - М .: Дървена промишленост, 1984. - 480 с.

5. Стадницки Г.В., Родионов А.И. Екология. - М.: Висше училище, 1988. - 272 с.

6. Яблоков А.В. Популационна биология. - М.: Висше училище, 1987. -304 с.