Хранителна верига от 9 звена. Примери за хранителни вериги в различни гори

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 – паша и детрит. 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 отделят 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. Въпреки това, действителните хранителни взаимоотношения в една екосистема 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 сладководните тела 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 повишава производителността на рибарските водоеми.

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 разграждането 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 животното 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 водорасли, се характеризират с висока скорост 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 характерно 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.

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 органична материя 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 на трансформация на органична 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. до 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 преносът 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 други многобройни 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 типа 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, когато мъртвата дървесина се разлага, те последователно се заменят една друга: 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 в пасищните вериги, 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.

Хранителната верига е последователна трансформация на елементи от неорганична природа (биогенни и др.) С помощта на растения и светлина в органични вещества (първично производство), а последните - от животински организми в следващите трофични (хранителни) връзки (стъпки) в тяхната биомаса.

Хранителната верига започва със слънчева енергия и всяка брънка във веригата представлява промяна в енергията. Всички хранителни вериги в една общност образуват трофични връзки.

Съществуват различни връзки между компонентите на една екосистема и на първо място те са свързани заедно чрез потока на енергия и циркулацията на материята. Каналите, през които енергията протича през дадена общност, се наричат хранителни вериги. Енергията от слънчевите лъчи, падащи върху върховете на дърветата или върху повърхността на езерото, се улавя от зелените растения - били те огромни дървета или малки водорасли - и се използва от тях в процеса на фотосинтеза. Тази енергия отива в растежа, развитието и размножаването на растенията. Растенията, като производители на органична материя, се наричат продуценти. Производителите от своя страна осигуряват източник на енергия за тези, които ядат растенията и в крайна сметка за цялата общност.

Първи консументи на органична материя са тревопасните животни – консументи от първи ред. Хищниците, които ядат тревопасни плячки, действат като консуматори от втори ред. При преминаване от една връзка към друга неизбежно се губи енергия, така че рядко има повече от 5-6 участници в хранителната верига. Разграждащите завършват цикъла – бактериите и гъбичките разграждат животинските трупове и растителните останки, превръщайки органичната материя в минерали, които отново се абсорбират от производителите.

Хранителната верига включва всички растения и животни, както и химичните елементи, съдържащи се във водата, необходими за фотосинтезата. Хранителната верига е последователна линейна структура от връзки, всяка от които е свързана със съседни връзки чрез връзки „храна-потребител“. Групи организми, например специфични биологични видове, действат като връзки във веригата. Във водата хранителната верига започва с най-малките растителни организми - водорасли - които живеят в еуфотичната зона и използват слънчева енергия, за да синтезират органични вещества от неорганични химически хранителни вещества и въглероден диоксид, разтворен във вода. В процеса на пренасяне на енергията на храната от нейния източник - растения - през редица организми, което се случва чрез изяждането на едни организми от други, има разсейване на енергия, част от която се превръща в топлина. При всеки следващ преход от една трофична връзка (етап) към друга се губи до 80-90% от потенциалната енергия. Това ограничава възможния брой стъпки или връзки във веригата обикновено до четири или пет. Колкото по-къса е хранителната верига, толкова повече налична енергия се съхранява.

Средно 1 хил. кг растения произвеждат 100 кг от тялото на тревопасните животни. Хищниците, които се хранят с тревопасни животни, могат да изградят 10 кг от биомасата си от това количество, а вторичните хищници само 1 кг. Например, човек изяжда голяма риба. Храната му се състои от малки риби, които консумират зоопланктон, който живее от фитопланктон, който улавя слънчевата енергия.

Така за изграждането на 1 кг човешко тяло са необходими 10 хил. кг фитопланктон. Следователно масата на всяко следващо звено във веригата прогресивно намалява. Този модел се нарича правило на екологичната пирамида. Има пирамида от числа, отразяваща броя на индивидите на всеки етап от хранителната верига, пирамида от биомаса - количеството органична материя, синтезирано на всяко ниво, и пирамида от енергия - количеството енергия в храната. Всички те имат еднакъв фокус, като се различават по абсолютната стойност на цифровите стойности. В реални условия силовите вериги могат да имат различен брой връзки. В допълнение, електрическите вериги могат да се пресичат, за да образуват електрически мрежи. Почти всички видове животни, с изключение на много специализираните по отношение на храненето, използват не само един източник на храна, а няколко). Колкото по-голямо е видовото разнообразие в една биоценоза, толкова по-стабилна е тя. И така, в хранителната верига растение-заек-лисица има само три звена. Но лисицата яде не само зайци, но и мишки и птици. Общият модел е, че винаги има зелени растения в началото на хранителната верига и хищници в края. С всяко звено във веригата организмите стават все по-големи, размножават се по-бавно и броят им намалява. Видовете, заемащи позицията на по-ниски връзки, въпреки че са снабдени с храна, сами по себе си се консумират интензивно (мишките, например, се унищожават от лисици, вълци, сови). Селекцията върви в посока повишаване на плодовитостта. Такива организми се превръщат в храна за висши животни без никакви перспективи за прогресивна еволюция.

Във всяка геоложка епоха организмите, които са били на най-високо ниво в хранителните взаимоотношения, са еволюирали с най-висока скорост, например в Девон рибите с форма на лоб са били рибоядни хищници; в карбонския период - хищни стегоцефали. В Перм - влечуги, които ловуваха стегоцефали. През цялата мезозойска ера бозайниците са били унищожени от хищни влечуги и едва в резултат на изчезването на последните в края на мезозоя те заемат господстващо положение, което води до голям брой форми.

Хранителните взаимоотношения са най-важният, но не и единственият тип взаимоотношения между видовете в една биоценоза. Един вид може да повлияе на друг по различни начини. Организмите могат да се установят на повърхността или вътре в тялото на индивиди от друг вид, могат да образуват местообитание за един или няколко вида и да влияят на движението на въздуха, температурата и осветеността на околното пространство. Примерите за връзки, засягащи местообитанията на видовете, са многобройни. Морските жълъди са морски ракообразни, които водят заседнал начин на живот и често се установяват върху кожата на китовете. Ларвите на много мухи живеят в кравешки тор. Особено важна роля в създаването или промяната на средата за други организми принадлежи на растенията. В гъсталаците на растенията, било то гора или ливада, температурата се колебае по-малко, отколкото в открити пространства, а влажността е по-висока.
Често един вид участва в разпространението на друг. Животните носят семена, спори, прашец и други по-малки животни. Семената на растенията могат да бъдат уловени от животни при случаен контакт, особено ако семената или плодовете имат специални куки (връв, репей). При ядене на плодове и плодове, които не могат да бъдат усвоени, семената се освобождават заедно с изпражненията. Бозайници, птици и насекоми носят множество акари по телата си.

Всички тези разнообразни връзки осигуряват възможността за съществуване на видове в биоценоза, поддържат ги близо един до друг, превръщайки ги в стабилни саморегулиращи се общности.

Установява се връзка между две връзки, ако една група организми действа като храна за друга група. Първата връзка на веригата няма предшественик, тоест организмите от тази група не използват други организми като храна, като производители. Най-често на това място се срещат растения, гъби и водорасли. Организмите в последното звено във веригата не действат като храна за други организми.

Всеки организъм има определено количество енергия, т.е. можем да кажем, че всяко звено във веригата има своя потенциална енергия. По време на процеса на хранене потенциалната енергия на храната се предава на нейния потребител.

При прехвърляне на потенциална енергия от връзка към връзка, до 80-90% се губят под формата на топлина. Този факт ограничава дължината на хранителната верига, която в природата обикновено не надвишава 4-5 звена. Колкото по-дълга е трофичната верига, толкова по-ниска е продукцията на последната й връзка спрямо продукцията на първоначалната.

В Байкал хранителната верига в пелагичната зона се състои от пет звена: водорасли - епишура - макроектопус - риба - тюлен или хищна риба (ленок, таймен, възрастен омул и др.). Човекът участва в тази верига като последно звено, но той може да консумира продукти от по-ниски звена, например риба или дори безгръбначни, когато използва като храна ракообразни, водни растения и др. Късите трофични вериги са по-малко стабилни и подложени на по-големи колебания дълги и сложни по структура.

2. НИВА И СТРУКТУРНИ ЕЛЕМЕНТИ НА ХРАНИТЕЛНАТА ВЕРИГА

Обикновено за всяка връзка във веригата можете да посочите не една, а няколко други връзки, свързани с нея чрез връзката „храна-потребител“. Така че не само кравите, но и други животни ядат трева, а кравите са храна не само за хората. Установяването на такива връзки превръща хранителната верига в по-сложна структура - хранителна мрежа.

В някои случаи в трофична мрежа е възможно да се групират отделни връзки в нива по такъв начин, че връзките на едно ниво да действат само като храна за следващото ниво. Това групиране се нарича трофични нива.

Първоначалното ниво (връзка) на всяка трофична (хранителна) верига в резервоар са растенията (водораслите). Растенията не ядат никого (с изключение на малък брой видове насекомоядни растения - росичка, мехурче, непентес и някои други); напротив, те са източник на живот за всички животински организми. Следователно първата стъпка във веригата от хищници са тревопасните (пасищни) животни. След тях са малки хищници, които се хранят с тревопасни, след това връзка от по-големи хищници. Във веригата всеки следващ организъм е по-голям от предишния. Хищните вериги допринасят за стабилността на хранителната верига.

Хранителната верига на сапрофитите е последната връзка в трофичната верига. Сапрофитите се хранят с мъртви организми. Химикалите, образувани по време на разлагането на мъртвите организми, отново се консумират от растенията - произвеждащите организми, от които започват всички трофични вериги.

3. ВИДОВЕ ТРОФИЧНИ ВЕРИГИ

Има няколко класификации на трофичните вериги.

Според първата класификация в природата има три трофични вериги (трофични означава определени от природата за унищожаване).

Първата трофична верига включва следните свободно живеещи организми:

тревопасни;

хищници - месоядни;

всеядни, включително хора.

Основният принцип на хранителната верига: "Кой кого яде?"

Втората трофична верига обединява живи същества, които метаболизират всичко и всички. Тази задача се изпълнява от декомпозитори. Те редуцират сложните вещества на мъртвите организми до прости вещества. Свойството на биосферата е, че всички представители на биосферата са смъртни. Биологичната задача на разлагащите е да разлагат мъртвите.

Според втората класификация има два основни типа трофични вериги - пасищни и детритни.

В пасищната трофична верига (верига за паша) основата се състои от автотрофни организми, след това има тревопасни животни, които ги консумират (например зоопланктон, хранещ се с фитопланктон), след това хищници (консуматори) от 1-ви ред (например риба консумиращи зоопланктон), хищници от 2-ри ред (например щука, хранеща се с други риби). Трофичните вериги са особено дълги в океана, където много видове (например риба тон) заемат мястото на консументи от четвърти ред.

В детритните трофични вериги (вериги на разлагане), най-често срещани в горите, по-голямата част от растителната продукция не се консумира директно от тревопасните животни, а умира, след което се подлага на разлагане от сапротрофни организми и минерализация. По този начин детритните трофични вериги започват от детрита, преминават към микроорганизмите, които се хранят с него, а след това към детритивните животни и техните потребители - хищници. Във водните екосистеми (особено в еутрофните резервоари и на големите дълбочини на океана) това означава, че част от продукцията на растенията и животните също навлиза в детритните трофични вериги.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Всички живи организми, населяващи нашата планета, не съществуват сами по себе си; те зависят от околната среда и изпитват нейното влияние. Това е точно съгласуван комплекс от много фактори на околната среда и адаптирането на живите организми към тях определя възможността за съществуване на всички видове форми на организми и най-разнообразното формиране на техния живот.

Основната функция на биосферата е да осигурява кръговрата на химичните елементи, което се изразява в кръговрата на веществата между атмосферата, почвата, хидросферата и живите организми.

Всички живи същества са обекти на храна за другите, т.е. взаимосвързани чрез енергийни връзки. Хранителни връзкив общностите това са механизми за пренос на енергия от един организъм към друг. Във всяка общност трофиченвръзките се преплитат в комплекс нето.

Организмите от всеки вид са потенциална храна за много други видове

трофичните мрежи в биоценозите са много сложни и изглежда, че енергията, която влиза в тях, може да мигрира дълго време от един организъм в друг. Всъщност пътят на всяка конкретна порция енергия, натрупана от зелените растения, е кратък; може да се предава чрез не повече от 4-6 връзки в поредица, състояща се от организми, които се хранят последователно един с друг. Такива серии, в които е възможно да се проследят начините, по които се изразходва първоначалната доза енергия, се наричат хранителни вериги. Местоположението на всяко звено в хранителната верига се нарича трофично ниво. Първото трофично ниво винаги са производители, създатели на органична материя; консуматорите на растения принадлежат към второто трофично ниво; месоядни животни, живеещи от тревопасни форми - до третата; консумиране на други месоядни - до четвърти и т.н. Така се разграничават консуматори от първи, втори и трети ред, заемащи различни нива в хранителната верига. Естествено основна роля за това играе хранителната специализация на потребителите. Видовете с широк диапазон на хранене са включени в хранителните вериги на различни трофични нива.

ЛИТЕРАТУРА

Акимова Т.А., Хаскин В.В. Екология. Учебно ръководство. – М.: ДОНИТИ, 2005.

Моисеев А.Н. Екологията в съвременния свят // Енергетика. 2003. № 4.

Кръговрат на веществата в природата и хранителни вериги

Всички живи организми са активни участници в кръговрата на веществата на планетата. С помощта на кислород, въглероден диоксид, вода, минерални соли и други вещества живите организми се хранят, дишат, отделят продукти и се размножават. След смъртта телата им се разлагат на прости вещества и се връщат във външната среда.

Преносът на химични елементи от живите организми в околната среда и обратно не спира нито за секунда. По този начин растенията (автотрофни организми) приемат въглероден диоксид, вода и минерални соли от външната среда. По този начин те създават органична материя и отделят кислород. Животните (хетеротрофни организми), напротив, вдишват кислорода, отделен от растенията, и като ядат растения, те асимилират органични вещества и отделят въглероден диоксид и хранителни остатъци. Гъбите и бактериите изяждат остатъците от живи организми и превръщат органичните вещества в минерали, които се натрупват в почвата и водата. И минералите отново се усвояват от растенията. Ето как природата поддържа постоянен и безкраен кръговрат на веществата и поддържа непрекъснатостта на живота.

Цикълът на веществата и всички трансформации, свързани с него, изискват постоянен поток от енергия. Източникът на такава енергия е Слънцето.

На земята растенията абсорбират въглерод от атмосферата чрез фотосинтеза. Животните ядат растения, предавайки въглерода нагоре по хранителната верига, за което ще говорим по-късно. Когато растенията и животните умират, те пренасят въглерод обратно на земята.

На повърхността на океана въглеродният диоксид от атмосферата се разтваря във водата. Фитопланктонът го абсорбира за фотосинтеза. Животните, които ядат планктон, издишват въглерод в атмосферата и по този начин го предават по-нататък по хранителната верига. След като фитопланктонът умре, той може да бъде рециклиран в повърхностните води или да се утаи на океанското дъно. В продължение на милиони години този процес е превърнал океанското дъно в богатия на въглероден резервоар на планетата. Студените течения пренасят въглерод към повърхността. Когато водата се нагрява, тя се отделя като газ и навлиза в атмосферата, продължавайки цикъла.

Водата непрекъснато циркулира между моретата, атмосферата и сушата. Под лъчите на слънцето се изпарява и се издига във въздуха. Там капчици вода се събират в облаци и облаци. Те падат на земята като дъжд, сняг или градушка, които отново се превръщат във вода. Водата се абсорбира в земята и се връща в моретата, реките и езерата. И всичко започва отначало. Така протича водният цикъл в природата.

По-голямата част от водата се изпарява от океаните. Водата в него е солена, а водата, която се изпарява от повърхността му е прясна. По този начин океанът е световната „фабрика“ за прясна вода, без която животът на Земята е невъзможен.

ТРИ СЪСТОЯНИЯ НА МАТЕРИЯТА. Има три агрегатни състояния на материята – твърдо, течно и газообразно. Те зависят от температурата и налягането. Във всекидневния живот можем да наблюдаваме водата и в трите тези състояния. Влагата се изпарява и преминава от течно състояние в газообразно състояние, тоест водна пара. Кондензира и се превръща в течност. При минусови температури водата замръзва и преминава в твърдо състояние – лед.

Кръговратът на сложните вещества в живата природа включва хранителни вериги. Това е линейна затворена последователност, в която всяко живо същество се храни с някого или нещо и самото служи за храна на друг организъм. В рамките на хранителната верига на пасищата органичната материя се създава от автотрофни организми като растения. Растенията се ядат от животни, които на свой ред се ядат от други животни. Гъбите декомпозитори разграждат органичните останки и служат като начало на детритната трофична верига.

Всяка връзка в хранителната верига се нарича трофично ниво (от гръцката дума „трофос“ - „хранене“).
1. Производителите или производителите произвеждат органични вещества от неорганични. Производителите включват растения и някои бактерии.
2. Консуматорите или потребителите консумират готови органични вещества. Консуматорите от първи ред се хранят с производителите. Потребителите от 2-ри ред се хранят с потребители от 1-ви ред. Консуматорите от 3-ти ред се хранят с консуматори от 2-ри ред и т.н.
3. Редукторите или разрушителите разрушават, тоест минерализират органичните вещества до неорганични. Разградителите включват бактерии и гъбички.

ДЕТРИТАЛНИ ХРАНИТЕЛНИ ВЕРИГИ. Има два основни вида хранителни вериги – пасищни (вериги на паша) и детритни (вериги на разлагане). Основата на пасищната хранителна верига се състои от автотрофни организми, които се хранят от животни. И в детритните трофични вериги повечето от растенията не се консумират от тревопасни животни, но умират и след това се разлагат от сапротрофни организми (например земни червеи) и се минерализират. По този начин детритните трофични вериги започват от детрит и след това отиват към детритивните животни и техните потребители - хищници. На сушата това са веригите, които преобладават.

КАКВО Е ЕКОЛОГИЧНА ПИРАМИДА? Екологичната пирамида е графично представяне на връзките между различните трофични нива на хранителната верига. Хранителната верига не може да съдържа повече от 5-6 звена, тъй като при преминаване към всяко следващо звено се губи 90% от енергията. Основното правило на екологичната пирамида се базира на 10%. Така например, за да образува 1 кг маса, делфинът трябва да изяде около 10 кг риба, а те от своя страна се нуждаят от 100 кг храна - водни гръбначни животни, които трябва да изядат 1000 кг водорасли и бактерии, за да образуват такава маса. Ако тези величини се изобразят в подходящ мащаб по реда на тяхната зависимост, то всъщност се образува своеобразна пирамида.

ХРАНИТЕЛНИ МРЕЖИ. Често взаимодействията между живите организми в природата са по-сложни и визуално наподобяват мрежа. Организмите, особено месоядните, могат да се хранят с голямо разнообразие от същества от различни хранителни вериги. Така хранителните вериги се преплитат, за да образуват хранителни мрежи.

Назад Напред

внимание! Визуализациите на слайдове са само за информационни цели и може да не представят всички характеристики на презентацията. Ако се интересувате от тази работа, моля, изтеглете пълната версия.

Цел на урока:Да се формират знания за съставните компоненти на биологичната общност, за характеристиките на трофичната структура на общността, за хранителните връзки, които отразяват пътя на циркулацията на веществото, да се формират понятията за хранителна верига, хранителна мрежа.

Напредък на урока

1. Организационен момент.

2. Проверка и актуализиране на знанията по темата „Състав и структура на общността“.

На дъската: Нашият свят не е случайност, не е хаос - във всичко има система.

Въпрос. За каква система в живата природа се говори в това твърдение?

Работа с термини.

Упражнение.Попълнете пропуснатите думи.

Съобщество от организми от различни видове, тясно свързани помежду си, се нарича …………. . Състои се от: растения, животни, …………. , …………. . Съвкупност от живи организми и компоненти на неживата природа, обединени от обмена на вещества и енергия върху еднородна област от земната повърхност, се нарича …………….. или …………….

Упражнение.Изберете четири компонента на екосистемата: бактерии, животни, потребители, гъби, абиотичен компонент, климат, разлагащи вещества, растения, производители, вода.

Въпрос.Как живите организми са свързани помежду си в една екосистема?

3. Изучаване на нов материал. Обяснете с помощта на презентация.

4. Затвърдяване на нов материал.

Задача № 1. Слайд № 20.

Идентифицирайте и етикетирайте: производители, потребители и разлагащи. Сравнете силови вериги и установете прилики между тях. (в началото на всяка верига има растителна храна, след това има тревопасно животно, а в края има хищно животно). Назовете начина на хранене на растенията и животните. (растенията са автотрофи, т.е. те сами произвеждат органична материя, животните - хетеротрофи - консумират готова органична материя).

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

Задача № 2. Сравнете две хранителни вериги, идентифицирайте приликите и разликите.

детелина - заек - вълк
Растителна постеля - земен червей - кос - ястреб - ястреб (Първата хранителна верига започва с производители - живи растения, втората с растителни остатъци - мъртва органична материя).

В природата има два основни типа хранителни вериги: пасища (вериги за паша), които започват с производителите, детритни (вериги на разлагане), които започват с растителни и животински остатъци, животински екскременти.

Извод: 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.

Задача № 3. Направете хранителна верига, включваща следните организми: гъсеница, кукувица, дърво с листа, мишелов, почвени бактерии. Посочете производители, потребители, разложители. (дърво с листа - гъсеница - кукувица - мишелов - почвени бактерии). Определете колко трофични нива съдържа тази хранителна верига (тази верига се състои от пет връзки, следователно има пет трофични нива). Определете кои организми се намират на всяко трофично ниво. Направете заключение.

Първото трофично ниво са зелените растения (производители),
Второ трофично ниво – тревопасни (консументи от 1-ви разред)
Трето трофично ниво – дребни хищници (2-ри разред консументи)
Четвърто трофично ниво – големи хищници (консументи от 3-ти ред)
Пето трофично ниво - организми, които консумират мъртва органична материя - почвени бактерии, гъби (разложители)

В природата всеки организъм използва не един източник на храна, а няколко, но в биогеоценозите хранителните вериги се преплитат и образуват хранителна мрежа. За всяка общност можете да съставите диаграма на всички хранителни взаимоотношения на организмите и тази диаграма ще има формата на мрежа (разглеждаме пример за хранителна мрежа на фиг. 62 в учебника по биология от А. А. Каменски и други )

5. Прилагане на придобитите знания.

Практическа работа в групи.

Задача No1. Решаване на екологични ситуации

1. В един от канадските резервати всички вълци бяха унищожени, за да се увеличи стадото елени. Беше ли възможно да се постигне целта по този начин? Обяснете отговора си.

2. Зайците живеят на определена територия. От тях има 100 малки зайчета с тегло 2 кг и 20 от родителите им с тегло 5 кг. Теглото на 1 лисица е 10 кг. Намерете броя на лисиците в тази гора. Колко растения трябва да растат в гората, за да растат зайците?

3. Резервоар с богата растителност е дом на 2000 водни плъха, всеки плъх консумира 80 g растения на ден. Колко бобри може да изхрани това езерце, ако бобърът консумира средно 200 g растителна храна на ден?

4. Представете неподредените факти в логически правилна последователност (под формата на числа).

1. Нилският костур започна да яде много тревопасни риби.

2. След като се размножиха много, растенията започнаха да гният, отравяйки водата.

3. Пушенето на нилски костур изисква много дърва.

4. През 1960 г. британски колонисти пускат във водите на езерото Виктория нилски костур, който бързо се размножава и нараства, достигайки тегло от 40 кг и дължина от 1,5 м.

5. Горите по бреговете на езерото бяха интензивно изсечени - така започна водна ерозия на почвата.

6. В езерото се появиха мъртви зони с отровена вода.

7. Броят на тревопасните риби намаля и езерото започна да обраства с водни растения.

8. Ерозията на почвата е довела до намаляване на плодородието на нивите.

9. Лошите почви не дават реколта и селяните фалират .

6. Самопроверка на усвоените знания под формата на тест.

1. Продуценти на органични вещества в екосистемата

А) производители

Б) потребители

Б) декомпозитори

Г) хищници

2. Към коя група спадат микроорганизмите, живеещи в почвата?

А) производители

Б) потребители от първи ред

Б) потребители от втори ред

Г) декомпозитори

3. Назовете животното, което трябва да бъде включено в хранителната верига: трева -> ... -> вълк

Б) ястреб

4. Определете правилната хранителна верига

А) таралеж -> растение -> скакалец -> жаба

Б) скакалец -> растение -> таралеж -> жаба

Б) растение -> скакалец -> жаба -> таралеж

Г) таралеж -> жаба -> скакалец -> растение

5. В екосистема от иглолистни гори се включват консументи от 2-ри ред

А) обикновен смърч

Б) горски мишки

Б) тайга кърлежи

Г) почвени бактерии

6. Растенията произвеждат органични вещества от неорганични вещества, следователно те играят роля в хранителните вериги

А) крайна връзка

Б) начално ниво

Б) консуматорски организми

Г) разрушителни организми

7. Бактериите и гъбичките играят роля в кръговрата на веществата:

А) производители на органични вещества

Б) консуматори на органични вещества

Б) разрушители на органични вещества

Г) разрушители на неорганични вещества

8. Идентифицирайте правилната хранителна верига

А) ястреб -> синигер -> ларви на насекоми -> бор

Б) бор -> синигер -> ларви на насекоми -> ястреб

Б) бор -> ларви на насекоми -> синигер -> ястреб

Г) ларви на насекоми -> бор -> синигер -> ястреб

9. Определете кое животно трябва да бъде включено в хранителната верига: зърнени култури -> ? -> вече -> хвърчило

А) жаба

Г) чучулига

10. Определете правилната хранителна верига

А) чайка -> костур -> пържени риби -> водорасли

Б) водорасли -> чайка -> костур -> пържени риби

В) пържени риби -> водорасли -> костур -> чайка

Г) водорасли -> пържени риби -> костур -> чайка

11. Продължете хранителната верига: пшеница -> мишка -> ...

Б) гофер

Б) лисица

Г) тритон

7. Общи изводи от урока.

Отговорете на въпросите:

Как са взаимосвързани организмите в биогеоценозата (хранителни връзки)
Какво е хранителна верига (поредица от организми, които се хранят последователно един с друг)
Какви видове хранителни вериги има (пастирски и детритни вериги)
Какво е името на връзката в хранителната верига (трофично ниво)
Какво е хранителна мрежа (преплетени хранителни вериги)