Sihtmärk: laiendada teadmisi biootiliste keskkonnategurite kohta.
Varustus: herbaariumitaimed, täidisega akordid (kalad, kahepaiksed, roomajad, linnud, imetajad), putukakollektsioonid, loomade märgpreparaadid, erinevate taimede ja loomade illustratsioonid.
Edusammud:
1. Kasutage seadmeid ja looge kaks toiteahelat. Pidage meeles, et kett algab alati tootjast ja lõpeb reduktoriga.
________________ →________________→_______________→_____________
2. Pidage meeles oma vaatlusi looduses ja tehke kaks toiduahelat. Märgitootjad, tarbijad (1. ja 2. tellimus), lagundajad.
________________ →________________→_______________→_____________
_______________ →________________→_______________→_____________
Mis on toiduahel ja mis on selle aluseks? Mis määrab biotsenoosi stabiilsuse? Esitage oma järeldus.
Järeldus: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Nimeta organismid, mis peaksid olema järgmistes toiduahelates puuduval kohal
| HAWK |
| KONN |
| SNEETER |
| VARBLAS |
| HIIR |
| KOOREMARKAS |
| ÄMBLIK |
1. Looge pakutud elusorganismide loendist troofiline võrgustik:
2. muru, marjapõõsas, kärbes, tihane, konn, murumadu, jänes, hunt, mädabakterid, sääsk, rohutirts. Märkige energia hulk, mis liigub ühelt tasemelt teisele.
3. Teades energia ühelt troofiliselt tasemelt teisele ülekandmise reeglit (umbes 10%), ehitada biomassist püramiid kolmanda toiduahela jaoks (ülesanne 1). Taimne biomass on 40 tonni.
4. Järeldus: mida peegeldavad ökoloogiliste püramiidide reeglid?
1. Nisu → hiir → madu → saprofüütbakterid
Vetikad → kalad → kajakas → bakterid
2. Rohi (tootja) – rohutirts (esimese järjekorra tarbija) – linnud (teise järgu tarbija) – bakterid.
Rohi (tootjad) - põder (esimese järgu tarbija) - hunt (teise järgu tarbija) - bakterid.
Järeldus: Toiduahel on organismide jada, mis toituvad üksteisest järjestikku. Toiduahelad saavad alguse autotroofidest – rohelistest taimedest.
3. õienektar → kärbes → ämblik → tihane → kull
puit → kooreürask → rähn
rohi → rohutirts → konn → murumadu → madukotkas
lehed → hiir → kägu
seemned → varblane → rästik → kurg
4. Looge pakutud elusorganismide loendist troofiline võrgustik:
muru→rohutirts→konn→hein→mädanikubakterid
põõsas→jänes→hunt→kärbes→mädanikubakterid
Need on ahelad, võrk koosneb ahelate koostoimest, kuid neid ei saa tekstis näidata, noh, midagi sellist, peamine on see, et ahel algab alati tootjatest (taimedest) ja lõpeb alati lagundajatega.
Energia kogus läheb alati vastavalt reeglitele 10% ainult 10% koguenergiast igale järgmisele tasemele.
Troofiline (toidu)ahel on organismiliikide jada, mis peegeldab orgaaniliste ainete ja neis sisalduva biokeemilise energia liikumist ökosüsteemis organismide toitumisprotsessis. Mõiste pärineb kreekakeelsest trofeest – toitumine, toit.
Järeldus: Järelikult on esimene toiduahel karjamaa, sest algab tootjatega, teine on detriitne, sest algab surnud orgaanilisest ainest.
Kõik toiduahela komponendid jagunevad troofilisteks tasemeteks. Troofiline tase on toiduahela lüli.
Okas, kõrreliste sugukonna taimed, üheidulehelised.
Toiduahel on energia ülekandmine selle allikast mitmete organismide kaudu. Kõik elusolendid on omavahel seotud, sest nad on toiduallikad teistele organismidele. Kõik jõuahelad koosnevad kolmest kuni viiest lülist. Esimesed on tavaliselt tootjad - organismid, mis on võimelised tootma anorgaanilistest orgaanilisi aineid. Need on taimed, mis saavad toitaineid fotosünteesi teel. Järgmisena tulevad tarbijad - need on heterotroofsed organismid, kes saavad valmis orgaanilisi aineid. Need on loomad: nii taimtoidulised kui ka kiskjad. Toiduahela viimane lüli on tavaliselt lagundajad – mikroorganismid, mis lagundavad orgaanilist ainet.
Toiduahel ei saa koosneda kuuest või enamast lülist, kuna iga uus lüli saab vaid 10% eelmise lüli energiast, veel 90% läheb kaotsi soojuse näol.
Millised on toiduahelad?
Neid on kahte tüüpi: karjamaa ja detriit. Esimesed on looduses levinumad. Sellistes kettides on esimene lüli alati tootjad (taimed). Neile järgnevad esimest järku tarbijad – rohusööjad. Järgmiseks on teise järgu tarbijad – väikekiskjad. Nende taga on kolmanda järgu tarbijad – suurkiskjad. Lisaks võib olla ka neljandat järku tarbijaid, selliseid pikki toiduahelaid leidub tavaliselt ookeanides. Viimane lüli on lagundajad.
Teist tüüpi toiteahelad on detritaalne- rohkem levinud metsades ja savannides. Need tekivad seetõttu, et taimtoidulised ei tarbi enamikku taimeenergiast, vaid surevad, seejärel lagunevad need lagundajate poolt ja mineraliseerub.
Seda tüüpi toiduahelad saavad alguse detritusest - taimset ja loomset päritolu orgaanilistest jäänustest. Taolistes toiduahelates on esmajärgulised tarbijad putukad, näiteks sõnnikumardikad, või röövloomad, näiteks hüäänid, hundid, raisakotkad. Lisaks võivad taimejääkidest toituvad bakterid olla sellistes ahelates esmajärgulised tarbijad.
Biogeotsenoosides on kõik omavahel seotud nii, et enamik elusorganismide liike võib saada mõlemat tüüpi toiduahelas osalejad.
Toiduahelad leht- ja segametsades
Lehtmetsad asuvad enamasti planeedi põhjapoolkeral. Neid leidub Lääne- ja Kesk-Euroopas, Lõuna-Skandinaavias, Uuralites, Lääne-Siberis, Ida-Aasias ja Põhja-Floridas.
Lehtmetsad jagunevad laia- ja väikeselehelisteks. Esimesi iseloomustavad puud nagu tamm, pärn, saar, vaher ja jalakas. Teiseks - kask, lepp, haab.
Segametsad on sellised, kus kasvavad nii okas- kui ka lehtpuud. Segametsad on iseloomulikud parasvöötmele. Neid leidub Lõuna-Skandinaavias, Kaukaasias, Karpaatides, Kaug-Idas, Siberis, Californias, Apalatšides ja Suurte järvede piirkonnas.
Segametsad koosnevad sellistest puudest nagu kuusk, mänd, tamm, pärn, vaher, jalakas, õun, nulg, pöök ja sarvik.
Väga levinud leht- ja segametsades pastoraalsed toiduahelad. Metsade toiduahela esimeseks lüliks on tavaliselt mitmesugused maitsetaimed ja marjad, näiteks vaarikad, mustikad ja maasikad. leeder, puukoor, pähklid, käbid.
Esmajärgulised tarbijad on enamasti taimtoidulised, nagu metskits, põder, hirv, närilised, näiteks oravad, hiired, rästad ja jänesed.
Teise järgu tarbijad on kiskjad. Tavaliselt on need rebane, hunt, nirk, hermeliin, ilves, öökull ja teised. Ilmekas näide tõsiasjast, et sama liik osaleb nii karjatamises kui ka toiduahelas, on hunt: ta võib küttida nii väikeimetajaid kui ka süüa raipe.
Teise järgu tarbijad võivad ise saada suuremate röövloomade, eriti lindude saagiks: näiteks väikesed öökullid võivad kullid ära süüa.
Lõpplink saab olema lagundajad(mädanevad bakterid).
Näited toiduahelatest leht-okaspuumetsas:
- kasetoht - jänes - hunt - lagundajad;
- puit - vastne - rähn - kull - lagundajad;
- lehtede allapanu (detritus) - ussid - rästad - öökull - lagundajad.
Toiduahela tunnused okasmetsades
Sellised metsad asuvad Euraasia põhjaosas ja Põhja-Ameerikas. Need koosnevad sellistest puudest nagu mänd, kuusk, nulg, seeder, lehis ja teised.
Siin on kõik oluliselt erinev sega- ja lehtmetsad.
Esimeseks lüliks ei saa sel juhul rohi, vaid sammal, põõsad või samblikud. See on tingitud asjaolust, et okasmetsades pole tiheda rohukatte olemasoluks piisavalt valgust.
Sellest lähtuvalt on loomad, kellest saavad esimest järku tarbijad, erinevad - nad peaksid toituma mitte rohust, vaid samblast, samblikest või põõsastest. See võib olla teatud tüüpi hirved.
Kuigi põõsad ja samblad on levinumad, leidub okasmetsades siiski rohttaimi ja põõsaid. Need on nõges, vereurmarohi, maasikas, leedrimari. Sellist toitu söövad tavaliselt jänesed, põder ja oravad, kellest võivad saada ka esmajärgulised tarbijad.
Teise järgu tarbijad on nagu segametsadeski röövloomad. Need on naarits, karu, ahm, ilves jt.
Väikesed kiskjad, nagu naarits, võivad saada saagiks kolmanda järgu tarbijad.
Sulgevaks lüliks saavad mädanevad mikroorganismid.
Lisaks on need okasmetsades väga levinud detritaalsed toiduahelad. Siin on esimene lüli kõige sagedamini taimne huumus, mis toidab mullabaktereid, muutudes omakorda toiduks üherakulistele loomadele, keda seened söövad. Sellised ketid on tavaliselt pikad ja võivad koosneda rohkem kui viiest lülist.
Kas hoolite oma lemmiklooma tervisest?
Vastutame nende eest, keda oleme taltsutanud!“- ütleb tsitaat loost “Väike prints” on omaniku üks peamisi kohustusi Hoolitse oma lemmiklooma eest, andes talle kompleksi , samuti linnud ja närilised.
Aktiivne toidulisand, mis aitab teie lemmikloomal tervisest särada ja teiega õnne jagada!
Ökosüsteemides ühendavad tootjaid, tarbijaid ja lagundajaid keerukad ainete ja energia ülekandeprotsessid, mis sisalduvad peamiselt taimede loodud toidus.
Taimede poolt tekitatud potentsiaalse toiduenergia ülekandmist mitmete organismide kaudu, süües mõnda liiki teiste poolt, nimetatakse troofiliseks (toidu)ahelaks ja iga lüli troofiliseks tasemeks.
Kõik organismid, mis kasutavad sama tüüpi toitu, kuuluvad samale troofilisele tasemele.
Joonisel 4. esitatakse troofilise ahela diagramm.
Joonis 4. Toiduahela diagramm.
Joonis 4. Toiduahela diagramm.
Esimene troofiline tase moodustavad tootjad (rohelised taimed), mis koguvad päikeseenergiat ja loovad fotosünteesi käigus orgaanilisi aineid.
Sel juhul kulub üle poole orgaanilistes ainetes salvestunud energiast taimede eluprotsessides, muutudes soojuseks ja hajudes ruumis ning ülejäänu satub toiduahelasse ja seda saavad kasutada järgneva troofilise tasemega heterotroofsed organismid. toitumine.
Teine troofiline tase 1. järku tarbijad - need on taimtoidulised organismid (fütofaagid), kes toituvad tootjatest.
Esimese järgu tarbijad kulutavad suurema osa toidus sisalduvast energiast oma eluprotsesside toetamiseks ning ülejäänud energia kulub enda keha ehitamiseks, muutes seeläbi taimekoe loomseks koeks.
Seega , 1. järjekorra tarbijad läbi viia tootjate sünteesitud orgaanilise aine muundamise esimene, põhiline etapp.
Esmatarbijad võivad olla 2. järku tarbijate toitumisallikaks.
Kolmas troofiline tase 2. järku tarbijad - need on lihasööjad organismid (zoofaagid), kes toituvad eranditult taimtoidulistest organismidest (fütofaagid).
Teise järgu tarbijad viivad läbi orgaanilise aine muundamise teise etapi toiduahelates.
Keemilised ained, millest loomorganismide kuded on ehitatud, on aga üsna homogeensed ja seetõttu ei ole orgaanilise aine muundumine tarbijate teiselt troofiliselt tasemelt kolmandale üleminekul nii fundamentaalne kui üleminekul esimeselt troofiliselt tasemelt. teiseni, kus taimekuded muudetakse loomadeks.
Teisesed tarbijad võivad olla kolmanda järgu tarbijate toitumisallikaks.
Neljas troofiline tase 3. järku tarbijad - need on lihasööjad, kes toituvad ainult lihasööjatest organismidest.
Toiduahela viimane tase hõivavad lagundajad (hävitajad ja detritivoorid).
Redutseerijad-hävitajad (bakterid, seened, algloomad) lagundavad oma elutegevuse käigus tootjate ja tarbijate kõigi troofiliste tasemete orgaanilised jäänused mineraalseteks aineteks, mis tagastatakse tootjatele.
Kõik toiduahela lülid on omavahel seotud ja üksteisest sõltuvad.
Nende vahel, esimesest kuni viimase lülini, toimub ainete ja energia ülekanne. Siiski tuleb märkida, et energia kandmisel ühelt troofiliselt tasemelt teisele läheb see kaotsi. Selle tulemusena ei saa jõuahel olla pikk ja koosneb enamasti 4-6 lülist.
Selliseid toiduahelaid puhtal kujul looduses aga tavaliselt ei leidu, kuna igal organismil on mitu toiduallikat, s.t. kasutab mitut tüüpi toitu ja seda ise kasutavad toidutootena paljud teised organismid samast toiduahelast või isegi erinevatest toiduahelatest.
Näiteks:
Kõigesööjad organismid tarbivad toiduna nii tootjaid kui ka tarbijaid, s.t. on samaaegselt esimese, teise ja mõnikord ka kolmanda järgu tarbijad;
inimeste ja röövloomade verest toituv sääsk on väga kõrgel troofilisel tasemel. Aga sääskedest toitub sookastetaim, kes on seega nii kõrgetasemeline tootja kui ka tarbija.
Seetõttu võib peaaegu iga organism, mis on osa ühest troofilisest ahelast, olla samaaegselt ka teiste troofiliste ahelate osa.
Seega võivad troofilised ahelad mitu korda hargneda ja põimuda, moodustades kompleksi toiduvõrgud ehk troofilised (toidu)võrgud , milles toiduühenduste paljusus ja mitmekesisus toimib olulise mehhanismina ökosüsteemide terviklikkuse ja funktsionaalse stabiilsuse säilitamisel.
Joonisel 5. kujutab maapealse ökosüsteemi elektrivõrgu lihtsustatud diagrammi.
Inimese sekkumisel looduslikesse organismikooslustesse liikide tahtliku või tahtmatu kõrvaldamise kaudu on sageli ettearvamatud negatiivsed tagajärjed ja see viib ökosüsteemide stabiilsuse katkemiseni.
Joonis 5. Troofilise võrgu skeem.
Troofilisi ahelaid on kahte peamist tüüpi:
karjaketid (karjatamisketid või tarbimisketid);
detriitahelad (lagunemisahelad).
Karjaketid (karjatamisketid või tarbimisahelad) on orgaaniliste ainete sünteesi ja transformatsiooni protsessid troofilistes ahelates.
Karjamaaketid algavad tootjatest. Elusaid taimi söövad fütofaagid (esimest järku tarbijad) ja fütofaagid ise on lihasööjate (teise järgu tarbijad) toiduks, mida saavad süüa ka kolmanda järgu tarbijad jne.
Näited maismaaökosüsteemide karjatamiskettide kohta:
3 linki: haab → jänes → rebane; taim → lammas → inimene.
4 linki: taimed → rohutirtsud → sisalikud → kull;
taimeõie nektar → kärbes → putuktoiduline lind →
röövlind.
5 linki: taimed → rohutirtsud → konnad → maod → kotkas.
Veeökosüsteemide karjatamiskettide näited: →
3 linki: fütoplankton → zooplankton → kalad;
5 linki: fütoplankton → zooplankton → kalad → röövkalad →
kiskjalinnud.
Detriitahelad (lagunemisahelad) on troofilistes ahelates olevate orgaaniliste ainete järkjärgulise hävitamise ja mineraliseerumise protsessid.
Detriitahelad saavad alguse surnud orgaanilise aine järkjärgulisest hävitamisest detritivooride poolt, mis asendavad üksteist järjestikku vastavalt teatud toitumisviisile.
Hävitusprotsesside viimastel etappidel toimivad redutseerijad-destruktorid, mis mineraliseerivad orgaaniliste ühendite jäägid lihtsateks anorgaanilisteks aineteks, mida tootjad taas kasutavad.
Näiteks kui surnud puit laguneb, asendavad nad üksteist: mardikad → rähnid → sipelgad ja termiidid → hävitavad seened.
Detriitahelad on enim levinud metsades, kus enamikku (umbes 90%) taimede biomassi aastasest juurdekasvust ei tarbi otse taimtoidulised loomad, vaid need surevad ja satuvad neisse ahelatesse lehtede allapanuna, läbides seejärel lagunemise ja mineraliseerumise.
Veeökosüsteemides on suurem osa ainest ja energiast kaasatud karjamaaahelatesse ning maismaaökosüsteemides on kõige olulisemad detriitahelad.
Seega jaguneb orgaanilise aine vool tarbijate tasandil erinevatesse tarbijarühmadesse:
elusorgaaniline aine järgib karjatamisahelaid;
surnud orgaaniline aine läheb mööda killustikuahelaid.
Ökosüsteemi olemasolu peamiseks tingimuseks on ainete ringluse säilimine ja energia muundumine. Seda pakutakse tänu troofiline (toit) seoseid erinevatesse funktsionaalrühmadesse kuuluvate liikide vahel. Just nende seoste alusel kanduvad orgaanilised ained, mida tootjad päikeseenergia neelamisel mineraalainetest sünteesivad, tarbijatele ja läbivad keemilised muundumised. Peamiselt lagundajate elutegevuse tulemusena lähevad peamiste biogeensete keemiliste elementide aatomid orgaanilistest ainetest üle anorgaanilisteks aineteks (CO 2, NH 3, H 2 S, H 2 O). Seejärel kasutavad tootjad anorgaanilisi aineid nendest uute orgaaniliste ainete loomiseks. Ja nad tõmmatakse tootjate abiga taas tsüklisse. Kui neid aineid uuesti ei kasutataks, oleks elu Maal võimatu. Ei ole ju tootjate poolt looduses omastatavate ainete varud piiramatud. Täieliku ainete tsükli läbiviimiseks ökosüsteemis peavad olemas olema kõik kolm organismide funktsionaalset rühma. Ja nende vahel peab olema pidev interaktsioon troofiliste ühenduste kujul troofiliste (toidu)ahelate ehk toiduahelate moodustumisega.
Toiduahel (toiduahel) on organismide jada, milles toimub aine ja energia järkjärguline ülekanne allikast (eelmine lüli) tarbijale (järgnev lüli).
Sel juhul võib üks organism süüa teist, toitudes selle surnud jäänustest või jääkainetest. Sõltuvalt algse aine- ja energiaallika tüübist jagunevad toiduahelad kahte tüüpi: karjamaa (karjatamisahelad) ja detriit (lagunemisahelad).
Karjaketid (karjatamisketid)- toiduahelad, mis algavad tootjatest ja hõlmavad erineva tellimuse tarbijaid. Üldiselt saab karjamaade ketti näidata järgmise diagrammiga:
Tootjad -> Esimese järjekorra tarbijad -> Teise järjekorra tarbijad -> Kolmanda järjekorra tarbijad
Näiteks: 1) heinamaa toiduahel: punane ristik - liblikas - konn - madu; 2) reservuaari toiduahel: klamüdomoon - dafnia - kiivrik - haug. Diagrammil olevad nooled näitavad aine ja energia ülekande suunda toiteahelas.
Iga organism toiduahelas kuulub kindlale troofilisele tasemele.
Troofiline tase on organismide kogum, mis sõltuvalt toitumisviisist ja toidutüübist moodustavad teatud lüli toiduahelas.
Troofilised tasemed on tavaliselt nummerdatud. Esimese troofilise taseme moodustavad autotroofsed organismid - taimed (tootjad), teisel troofilisel tasemel on taimtoidulised loomad (I järgu tarbijad), kolmandal ja järgnevatel tasanditel - lihasööjad (2., 3. jm järgu tarbijad). ).
Looduses toituvad peaaegu kõik organismid mitte ühest, vaid mitmest toidutüübist. Seetõttu võib iga organism olenevalt toidu olemusest asuda samas toiduahelas erinevatel troofilistel tasemetel. Näiteks kull, kes sööb hiiri, on kolmandal troofilisel tasemel ja maod söömine neljas. Lisaks võib sama organism olla lüliks erinevates toiduahelates, ühendades neid omavahel. Seega võib kull süüa sisalikku, jänest või madu, mis on osa erinevatest toiduahelatest.
Looduses karjamaakette puhtal kujul ei esine. Neid seovad ühised toitumisalased sidemed ja vorm toiduvõrk, või elektrivõrk. Selle olemasolu ökosüsteemis aitab kaasa organismide ellujäämisele, kui teatud tüüpi toidust on puudus, mis on tingitud võimest kasutada muud toitu. Ja mida suurem on isendite liigiline mitmekesisus ökosüsteemis, seda rohkem on toiduahelas toiduahelaid ja seda stabiilsem on ökosüsteem. Toiduahelast ühe lüli kaotamine ei häiri kogu ökosüsteemi, kuna saab kasutada teiste toiduahelate toiduallikaid.
Detriitahelad (lagunemisahelad)- toiduahelad, mis algavad detriidiga, hõlmavad detritivoorid ja lagundajaid ning lõpevad mineraalidega. Detriitahelates kandub detriidi aine ja energia detritivooride ja lagundajate vahel nende elutegevuse saaduste kaudu.
Näiteks: surnud lind - kärbsevastsed - hallitusseened - bakterid - mineraalid. Kui detriit ei vaja mehaanilist hävitamist, muutub see järgneva mineraliseerumisega kohe huumuseks.
Tänu detriitahelatele on looduses ainete ringkäik suletud. Detriitahelates surnud orgaanilised ained muudetakse mineraalideks, mis satuvad keskkonda ja omastavad sealt taimed (tootjad).
Karjamaaahelad paiknevad valdavalt ökosüsteemide maapealsetes kihtides ja lagunemisahelad - maa-alustes kihtides. Karjamaakettide ja detriitahelate vaheline suhe tekib pinnasesse sattuva detriidi kaudu. Detriitahelad ühendatakse karjamaakettidega tootjate poolt mullast kaevandatud mineraalainete kaudu. Tänu karjamaa- ja detriitahelate omavahelisele ühendusele moodustub ökosüsteemis kompleksne toiduvõrgustik, mis tagab aine ja energia muundumisprotsesside püsivuse.
Ökoloogilised püramiidid
Aine ja energia muundumisprotsessil karjamaade kettides on teatud mustrid. Igal karjamaaahela troofilisel tasemel ei kasutata kogu tarbitud biomassi sellel tasemel tarbijate biomassi moodustamiseks. Märkimisväärne osa sellest kulub organismide elutähtsatele protsessidele: liikumisele, paljunemisele, kehatemperatuuri hoidmisele jne. Lisaks jääb osa söödast seedimata ja satub jääkainetena keskkonda. Teisisõnu, suurem osa ainest ja selles sisalduvast energiast läheb ühelt troofiliselt tasemelt teisele üleminekul kaduma. Seeduvuse protsent on väga erinev ja sõltub toidu koostisest ja organismide bioloogilistest omadustest. Paljud uuringud on näidanud, et toiduahela igal troofilisel tasemel kaob keskmiselt umbes 90% energiast ja ainult 10% läheb üle järgmisele tasemele. Ameerika ökoloog R. Lindeman sõnastas selle mustri 1942. aastal kui 10% reegel. Seda reeglit kasutades on võimalik arvutada energia hulk toiduahela mis tahes troofilisel tasemel, kui selle näitaja on ühel neist teada. Teatud eeldusel kasutatakse seda reeglit ka biomassi ülemineku määramiseks troofiliste tasemete vahel.
Kui toiduahela igal troofilisel tasemel määrame isendite arvu või nende biomassi või selles sisalduva energiahulga, siis toiduahela lõpu poole liikudes ilmneb nende koguste vähenemine. Selle mustri kehtestas esmakordselt inglise ökoloog C. Elton 1927. aastal. Ta nimetas seda ökoloogilise püramiidi reegel ja soovitas seda graafiliselt väljendada. Kui mõni ülaltoodud troofiliste tasemete tunnustest on kujutatud sama skaalaga ristkülikute kujul ja asetatakse üksteise peale, on tulemus ökoloogiline püramiid.
Ökoloogilisi püramiide on kolme tüüpi. Arvude püramiid peegeldab isendite arvu igas toiduahela lülis. Kuid ökosüsteemis on teine troofiline tase ( esimese tellimuse tarbijad) võib olla arvuliselt rikkam kui esimene troofiline tase ( tootjad). Sel juhul saate ümberpööratud arvude püramiidi. Seda seletatakse mitte võrdse suurusega isikute osalemisega sellistes püramiidides. Näiteks on arvude püramiid, mis koosneb lehtpuust, lehti söövatest putukatest, väikestest putuktoidulistest ja suurtest röövlindudest. Biomassi püramiid peegeldab toiduahela igal troofilisel tasemel kogunenud orgaanilise aine kogust. Biomassi püramiid maismaaökosüsteemides on õige. Ja veeökosüsteemide biomassi püramiidis on teise troofilise taseme biomass reeglina suurem kui esimese biomass, kui see konkreetsel hetkel määratakse. Kuid kuna veetootjate (fütoplanktoni) toodang on kõrge, on nende biomass hooaja jooksul siiski suurem kui esmajärguliste tarbijate biomass. See tähendab, et veeökosüsteemides järgitakse ka ökoloogilise püramiidi reeglit. Energia püramiid peegeldab energiakulu mustreid erinevatel troofilistel tasemetel.
Seega kulub (söötakse ära) taimede poolt karjamaa toiduahelatesse kogunenud aine- ja energiavarud kiiresti, mistõttu need ahelad ei saa olla pikad. Need sisaldavad tavaliselt kolme kuni viit troofilist taset.
Ökosüsteemis on tootjad, tarbijad ja lagundajad ühendatud troofiliste sidemetega ja moodustavad toiduahelad: karjatamine ja detriit. Karjatamiskettide puhul kehtib 10% reegel ja ökoloogilise püramiidi reegel. Ehitada saab kolme tüüpi ökoloogilisi püramiide: arvud, biomass ja energia.
Sissejuhatus
1. Toiduahelad ja troofilised tasemed
2. Toiduvõrgud
3. Magevee toiduühendused
4. Metsatoidu seosed
5. Energiakaod toiteahelates
6. Ökoloogilised püramiidid
6.1 Arvude püramiidid
6.2 Biomassi püramiidid
Järeldus
Bibliograafia
Sissejuhatus
Looduses olevaid organisme ühendab energia ja toitainete ühisosa. Kogu ökosüsteemi võib võrrelda ühe mehhanismiga, mis kulutab töö tegemiseks energiat ja toitaineid. Toitained pärinevad algselt süsteemi abiootilisest komponendist, kuhu need lõpuks kas jääkainetena või pärast organismide surma ja hävimist tagasi suunatakse.
Ökosüsteemis tekitavad autotroofsed organismid energiat sisaldavaid orgaanilisi aineid, mis on heterotroofide toiduks (aine- ja energiaallikaks). Tüüpiline näide: loom sööb taimi. Seda looma võib omakorda süüa mõni teine loom ja sel viisil saab energiat üle kanda mitmete organismide kaudu – iga järgnev toitub eelmisest, varustades teda tooraine ja energiaga. Seda järjestust nimetatakse toiduahelaks ja iga lüli troofiliseks tasemeks.
Essee eesmärk on iseloomustada toiduseoseid looduses.
1. Toiduahelad ja troofilised tasemed
Biogeotsenoosid on väga keerulised. Need sisaldavad alati palju paralleelseid ja kompleksselt põimunud toiduahelaid ning liikide koguarvu mõõdetakse sageli sadades ja isegi tuhandetes. Peaaegu alati toituvad erinevad liigid mitmest erinevast objektist ja on ise toiduks mitmele ökosüsteemi liikmele. Tulemuseks on keeruline toiduühenduste võrgustik.
Iga toiduahela lüli nimetatakse troofiliseks tasemeks. Esimesel troofilisel tasemel on autotroofid ehk nn esmatootjad. Teise troofilise taseme organisme nimetatakse esmatarbijateks, kolmandat - sekundaarseteks tarbijateks jne. Troofilisi tasemeid on tavaliselt neli-viis ja harva üle kuue.
Esmatootjad on autotroofsed organismid, peamiselt rohelised taimed. Fotosünteesivad ka mõned prokarüootid, nimelt sinivetikad ja mõned bakteriliigid, kuid nende panus on suhteliselt väike. Fotosünteetika muudab päikeseenergia (valgusenergia) keemiliseks energiaks, mis sisaldub orgaanilistes molekulides, millest kuded on ehitatud. Väikese panuse orgaanilise aine tootmisse annavad ka kemosünteetilised bakterid, mis ammutavad energiat anorgaanilistest ühenditest.
Veeökosüsteemides on peamised tootjad vetikad – sageli väikesed üherakulised organismid, mis moodustavad ookeanide ja järvede pinnakihtide fütoplanktoni. Maismaal saadakse suurema osa esmasest toodangust seemne- ja katteseemnetaimedega seotud paremini organiseeritud vormid. Need moodustavad metsad ja heinamaad.
Esmatarbijad toituvad esmatootjatest, st nad on taimtoidulised. Maal on tüüpiliste rohusööjate hulka paljud putukad, roomajad, linnud ja imetajad. Kõige olulisemad taimtoiduliste imetajate rühmad on närilised ja kabiloomad. Viimaste hulka kuuluvad karjatatavad loomad, nagu hobused, lambad ja veised, kes on kohanenud varvastel jooksmiseks.
Veeökosüsteemides (magevee- ja merekeskkonnas) esindavad taimtoidulisi vorme tavaliselt molluskid ja väikesed koorikloomad. Enamik neist organismidest – kladotseraanid, koerjalgsed, krabivastsed, kõrvitsad ja kahepoolmelised (nt rannakarbid ja austrid) – toituvad, filtreerides veest välja pisikesed esmatootjad. Paljud neist moodustavad koos algloomadega suurema osa fütoplanktonist toituvast zooplanktonist. Elu ookeanides ja järvedes sõltub peaaegu täielikult planktonist, kuna peaaegu kõik toiduahelad saavad alguse neist.
Taimne materjal (nt nektar) → kärbes → ämblik →
→ kärss → öökull
Kibuvitsa mahl → lehetäi → lepatriinu → ämblik → putuktoiduline lind → röövlind
Toiduahelaid on kahte peamist tüüpi – karjatamine ja detriit. Eespool on toodud näited karjamaakettidest, kus esimesel troofilisel tasemel on rohelised taimed, teisel karjamaaloomad ja kolmandal röövloomad. Surnud taimede ja loomade kehad sisaldavad endiselt energiat ja "ehitusmaterjale", samuti elutähtsaid eritusi, nagu uriin ja väljaheited. Neid orgaanilisi materjale lagundavad mikroorganismid, nimelt seened ja bakterid, mis elavad orgaaniliste jääkide peal saprofüütidena. Selliseid organisme nimetatakse lagundajateks. Nad vabastavad seedeensüüme surnukehadele või jääkainetele ja absorbeerivad oma seedimise saadusi. Lagunemise kiirus võib varieeruda. Uriinist, väljaheidetest ja loomakorjustest pärinev orgaaniline aine kulub ära nädalatega, samas kui langenud puude ja okste lagunemine võib kesta aastaid. Väga oluline roll puidu (ja muu taimse prahi) lagunemisel on seentel, mis eritavad ensüümi tselluloosi, mis pehmendab puitu ja see võimaldab väikestel loomadel pehmenenud materjali tungida ja omastada.
Osaliselt lagunenud materjali tükke nimetatakse detriidiks ja paljud väikesed loomad (detritivoorid) toituvad neist, kiirendades lagunemisprotsessi. Kuna selles protsessis osalevad nii tõelised lagundajad (seened ja bakterid) kui ka detritivoorid (loomad), nimetatakse mõlemat mõnikord lagundajateks, kuigi tegelikkuses tähistab see termin ainult saprofüütseid organisme.
Suuremad organismid saavad omakorda toituda detritiivooridest ja siis tekib teist tüüpi toiduahel - kett, detriidist algav ahel:
Detritus → detritivoor → kiskja
Metsa- ja rannikukoosluste hävitajateks on vihmauss, täi, kärbse vastne (mets), hulkharilik kärbes, sarlakärbes, holotuuria (rannikuvöönd).
Siin on kaks meie metsade tüüpilist rikutud toiduahelat:
Lehtede allapanu → Vihmauss → Musträstas → Varblane
Surnud loom → kärbsekärbse vastsed → kõrreline konn → harilik rohumadu
Mõned tüüpilised detritiivoorid on vihmaussid, täid, kahejalgsed ja väiksemad (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. Toiduvõrgud
Toiduahela diagrammidel on iga organism kujutatud kui toitumine teistest ühte tüüpi organismidest. Tegelikud toidusuhted ökosüsteemis on aga palju keerulisemad, kuna loom võib toituda erinevat tüüpi organismidest samast toiduahelast või isegi erinevatest toiduahelatest. See kehtib eriti ülemise troofilise taseme röövloomade kohta. Mõned loomad söövad nii teisi loomi kui ka taimi; neid nimetatakse kõigesööjateks (see kehtib eelkõige inimeste puhul). Tegelikkuses on toiduahelad põimunud nii, et moodustub toidu (troofiline) võrk. Toiduvõrgu diagramm võib näidata vaid mõnda paljudest võimalikest seostest ja tavaliselt sisaldab see ainult ühte või kahte kiskjat igalt ülemiselt troofilisel tasemel. Sellised diagrammid illustreerivad toitumissuhteid ökosüsteemi organismide vahel ning loovad aluse ökoloogiliste püramiidide ja ökosüsteemi tootlikkuse kvantitatiivsetele uuringutele.
3. Magevee toiduühendused
Mageveekogu toiduahelad koosnevad mitmest järjestikusest lülist. Näiteks algloomad, keda söövad väikesed koorikloomad, toituvad taimejäätmetest ja nendel arenevatest bakteritest. Koorikloomad on omakorda kalade toiduks ning viimaseid võivad süüa röövkalad. Peaaegu kõik liigid ei toitu ühest tüüpi toidust, vaid kasutavad erinevaid toiduobjekte. Toiduahelad on omavahel keeruliselt põimunud. Sellest järeldub oluline üldine järeldus: kui mõni biogeocenoosi liige kukub välja, siis süsteem ei katke, kuna kasutatakse muid toiduallikaid. Mida suurem on liigiline mitmekesisus, seda stabiilsem on süsteem.
Veebiogeocenoosi peamiseks energiaallikaks, nagu enamikus ökoloogilistes süsteemides, on päikesevalgus, tänu millele taimed sünteesivad orgaanilist ainet. Ilmselgelt sõltub kõigi veehoidlas elavate loomade biomass täielikult taimede bioloogilisest produktiivsusest.
Sageli on looduslike veehoidlate madala tootlikkuse põhjuseks autotroofsete taimede kasvuks vajalike mineraalide (eriti lämmastiku ja fosfori) puudus või vee ebasoodne happesus. Mineraalväetiste kasutamine ja happelise keskkonna korral reservuaaride lupjamine aitab kaasa taimse planktoni vohamisele, mis toidab kaladele toiduks olevaid loomi. Nii tõstetakse kalatiikide tootlikkust.
4. Metsatoidu seosed
Taimede rikkus ja mitmekesisus, mis toodavad tohutul hulgal toiduna kasutatavat orgaanilist ainet, põhjustavad tammemetsades arvukate loomamaailma tarbijate arengut algloomadest kõrgemate selgroogsete – lindude ja imetajateni.
Toiduahelad metsas on põimunud väga keeruliseks toiduvõrgustikuks, mistõttu ühe loomaliigi kadumine tavaliselt kogu süsteemi oluliselt ei häiri. Erinevate loomarühmade tähtsus biogeocenoosis ei ole sama. Näiteks kõigi suurte taimtoiduliste kabiloomade (piisonite, hirvede, metskitsede, põtrade) kadumine enamikust meie tammemetsadest mõjutaks üldist ökosüsteemi vähe, kuna nende arvukus ja seega ka biomass ei ole kunagi olnud suur ja nii oligi. ei mängi olulist rolli ainete üldises ringis . Kuid kui taimtoidulised putukad kaoksid, oleksid tagajärjed väga tõsised, kuna putukad täidavad biogeocenoosis olulist tolmeldajate funktsiooni, osalevad allapanu hävitamisel ja on aluseks paljude järgnevate lülide olemasolule toiduahelates.
Metsa elus on suur tähtsus surevate lehtede, puidu, loomajäänuste ja nende elutegevuse saaduste lagunemise ja mineraliseerumise protsessidel. Maapealsete taimeosade iga-aastasest biomassi kogukasvust sureb ja langeb looduslikult umbes 3-4 tonni 1 hektari kohta, moodustades nn metsarisu. Märkimisväärne mass koosneb ka surnud maa-alustest taimeosadest. Allapanuga jõuab suurem osa taimede tarbitud mineraalidest ja lämmastikust mulda tagasi.
Loomajäänused hävitavad väga kiiresti raibe-, naha-, kärbskärbsevastsed ja muud putukad, aga ka mädabakterid. Kiudained ja muud vastupidavad ained, mis moodustavad olulise osa taimede allapanust, on raskemini lagunevad. Kuid need on toiduks ka paljudele organismidele, nagu seened ja bakterid, millel on spetsiaalsed ensüümid, mis lagundavad kiudaineid ja muid aineid kergesti seeditavateks suhkruteks.
Niipea, kui taimed surevad, kasutavad hävitajad nende aine täielikult ära. Märkimisväärse osa biomassist moodustavad vihmaussid, kes teevad tohutut tööd mullas orgaanilise aine lagundamisel ja teisaldamisel. Putukate, oribatiidlestade, usside ja teiste selgrootute koguarv ulatub kümnetesse ja isegi sadadesse miljonitesse hektaril. Allapanu lagunemisel on eriti oluline bakterite ja madalamate, saprofüütsete seente roll.
5. Energiakaod toiteahelates
Kõik toiduahela moodustavad liigid eksisteerivad roheliste taimede loodud orgaanilisel ainel. Sel juhul on toitumisprotsessis energia kasutamise ja muundamise tõhususega seotud oluline muster. Selle olemus on järgmine.
Kokku muundub ainult umbes 1% taimele langevast Päikese kiirgusenergiast sünteesitud orgaaniliste ainete keemiliste sidemete potentsiaalseks energiaks ja heterotroofsed organismid saavad seda edasi kasutada toitumiseks. Kui loom sööb taime, kulub suurem osa toidus sisalduvast energiast erinevatele elutähtsatele protsessidele, muutudes soojuseks ja hajudes. Ainult 5-20% toiduenergiast läheb looma keha äsja valminud ainesse. Kui kiskja sööb rohusööja ära, läheb jällegi suurem osa toidus sisalduvast energiast kaotsi. Nii suurte kasuliku energia kadude tõttu ei saa toiduahelad olla väga pikad: need koosnevad tavaliselt mitte rohkem kui 3-5 lülist (toidutasemest).
Toiduahela aluseks oleva taimse aine hulk on alati mitu korda suurem kui taimtoiduliste loomade kogumass, samuti väheneb iga järgneva toiduahela lüli mass. Seda väga olulist mustrit nimetatakse ökoloogilise püramiidi reegliks.
6. Ökoloogilised püramiidid
6.1 Arvude püramiidid
Organismide vaheliste suhete uurimiseks ökosüsteemis ja nende suhete graafiliseks esitamiseks on mugavam kasutada ökoloogilisi püramiide, mitte toiduvõrgu diagramme. Sel juhul loendatakse esmalt erinevate organismide arv antud territooriumil, rühmitades need troofiliste tasemete järgi. Pärast selliseid arvutusi saab selgeks, et loomade arv väheneb järk-järgult üleminekul teiselt troofiliselt tasemelt järgmistele. Taimede arv esimesel troofilisel tasemel ületab sageli ka loomade arvu, kes moodustavad teise taseme. Seda võib kujutada arvude püramiidina.
Mugavuse huvides võib antud troofilise taseme organismide arvu esitada ristkülikuna, mille pikkus (või pindala) on võrdeline antud piirkonnas (või antud mahus, kui see on ruumala) elavate organismide arvuga. veeökosüsteem). Joonisel on kujutatud rahvastikupüramiid, mis peegeldab tegelikku olukorda looduses. Kõrgeimal troofilisel tasemel asuvaid kiskjaid nimetatakse lõplikeks kiskjateks.
Proovide võtmisel – teisisõnu teatud ajahetkel – määratakse alati kindlaks nn seisev biomass ehk seisev saagikus. Oluline on mõista, et see väärtus ei sisalda teavet biomassi tootmise (tootlikkuse) või selle tarbimise kohta; vastasel juhul võivad vead ilmneda kahel põhjusel:
1. Kui biomassi kulu (tarbimisest tulenev kadu) määr vastab ligikaudu selle tekkekiirusele, siis ei pruugi seisev vili näidata tootlikkust, s.o. energia ja aine hulga kohta, mis liiguvad ühelt troofiliselt tasemelt teisele teatud aja jooksul, näiteks aastas. Näiteks viljakal, intensiivselt kasutataval karjamaal võib seisva rohusaak olla väiksem ja tootlikkus suurem kui vähemviljakal, kuid vähekasutatud karjamaal.
2. Väiketootjaid, näiteks vetikaid, iseloomustab kõrge uuenemismäär, s.t. kõrge kasvu- ja paljunemiskiirus, mida tasakaalustavad nende intensiivne tarbimine toiduna teiste organismide poolt ja loomulik surm. Seega, kuigi seisev biomass võib olla suurtootjatega (näiteks puud) võrreldes väike, ei pruugi tootlikkus olla väiksem, sest puud koguvad biomassi pika aja jooksul. Teisisõnu, puuga sama produktiivsusega fütoplanktoni biomass on palju väiksem, kuigi see võib toetada sama palju loomi. Üldjuhul on suurte ja pikaealiste taimede ja loomade populatsioonide uuenemiskiirus võrreldes väikeste ja lühiealistega madalam ning akumuleerivad ainet ja energiat pikema aja jooksul. Zooplanktoni biomass on suurem kui fütoplanktonil, millest nad toituvad. See on tüüpiline järvede ja merede planktonikooslustele teatud aastaaegadel; Kevadise “õitsemise” ajal ületab fütoplanktoni biomass zooplanktoni biomassi, kuid muudel perioodidel on võimalik vastupidine seos. Selliseid ilmseid anomaaliaid saab vältida energiapüramiide kasutades.
Järeldus
Abstraktse töö lõpetades saame teha järgmised järeldused. Funktsionaalset süsteemi, mis hõlmab elusolendite kooslust ja nende elupaika, nimetatakse ökoloogiliseks süsteemiks (või ökosüsteemiks). Sellises süsteemis tekivad selle komponentide vahelised seosed eelkõige toidupõhiselt. Toiduahel näitab orgaanilise aine liikumisteed, samuti selles sisalduvat energiat ja anorgaanilisi toitaineid.
Ökoloogilistes süsteemides on evolutsiooni käigus välja kujunenud omavahel seotud liikide ahelad, mis eraldavad järjestikku materjale ja energiat algsest toiduainest. Seda järjestust nimetatakse toiduahelaks ja iga lüli troofiliseks tasemeks. Esimesel troofilisel tasemel on autotroofsed organismid ehk nn esmatootjad. Teise troofilise taseme organisme nimetatakse primaarseteks tarbijateks, kolmandat - sekundaarseteks tarbijateks jne. Viimase taseme hõivavad tavaliselt lagundajad või detritivoorid.
Toiduga seotud seosed ökosüsteemis ei ole lihtsad, kuna ökosüsteemi komponendid on üksteisega keerulises vastasmõjus.
Bibliograafia
1. Amos W.H. Jõgede elav maailm. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 240 lk.
2. Bioloogiline entsüklopeediline sõnastik. - M.: Nõukogude entsüklopeedia, 1986. - 832 lk.
3. Ricklefs R. Üldökoloogia alused. - M.: Mir, 1979. - 424 lk.
4. Spurr S.G., Barnes B.V. Metsaökoloogia. - M.: Puidutööstus, 1984. - 480 lk.
5. Stadnitski G.V., Rodionov A.I. Ökoloogia. - M.: Kõrgkool, 1988. - 272 lk.
6. Yablokov A.V. Rahvastikubioloogia. - M.: Kõrgkool, 1987. -304 lk.