Прашање 28. Синџир на исхрана. Видови синџири на исхрана.
СИНЏИР НА ИСХРАНА(трофичен синџир, синџир на исхрана), меѓусебно поврзување на организмите преку односите храна-потрошувач (некои служат како храна за други). Во овој случај, се случува трансформација на материјата и енергијата од производители(примарни производители) преку потрошувачите(потрошувачи) до разградувачи(конвертори на мртва органска материја во неоргански материи асимилирани од производителите). Постојат 2 типа на синџири на исхрана - пасиште и детритус. Синџирот на пасишта започнува со зелени растенија, оди до пасење тревопасни животни (потрошувачи од 1-ви ред), а потоа до предаторите што ги ловат овие животни (во зависност од местото во синџирот - потрошувачи од 2-ри и последователни нарачки). Детриталниот синџир започнува со детритус (производ на разградување на органската материја), оди до микроорганизмите кои се хранат со него, а потоа до детритивори (животни и микроорганизми вклучени во процесот на распаѓање на органската материја што умира).
Пример за синџир на пасишта е неговиот повеќеканален модел во африканската савана. Примарни производители се тревата и дрвјата, потрошувачи од прв ред се тревојади инсекти и тревопасни животни (копитари, слонови, носорози итн.), 2-ри ред се предаторски инсекти, трет ред се месојадни влекачи (змии, итн.), 4-ти - грабливи цицачи на плен. За возврат, детритиворите (бубачки од скараби, хиени, шакали, мршојадци итн.) во секоја фаза од синџирот на пасење ги уништуваат труповите на мртвите животни и остатоците од храна од предаторите. Бројот на поединци вклучени во синџирот на исхрана во секоја од неговите алки постојано се намалува (правило на еколошката пирамида), т.е. бројот на жртви секој пат значително го надминува бројот на нивните потрошувачи. Синџирите на исхрана не се изолирани еден од друг, туку се испреплетени едни со други за да формираат прехранбени мрежи.
Прашање 29. За што служат еколошките пирамиди?Наведете ги.
Еколошка пирамида- графички слики на односот помеѓу производителите и потрошувачите од сите нивоа (тревопасни животни, предатори, видови кои се хранат со други предатори) во екосистемот.
Американскиот зоолог Чарлс Елтон предложи шематски да се прикажат овие односи во 1927 година.
Во шематски приказ, секое ниво е прикажано како правоаголник, чија должина или плоштина одговара на нумеричките вредности на алка во синџирот на исхрана (Елтоновата пирамида), нивната маса или енергија. Правоаголниците распоредени во одредена низа создаваат пирамиди со различни форми.
Основата на пирамидата е првото трофичко ниво - нивото на производители; следните катови на пирамидата се формираат од следните нивоа на синџирот на исхрана - потрошувачи од различни нарачки. Висината на сите блокови во пирамидата е иста, а должината е пропорционална на бројот, биомасата или енергијата на соодветното ниво.
Еколошките пирамиди се разликуваат во зависност од показателите врз основа на кои е изградена пирамидата. Истовремено, за сите пирамиди е воспоставено основното правило, според кое во секој екосистем има повеќе растенија отколку животни, тревопасни од месојади, инсекти отколку птици.
Врз основа на правилото на еколошката пирамида, можно е да се одредат или пресметаат квантитативните соодноси на различни видови растенија и животни во природни и вештачки создадени еколошки системи. На пример, за 1 кг маса на морско животно (фока, делфин) се потребни 10 кг изедена риба, а на овие 10 кг веќе им требаат 100 кг храна - водни безрбетници, кои, пак, треба да изедат 1000 кг алги. а бактериите да формираат таква маса. Во овој случај, еколошката пирамида ќе биде одржлива.
Сепак, како што знаете, постојат исклучоци од секое правило, кои ќе бидат разгледани во секој тип на еколошка пирамида.
Првите еколошки шеми во форма на пирамиди биле изградени во дваесеттите години на 20 век. Чарлс Елтон. Тие беа засновани на теренски набљудувања на голем број животни со различна големина. Елтон не ги вклучил примарните производители и не направил никаква разлика помеѓу детритивори и разградувачи. Сепак, тој забележа дека предаторите обично се поголеми од нивниот плен и сфатил дека овој сооднос е исклучително специфичен само за одредени класи на големини на животни. Во четириесеттите години, американскиот еколог Рејмонд Линдеман ја примени идејата на Елтон на трофичните нивоа, апстрахирајќи од специфичните организми што ги сочинуваат. Сепак, иако е лесно да се распределат животните во класи на големина, многу е потешко да се одреди на кое трофичко ниво припаѓаат. Во секој случај, ова може да се направи само на многу поедноставен и генерализиран начин. Нутриционите односи и ефикасноста на преносот на енергија во биотската компонента на екосистемот традиционално се прикажани во форма на скалести пирамиди. Ова дава јасна основа за споредување: 1) различни екосистеми; 2) сезонски состојби на истиот екосистем; 3) различни фази на промена на екосистемот. Постојат три типа на пирамиди: 1) пирамиди од броеви, врз основа на броење организми на секое трофичко ниво; 2) пирамиди на биомаса, кои ја користат вкупната маса (обично сува) на организмите на секое трофично ниво; 3) енергетски пирамиди, земајќи го предвид енергетскиот интензитет на организмите на секое трофично ниво.
Видови еколошки пирамиди
пирамиди од броеви- на секое ниво е нацртан бројот на поединечни организми
Пирамидата од броеви прикажува јасна шема откриена од Елтон: бројот на поединци кои сочинуваат секвенцијална серија врски од производителите до потрошувачите постојано се намалува (сл. 3).
На пример, за да нахрани еден волк, му требаат барем неколку зајаци за да лови; За да ги нахраните овие зајаци, потребна ви е прилично голема разновидност на растенија. Во овој случај, пирамидата ќе изгледа како триаголник со широка основа која се стеснува нагоре.
Сепак, оваа форма на пирамида од броеви не е типична за сите екосистеми. Понекогаш тие можат да бидат обратни, или наопаку. Ова се однесува на шумските синџири на исхрана, каде што дрвјата служат како производители, а инсектите служат како примарни потрошувачи. Во овој случај, нивото на примарни потрошувачи е нумерички побогато од нивото на производители (голем број инсекти се хранат со едно дрво), затоа пирамидите на броеви се најмалку информативни и најмалку индикативни, т.е. бројот на организми на исто трофично ниво во голема мера зависи од нивната големина.
пирамиди од биомаса- ја карактеризира вкупната сува или влажна маса на организми на дадено трофично ниво, на пример, во единици маса по единица површина - g/m2, kg/ha, t/km2 или по волумен - g/m3 (сл. 4)
Обично во копнените биоценози вкупната маса на производители е поголема од секоја следна врска. За возврат, вкупната маса на потрошувачи од прв ред е поголема од онаа на потрошувачите од втор ред, итн.
Во овој случај (ако организмите не се разликуваат премногу по големина) пирамидата исто така ќе има изглед на триаголник со широка основа која се стеснува нагоре. Сепак, постојат значителни исклучоци од ова правило. На пример, во морињата, биомасата на тревојадниот зоопланктон е значително (понекогаш 2-3 пати) поголема од биомасата на фитопланктонот, претставена главно со едноклеточни алги. Ова се објаснува со фактот дека алгите многу брзо се изедени од зоопланктонот, но тие се заштитени од целосно изедени со многу високата стапка на поделба на нивните клетки.
Општо земено, копнените биогеоценози, каде што производителите се големи и живеат релативно долго, се карактеризираат со релативно стабилни пирамиди со широка основа. Во водните екосистеми, каде што производителите се мали по големина и имаат кратки животни циклуси, пирамидата на биомаса може да биде превртена или превртена (со врвот насочен надолу). Така, во езерата и морињата, масата на растенијата ја надминува масата на потрошувачи само во периодот на цветање (пролет), а во остатокот од годината може да се случи обратна ситуација.
Пирамидите на броеви и биомасата ја одразуваат статиката на системот, односно го карактеризираат бројот или биомасата на организмите во одреден временски период. Тие не даваат целосни информации за трофичката структура на еден екосистем, иако овозможуваат решавање на голем број практични проблеми, особено поврзани со одржувањето на одржливоста на екосистемите.
Пирамидата на броеви овозможува, на пример, да се пресмета дозволената количина на улов на риба или отстрел на животни во текот на сезоната на лов без последици за нивната нормална репродукција.
енергетски пирамиди- ја покажува количината на проток на енергија или продуктивност на последователни нивоа (сл. 5).
За разлика од пирамидите на броеви и биомасата, кои ја рефлектираат статиката на системот (бројот на организми во даден момент), пирамидата на енергија, што ја одразува сликата за брзината на поминување на масата на храната (количината на енергија) низ секое трофично ниво на синџирот на исхрана, дава најцелосна слика за функционалната организација на заедниците.
Обликот на оваа пирамида не е под влијание на промените во големината и стапката на метаболизмот на поединците, и ако се земат предвид сите извори на енергија, пирамидата секогаш ќе има типичен изглед со широка основа и заострен врв. Кога се конструира пирамида на енергија, на нејзината основа често се додава правоаголник за да се прикаже приливот на сончева енергија.
Во 1942 година, американскиот еколог Р. Линдеман го формулирал законот за енергетската пирамида (законот од 10 проценти), според кој, во просек, околу 10% од енергијата добиена на претходното ниво на еколошката пирамида поминува од еден трофичен ниво преку синџирите на исхрана на друго трофично ниво. Остатокот од енергијата се губи во форма на топлинско зрачење, движење итн. Како резултат на метаболичките процеси, организмите губат околу 90% од целата енергија во секоја алка од синџирот на исхрана, која се троши за одржување на нивните витални функции.
Ако зајак изел 10 кг растителна материја, тогаш сопствената тежина може да се зголеми за 1 кг. Лисица или волк, јадејќи 1 кг месо од зајак, ја зголемува својата маса за само 100 g. Кај дрвенестите растенија, оваа пропорција е многу помала поради фактот што дрвото слабо се апсорбира од организмите. За тревите и морските алги, оваа вредност е многу поголема, бидејќи тие немаат тешко сварливи ткива. Сепак, општата шема на процесот на пренос на енергија останува: многу помалку енергија поминува низ горните трофични нивоа отколку низ пониските.
Енергијата на Сонцето игра огромна улога во репродукцијата на животот. Количината на оваа енергија е многу голема (приближно 55 kcal на 1 cm 2 годишно). Од оваа сума, производителите - зелени растенија - бележат не повеќе од 1-2% од енергијата како резултат на фотосинтезата, а пустините и океаните - стотинки од процентот.
Бројот на алки во синџирот на исхрана може да варира, но обично има 3-4 (поретко 5). Факт е дека толку малку енергија стигнува до крајната алка на синџирот на исхрана што нема да биде доволно ако се зголеми бројот на организми.
Ориз. 1. Синџири на исхрана во копнениот екосистем
Збир на организми обединети со еден вид исхрана и заземаат одредена позиција во синџирот на исхрана се нарекува трофичко ниво.Организмите кои ја добиваат својата енергија од Сонцето преку ист број чекори припаѓаат на исто трофичко ниво.
Наједноставниот синџир на исхрана (или синџир на исхрана) може да се состои од фитопланктон, проследен со поголеми тревопасни планктонски ракови (зоопланктон) и завршувајќи со кит (или мали предатори) кои ги филтрираат овие ракови од водата.
Природата е сложена. Сите негови елементи, живи и неживи, се една целина, комплекс на заемнодејствувани и меѓусебно поврзани феномени и суштества прилагодени едни на други. Ова се алки на еден синџир. И ако отстраните барем една таква алка од целокупниот синџир, резултатите може да бидат неочекувани.
Раскинувањето на синџирите на исхрана може да има особено негативно влијание врз шумите - без разлика дали се биоценози на умерените шуми или биоценози од тропски шуми кои се богати со разновидност на видовите. Многу видови дрвја, грмушки или тревни растенија се потпираат на специфичен опрашувач - пчели, оси, пеперутки или колибри - кои живеат во опсегот на растителните видови. Штом последното цветно дрво или тревно растение умре, опрашувачот ќе биде принуден да го напушти ова живеалиште. Како резултат на тоа, фитофагите (тревопасни животни) кои се хранат со овие растенија или плодови од дрвја ќе умрат. Предаторите кои ловеле фитофаги ќе останат без храна, а потоа промените сукцесивно ќе влијаат на преостанатите алки од синџирот на исхрана. Како резултат на тоа, тие ќе влијаат на луѓето, бидејќи тие имаат свое специфично место во синџирот на исхрана.
Синџирите на исхрана може да се поделат на два главни типа: пасење и детритус. Цените на храната кои започнуваат со автотрофни фотосинтетички организми се нарекуваат пасиште,или синџири на јадење.На врвот на синџирот на пасишта има зелени растенија. На второто ниво на синџирот на пасиштата најчесто се наоѓаат фитофаги, т.е. животни кои јадат растенија. Пример за синџир на исхрана со пасишта се односите помеѓу организмите во поплавната ливада. Таквиот синџир започнува со ливадско цветно растение. Следната врска е пеперутка која се храни со нектарот на цветот. Потоа доаѓа жител на влажни живеалишта - жабата. Неговата заштитна обоеност му овозможува да го нападне пленот од заседа, но не го спасува од друг предатор - обичната тревна змија. Чапјата, откако ја фати змијата, го затвора синџирот на исхрана во поплавната ливада.
Ако синџирот на исхрана започнува со мртви растителни остатоци, трупови и животински измет - детритус, тоа се нарекува детритален, или синџир на распаѓање.Терминот „детритус“ значи производ на распаѓање. Тој е позајмен од геологијата, каде што детритот се однесува на производите од уништување на карпите. Во екологијата, детритус е органска материја вклучена во процесот на распаѓање. Ваквите синџири се типични за заедниците на дното на длабоките езера и океани, каде што многу организми се хранат со седиментацијата на детритус формирана од мртвите организми од горните осветлени слоеви на резервоарот.
Во шумските биоценози, детриталниот синџир започнува со распаѓање на мртвите органски материи од сапрофагите животни. Најактивното учество во распаѓањето на органската материја овде го земаат почвените безрбетници (членконоги, црви) и микроорганизмите. Постојат и големи сапрофаги - инсекти кои подготвуваат супстрат за организмите кои вршат процеси на минерализација (за бактерии и габи).
За разлика од синџирот на пасишта, големината на организмите при движење по синџирот на детритус не се зголемува, туку, напротив, се намалува. Значи, на второто ниво може да има инсекти за гробници. Но, најтипични претставници на детриталниот синџир се габите и микроорганизмите кои се хранат со мртва материја и го завршуваат процесот на распаѓање на биоорганите до состојба на едноставни минерални и органски материи, кои потоа се консумираат во растворена форма од корените на зелените растенија во врвот на синџирот на пасиштата, со што започнува нов круг на движење на материјата.
Во некои екосистеми доминираат пасишта, додека кај други доминираат синџири на отпадоци. На пример, шумата се смета за екосистем во кој доминираат синџири на остатоци. Во екосистемот на гнили трупец, воопшто не постои синџир на пасење. Во исто време, на пример, во екосистемите на морската површина, речиси сите производители претставени со фитопланктон се консумираат од животни, а нивните трупови тонат на дното, т.е. го напушти објавениот екосистем. Во таквите екосистеми доминираат синџирите на исхрана за пасење или пасење.
Општо правилово врска со која било синџирот на исхрана,вели: на секое трофично ниво на заедницата, најголемиот дел од енергијата апсорбирана од храната се троши на одржување на животот, се троши и повеќе не може да се користи од други организми. Така, храната што се консумира на секое трофично ниво не е целосно асимилирана. Значителен дел се троши на метаболизмот. Како што се движиме кон секоја следна алка во синџирот на исхрана, вкупната количина на употреблива енергија пренесена на следното повисоко трофично ниво се намалува.
Храна или трофичен синџирја нарекуваат врската помеѓу различни групи на организми (растенија, габи, животни и микроби), во кои енергијата се транспортира како резултат на потрошувачката на некои поединци од други. Трансферот на енергија е основа за нормално функционирање на еден екосистем. Сигурно овие поими ви се познати уште од 9-то одделение од курсот по општа биологија.
Поединците од следната алка ги јадат организмите од претходната алка, и на тој начин материјата и енергијата се транспортираат по синџирот. Оваа низа на процеси е во основата на животниот циклус на супстанции во природата. Вреди да се каже дека огромен дел од потенцијалната енергија (приближно 85%) се губи кога се пренесува од една врска на друга, таа се троши, односно се троши во форма на топлина. Овој фактор е ограничувачки во однос на должината на синџирите на исхрана, кои во природата обично имаат 4-5 алки.
Видови односи со храна
Во рамките на екосистемите, органската материја се произведува од автотрофи (производители). Растенијата, пак, ги јадат тревопасни животни (потрошувачи од прв ред), кои потоа ги јадат месојадните животни (потрошувачи од втор ред). Овој синџир на исхрана со 3 врски е пример за правилен синџир на исхрана.
Има:
Синџири на пасишта
Трофичните синџири започнуваат со авто- или хемотрофи (производители) и вклучуваат хетеротрофи во форма на потрошувачи од различни нарачки. Ваквите синџири на исхрана се широко распространети во копнените и морските екосистеми. Тие можат да бидат нацртани и составени во форма на дијаграм:
Производители -> Потрошувачи од прв ред -> Потрошувачи од прв ред -> Потрошувачи од 3 ред.
Типичен пример е синџирот на исхрана на ливадата (тоа може да биде шумска зона или пустина, во овој случај само биолошките видови на различни учесници во синџирот на исхрана и разгранувањето на мрежата на интеракции со храна ќе се разликуваат).
Значи, со помош на енергијата на Сонцето, цветот произведува хранливи материи за себе, односно е производител и прва алка во синџирот. Пеперутка која се храни со нектарот на овој цвет е потрошувач од прв ред и од втора алка. Жабата, која исто така живее на ливадата и е животно инсектиозно, ја јаде пеперутката - третата алка во синџирот, потрошувач од втор ред. Жабата ја голта змија - четврта алка и потрошувач од трет ред, змијата ја јаде јастреб - потрошувач од четврти ред и петта, по правило, последната алка во синџирот на исхрана. Во овој синџир може да биде присутна и личност како потрошувач.
Во водите на Светскиот океан, автотрофите, претставени со едноклеточни алги, можат да постојат само додека сончевата светлина може да навлезе низ водната колона. Ова е длабочина од 150-200 метри. Хетеротрофите можат да живеат и во подлабоки слоеви, навечер да се издигнуваат на површината за да се хранат со алги, а наутро повторно да одат до вообичаената длабочина, правејќи вертикални миграции до 1 километар дневно. За возврат, хетеротрофите, кои се потрошувачи на последователни нарачки и живеат уште подлабоко, наутро се издигнуваат до нивото на живеалиште на потрошувачите од прв ред за да се хранат со нив.
Така, гледаме дека во длабоките водни тела, обично морињата и океаните, постои нешто како „скалила за храна“. Неговото значење е дека органските материи што ги создаваат алгите во површинските слоеви на земјата се транспортираат по синџирот на исхрана до самото дно. Имајќи го предвид овој факт, мислењето на некои екологисти дека целиот резервоар може да се смета за единствена биогеоценоза може да се смета за оправдано.
Детритални трофични врски
За да разберете што е синџирот на храна за ѓубре, треба да започнете со самиот концепт на „детритус“. Детритус е збирка на остатоци од мртви растенија, трупови и крајни производи од метаболизмот на животните.
Детриталните синџири се типични за заедниците на внатрешните води, длабоките езерски дно и океаните, чиишто претставници се хранат со остатоци формирани од остатоци од мртви организми од горните слоеви или случајно внесени во резервоарот од еколошки системи лоцирани на копно, во форма на, на пример, легло од лисја.
Долните еколошки системи на океани и мориња, каде што нема производители поради недостаток на сончева светлина, можат да постојат само поради остатоци, чија вкупна маса во Светскиот океан во една календарска година може да достигне стотици милиони тони.
Детритусните синџири се исто така вообичаени во шумите, каде што значителен дел од годишниот пораст на биомасата на производителите не може директно да се троши од првата алка на потрошувачи. Затоа, умира, формирајќи ѓубре, кое, пак, се распаѓа од сапротрофи, а потоа се минерализира од разградувачите. Габите играат важна улога во формирањето на остатоци во шумските заедници.
Хетеротрофите кои се хранат директно со детритус се детритивори. Во копнените еколошки системи, детритиворите вклучуваат некои видови членконоги, особено инсекти, како и анелиди. Големите детритивори меѓу птиците (мршојадци, врани) и цицачите (хиени) обично се нарекуваат чистачи.
Во еколошките системи на води, најголемиот дел од детритивори се водни инсекти и нивните ларви, како и некои претставници на ракови. Детритиворите можат да послужат како храна за поголемите хетеротрофи, кои, пак, подоцна можат да станат храна за потрошувачите од повисоките редови.
Врските во синџирот на исхрана инаку се нарекуваат трофични нивоа. По дефиниција, ова е група на организми кои заземаат одредено место во синџирот на исхрана и обезбедуваат извор на енергија за секое од следните нивоа - храна.
Организми Јас трофично нивово синџирите на исхрана на пасиштата има примарни производители, автотрофи, односно растенија, и хемотрофи - бактерии кои ја користат енергијата на хемиските реакции за синтеза на органски материи. Во детриталните системи, нема автотрофи, а првото трофичко ниво на детриталниот трофичен синџир го формира самиот детритус.
Последно, V трофичко нивопретставена со организми кои консумираат мртва органска материја и производи за финално распаѓање. Овие организми се нарекуваат деструктори или разградувачи. Разградувачите главно се претставени со безрбетници, кои се некро-, сапро- и копрофаги, кои користат остатоци, отпад и мртви органски материи за храна. Во оваа група се вклучени и сапрофагните растенија кои го разградуваат ѓубрето од лисјата.
Во нивото на деструктори се вклучени и хетеротрофни микроорганизми кои се способни да ги претвораат органските материи во неоргански (минерални) супстанции, формирајќи финални производи - јаглерод диоксид и вода, кои се враќаат во еколошкиот систем и повторно влегуваат во природниот циклус на супстанции.
Важноста на односите со храната
Во природата, секој вид, популација, па дури и поединец не живее изолирано едни од други и нивното живеалиште, туку, напротив, доживува бројни меѓусебни влијанија. Биотски заедници или биоценози - заедници на живи организми во интеракција, кои се стабилен систем поврзан со бројни внатрешни врски, со релативно константна структура и меѓузависна група на видови.
Биоценозата се карактеризира со одредени структури: видови, просторни и трофични.
Органските компоненти на биоценозата се нераскинливо поврзани со неорганските - почвата, влагата, атмосферата, формирајќи заедно со нив стабилен екосистем - биогеоценоза .
Биогеноценоза– саморегулирачки еколошки систем формиран од популации од различни видови кои живеат заедно и комуницираат едни со други и со нежива природа во релативно хомогени услови на животната средина.
Еколошки системи
Функционални системи, вклучувајќи заедници на живи организми од различни видови и нивното живеалиште. Врските помеѓу компонентите на екосистемот се јавуваат првенствено врз основа на односите со храната и методите за добивање енергија.
Екосистем
Збир на видови растенија, животни, габи, микроорганизми кои комуницираат едни со други и со животната средина на таков начин што таквата заедница може да опстане и да функционира на неодредено време. Биотичка заедница (биоценоза)се состои од растителна заедница ( фитоценоза), животни ( зооценоза), микроорганизми ( микробиоценоза).
Сите организми на Земјата и нивното живеалиште исто така претставуваат екосистем од највисок ранг - биосфера , поседувајќи стабилност и други својства на екосистемот.
Постоењето на екосистем е можно благодарение на постојаниот проток на енергија однадвор - таков извор на енергија е обично сонцето, иако тоа не важи за сите екосистеми. Стабилноста на екосистемот е обезбедена со директни и повратни врски помеѓу неговите компоненти, внатрешниот циклус на супстанции и учеството во глобалните циклуси.
Доктрината за биогеоценози развиен од В.Н. Сукачев. Терминот " екосистем„воведен во употреба од англискиот геоботаничар А. Тансли во 1935 година, терминот“ биогеоценоза“ - Академик В.Н. Сукачев во 1942 г биогеоценоза Неопходно е да се има растителна заедница (фитоценоза) како главна алка, обезбедувајќи ја потенцијалната бесмртност на биогеоценозата поради енергијата што ја создаваат растенијата. Екосистеми може да не содржи фитоценоза.
Фитоценоза
Растителна заедница формирана историски како резултат на комбинација на растенија кои дејствуваат во хомогена област на територија.
Тој се карактеризира:
- одреден состав на видови,
- форми на живот,
- нивоа (надземно и подземно),
- изобилство (фреквенција на појава на видови),
- сместување,
- аспект (изглед),
- виталност,
- сезонски промени,
- развој (промена на заедниците).
Нивоа (број на катови)
Една од карактеристичните карактеристики на растителната заедница се состои, како да е, во нејзината поделба од кат до кат и во надземниот и подземниот простор.
Надземни нивоа овозможува подобро искористување на светлината, а подземјето - водата и минералите. Вообичаено, во шумата може да се разликуваат до пет нивоа: горниот (првиот) - високи дрвја, вториот - кратки дрвја, третиот - грмушки, четвртиот - треви, петтиот - мов.
Подземни нивоа - огледална слика на надземјето: корените на дрвјата одат најдлабоко, подземните делови од мов се наоѓаат во близина на површината на почвата.
Според начинот на добивање и користење на хранливи материисите организми се поделени на автотрофи и хетеротрофи. Во природата постои континуиран циклус на хранливи материи неопходни за живот. Хемиските материи се извлекуваат од автотрофите од околината и се враќаат во неа преку хетеротрофи. Овој процес има многу сложени форми. Секој вид користи само дел од енергијата содржана во органската материја, доведувајќи го неговото распаѓање до одредена фаза. Така, во процесот на еволуција се развиле еколошки системи синџири И мрежа за напојување .
Повеќето биогеоценози имаат слични трофична структура. Тие се засноваат на зелени растенија - производители.Неопходно се присутни тревопасни и месојади: потрошувачи на органска материја - потрошувачитеи уништувачи на органски остатоци - разградувачи.
Бројот на поединци во синџирот на исхрана постојано се намалува, бројот на жртвите е поголем од бројот на нивните потрошувачи, бидејќи во секоја алка на синџирот на исхрана, при секое пренесување на енергијата се губи 80-90% од неа, се растура во форма на топлина. Затоа, бројот на алки во синџирот е ограничен (3-5).
Разновидност на видовите на биоценозатапретставена од сите групи на организми - производители, потрошувачи и разградувачи.
Повреда на која било врскаво синџирот на исхрана предизвикува нарушување на биоценозата како целина. На пример, уништувањето на шумите доведува до промена во составот на видовите на инсектите, птиците и, следствено, животните. Во област без дрвја, ќе се развијат други синџири на исхрана и ќе се формира различна биоценоза, за што ќе бидат потребни неколку децении.
Синџир на исхрана (трофичен или храна )
Меѓусебно поврзани видови кои последователно извлекуваат органска материја и енергија од оригиналната прехранбена супстанција; Покрај тоа, секоја претходна алка во синџирот е храна за следната.
Синџирите на исхрана во секоја природна област со повеќе или помалку хомогени услови на постоење се составени од комплекси на меѓусебно поврзани видови кои се хранат еден со друг и формираат самоодржлив систем во кој се јавува циркулација на супстанции и енергија.
Компоненти на екосистемот:
- Продуценти - автотрофните организми (најчесто зелените растенија) се единствените производители на органска материја на Земјата. Органската материја богата со енергија се синтетизира за време на фотосинтезата од неоргански материи сиромашни со енергија (H 2 0 и C0 2).
- Потрошувачите - тревојади и месојади, потрошувачи на органска материја. Потрошувачите можат да бидат тревопасни животни, кога директно ги користат производителите, или месојади, кога се хранат со други животни. Во синџирот на исхрана најчесто можат да имаат сериски број од I до IV.
- Разградувачи - хетеротрофни микроорганизми (бактерии) и габи - уништувачи на органски остатоци, деструктори. Тие се нарекуваат и Земјински редари.
Трофичко (хранливо) ниво - збир на организми обединети со еден вид исхрана. Концептот на трофично ниво ни овозможува да ја разбереме динамиката на протокот на енергија во екосистемот.
- првото трофичко ниво е секогаш окупирано од производители (растенија),
- второ - потрошувачи од прв ред (тревопасни животни),
- трето - потрошувачи од втор ред - предатори кои се хранат со тревопасни животни),
- четврто - потрошувачи од трет ред (секундарни предатори).
Се разликуваат следниве видови: синџири на исхрана:
ВО синџир на пасишта (синџири за јадење) главен извор на храна се зелените растенија. На пример: трева -> инсекти -> водоземци -> змии -> птици грабливки.
- детритален синџирите (синџирите на распаѓање) започнуваат со детритус - мртва биомаса. На пример: легло од лисја -> дождовни црви -> бактерии. Друга карактеристика на детриталните синџири е тоа што растителните производи во нив често не се консумираат директно од тревопасните животни, туку изумираат и се минерализираат од сапрофити. Детриталните синџири се карактеристични и за длабоките океански екосистеми, чии жители се хранат со мртви организми кои потонале од горните слоеви на водата.
Односите меѓу видовите во еколошките системи кои се развиле во текот на процесот на еволуција, во кои многу компоненти се хранат со различни предмети и самите служат како храна за различни членови на екосистемот. Во едноставни термини, мрежата за храна може да се претстави како испреплетениот систем на синџир на исхрана.
Вклучени се организми од различни синџири на исхрана кои примаат храна преку еднаков број алки во овие синџири исто трофичко ниво. Во исто време, различни популации од ист вид, вклучени во различни синџири на исхрана, може да се лоцираат на различни трофични нивоа. Односот помеѓу различните трофични нивоа во екосистемот може графички да се прикаже како еколошка пирамида.
Еколошка пирамида
Метод за графичко прикажување на врската помеѓу различните трофични нивоа во екосистемот - постојат три вида:
Пирамидата на населението го одразува бројот на организми на секое трофично ниво;
Пирамидата на биомаса ја рефлектира биомасата на секое трофично ниво;
Енергетската пирамида ја покажува количината на енергија што минува низ секое трофичко ниво во одреден временски период.
Правило на еколошката пирамида
Шема што одразува прогресивно намалување на масата (енергија, број на поединци) на секоја следна алка во синџирот на исхрана.
Пирамида на броеви
Еколошка пирамида што го покажува бројот на поединци на секое ниво на исхрана. Пирамидата од броеви не ги зема предвид големината и масата на поединците, животниот век, стапката на метаболизам, но главниот тренд е секогаш видлив - намалување на бројот на поединци од врска до врска. На пример, во степски екосистем бројот на индивидуи е распределен на следниов начин: производители - 150.000, тревојади потрошувачи - 20.000, месојадни потрошувачи - 9.000 поединци/површина. Ливадската биоценоза се карактеризира со следниов број индивидуи на површина од 4000 m2: производители - 5.842.424, тревојади потрошувачи од прв ред - 708.624, месојадни потрошувачи од втор ред - 35.490, месојади потрошувачи од трет ред - 3. .
Пирамида на биомаса
Шемата според која количината на растителна материја која служи како основа на синџирот на исхрана (производители) е приближно 10 пати поголема од масата на тревопасните животни (потрошувачи од прв ред), а масата на тревојадните животни е 10 пати поголема од онаа на месојадите (потрошувачи од втор ред), т.е. секое следно ниво на храна има маса 10 пати помала од претходната. Во просек, 1000 kg растенија произведуваат 100 kg тревопасно тело. Предаторите кои јадат тревопасни животни можат да изградат 10 кг од нивната биомаса, секундарните предатори - 1 кг.
Пирамида на енергија
искажува шема според која протокот на енергија постепено се намалува и депресира кога се движи од алка до алка во синџирот на исхрана. Така, во биоценозата на езерото, зелените растенија - производители - создаваат биомаса која содржи 295,3 kJ/cm 2, потрошувачите од прв ред, трошат растителна биомаса, создаваат сопствена биомаса која содржи 29,4 kJ/cm 2; Потрошувачите од втор ред, користејќи потрошувачи од прв ред за храна, создаваат сопствена биомаса која содржи 5,46 kJ/cm2. Загубата на енергија за време на преминот од потрошувачи од прв ред до потрошувачи од втор ред, доколку се работи за топлокрвни животни, се зголемува. Ова се објаснува со фактот дека овие животни трошат многу енергија не само за градење на нивната биомаса, туку и за одржување на константна телесна температура. Ако го споредиме одгледувањето на теле и седалото, тогаш иста количина потрошена енергија за храна ќе даде 7 кг говедско месо и само 1 кг риба, бидејќи телето јаде трева, а грабливецот јаде риба.
Така, првите два типа на пирамиди имаат голем број значајни недостатоци:
Пирамидата на биомаса ја рефлектира состојбата на екосистемот во времето на земање мостри и затоа го покажува односот на биомасата во даден момент и не ја одразува продуктивноста на секое трофично ниво (т.е. неговата способност да произведува биомаса во одреден временски период). Затоа, во случај кога бројот на производители вклучува брзорастечки видови, пирамидата на биомаса може да испадне дека е превртена.
Енергетската пирамида ви овозможува да ја споредите продуктивноста на различни трофички нивоа бидејќи го зема предвид факторот време. Покрај тоа, ја зема предвид разликата во енергетската вредност на различни супстанции (на пример, 1 g маснотии обезбедува речиси двојно повеќе енергија од 1 g гликоза). Затоа, пирамидата на енергија секогаш се стеснува нагоре и никогаш не се превртува.
Еколошка пластичност
Степенот на издржливост на организмите или нивните заедници (биоценози) на влијанието на факторите на животната средина. Еколошки пластичните видови имаат широк опсег на норма на реакција т.е., тие се широко прилагодени на различни живеалишта (риби стапчиња и јагула, некои протозои живеат и во свежи и во солени води). Високо специјализираните видови можат да постојат само во одредена средина: морски животни и алги - во солена вода, речни риби и лотос растенија, водни лилјани, патки живеат само во свежа вода.
Општо земено екосистем (биогеоценоза)се карактеризира со следниве индикатори:
Разновидност на видовите
Густина на популации на видови,
Биомаса.
Биомаса
Вкупната количина на органска материја на сите поединци од биоценоза или вид со енергијата содржана во неа. Биомасата обично се изразува во единици на маса во однос на сува материја по единица површина или волумен. Биомасата може да се определи посебно за животни, растенија или поединечни видови. Така, биомасата на габите во почвата е 0,05-0,35 t/ha, алгите - 0,06-0,5, корените на повисоките растенија - 3,0-5,0, дождовните црви - 0,2-0,5 , 'рбетниците - 0,001-0,015 t/ha.
Во биогеоценозите постојат примарна и секундарна биолошка продуктивност :
ü Примарна биолошка продуктивност на биоценози- вкупната вкупна продуктивност на фотосинтезата, која е резултат на активноста на автотрофите - зелените растенија, на пример, борова шума на возраст од 20-30 години произведува 37,8 t/ha биомаса годишно.
ü Секундарна биолошка продуктивност на биоценози- вкупната вкупна продуктивност на хетеротрофните организми (потрошувачи), која се формира преку употреба на супстанции и енергија акумулирана од производителите.
Популации. Структура и динамика на броевите.
Секој вид на Земјата зафаќа специфичен опсег, бидејќи може да постои само во одредени услови на животната средина. Сепак, условите за живот во опсегот на еден вид може значително да се разликуваат, што доведува до распаѓање на видот во елементарни групи на поединци - популации.
Популација
Збир на индивидуи од ист вид, кои заземаат посебна територија во опсегот на видот (со релативно хомогени услови за живот), слободно се вкрстуваат меѓу себе (имаат заеднички генски базен) и изолирани од другите популации на овој вид, со сите потребните услови за одржување на нивната стабилност долго време при променливи услови на животната средина. Најважниот карактеристикинаселението се неговата структура (возраст, половиот состав) и динамиката на населението.
Според демографската структура населението го разбира неговиот пол и возрасен состав.
Просторна структура Популациите се карактеристики на распределбата на индивидуите во една популација во вселената.
Возрасна структура популацијата е поврзана со односот на поединци од различна возраст во популацијата. Поединците на иста возраст се групирани во групи - возрасни групи.
ВО старосната структура на растителните популацииалоцираат следните периоди:
Латентна - состојба на семето;
Прегенеративни (вклучува состојби на расад, малолетно растение, незрели и девствени растенија);
Генеративен (обично поделен на три потпериоди - млади, зрели и стари генеративни индивидуи);
Постгенеративно (вклучува состојби на субсенилни, сенилни растенија и фаза на умирање).
Припадноста на одреден возрасен статус се определува со биолошката возраст- степенот на изразување на одредени морфолошки (на пример, степенот на дисекција на сложен лист) и физиолошки (на пример, способност да се произведе потомство) карактеристики.
Кај животинските популации исто така е можно да се разликуваат различни старосни фази. На пример, инсектите кои се развиваат со целосна метаморфоза минуваат низ фазите:
Ларви,
кукли,
Имаго (возрасен инсект).
Природата на старосната структура на населениетозависи од типот на кривата на преживување карактеристична за дадена популација.
Крива на преживувањеја одразува стапката на смртност во различни возрасни групи и е линија на намалување:
- Ако стапката на смртност не зависи од возраста на поединците, смртта на поединците се јавува рамномерно во даден тип, стапката на смртност останува константна во текот на животот ( тип I ). Таквата крива на преживување е карактеристична за видовите чиј развој се случува без метаморфоза со доволна стабилност на роденото потомство. Овој тип обично се нарекува тип на хидра- се карактеризира со крива на преживување што се приближува до права линија.
- Кај видовите кај кои улогата на надворешните фактори во смртноста е мала, кривата на преживување се карактеризира со благо намалување до одредена возраст, по што доаѓа до нагло опаѓање поради природна (физиолошка) смртност ( тип II ). Природата на кривата на преживување блиску до овој тип е карактеристична за луѓето (иако кривата на преживување на човекот е нешто порамна и е нешто помеѓу типовите I и II). Овој тип се нарекува Тип Drosophila: Ова го демонстрираат овошните мушички во лабораториски услови (не јадат предатори).
- Многу видови се карактеризираат со висока смртност во раните фази на онтогенезата. Кај таквите видови, кривата на преживување се карактеризира со нагло опаѓање во помладите возрасти. Поединците кои ја преживуваат „критичната“ возраст покажуваат ниска смртност и живеат до постара возраст. Типот се нарекува вид на остриги (тип III ).
Сексуална структура популации
Соодносот на половите има директно влијание врз репродукцијата и одржливоста на населението.
Постојат примарни, секундарни и терциерни полови сооднос кај населението:
- Примарен однос на половите утврдени со генетски механизми - униформноста на дивергенцијата на половите хромозоми. На пример, кај луѓето, XY хромозомите го одредуваат развојот на машкиот пол, а ХХ хромозомите го одредуваат развојот на женскиот пол. Во овој случај, примарниот однос на половите е 1:1, односно подеднакво веројатен.
- Секундарниот однос на половите е односот на половите во моментот на раѓање (меѓу новороденчињата). Може значително да се разликува од примарната поради повеќе причини: селективноста на јајце клетките кон сперматозоидите што го носат хромозомот X или Y, нееднаквата способност на таквите сперматозоиди да се оплодуваат и разни надворешни фактори. На пример, зоолозите го опишаа ефектот на температурата врз секундарниот однос на половите кај влекачите. Сличен модел е типичен за некои инсекти. Така, кај мравките, оплодувањето се обезбедува на температури над 20 ° C, а на пониски температури се поставуваат неоплодени јајца. Вторите се отвораат во мажјаци, а оние што се оплодуваат претежно во женки.
- Терцијарен однос на половите - однос на половите кај возрасните животни.
Просторна структура популации ја одразува природата на распределбата на поединците во просторот.
Истакнете три главни типови на дистрибуција на поединциво вселената:
- униформаили униформа(поединците се распоредени рамномерно во просторот, на еднакви растојанија едни од други); е ретка по природа и најчесто е предизвикана од акутна интраспецифична конкуренција (на пример, кај грабливи риби);
- собранискиили мозаик(„забележани“, поединците се наоѓаат во изолирани кластери); се јавува многу почесто. Тоа е поврзано со карактеристиките на микросредината или однесувањето на животните;
- случајноили дифузно(поединците се распределени по случаен избор во просторот) - може да се набљудува само во хомогена средина и само кај видови кои не покажуваат тенденција да формираат групи (на пример, бубачка во брашно).
Големина на населението означено со буквата N. Односот на зголемувањето на N до единица време dN / dt изразувамоментална брзинапромени во големината на населението, односно промена на бројот во времето т.Пораст на популацијазависи од два фактори - плодноста и смртноста во отсуство на емиграција и имиграција (таквото население се нарекува изолирано). Разликата помеѓу стапката на наталитет b и стапката на смртност d еизолирана стапка на раст на населението:
Стабилност на населението
Ова е неговата способност да биде во состојба на динамична (т.е. мобилна, променлива) рамнотежа со животната средина: условите на животната средина се менуваат, а населението исто така се менува. Еден од најважните услови за одржливост е внатрешната различност. Во однос на населението, тоа се механизми за одржување на одредена густина на населеност.
Истакнете три типа на зависност на големината на населението од нејзината густина .
Прв тип (I) - најчест, се карактеризира со намалување на растот на населението со зголемување на неговата густина, што е обезбедено со различни механизми. На пример, многу видови птици се карактеризираат со намалување на плодноста (плодноста) со зголемување на густината на населението; зголемена смртност, намалена отпорност на организмите со зголемена густина на населеност; промена на возраста во пубертетот во зависност од густината на населението.
Трет тип ( III ) е карактеристично за популациите кај кои е забележан „групен ефект“, односно одредена оптимална густина на населеност придонесува за подобар опстанок, развој и витална активност на сите индивидуи, што е својствено за повеќето групни и општествени животни. На пример, за да се обноват популациите на хетеросексуални животни, барем е потребна густина што обезбедува доволна веројатност за средба со мажјак и женка.
Тематски задачи
А1. Формирана биогеоценоза
1) растенија и животни
2) животни и бактерии
3) растенија, животни, бактерии
4) територија и организми
А2. Потрошувачи на органски материи во шумската биогеоценоза се
1) смрека и бреза
2) печурки и црви
3) зајаци и верверички
4) бактерии и вируси
А3. Производители во езерото се
2) полноглавци
А4. Процесот на саморегулација кај биогеоценозата влијае
1) половиот однос кај популациите од различни видови
2) бројот на мутации кои се јавуваат кај популациите
3) сооднос предатор-плен
4) интраспецифична конкуренција
А5. Еден од условите за одржливост на еден екосистем може да биде
1) нејзината способност да се промени
2) разновидност на видови
3) флуктуации во бројот на видовите
4) стабилност на генскиот базен кај популациите
А6. Разградувачите вклучуваат
2) лишаи
4) папрати
А7. Ако вкупната маса што ја добива потрошувач од втор ред е 10 kg, тогаш колкава била вкупната маса на производителите што станале извор на храна за овој потрошувач?
А8. Наведете го синџирот на исхрана на остатоците
1) мува – пајак – врапче – бактерии
2) детелина – јастреб – бумбар – глушец
3) 'рж – цицка – мачка – бактерии
4) комарец – врапче – јастреб – црви
А9. Почетниот извор на енергија во биоценозата е енергијата
1) органски соединенија
2) неоргански соединенија
4) хемосинтеза
1) зајаци
2) пчели
3) поленски дрозд
4) волци
А11. Во еден екосистем можете да најдете даб и
1) гофер
3) чурулик
4) сино пченкарно цвеќе
А12. Енергетските мрежи се:
1) врски меѓу родителите и потомството
2) семејни (генетски) врски
3) метаболизам во клетките на телото
4) начини на пренесување на материи и енергија во екосистемот
А13. Еколошката пирамида на броеви одразува:
1) односот на биомасата на секое трофично ниво
2) односот на масите на поединечен организам на различни трофични нивоа
3) структура на синџирот на исхрана
4) разновидност на видови на различни трофични нивоа
Вовед
Впечатлив пример на синџир за напојување:
Класификација на живите организми во однос на нивната улога во циклусот на супстанции
Секој синџир на исхрана вклучува 3 групи на живи организми:
Производителите (производители) | Потрошувачите (потрошувачите) | Разградувачи (уништувачи) |
Автотрофни живи организми кои синтетизираат органска материја од минерална материја користејќи енергија (растенија). | Хетеротрофни живи организми кои консумираат (јадат, обработуваат итн.) живи органски материи и ја пренесуваат енергијата содржана во неа преку синџирите на исхрана. | Хетеротрофни живи организми кои ги уништуваат (преработуваат) мртвите органски материи од кое било потекло во минерална материја. |
Врски меѓу организмите во синџирот на исхрана
Синџирот на исхрана, каков и да е, создава блиски врски помеѓу различни предмети и од жива и од нежива природа. И прекинот на апсолутно секоја врска може да доведе до катастрофални резултати и нерамнотежа во природата. Најважната и интегрална компонента на секој синџир за напојување е сончевата енергија. Без него нема да има живот. Кога се движите по синџирот на исхрана, оваа енергија се обработува, и секој организам ја прави своја, поминувајќи само 10% до следната алка.
Кога умира, телото навлегува во други слични синџири на исхрана, а со тоа и циклусот на супстанции продолжува. Сите организми лесно можат да го напуштат еден синџир на исхрана и да се преселат во друг.
Улогата на природните области во циклусот на супстанции
Природно, организмите кои живеат во иста природна зона создаваат свои посебни синџири на исхрана едни со други, кои не можат да се повторат во ниту една друга зона. Така, синџирот на исхрана на степската зона, на пример, се состои од широк спектар на треви и животни. Синџирот на исхрана во степата практично не вклучува дрвја, бидејќи ги има или многу малку или се закржлавени. Што се однесува до животинскиот свет, тука преовладуваат артиодактилите, глодарите, соколите (јастребите и другите слични птици) и разни видови инсекти.
Класификација на струјните кола
Принципот на еколошки пирамиди
Ако конкретно ги земеме предвид синџирите кои започнуваат со растенијата, тогаш целиот циклус на супстанции во нив доаѓа од фотосинтезата, при што се апсорбира сончевата енергија. Растенијата трошат најголем дел од оваа енергија на нивните витални функции, а само 10% оди на следната врска. Како резултат на тоа, секој следен жив организам бара се повеќе и повеќе суштества (предмети) од претходната врска. Тоа добро го покажуваат еколошките пирамиди, кои најчесто се користат за овие цели. Тие се пирамиди од маса, количина и енергија.