6.4 .Пищевые цепи, сети и уровни, экологическая пирамида. Целостность и устойчивость экосистем
При изучении биотической структуры экосистемы становится очевидным, что одно из важнейших взаимоотношений между организмами - это пищевое. Можно проследить бесчисленные пути движения вещества в экосистеме, при котором один организм поедается другим, а тот - третьим и т.д.
Пищевая цепь - это путь движения вещества (источник энергии и строительный материал) в экосистеме от одного организма к другому.
Растение
корова
Растение корова человек
Растение кузнечик мышь лиса орёл
Растение жук лягушка змея птица
обозначает направление движения.
В природе пищевые цепи редко изолированы друг от друга. Гораздо чаще представители одного вида (растительноядные) питаются несколькими видами растений, а сами служат пищей для нескольких видов хищников. Перенос вредных веществ в экосистеме.
Пищевая сеть - это сложная сеть пищевых взаимоотношений. Несмотря на многообразие пищевых сетей, они все соответствуют общей схеме: от зелёных растений к первичным консументам, от них к вторичным консументам и т.д. и к детритофагам. На последнем месте всегда стоят детритофаги, они замыкают пищевую цепь.
Трофический уровень - это совокупность организмов, занимающих определённое место в пищевой сети.
I трофический уровень - всегда растения,
II трофический уровень - первичные консументы
III трофический уровень - вторичные консументы и т.д.
Детритофаги могут находиться на II и выше трофическом уровне.
Детритофаги
Орёл
Детритофаги V
Лиса
Человек
Орёл Детритофаги
IV
Мышь
Заяц Корова
Человек Детритофаги
III
II
Пшеница Трава Яблоня I
Рис. 4 Пищевые взаимоотношения
III 3,5 дж вторичный консумент (волк)
II 500 дж первичный консумент (корова)
I 6200 дж растения
2,6*10
дж
поглощено солнечной
энергии
1,3*10 дж падает на поверхность земли на
некоторую площадь
Рис-5 Пирамида энергии
III 10 кг лиса (1 )
II 100 кг заяц (10 )
I 1000 кг растения на лугу (100 )
Рис-6 Пирамида биомассы.
Обычно в экосистеме насчитывается 3-4 трофических уровня. Это объясняется тем, что значительная часть потребляемой пищи тратится на энергию (90 - 99 %), поэтому масса каждого трофического уровня меньше предыдущего. На формирование тела организма идет относительно немного (1 - 10 %.Соотношение между растениями, консументами, детритофагами выражают в виде пирамид.
Пирамида биомассы - показывает соотношение биомасс различных организмов на трофических уровнях.
Пирамида энергии- показывает поток энергии через экосистему. (см.рис.)
Очевидно, что существование большего числа трофических уровней невозможно, из-за быстрого приближения биомассы к нулю.
Автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы - это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений, используя солнечную энергию.
Фотоавтотрофы (растения и сине-земеные водоросли. Они синтезируют из СО , Н О (неорганические молекулы) под воздействием солнечной энергии - глюкозу (органические молекулы) и О )
Хемоавтотрофы (используют энергию окисления неорганических веществ -серобактерии). Они составляют первое звено в пищевой цепи и находятся на 1 трофическом уровне.
Гетсротрофы - это организмы, которые не могут строить собственное тело из неорганических соединений, а вынуждены использовать созданное автотрофами, употребляя их в пищу.
К ним относятся консументы и детритофаги. И находятся на II и выше трофическом уровне. Человек тоже гетеротроф.
Вернадскому принадлежит идея, что возможно превращение человеческого общества из гетеротрофного и автотрофное. В силу своих биологических особенностей человек не может перейти к автотрофности, но общество в целом способно осуществить автотрофный способ производства пищи, т.е. замена природных соединений (белки, жиры, углеводы) на органические соединения, синтезированные из неорганических молекул или атомов.