Статья: Пищевые цепочки в природе. Пищевые цепи в природе


Круговорот веществ в природе и цепи питания

Все живые организмы являются активными участниками круговорота веществ на планете. Используя кислород, углекислый газ, воду, минеральные соли и другие вещества, живые организмы питаются, дышат, выделяют продукты деятельности, размножаются. После гибели их тела разлагаются на про­стейшие вещества и вновь возвращаются во внешнюю среду.

Перенос химических элементов из живых организмов в окружающую среду и обратно не прекращается ни на секунду. Так, растения (автотрофные организмы) забирают из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли. При этом они создают органические вещества и выделяют кислород. Животные (гетеротрофные организмы), наоборот, вдыхают выделенный растениями кислород, а пое­дая растения, усваивают органические вещества и выделяют углекислый газ и остатки пищи. Грибы и бактерии используют в пищу останки живых организмов и превращают органические вещества в минеральные, которые накапливаются в почве и воде. А минеральные вещества снова усваиваются растениями. Так в природе осуществляется постоянный и бесконечный круговорот веществ и поддерживается непрерывность жизни.

Круговорот веществ и все связанные с ним превращения требуют постоянного притока энергии. Источником такой энергии является Солнце.

На земле растения поглощают углерод из атмосферы путем фотосинтеза. Животные поедают растения, передавая углерод вверх по пищевой цепи, о которой мы расскажем чуть позже. Когда растения и животные умирают, то они передают углерод обратно земле.

На поверхности океана двуокись углерода из атмосферы растворяется в воде. Фитопланктон поглощает ее для фотосинтеза. Животные, поедающие планктон, выдыхают углерод в атмосферу и тем самым передают дальше по цепи питания. После гибели фитопланктона он может перерабатываться в поверхностных водах или оседать на дно океана. За миллионы лет этот процесс превратил ложе океана в богатый резервуар углерода на планете. Холодные течения переносят углерод к поверхности. При нагревании воды он освобождается в виде газа и попадает в атмосферу, продолжая цикл.

Вода постоянно совершает круговорот между морями, атмосферой и сушей. Под лучами солнца она испаряется и поднимается в воздух. Там капельки воды собираются в облака и тучи. Они выпадают на землю дождем, снегом или градом, которые снова превращаются в воду. Вода впитывается в землю, возвращается в моря, реки и озера. И все начинается сначала. Так происходит круговорот воды в природе.

Большую часть воды испаряет Мировой океан. Вода в нем соленая, а та, которая испаряется с его поверхности, — пресная. Таким образом, океан — мировая «фабрика» пресной воды, без которой жизнь на Земле невозможна.

ТРИ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА. Различают три агрегатных состояния вещества — твердое, жидкое и газообразное. Они зависят от температуры и давления. В повседневной жизни мы можем наблюдать во всех трех этих состояниях воду. Влага испаряется и переходит из жидкого состояния в газообразное, то есть водяной пар. Он конденсируется и превращается в жидкость. При минусовых температурах вода замерзает и переходит в твердое состояние — лед.

Круговорот сложных веществ в живой природе включает пищевые цепи. Это линейная замкнутая последовательность, в которой каждое живое существо питается кем-то или чем-то и само служит питанием для другого организма. Внутри пастбищной пищевой цепи органические вещества создаются автотрофными организмами, например растениями. Растения поедаются животными, которых, в свою очередь, съедают другие животные. Грибы-редуценты разлагают органические останки и служат началом детритной трофической цепи.

Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (от греческого слова «трофос» — «питание»).1.Продуценты, или производители, производят органические вещества из неорганических. К продуцентам относятся растения и некоторые бактерии.2. Консументы, или потребители, потребляют готовые органические вещества. Консументы 1-го порядка питаются продуцентами. Консументы 2-го порядка питаются консументами 1-го порядка. Консументы 3-го порядка питаются консументами 2-го порядка и т. д.3. Редуценты, или разрушители, разрушают, то есть минерализуют органические вещества до неорганических. К редуцентам относятся бактерии и грибы.

ДЕТРИТНЫЕ ЦЕПИ ПИТАНИЯ. Существует два основных типа пищевых цепей — пастбищные (цепи выедания) и детритные (цепи разложения). Основу пастбищной пищевой цепи составляют автотрофные организмы, которых поедают животные. А в детритных трофических цепях большая часть растений не потребляется травоядными животными, а отмирает и затем разлагается сапротрофными организмами (например, дождевыми червями) и минерализуется. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, а затем идут к детритофагам и к их потребителям — хищникам. На суше преобладают именно такие цепи.

ЧТО ТАКОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА? Экологическая пирамида — это графическое изображение соотношения различных трофических уровней пищевой цепи. Пищевая цепь не может содержать больше 5—6 звеньев, потому что при переходе на каждое следующее звено 90 % энергии теряется. Основное правило экологической пирамиды основывается на 10 %. Так, например, для образования 1 кг мас­сы дельфину нужно съесть около 10 кг рыбы, а им, в свою очередь, 100 кг корма — водных позвоночных, которым для образования такой массы необходимо съесть 1000 кг водорослей и бактерий. Если в соответствующем масштабе изобразить эти величины в порядке их зависимости, то действительно образуется своеобразная пирамида.

ПИЩЕВЫЕ СЕТИ. Зачастую взаимодействие между живыми организмами в природе более сложно, и визуально это похоже на сеть. Организмы, особенно хищники, могут питаться самыми разными существами, причем из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Пищевые цепи в природе — доклад

ЕГУ имени И.А.Бунина

ДОКЛАД 

На тему:

«Пищевые цепи в природе»

 

 

 

 

 

 

Выполнила 

 Студентка гр.Д12

Аносова Е.И.

 

Елец 2008 

Организмы разных трофических групп, связанные в процессе питания  и передачи энергии от зелёных  растений к фитофагам и хищникам, образуют пищевые цепи. Основу связей между популяциями биогеоценоза обусловливает характер питания особей и способы получения ими энергии. Все организмы по способу питания разделяются на две группы – автотрофы  (преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек, грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые синтезировали автотрофы. В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются вновь в природную среду и могут опять использоваться автотрофами.

Таким образом, в биогеоценозе в  результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую  и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим  приток энергии извне. Источником энергии  служит Солнце. Движение вещества, вызванное  деятельностью организмов, происходит циклически, оно может быть использовано многократно, в то время как поток  энергии в этом процессе имеет  однонаправленный характер. Энергия  излучения Солнца преобразуется в различные формы: в энергию химических связей, в механическую и, наконец, во внутреннюю.

Основу пищевых цепей составляют продуценты – автотрофные организмы экосистем - усваивают солнечную энергию и производят первичную биологическую продукцию (зелёные растения), а также консументы – гетеротрофные организмы экосистем - перерабатывают эту первичную биологическую продукцию во вторичную (плотоядные и растительноядные животные), и, наконец, редуценты (микроорганизмы) разлагают органическое вещество до простых минеральных соединений, которые превращаются в почвенный раствор и снова используются растениями.

Органические вещества, созданные  автотрофами, служат пищей и источником энергии для гетеротрофов: консументы-фитофаги поедают растения, хищники первого  порядка – фитофагов, хищники второго порядка – хищников первого порядка и т.д. такая последовательность организмов называется пищевой цепью, её звенья расположены на разных трофических уровнях (представляют разные трофические группы).

Представители разных трофических групп некоторых  экосистем

Трофическая группа

Лес

Водоём

Сельскохозяйственные угодья

Продуценты

Ель, берёза, сосна 

Кувшинка, ряска, водоросли

Пшеница, рожь, картофель, осот

Консументы - фитофаги

Лось, заяц, белка

Ондатра, толстолобик, дафния

Человек, корова, овца, мышь, полёвка, долгоносик, тля

Консументы-зоофаги

Волк, лисица, хорь

Чайка, окунь, язь, щука, сом

Человек, скворец, божья коровка

Консументы-детритофаги

Жук-мертвоед, дождевой червь

Перловица, мотыль, дафния

Личинки жуков и мух, дождевой червь

Для переработки трупов редуцентам нужно время. Поэтому в экосистеме всегда есть детрит – запас мертвого органического вещества. Детрит – это опад листьев на поверхности лесной почвы (сохраняется 2-3 года), ствол упавшего дерева (сохраняется 5- 10 лет), гумус почвы (сохраняется сотни лет), отложения органического вещества на дне озера – сапропель - и торф на болоте (сохраняется тысячи лет). Наиболее долго сохраняющимся детритом являются каменный уголь и нефть.

Пищевые взаимоотношения  между животными тундры

Стрелки направлены в сторону источника  питания. Первый ряд: мелкие воробьиные, различные двукрылые насекомые, мохноногий канюк. Второй ряд: песец, лемминги, полярная сова. Третий ряд: белая куропатка, зайцы- беляки. Четвёртый ряд: гусь, волк, северный олень.

Рассмотрим некоторые пищевые  цепи в естественных экосистемах. В наземной экосистеме цепь замыкают такие хищники, как лиса, волк, орлы, питающиеся мышами или сусликами. В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная в основном водорослями, переходит к мелким консументам – рачкам- дафниям, далее к мелким рыбам (плотва) и, наконец, к крупным хищникам – щуке, сому, судаку. В сельскохозяйственных экосистемах пищевая цепь может быть полной – при разведении сельскохозяйственных животных, или укороченной, когда выращиваются растения, непосредственно использующиеся человеком в пищу.

Наряду с цепями передачи энергии  через живое органическое вещество (продуцент – консумент) существуют детритные пищевые цепи с участием детритофагов, использующих мертвое  органическое вещество, и редуцентов. Эти цепи могут быть  двух типов: «детритофаг – редуцент» и  «детритофаг – хищник».

В первом случае мертвое органическое вещество, съеденное и преобразованное  детритофагами, разрушается после  их смерти редуцентами до минеральных  соединений, которые поступают в  почвенный раствор и повторно используются продуцентами. В разрушении этого вещества принимают участие  разные организмы по принципу эстафеты. Например, при разрушении листового опада, трупов или экскрементов животных работает целый конвейер из животных, грибов и бактерий.

Во втором случае детритофага съедает  хищник, и вещества детрита, потребленного  детритофагом, вовлекаются в круговорот, минуя стадию полного разрушения и потребления продуцентами. Например, дождевой червь, питающийся опавшими листьями, будет съеден птицей. Личинки мух  – падальщиц, питающиеся на трупе  животного, могут стать пищей  травяной лягушки, которую, в свою очередь, съест уж. Пищевые цепи «детритофаг  – хищник» широко распространены в природе и используются в хозяйстве человека (откорм домашней птицы дождевыми червями или личинками мух). Пищевые цепи «детритофаг – редуцент» играют важную роль для повышения плодородия почв: запас питательных элементов в почвенном растворе должен быстро пополняться продуктами разложения детрита.

 Приведенные примеры упрощают  действительную картину, так как  одно и то же растение может  быть съедено разными травоядными  животными, а они, в свою  очередь, стать жертвами разных  хищников. Лист растения может  съесть гусеница или слизень,  гусеница может стать жертвой  жука или насекомоядной птицы,  которая может заодно склевать  и самого жука. Жук может стать  также жертвой и паука. Поэтому  в реальной природе складываются  не пищевые цепи.

Потери энергии  в цепях питания.  Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счёт органического вещества, созданного зелёными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность её заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии  Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного  вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих  звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

Рассмотрим цепи питания  в конкретных экосистемах:

Цепи питания  в дубравах. Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих.

Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные грызуны и зайцы, а также копытные, за счёт которых живут хищники: ласка, горностай, куница, лисица, волк. Все  виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в лесу переплетены  в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение, какого-нибудь  одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему.  Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей – слабо бы отразилось на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьёзными, так как насекомые выполняют важную функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Пищевые цепи пруда. Цепи питания состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут съесть хищные рыбы.

Первичным источником энергии в  водной экосистеме, как и в большинстве  других, служит солнечный свет, благодаря  которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоёме животных полностью  зависит от биологической продуктивности растений. Часто причиной низкой продуктивности естественных водоёмов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды.

yaneuch.ru

Пищевые цепочки в природе

ПланВведение
  1. Пищевые цепи и трофические уровни
  2. Пищевые сети
  3. Пищевые связи пресного водоема
  4. Пищевые связи леса
  5. Потери энергии в цепях питания
  6. Экологические пирамиды
6.1 Пирамиды численности

6.2 Пирамиды биомассы

Заключение

Список литературы

ВведениеОрганизмы в природе связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества для совершения работы. Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено – трофическим уровнем.

Цель реферата – дать характеристику пищевым связям в природе.

1. Пищевые цепи и трофические уровниКаждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе энергии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией вещества используют другие организмы. Таким образом, в процессе эволюции в биогеоценозах сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такие связи между особями видов называются пищевыми. Примеры пищевых цепей можно видеть всюду. Самый простой пример: травоядные животные поедают растения, а выделениями животных и их трупами питаются различные навозные и трупоядные насекомые и гнилостные бактерии. Но в естественной обстановке цепи состоят из большего числа звеньев, так как в них включаются плотоядные животные - хищники и паразиты. Органические остатки образуются в результате жизнедеятельности всех членов цепи.Биогеоценозы очень сложны. В них всегда имеется много параллельных и сложно переплетенных цепей питания, а общее число видов часто измеряется сотнями и даже тысячами. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными объектами и сами служат пищей нескольким членам экосистемы. В результате получается сложная сеть пищевых связей.

Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли – часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих – это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов – ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) – питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В последнем случае они по величине меньше своих хозяев. Пищевые цепи паразитов необычны по ряду параметров. В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне:

Растительный материал (например, нектар) → муха → паук →

→ землеройка → сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

В типичных пищевых цепях, включающих паразитов, последние становятся меньше по размерам на каждом следующем уровне.

Существуют два главных типа пищевых цепей – пастбищные и детритные. Выше были приведены примеры пастбищных цепей, в которых первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй – пастбищные животные и третий – хищники. Тела погибших растений и животных еще содержат энергию и «строительный материал», так же как и прижизненные выделения, например, моча и фекалии. Эти органические материалы разлагаются микроорганизмами, а именно грибами и бактериями, живущими как сапрофиты на органических остатках. Такие организмы называются редуцентами. Они выделяют пищеварительные ферменты на мертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты их переваривания. Скорость разложения может быть различной. Органические вещества мочи, фекалий и трупов животных потребляются за несколько недель, тогда как упавшие деревья и ветви могут разлагаться многие годы. Очень существенную роль в разложении древесины (и других растительных остатков) играют грибы, которые выделяют фермент целлюлозу, размягчающий древесину, и это дает возможность мелким животным проникать внутрь и поглощать размягченный материал.

Кусочки частично разложившегося материала называют детритом, и многие мелкие животные (детритофаги) питаются им, ускоряя процесс разложения. Поскольку в этом процессе участвуют как истинные редуценты (грибы и бактерии), так и детритофаги (животные), и тех и других иногда называют редуцентами, хотя в действительности этот термин относится только к сапрофитным организмам.

Детритофагами могут в свою очередь питаться более крупные организмы, и тогда создается пищевая цепь другого типа – цепь, цепь, начинающаяся с детрита:

Детрит → детритофаг → хищник

К детритофагам лесных и прибрежных сообществ относятся дождевой червь, мокрица, личинка падальной мухи (лес), полихета, багрянка, голотурия (прибрежная зона).

Приведем две типичные детритные пищевые цепи наших лесов:

Листовая подстилка → Дождевой червь → Черный дрозд → Ястреб-перепелятник

Мертвое животное → Личинки падальных мух → Травяная лягушка → Обыкновенный уж

Некоторые типичные детритофаги - это дождевые черви, мокрицы, двупарноногие и более мелкие (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

2. Пищевые сетиВ схемах пищевых цепей каждый организм бывает представлен как питающийся другими организмами какого-то одного типа. Однако реальные пищевые связи в экосистеме намного сложнее, т. к. животное может питаться организмами разных типов из одной и той же пищевой цепи или даже из разных пищевых цепей. Это в особенности относится к хищникам верхних трофических уровней. Некоторые животные питаются как другими животными, так и растениями; их называют всеядными (таков, в частности, и человек). В действительности пищевые цепи переплетаются таким образом, что образуется пищевая (трофическая) сеть. В схеме пищевой сети могут быть показаны только некоторые из многих возможных связей, и она обычно включает лишь одного или двух хищников каждого из верхних трофических уровней. Такие схемы иллюстрируют пищевые связи между организмами в экосистеме и служат основой для количественного изучения экологических пирамид и продуктивности экосистем.

3. Пищевые связи пресного водоемаЦепи питания пресного водоема состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член биогеоценоза выпадает, то система не нарушается, так как используются другие источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее.Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.

Часто причиной низкой продуктивности естественных водоемов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минеральных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов способствуют размножению растительного планктона, которым питаются животные, служащие кормом для рыб. Таким путем повышают продуктивность рыбохозяйственных прудов.

4. Пищевые связи лесаБогатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных - птиц и млекопитающих.Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют хищники: ласка, горностай, куница, лиса, волк. Все виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей - слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем. Насколько велико в жизни леса значение такой регуляции численности, можно видеть из следующего примера. Листьями дуба питается несколько сотен видов насекомых, но в нормальных условиях каждый вид представлен столь малым количеством особей, что даже их общая деятельность не наносит существенного вреда дереву и лесу. Между тем все насекомые обладают большой плодовитостью. Количество яиц, откладываемых одной самкой, редко бывает менее 100. Многие виды способны давать 2-3 поколения за лето. Следовательно, при отсутствии ограничивающих факторов численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экологической системы. Некоторая часть потомства погибает под влиянием различных неблагоприятных условий погоды. Но основную массу уничтожают другие члены биогеоценоза: хищные и паразитические насекомые, птицы, болезнетворные микроорганизмы.

Ограничивающее действие экологической системы все же не исключает полностью случаев массового размножения отдельных видов, которое бывает связано с сочетанием благоприятных факторов среды. Однако после массовой вспышки особенно интенсивно проявляются регулирующие факторы (паразиты, болезнетворные бактерии и др.), которые снижают численность вредителей до средней нормы.

Огромное значение в жизни леса имеют процессы разложения и минерализации массы отмирающих листьев, древесины, остатков животных и продуктов их жизнедеятельности. Из общего ежегодного прироста биомассы надземных частей растений около 3-4 т на 1 га естественно отмирает и опадает, образуя так называемую лесную подстилку. Значительную массу составляют также отмершие подземные части растений. С опадом возвращается в почву большая часть потребленных растениями минеральных веществ и азота.

Животные остатки очень быстро уничтожаются жуками-мертвоедами, кожеедами, личинками падальных мух и другими насекомыми, а также гнилостными бактериями. Труднее разлагается клетчатка и другие прочные вещества, составляющие значительную часть растительного опада. Но и они служат пищей для ряда организмов, например грибков и бактерий, имеющих специальные ферменты, которые расщепляют клетчатку и другие вещества до легкоусвояемых сахаров.

Как только растения погибают, их вещество полностью используется разрушителями. Значительную часть биомассы составляют дождевые черви, производящие огромную работу по разложению и перемещению органических веществ в почве. Общее число особей насекомых, панцирных клещей, червей и других беспозвоночных достигает многих десятков и даже сотен миллионов на гектар. В разложении опада особенно велика роль бактерий и низших, сапрофитных грибков.

5. Потери энергии в цепях питанияВсе виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

en.coolreferat.com

Пищевая цепь в природе

Новости и общество 10 марта 2012

Животный и растительный мир тесно взаимосвязаны друг с другом. Каждый процесс, происходящий в мире растений или животных, объединяет их. Пищевая цепь, которая связывает их, наглядный тому пример.

Каждое живое существо для того, чтобы расти и развиваться, должно питаться. Все нуждаются в пище. Но для каждого живого организма нужно свое питание. Растения используют для роста солнечную энергию, воду и необходимые компоненты из воздуха. В животном мире все обстоит по-другому. Им необходимо вещество для питания, и сами его производить они не могут. Для питания эти живые существа используют растения и других животных. Это и есть простейшая пищевая цепь в природе. Она связывает растительный и животный мир, расположенные в определенном ареале.

Хищники поедают растительноядных животных, вместе они составляют более длинную цепь. В результате жизнедеятельности животных возникают вещества, которые попадают в почву и разлагаются. При этом образуются органические соединения. Их потребляют растения. Так пищевая цепь замыкается.Это самый простой вид связи растительного и животного мира. Обычно пищевая цепь имеет сложную структуру. В ее состав входит много растений и животных, а также микроорганизмы.

Пищевая цепь бывает двух видов. Первый вид - это пастбищная цепь или цепь выедания.  Растения, которые стоят у ее истоков, являются пищей для растительноядных животных. Далее следуют хищники, которые поедают этих животных.

Второй тип начинается с останков животных, в том числе и растительноядных, которые, разлагаясь, служат пищей для микроорганизмов. Эта цепь разложения.В любой зоне земли существует своя пищевая цепь. Она зависит от того, какие животные и растения там обитают. Существует пищевая цепь моря, степи, леса, луга и т.д.

Пищевая цепь любой зоны начинается, как правило, с растительного мира. Его представителей поедают небольшие животные или животные, которые питаются исключительно растительной пищей. Далее по нарастающей следуют хищники. Существуют еще падальщики, которые питаются мертвыми животными и растениями. Они тоже занимают определенное место в этой цепочке.

Природа - это очень тонкий механизм, в котором все взаимосвязано. Любой сбой в растительном или животном мире ведет к дисбалансу. Исчезновение какого-либо представителя этой сложной системы приводит к ее нарушению. Это может стать причиной исчезновения и других видов. Истребление животных и уничтожение растений является недопустимым. К сожалению, это не всегда удается проконтролировать.

Поэтому многие пищевые цепочки разрушаются, что ставит под угрозу существование некоторых представителей животного и растительного мира. Виной этому человек. Говоря о структуре пищевой цепи, нельзя не отметить, что он стоит в ее первых рядах. Именно человек является самым главным хищником в природе. Если бы люди не нарушали естественный отбор и давали возможность экосистеме самовосстанавиться, то проблемы бы не существовало.

К сожалению, бесконтрольное истребление животных и растений происходит повсеместно. Природа не способна самостоятельно восстановить баланс. Только в силах человека остановить это разрушение и помочь окружающему нас миру. Экологи всего мира бьют тревогу и занимаются спасением растений и животных.Совершенно ясно, что в результате такой необдуманной деятельности человека может произойти экологическая катастрофа. Некоторые виды животных и растений уничтожены и безвозвратно потеряны для человечества. Другие находятся на грани исчезновения. Только в наших силах не дать им исчезнуть.

Человеку надо научиться жить в гармонии с природой, не нарушая ее пищевых цепочек. Только тогда можно надеяться, что в будущем мы сможем наслаждаться красотой растений, любоваться грациозными и сильными животными и наблюдать за насекомыми.

Источник: fb.ru Образование Кто кого ест в пустыне? Пищевая цепь пустыни. Животный мир пустыни

Пищевая цепочка позволяет хорошо изучить природные механизмы в той или иной местности, а также животных, которые в нее входят. Длинный список взаимосвязанных существ можно составить даже в пустыне, которая кажется не ...

Образование Пищевая цепочка как система связей в природе

Все живые организмы составляют единую, взаимосвязанную систему. Все они подчиняются определенным законам природы, нарушение которых ведет порой к необратимым явлениям. Пищевая цепочка – это один из примеров связ...

Образование Диссимиляция в биологии - это пример катаболизма в пищевых цепях

В биологических системах баланс сохраняется по причине существования пищевых цепей. Каждый организм занимает в них свое место, получая органические молекулы для своего роста и размножения. При этом процесс расщепления...

Бизнес Сколько живут пчелы в природе

Мед – вкусное и полезное лакомство, которое собирают пчелы. Но знаете ли вы, сколько живут пчелы? Данная статья ответит на этот вопрос, а также раскроет особенности жизнедеятельности «медовых производителе...

Дом и семья Рыба-слон: жизнь в природе и содержание в аквариуме

Рыба-слон обитает в реке Конго и реках Камеруна. Данный вид впервые попал в Европу в 1950 году, в СССР – в 1962 году. Длина взрослой особи достигает 23 сантиметров. Тело достаточно вытянутое, но с боков уплощено...

Дом и семья Чем питаются улитки дома и в природе

Улитками принято любоваться, использовать их в медицине и даже в кулинарии, но мало кто знает о том, чем питаются улитки. А ведь эти моллюски, как и все живые существа, нуждаются в питании. В многочисленных энциклопед...

Дом и семья Чем питаются ящерицы в природе и дома

Видовое разнообразие ящериц представляет немалый интерес. Всего насчитывают более четырех тысяч разновидностей этих древних животных. Известно, что ящерицы являются предками змей. Существуют даже безногие представи...

Домашний уют Перец черный: как растет в природе и домашних условиях

Черный перец – популярная и любимая во всем мире приправа, присутствующая в кухонных запасах практически каждой хозяйки. Как растет черный перец горошком?Полезные свойства черного перцаОтличная п...

Домашний уют Как размножаются тюльпаны в природе и на дачном участке?

Тюльпан – прекрасное творение природы - с его нежной очаровательной яркой красотой является украшением любого цветника, вызывающим трепетное восхищение и чувство искреннего восторга.

Домашний уют Черные лилии существуют ли в природе? Такка шантрье: описание, фото

С глубокой древности лилию принято считать символом чистоты, невинности и надежды, который недоступен коварным искушениям. Этот цветок всегда почитался во всех концах света за его изысканную красоту и нежность. Францу...

monateka.com

Пищевые цепи в природе

Конспект занятия по дополнительному образованию.

Тема: Пищевая цепь в природе.

Цели занятия: Формировать понятие «цепи питания». Дать понятие, что все в природе взаимосвязано невидимой нитью, что нельзя губить живую природу.

Оборудование: клубок ниток, карточки для построения пирамиды.

Ход занятия:

1. Организационный момент.

Ребята, послушайте загадку: Город этот непростой, а дремучий и густой. (Лес) 

2. Объявление темы и цели занятия.

Сегодня на занятии я хочу поговорить с вами о лесе и его жителях. Ведь лес – это особенный прекрасный мир, который состоит из множества деревьев и животных. Сегодня мы узнаем, как же связаны растения и животные, и что произойдет, если вдруг один вид исчезнет.

3. Объяснение нового материала.

На первый взгляд лес кажется пустым – одни деревья. Лес не сразу открывает свои секреты. Но когда хорошенько присмотришься к нему, то поймешь, что он полон жизни и похож на огромный дом, заселенный множеством жильцов.

Масса всяких мелких и крупных животных поедают траву, листья, кору деревьев, а уж о семенах, орехах да желудях говорить и нечего. Ученые-экологи говорят, что лес – это сообщество растений и животных, которые связаны друг с другом совсем как звенья цепочки. Ученые называют ее пищевая цепочка (сопровождается показом).

Основание пищевых цепочек, их первое звено это сам лес, его растения со всеми их листьями, плодами, ягодами, шишками. Второе звено в цепочках – все те, кто питается растениями. Это гусеницы, мыши, зайцы, белки и также большие звери как олени, лоси, кабаны. Третье звено – охотники, самые разные. Тут и мелочь вроде жуков – красотелов– истребителей гусениц. Жабы с лягушками тоже здесь – они не дают слизнякам и мухам спуску. Тут и множество мелких птиц – они ловят насекомых и личинок. Здесь ласки, и куницы, и лиса сверху на мышей да зайцев поглядывают. И все эти животные поедают тех, кто растениями питается.

А еще выше четвертое звено пищевой цепочки. Это те хищные птицы и звери, которые могут охотиться на охотников: ястребы, совы, волки, рыси. Множество таких цепочек в лесу, ими сцеплены друг с другом звери и птицы и насекомые и растения. Отдельно друг от друга им не прожить. Закон природы таков: ни животные, ни растения не могут жить сами по себе. Они живут в сообществе с другими животными и растениями.

Физминутка:

Пищевая цепь: трава – мышка – лиса (действующие лица – дети).

Они являются звеньями одной пищевой цепи. Но не только мыши питаются травой. Кто еще?

Не только лиса питается мышами. Кто еще?

Не только мышами питается лиса. Кем еще?

(Дети кладут руки на плечи тому, кого называют).

Что получилось?

И вот что интересно: в природе разные цепи питания как бы переплелись между собой. Образуется сеть питания, или пищевая сеть.

У гусеницы место на листке. Дело у нее одно – поедать листья. Ползет она по краешку листа и вгрызается в него острыми челюстями. Если прислушаться, даже хруст слышно.

На земле тем же самым занимается мышка. Съела травинку, другую. Потом нашла колосок, попробовала, спелый ли, и потащила в норку про запас.

А в стволе дерева, под корой, проедает – пропиливает свой ход личинка жука-короеда. Ее не интересуют листья и трава, она древесиной питается. Масса всяких мелких и крупных животных поедают траву, листья, кору дерева, а уж о семенах, орехах да ягодах и говорить нечего.

И, кажется, если дать им волю – они весь лес съедят! Только не случиться этого, никто им такой воли не даст. Очень много глаз за ними приглядывают.

Пробежала по ветке синичка, мимоходом гусеницу – цап! – и понесла в гнездо птенцов кормить.

Скользнула в траве ласка, прыгнула в мышиную норку – и нет мышки.

А на дереве дятел наклонил голову, прислушался, совсем как доктор, и стал долбить дырку. Вытащил личинку жука, а она большая, вкусная. Не зря старался.

Но и за синицами, ласками, дятлами другие охотники следят, покрупнее. Синиц и дятлов ловят соколы и ястребы, ласку ночью сова может подхватить.

И получается, что все лесные жители друг от друга зависят. Соколам не прожить без синиц, синицам – без гусениц, а гусеницам – без листьев, всем вместе без леса. Вот ученые-экологи говорят, что лес – это сообщество растений и животных, которые связаны друг с другом совсем как звенья в цепочке. Ученые ее называют…(цепь питания).

Пищевые цепи состоят, как правило, из трех - пяти звеньев,

Например: растения - овцы - человек; растения- кузнечики - ящерицы - орел; растения - насекомые -лягушки - змеи -орел.

– Какое звено в лесных пищевых цепочках главное?.. (Растения).

От них зависит жизнь всех лесных обитателей.

История о комарах и крысах:

На одном далеком острове люди решили уничтожить комаров, много неприятностей они им доставляли. Использовали для этого ядохимикаты. Комары действительно исчезли. Через некоторое время на острове появилось множество крыс. Они полчищами нападали на поля и сараи местных жителей, поедая зерно. Люди не могли понять, почему появилась эта “напасть”.

А вы как думаете?.. (Ответы детей).

Оказалось, что ядохимикаты, которыми уничтожали комаров, попали на растения. Этими растениями питались тараканы (их много было на острове, и жили они не в домах, а в природе).

Тараканы не погибали от яда, но он накапливался в их тельцах.

Этих тараканов ловили и поедали ящерицы. Они слабели от яда и становились легкой добычей кошек.

А вот для кошек, поедавших отравленных ящериц, яд оказался смертельным. Вскоре их совсем не осталось на острове. Ну и раздолье наступило тогда для крыс!

Крысы принесли людям огромные убытки. Всего этого, наверное, могло бы и не случиться, если бы жители острова, прежде чем применять ядохимикаты, посоветовались с учеными – экологами.

Как вы думаете, удалось ли жителям острова справиться с крысиной “напастью”? Кто им помог? (Ответы детей).

Вскоре на остров пришлось завозить кошек. Их доставляли на самолетах из других мест.

Скажите, пожалуйста, сколько должно быть травы, мышей, лисиц, чтобы никто не умер с голоду?

– Сова, конечно, крупнее и тяжелее мыши, а мышь – крупнее и тяжелее колоска. Но если бы у нас были волшебные весы и мы взвесили бы всех сов в лесу, всех мышей и все колоски, оказалось бы, что колоски намного тяжелее мышей, а мыши тяжелее сов.

Потому, что колосков очень-очень много, мышей просто много, а сов мало.

Случайно ли это? Нет.

Ведь одной сове, чтобы прокормиться, нужно множество мышей. Одной мышке – множество зерна. Вот и получилась экологическая пирамида.

Подобные невидимые пирамиды есть повсюду в природе. Хищников всегда меньше (и по числу, и по общей массе), чем травоядных животных, а травоядных меньше, чем растений, которыми они питаются.

4. Практическая часть.

Игра “Паутинка”.

Дети становятся в круг, ведущий держит клубок ниток, и начинает: “Я – береза, моими листьями любит лакомиться…гусеница”. Держит конец нитки, а клубок бросает товарищу. “Гусеница” продолжает: “Мной питается синичка”. Клубок продолжает свой путь до тех пор, пока все не будут связаны, некоторые по несколько раз. Что у нас получилось? Паутинка. Подергать ниточки (все связаны между собой крепко, как паутинка).

– А теперь представьте – пришел лесоруб и срубил березу. Что произойдет? А если будет вырублен весь лес? Когда дерево падает, оно тащит за собой все веревочки, которыми оно связано с другими, и всех, кто чувствует, как дерево потянуло веревочку за собой, тем или иным образом затрагивает смерть дерева. Теперь все, кто почувствовал рывок в связи с падением дерева, тоже сделают рывок.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока все дети не почувствуют, что и их затронула гибель дерева. Мы убедились, что в отношениях растений и животных есть взаимная польза. И именно такое сотрудничество представителей двух царств природы – растений и животных, поддерживает в ней экологическое равновесие. К сожалению, это равновесие своими неумелыми действиями легко разрушает человек.

Дидактическая игра: «Какое звено выпало?»

Показываются картинки с пищевыми цепочками, в которых не хватает звена. Предлагает детям определить, какого звена не хватает.

5. Итог занятия.

– Время нашего занятия подошло к концу, я хотела бы узнать, что вы сегодня для себя узнали нового.

– Что такое цепь питания?

– Что такое экологическая пирамида?

– Сколько должно быть растений, травоядных, хищников, чтобы всем хватало пищи?

– Есть ли в природе только полезные или только вредные животные? Объяснить.

multiurok.ru

Пищевая цепь в природе

Животный и растительный мир тесно взаимосвязаны друг с другом. Каждый процесс, происходящий в мире растений или животных, объединяет их. Пищевая цепь, которая связывает их, наглядный тому пример.

Каждое живое существо для того, чтобы расти и развиваться, должно питаться. Все нуждаются в пище. Но для каждого живого организма нужно свое питание. Растения используют для роста солнечную энергию, воду и необходимые компоненты из воздуха. В животном мире все обстоит по-другому. Им необходимо вещество для питания, и сами его производить они не могут. Для питания эти живые существа используют растения и других животных. Это и есть простейшая пищевая цепь в природе. Она связывает растительный и животный мир, расположенные в определенном ареале.

Хищники поедают растительноядных животных, вместе они составляют более длинную цепь. В результате жизнедеятельности животных возникают вещества, которые попадают в почву и разлагаются. При этом образуются органические соединения. Их потребляют растения. Так пищевая цепь замыкается.Это самый простой вид связи растительного и животного мира. Обычно пищевая цепь имеет сложную структуру. В ее состав входит много растений и животных, а также микроорганизмы.

Пищевая цепь бывает двух видов. Первый вид - это пастбищная цепь или цепь выедания. Растения, которые стоят у ее истоков, являются пищей для растительноядных животных. Далее следуют хищники, которые поедают этих животных.

Второй тип начинается с останков животных, в том числе и растительноядных, которые, разлагаясь, служат пищей для микроорганизмов. Эта цепь разложения.В любой зоне земли существует своя пищевая цепь. Она зависит от того, какие животные и растения там обитают. Существует пищевая цепь моря, степи, леса, луга и т.д.

Пищевая цепь любой зоны начинается, как правило, с растительного мира. Его представителей поедают небольшие животные или животные, которые питаются исключительно растительной пищей. Далее по нарастающей следуют хищники. Существуют еще падальщики, которые питаются мертвыми животными и растениями. Они тоже занимают определенное место в этой цепочке.

Природа - это очень тонкий механизм, в котором все взаимосвязано. Любой сбой в растительном или животном мире ведет к дисбалансу. Исчезновение какого-либо представителя этой сложной системы приводит к ее нарушению. Это может стать причиной исчезновения и других видов. Истребление животных и уничтожение растений является недопустимым. К сожалению, это не всегда удается проконтролировать.

Поэтому многие пищевые цепочки разрушаются, что ставит под угрозу существование некоторых представителей животного и растительного мира. Виной этому человек. Говоря о структуре пищевой цепи, нельзя не отметить, что он стоит в ее первых рядах. Именно человек является самым главным хищником в природе. Если бы люди не нарушали естественный отбор и давали возможность экосистеме самовосстанавиться, то проблемы бы не существовало.

К сожалению, бесконтрольное истребление животных и растений происходит повсеместно. Природа не способна самостоятельно восстановить баланс. Только в силах человека остановить это разрушение и помочь окружающему нас миру. Экологи всего мира бьют тревогу и занимаются спасением растений и животных.Совершенно ясно, что в результате такой необдуманной деятельности человека может произойти экологическая катастрофа. Некоторые виды животных и растений уничтожены и безвозвратно потеряны для человечества. Другие находятся на грани исчезновения. Только в наших силах не дать им исчезнуть.

Человеку надо научиться жить в гармонии с природой, не нарушая ее пищевых цепочек. Только тогда можно надеяться, что в будущем мы сможем наслаждаться красотой растений, любоваться грациозными и сильными животными и наблюдать за насекомыми.

загрузка...

fjord12.ru

Статья - Пищевые цепочки в природе

План

Введение

1. Пищевые цепи и трофические уровни

2. Пищевые сети

3. Пищевые связи пресного водоема

4. Пищевые связи леса

5. Потери энергии в цепях питания

6. Экологические пирамиды

6.1 Пирамиды численности

6.2 Пирамиды биомассы

Заключение

Список литературы

Введение

Организмы в природе связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества для совершения работы. Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента системы, в который, в конце концов, и возвращаются либо в качестве отходов жизнедеятельности, либо после гибели и разрушения организмов.

Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растения. Это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено – трофическим уровнем.

Цель реферата – дать характеристику пищевым связям в природе.

1. Пищевые цепи и трофические уровни

Каждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе энергии. Непригодные для данного вида, но еще богатые энергией вещества используют другие организмы. Таким образом, в процессе эволюции в биогеоценозах сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такие связи между особями видов называются пищевыми. Примеры пищевых цепей можно видеть всюду. Самый простой пример: травоядные животные поедают растения, а выделениями животных и их трупами питаются различные навозные и трупоядные насекомые и гнилостные бактерии. Но в естественной обстановке цепи состоят из большего числа звеньев, так как в них включаются плотоядные животные — хищники и паразиты. Органические остатки образуются в результате жизнедеятельности всех членов цепи.

Биогеоценозы очень сложны. В них всегда имеется много параллельных и сложно переплетенных цепей питания, а общее число видов часто измеряется сотнями и даже тысячами. Почти всегда разные виды питаются несколькими разными объектами и сами служат пищей нескольким членам экосистемы. В результате получается сложная сеть пищевых связей.

Каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т. д. Обычно бывает четыре или пять трофических уровней и редко больше шести.

Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фотосинтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотосинтетики превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены ткани. Небольшой вклад в продукцию органического вещества вносят и хемосинтезирующие бактерии, извлекающие энергию из неорганических соединений.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли – часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер. На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Первичные консументы питаются первичными продуцентами, т. е. это травоядные животные. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие. Наиболее важные группы травоядных млекопитающих – это грызуны и копытные. К последним относятся пастбищные животные, такие, как лошади, овцы, крупный рогатый скот, приспособленные к бегу на кончиках пальцев.

В водных экосистемах (пресноводных и морских) травоядные формы представлены обычно моллюсками и мелкими ракообразными. Большинство этих организмов – ветвистоусые и веслоногие раки, личинки крабов, усоногие раки и двустворчатые моллюски (например, мидии и устрицы) – питаются, отфильтровывая мельчайших первичных продуцентов из воды. Вместе с простейшими многие из них составляют основную часть зоопланктона, питающегося фитопланктоном. Жизнь в океанах и озерах практически полностью зависит от планктона, так как с него начинаются почти все пищевые цепи.

К первичным консументам относятся также паразиты растений (грибы, растения и животные).

Вторичные консументы питаются травоядными; таким образом, это уже плотоядные животные, так же как и третичные консументы, поедающие консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками и охотиться, схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. В последнем случае они по величине меньше своих хозяев. Пищевые цепи паразитов необычны по ряду параметров. В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне:

Растительный материал (например, нектар) → муха → паук →

→ землеройка → сова

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица

В типичных пищевых цепях, включающих паразитов, последние становятся меньше по размерам на каждом следующем уровне.

Существуют два главных типа пищевых цепей – пастбищные и детритные. Выше были приведены примеры пастбищных цепей, в которых первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй – пастбищные животные и третий – хищники. Тела погибших растений и животных еще содержат энергию и «строительный материал», так же как и прижизненные выделения, например, моча и фекалии. Эти органические материалы разлагаются микроорганизмами, а именно грибами и бактериями, живущими как сапрофиты на органических остатках. Такие организмы называются редуцентами. Они выделяют пищеварительные ферменты на мертвые тела или отходы жизнедеятельности и поглощают продукты их переваривания. Скорость разложения может быть различной. Органические вещества мочи, фекалий и трупов животных потребляются за несколько недель, тогда как упавшие деревья и ветви могут разлагаться многие годы. Очень существенную роль в разложении древесины (и других растительных остатков) играют грибы, которые выделяют фермент целлюлозу, размягчающий древесину, и это дает возможность мелким животным проникать внутрь и поглощать размягченный материал.

Кусочки частично разложившегося материала называют детритом, и многие мелкие животные (детритофаги) питаются им, ускоряя процесс разложения. Поскольку в этом процессе участвуют как истинные редуценты (грибы и бактерии), так и детритофаги (животные), и тех и других иногда называют редуцентами, хотя в действительности этот термин относится только к сапрофитным организмам.

Детритофагами могут в свою очередь питаться более крупные организмы, и тогда создается пищевая цепь другого типа – цепь, цепь, начинающаяся с детрита:

Детрит → детритофаг → хищник

К детритофагам лесных и прибрежных сообществ относятся дождевой червь, мокрица, личинка падальной мухи (лес), полихета, багрянка, голотурия (прибрежная зона).

Приведем две типичные детритные пищевые цепи наших лесов:

Листовая подстилка → Дождевой червь → Черный дрозд → Ястреб-перепелятник

Мертвое животное → Личинки падальных мух → Травяная лягушка → Обыкновенный уж

Некоторые типичные детритофаги — это дождевые черви, мокрицы, двупарноногие и более мелкие (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.

2. Пищевые сети

В схемах пищевых цепей каждый организм бывает представлен как питающийся другими организмами какого-то одного типа. Однако реальные пищевые связи в экосистеме намного сложнее, т. к. животное может питаться организмами разных типов из одной и той же пищевой цепи или даже из разных пищевых цепей. Это в особенности относится к хищникам верхних трофических уровней. Некоторые животные питаются как другими животными, так и растениями; их называют всеядными (таков, в частности, и человек). В действительности пищевые цепи переплетаются таким образом, что образуется пищевая (трофическая) сеть. В схеме пищевой сети могут быть показаны только некоторые из многих возможных связей, и она обычно включает лишь одного или двух хищников каждого из верхних трофических уровней. Такие схемы иллюстрируют пищевые связи между организмами в экосистеме и служат основой для количественного изучения экологических пирамид и продуктивности экосистем.

3. Пищевые связи пресного водоема

Цепи питания пресного водоема состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки, в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы. Почти все виды питаются не одним типом пищи, а используют разные пищевые объекты. Пищевые цепи сложно переплетены. Отсюда следует важный общий вывод: если какой-нибудь член биогеоценоза выпадает, то система не нарушается, так как используются другие источники пищи. Чем больше видовое разнообразие, тем система устойчивее.

Первичным источником энергии в водном биогеоценозе, как и в большинстве экологических систем, служит солнечный свет, благодаря которому растения синтезируют органическое вещество. Очевидно, биомасса всех существующих в водоеме животных полностью зависит от биологической продуктивности растений.

Часто причиной низкой продуктивности естественных водоемов бывает недостаток минеральных веществ (в особенности азота и фосфора), необходимых для роста автотрофных растений, или неблагоприятная кислотность воды. Внесение минеральных удобрений, а в случае кислой среды известкование водоемов способствуют размножению растительного планктона, которым питаются животные, служащие кормом для рыб. Таким путем повышают продуктивность рыбохозяйственных прудов.

4. Пищевые связи леса

Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных — птиц и млекопитающих.

Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют хищники: ласка, горностай, куница, лиса, волк. Все виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.

Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение, например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных копытных: зубров, оленей, косуль, лосей — слабо отразилось бы на общей экосистеме, так как их численность, а следовательно, биомасса никогда не была большой и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования многих последующих звеньев пищевых цепей.

Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем. Насколько велико в жизни леса значение такой регуляции численности, можно видеть из следующего примера. Листьями дуба питается несколько сотен видов насекомых, но в нормальных условиях каждый вид представлен столь малым количеством особей, что даже их общая деятельность не наносит существенного вреда дереву и лесу. Между тем все насекомые обладают большой плодовитостью. Количество яиц, откладываемых одной самкой, редко бывает менее 100. Многие виды способны давать 2-3 поколения за лето. Следовательно, при отсутствии ограничивающих факторов численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экологической системы. Некоторая часть потомства погибает под влиянием различных неблагоприятных условий погоды. Но основную массу уничтожают другие члены биогеоценоза: хищные и паразитические насекомые, птицы, болезнетворные микроорганизмы.

Ограничивающее действие экологической системы все же не исключает полностью случаев массового размножения отдельных видов, которое бывает связано с сочетанием благоприятных факторов среды. Однако после массовой вспышки особенно интенсивно проявляются регулирующие факторы (паразиты, болезнетворные бактерии и др.), которые снижают численность вредителей до средней нормы.

Огромное значение в жизни леса имеют процессы разложения и минерализации массы отмирающих листьев, древесины, остатков животных и продуктов их жизнедеятельности. Из общего ежегодного прироста биомассы надземных частей растений около 3-4 т на 1 га естественно отмирает и опадает, образуя так называемую лесную подстилку. Значительную массу составляют также отмершие подземные части растений. С опадом возвращается в почву большая часть потребленных растениями минеральных веществ и азота.

Животные остатки очень быстро уничтожаются жуками-мертвоедами, кожеедами, личинками падальных мух и другими насекомыми, а также гнилостными бактериями. Труднее разлагается клетчатка и другие прочные вещества, составляющие значительную часть растительного опада. Но и они служат пищей для ряда организмов, например грибков и бактерий, имеющих специальные ферменты, которые расщепляют клетчатку и другие вещества до легкоусвояемых сахаров.

Как только растения погибают, их вещество полностью используется разрушителями. Значительную часть биомассы составляют дождевые черви, производящие огромную работу по разложению и перемещению органических веществ в почве. Общее число особей насекомых, панцирных клещей, червей и других беспозвоночных достигает многих десятков и даже сотен миллионов на гектар. В разложении опада особенно велика роль бактерий и низших, сапрофитных грибков.

5. Потери энергии в цепях питания

Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. При этом действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Сущность ее заключается в следующем.

Суммарно лишь около 1% лучистой энергии Солнца, падающей на растение, превращается в потенциальную энергию химических связей синтезированных органических веществ и может быть использовано в дальнейшем гетеротрофными организмами при питании. Когда животное поедает растение, большая часть энергии, содержащейся в пище, расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь при этом в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Если хищник поедает травоядное животное, то снова теряется большая часть заключенной в пище энергии. Вследствие таких больших потерь полезной энергии пищевые цепи не могут быть очень длинными: обычно они состоят не более чем из 3-5 звеньев (пищевых уровней).

Всегда количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту очень важную закономерность называют правилом экологической пирамиды.

6. Экологические пирамиды

6.1 Пирамиды численности

Для изучения взаимоотношений между организмами в экосистеме и для графического представления этих взаимоотношений удобнее использовать не схемы пищевых сетей, а экологические пирамиды. При этом сначала подсчитывают число различных организмов на данной территории, сгруппировав их по трофическим уровням. После таких подсчетов становится очевидным, что численность животных прогрессивно уменьшается при переходе от второго трофического уровня к последующим. Численность растений первого трофического уровня тоже нередко превосходит численность животных, составляющих второй уровень. Это можно отобразить в виде пирамиды численности.

Для удобства количество организмов на данном трофическом уровне может быть представлено в виде прямоугольника, длина (или площадь) которого пропорциональна числу организмов, обитающих на данной площади (или в данном объеме, если это водная экосистема). На рисунке показана пирамида численности, отображающая реальную ситуацию в природе. Хищники, расположенные на высшем трофическом уровне, называются конечными хищниками.

Четвертый трофический уровень Третичные консументы

Третий трофический уровень Вторичные консументы

Второй трофический уровень Первичные консументы

Первый трофический Первичные продуценты

уровень

6.2 Пирамиды биомассы

Неудобств, связанных с использованием пирамид численности, можно избежать путем построения пирамид биомассы, в которых учитывается суммарная масса организмов (биомассы) каждого трофического уровня. Определение биомассы включает не только учет численности, но и взвешивание отдельных особей, так что это более трудоемкий процесс, требующий больше времени и специального оборудования. Таким образом, прямоугольники в пирамидах биомассы отображают массу организмов каждого трофического уровня, отнесенную к единице площади или объема.

При отборе образцов — иными словами, в данный момент времени- всегда определяется так называемая биомасса на корню, или урожай на корню. Важно понимать, что эта величина не содержит никакой информации о скорости образования биомассы (продуктивности) или ее потребления; иначе могут возникнуть ошибки по двум причинам:

1. Если скорость потребления биомассы (потеря вследствие поедания) примерно соответствует скорости ее образования, то урожай на корню не обязательно свидетельствует о продуктивности, т.е. о количестве энергии и вещества, переходящих с одного трофического уровня на другой за данный период времени, например за год. Например, на плодородном, интенсивно используемом пастбище урожай трав на корню может быть ниже, а продуктивность выше, чем на менее плодородном, но мало используемом для выпаса.

2. Продуцентом небольших размеров, таким, как водоросли, свойственна высокая скорость возобновления, т.е. высокая скорость роста и размножения, уравновешенная интенсивным потреблением их в пищу другими организмами и естественной гибелью. Таким образом, хотя биомасса на корню может быть малой по сравнению с крупными продуцентами (например, деревьями), продуктивность может быть не меньшей, так как деревья накапливают биомассу в течение длительного времени. Иными словами, фитопланктон с такой же продуктивностью, как у дерева, будет иметь намного меньшую биомассу, хотя он мог бы поддержать жизнь такой же массы животных. Вообще популяции крупных и долговечных растений и животных обладают меньшей скоростью обновления по сравнению с мелкими и короткоживущими и аккумулируют вещество и энергию в течение более длительного времени. Зоопланктон обладает большей биомассой, чем фитопланктон, которым он питается. Это характерно для планктонных сообществ озер и морей в определенное время года; биомасса фитопланктона превышает биомассу зоопланктона во время весеннего «цветения», но в другие периоды возможно обратное соотношение. Подобных кажущихся аномалий можно избежать, применяя пирамиды энергии.

Заключение

Завершая работу над рефератом, можно сделать следующие выводы. Функциональная система, включающая в себя сообщество живых существ и их среду обитания, называется экологической системой (или экосистемой). В такой системе связи между ее компонентами возникают прежде всего на пищевой основе. Пищевая цепь указывает путь движения органических веществ, а также содержащихся в ней энергии и неорганических питательных веществ.

В экологических системах в процессе эволюции сложились цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено — трофическим уровнем. Первый трофический уровень занимают организмы автотрофы, или так называемые первичные продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего — вторичными консументами и т. д. Последний уровень обычно занимают редуценты или детритофаги.

Пищевые связи в экосистеме не являются прямолинейными, так как компоненты экосистемы находятся между собой в сложных взаимодействиях.

Список литературы

1. Амос У.Х. Живой мир рек. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — 240 с.

2. Биологический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — 832 с.

3. Риклефс Р. Основы общей экологии. — М.: Мир, 1979. — 424 с.

4. Спурр С.Г., Барнес Б.В. Лесная экология. — М.: Лесная промышленность, 1984. — 480с.

5. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. — М.: Высшая школа, 1988. — 272 с.

6. Яблоков А.В. Популяционная биология. — М.: Высшая школа, 1987. -304с.

www.ronl.ru


Заказ товара:

Статуэтки фарфоровые Услуги доставки Для собак Для птиц Для лошадей Для кошек Для грызунов Ветаптека Бутик