Пищевые цепи в природе: структура, типы и роль в экосистемах

Что такое пищевая цепь в природе. Как устроены трофические уровни экосистем. Какие виды пищевых цепей существуют. Как происходит перенос энергии между звеньями пищевой цепи. Почему пищевые цепи важны для экосистем.

Что такое пищевая цепь в природе

Пищевая цепь — это последовательность организмов в экосистеме, связанных друг с другом пищевыми взаимоотношениями. Она показывает, кто кого ест и как происходит передача энергии и питательных веществ от одного организма к другому.

Основные характеристики пищевых цепей:

• Линейная последовательность организмов
• Передача энергии и веществ от одного звена к другому
• Обычно состоят из 3-5 звеньев
• Начинаются с продуцентов (растений)
• Заканчиваются редуцентами (бактерии, грибы)

Структура пищевой цепи

Типичная пищевая цепь включает следующие основные звенья:

1. Продуценты

Это автотрофные организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. К ним относятся:

• Зеленые растения
• Водоросли
• Некоторые бактерии

Продуценты создают первичную биомассу экосистемы, используя энергию солнца или химических реакций.

2. Консументы первого порядка

Это растительноядные организмы, питающиеся продуцентами:

• Травоядные животные (зайцы, олени, коровы)
• Насекомые-фитофаги
• Планктоноядные рыбы

3. Консументы второго порядка

Это плотоядные животные, питающиеся растительноядными:

• Хищные млекопитающие (волки, лисы)
• Хищные птицы (ястребы, совы)
• Хищные рыбы (щуки, окуни)

4. Консументы третьего порядка

Это крупные хищники, стоящие на вершине пищевой цепи:

• Крупные кошачьи (тигры, львы)
• Крокодилы
• Акулы

5. Редуценты

Это организмы-деструкторы, разлагающие мертвое органическое вещество:

• Бактерии
• Грибы
• Некоторые простейшие

Редуценты замыкают круговорот веществ в экосистеме, возвращая минеральные вещества в почву и воду.

Типы пищевых цепей

Выделяют два основных типа пищевых цепей в природе:

Пастбищные пищевые цепи

Начинаются с живых зеленых растений и идут к растительноядным животным, а затем к хищникам. Пример:

трава → кузнечик → лягушка → уж → ястреб

Характерны для наземных экосистем и верхних слоев водоемов, где много света для фотосинтеза.

Детритные пищевые цепи

Начинаются с мертвого органического вещества (детрита) и идут к микроорганизмам-редуцентам, а затем к детритофагам и их хищникам. Пример:

листовой опад → дождевой червь → крот → лисица

Преобладают в почве и на дне водоемов, где накапливается много органических остатков.

Перенос энергии в пищевой цепи

Как происходит передача энергии между звеньями пищевой цепи?

• На каждом трофическом уровне большая часть энергии (80-90%) расходуется на жизнедеятельность организмов
• Только 10-20% энергии переходит на следующий уровень в виде биомассы
• Поэтому количество биомассы уменьшается на каждом последующем уровне
• Длина пищевой цепи ограничена 4-5 звеньями из-за потерь энергии

Эта закономерность известна как правило экологической пирамиды.

Значение пищевых цепей

Пищевые цепи играют важную роль в функционировании экосистем:

• Обеспечивают передачу энергии и круговорот веществ
• Регулируют численность популяций разных видов
• Поддерживают биологическое разнообразие
• Способствуют устойчивости экосистем

Нарушение пищевых цепей может привести к серьезным экологическим последствиям.

Примеры пищевых цепей в разных экосистемах

Лесная экосистема

дуб → гусеница → синица → ястреб → бактерии-редуценты

Луговая экосистема

злаки → кузнечик → лягушка → уж → орел → грибы-сапрофиты

Морская экосистема

фитопланктон → зоопланктон → мелкая рыба → тунец → акула → бактерии

Почвенная экосистема

растительные остатки → бактерии → простейшие → нематоды → хищные клещи

Влияние человека на пищевые цепи

Деятельность человека может нарушать естественные пищевые цепи:

• Уничтожение местообитаний видов
• Загрязнение окружающей среды
• Чрезмерная охота и рыболовство
• Интродукция чужеродных видов
• Изменение климата

Это приводит к исчезновению видов и разрушению экосистем. Поэтому важно сохранять природные пищевые цепи для поддержания экологического баланса.

Заключение

Пищевые цепи — важнейший механизм функционирования экосистем. Они обеспечивают передачу энергии и круговорот веществ в природе. Понимание структуры и закономерностей пищевых цепей необходимо для сохранения биологического разнообразия и устойчивого использования природных ресурсов.

Пищевая цепочка в природе — схемы, звенья и примеры цепей

Пищевой цепочкой называется перенос энергии от ее источника через ряд организмов. Все живые существа связаны, так как служат объектами питания для других организмов, каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (греч. trophos «питание»).

Живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепочки.

Содержание:

1. Автотрофы
2. Гетеротрофы
3. Деструкторы
4. Уровни пищевой цепи
1. Первый
2. Второй
3. Третий
4. Четвертый
5. Пятый
5. Виды пищевых цепей
1. Пастбищная пищевая цепь
2. Детритная пищевая цепь
6. Движение энергии в пищевой цепи

Пищевые цепочки в природе

Все цепи питания состоят из трех-пяти звеньев. Первым обычно являются продуценты (автотрофы) — организмы, которые способны сами вырабатывать органические вещества из неорганических. Это растения, которые получают питательные вещества путем фотосинтеза. Далее идут консументы различного порядка — это гетеротрофные организмы, которые получают уже готовые органические вещества. Такими будут являться животные: как травоядные, так и хищные. Замыкающим звеном пищевой цепи обычно являются редуценты — микроорганизмы, которые разлагают органические вещества.

Автотрофы

Автотрофы или продуценты — это организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединений, используя солнечную энергию. К автотрофам относятся растения ( только растения).

Они синтезируют из СО₂, Н₂О (неорганические молекулы) под воздействием солнечной энергии — глюкозу (органические молекулы) и О₂. Они составляют первое звено в пищевой цепи и находятся на 1 трофическом уровне. Для растений пищей являются крахмал и питательные вещества, которые добываются из почвы и солнечного света. Им не нужно заниматься поисками пропитания, достаточно будет просто использовать свои собственные врожденные способности и особенности для получения необходимых питательных веществ, обеспечивающих рост и развитие.

Итак, автотрофы — это растения, которые добывают себе пропитание из дождя, почвы и солнечного света. Важную роль в снабжении клеток питательными и минеральными веществами играет фотосинтез (использование света), а также хемосинтез (химическая энергия). В ходе этих сложных процессов «сырые» питательные вещества и полезные ископаемые преобразовываются в специальные клетки, которые поглощают солнечный свет и трансформируют его в энергию. Автотрофы также именуются производителями.

В природе известны два типа автотрофов:

1. Фотоавтотрофы. К данному виду относятся живые существа, участвующие в фотосинтезе – растения, преобразующие солнечную энергию в сложные комбинации. То есть они производят питательные вещества, полученные из углекислоты вследствие работы фотосинтеза. По подобному принципу живут и водоросли с цианобактериями.
2. Хемоавтотрофы. Благодаря химическим взаимодействиям неорганических соединений, происходит поступление органических веществ в организмы экосистемы. Этот процесс носит название “хемосинтез”.

Практически все продуценты — фотоавтотрофы, т. е. зеленые растения, водоросли и некоторые прокариоты, например цианобактерии (раньше их называли сине-зелеными водорослями). Роль хемоавтотрофов в масштабах биосферы пренебрежимо мала. Микроскопические водоросли и цианобактерии, составляющие фитопланктон, являются главными продуцентами водных экосистем. Напротив, на первом трофическом уровне наземных экосистем преобладают крупные растения, например деревья в лесах, травы в саваннах, степях, на полях и т. д.

Гетеротрофы

Гетеротрофы (от греч. Heterone — «другой» и trophe — «питание») — организмы, требующие органических соединений, как источника углерода для роста и развития. Также известны как консументы (от лат. consume — употреблять).

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые паразитические растения и бактерии. Среди этих растений можно выделить группу растений паразитов и растений-хищников. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, часть прокариотов) не могут создавать органические соединения непосредственно из неорганических.

Гетеротрофы или консументы — это организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества (обычно ткани растений или животных), этот процесс известен, как гетеротрофное питание.

Гетеротрофы известны как консументы или потребители в пищевой цепочке. Гетеротрофы является противоположностью автотрофам, которые используют неорганические вещества, углекислоту или бикарбонат, как единственный источник углерода. Все животные — гетеротрофы, также как и грибы и многие бактерии и археи (группа микроорганизмов с прокариотным типом строения клетки). Некоторые паразитические растения также полностью или частично являются гетеротрофами, тогда как хищные растения потребляют мясо для получения азота, будучи при этом автотрофами.

Гетеротрофы не в состоянии синтезировать органические соединения на основе углерода независимо, используя неорганические источники (например животные, в отличие от растений, не могут проводить фотосинтез) и поэтому должны получать питательные вещества от автотрофов или других гетеротрофов. Чтобы называться гетеротрофам, организм должен получать углерод из органических соединений. Если он получает азот из органических соединений, но не углерод, он будет считаться автотрофом.

Есть два возможных подтипа гетеротрофов:

1. Фотогетеротрофы, получающих энергию от света. К ним относятся некоторые виды бактерий, нуждающихся в готовых органических соединениях, источником энергии является свет. В частности, к фотогетеротрофам относят большинство несерных пурпурных бактерий, поскольку они растут лишь при наличии света и органических соединений.
2. Хезогетеротрофы, что получают энергию за счет окисления или восстановления неорганических смесей.  Такой тип питания реализуется у человека, животных и многих микроорганизмов.

Деструкторы

Немаловажную роль в экосистеме и структуре пищевого взаимодействия выполняют представители группы деструкторов или разрушителей. Данную группу составляют редуценты, перерабатывающие неживые органические соединения и превращающие их в неорганические вещества. Деструкторы занимают нишу отдельного трофического этапа в природе. Их роль состоит в переработке разлагающихся растений и останков погибших животных. Характерными представителями редуцентов являются классы грибов и бактерий, играющих, в свою очередь, большое значение в деятельности экосистем. С их помощью почва получает питание и воду, используемую представителями продуцентов.

Деструкторы — (редуценты) — это организмы, в ходе своей жизнедеятельности превращающие (разрушающие) органические вещества в неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами. Являются гетеротрофами. Преимущественно это бактерии и грибы. Деструкторы по своему положению в экосистеме близки к детритофагам, так как тоже питаются мертвым органическим веществом.

Наконец, деструкторы в виде сапрофагов и бактерий используют энергию мертвых растений и животных. На этом этапе потребляется наибольшее количество запасенной живыми существами энергии. Разложение органической массы происходит в двух направлениях: распад углеводов в процессе минерализации до диоксида углерода, аммиака и воды; образование гумуса в почве под влиянием микроорганизмов.

Воз­вращая в почву или в водную среду биогенные элементы, они, тем самым, завершают биохимический круговорот. Функционально деструкторы — это те же самые гетеротрофы (консументы), поэтому их часто называют микроконсументами.

Уровни пищевой цепи

Автотрофы не зависят от других организмов, они сами являются основным производителем и занимают начальный уровень пищевой цепочки. Травоядные животные, которые питаются автотрофами, занимают второй трофический уровень. Далее располагаются всеядные и плотоядные гетеротрофы. Наконец, на вершине цепи питания находится человек, который использует для пропитания как первых, так и вторых. Биологические организмы автотрофы и гетеротрофы — это два типа биотических компонентов экосистемы, которые взаимодействуют друг с другом. Все живые организмы могут быть классифицированы как автотрофы или как гетеротрофы. В экосистеме поток энергии от одного организма к другому определяется понятием пищевой цепи.

Все пищевые цепочки начинаются на уровне производителя. Основные потребители едят производителей для получения энергии. Основные потребители съедаются вторичными потребителями- вторичных потребителей едят третичные потребители и так далее.

Пищевая цепочка – линейная иерархия живых существ, передающая питание и энергию от автотрофов к высшим животным. Определенное положение, занятое организмом в тот или иной момент пищевой цепи, носит название трофический уровень.

Каждый организм, зависящий от следующего организма в плане пропитания, формирует линейную последовательность, через которую энергия переходит от одного организма к другому. Проще говоря, пищевая цепочка показывает, кто кого ест. Следует особо отметить, что один и тот же биологический вид может занимать несколько трофических уровней. Например, если он употребляет в пищу мясо травоядных животных, он является консументом второго порядка, но если он питается и растительностью, то выступает одновременно и в качестве консумента первого порядка.

Примеры цепей питания в лиственно-хвойном лесу:

кора березы —> заяц —> волк —> редуценты;

древесина —> личинка майского жука —> дятел —> ястреб —> редуценты;

опавшая листва (детрит) —> черви —> землеройки —> сова —> редуценты.

Пищевые цепи в лесу

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 ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью, а каждое ее звено — трофическим уровнем (греч. trophos-питание). 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.

Схема уровней пищевой (трофической) цепи

Итак, рассмотрим существующие трофические уровни:

Первый

Автотрофы (первичные продуценты). Первичными продуцентами являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые прокариоты, а именно сине-зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, тоже фото — синтезируют, но их вклад относительно невелик. Фотоавтотрофы превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в органических молекулах, из которых построены их 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.

Второй

Второй уровень цепи занимают первичные консументы, которые 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.

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).

Третий

Следующее, третье звено в пищевой цепи принадлежит животным, поедающих других травоядных зверей. Это плотоядные животные, хищники, которые охотятся и убивают жертву или те, которые питаются падалью (грифы) или паразиты, которые меньше своих хозяев (блохи, комары и т. п.). К данному классу относится, например, змея, питающаяся как зайцами, так и грызунами.

Четвертый

О четвертом уровне трофической цепи можно говорить, когда животного из третьей трофической стадии (например лису) поедает более крупный зверь (например, волк). В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне. Любая пищевая цепочка заканчивается на хищнике или же суперхищнике – самом сильном животном, не имеющего “врагов”, равных ему по размеру, весу и силе (медведь, крокодил, акула). Таких представителей относят к “хозяевам” своих природных условий существования.

Пятый

Замыкающим звеном пищевой цепи обычно являются редуценты — микроорганизмы, которые разлагают органические вещества. Это сапрофиты (обычно, бактерии и грибы), питающиеся органическими остатками мёртвых растений и животных (детритом). Детритом могут также питаться животные – детритофаги, ускоряя процесс разложения остатков.

Цепь питания не может состоять из шести и более звеньев, так как каждое новое звено получает только 10% энергии предыдущего звена, еще 90% теряется в виде теплоты.

Виды пищевых цепей

В природе существуют две разновидности пищевого взаимодействия, или пищевых цепей: пастбищная и детритная:

Пастбищная пищевая цепь

Она начинается с растений и тянется дальше к растительноядным животным (фитофагам), а затем и к хищникам. В подобной цепи при каждом переходе к следующему звену теряется до 80-90% потенциальной энергии пищи, так как она переходит в тепло. Пастбищные пищевые цепи делятся на пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.

Схема пастбищной пищевой цепи

При продвижении по пищевой цепи хищников, размер каждого последующего его члена больше, чем размер предыдущего, но численность каждых следующих участников пищевой цепи меньше численности ее предыдущих представителей. Примером пищевой цепи хищников может служить следующая последовательность:

• Сосна обыкновенная => Тли => Божьи коровки => Пауки =>Насекомоядные птицы => Хищные птицы.

В отличии от пищевой цепи хищников, пищевые цепи паразитов ведут к организмам, которые все более уменьшаются в размерах и увеличиваются численно. В качестве примера можно привести следующую цепь:

• Трава => Травоядные млекопитающие => Блохи => Жгутиконосцы.

В пастбищных пищевых цепях первым звеном всегда служат продуценты (растения). За ними идут консументы первого порядка — растительноядные животные. Далее — потребители второго порядка — мелкие хищники. За ними — консументы третьего порядка — крупные хищники. Далее также могут быть потребители четвертого порядка, такие длинные пищевые цепи обычно встречаются в океанах. Последним звеном являются редуценты.

Детритная пищевая цепь

Детритная пищевая цепь берет свое начало от мертвого органического вещества (т.н. детрита), которое либо потребляется в пищу мелкими, преимущественно беспозвоночными животными, либо разлагается бактериями или грибами. Организмы, потребляющие мертвое органическое вещество, называются детритофагами, разлагающие его — деструкторами. Пастбищная и детритная пищевые цепи обычно существуют в экосистемах совместно, но один из видов пищевых цепей почти всегда доминирует над другим. В некоторых же специфических средах (например в подземной), где из-за отсутствия света невозможна жизнедеятельность зеленых растений, существуют только детритные пищевые цепи. В экосистемах пищевые цепи не изолированы друг от друга, а тесно переплетены. Они составляют так называемые пищевые сети. Это происходит потому, что каждый продуцент имеет не одного, а нескольких консументов, которые, в свою очередь, могут иметь несколько источников питания.

В пищевых цепях образуются так называемые трофические уровни. Трофические уровни классифицируют организмы в пищевой цепи по типам их жизнедеятельности или по источникам получения энергии. Растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные (консументы первого порядка) относятся ко второму трофическому уровню, хищники, поедающие травоядных, образуют третий трофический уровень, вторичные хищники — четвертый и т.д.  Поток энергии в экосистеме. Как нам известно, перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: чистая первичная продукция в экосистеме (то есть количество энергии, накопленное продуцентами) составляет 200 ккал/м², вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м² или 10% от предыдущего трофческого уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м², что равно 20% от энергии предыдущего уровня. Как видно из данного примера, при каждом переходе на более высокий уровень теряется 80-90% энергии предыдущего звена пищевой цепи.  Универсальная модель потока энергии. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизмам, популяции или трофической группе. Подобные графические модели, соединенные между собой, могут отражать пищевые цепи (при последовательном соединении схем потока энергии нескольких трофических уровней образуется схема потока энергии в пищевой цепи) или биоэнергетику в целом.

Движение энергии в пищевой цепи

После смерти какой-либо особи она употребляется детритофагами (стервятниками, крабами, червями и т.д.). Остальная ее часть разлагается редуцентами (бактериями, грибами), вследствие чего и продолжается процесс энергетического обмена. Поток энергии в периодичности цепи указан стрелками от солнца либо гидротермального начала до класса высших существ. В независимости от того, как и от кого передается энергия, она имеет свойство “потери” на каждой трофической стадии пищевой цепи. Подобные потери связаны с тем, что значительная часть энергии при переходе с одной ступени на другую не усваивается представителями следующего трофического уровня или превращается в тепло, недоступное для использования живыми организмами.

Итак, нам известно, что перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: чистая первичная продукция в экосистеме (то есть количество энергии, накопленное продуцентами) составляет 200 ккал/м², вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м² или 10% от предыдущего трофического уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м², что равно 20% от энергии предыдущего уровня. Как видно из данного примера, при каждом переходе на более высокий уровень теряется 80-90% энергии предыдущего звена пищевой цепи.   Универсальная модель потока энергии. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизмам, популяции или трофической группе. Подобные графические модели, соединенные между собой, могут отражать пищевые цепи (при последовательном соединении схем потока энергии нескольких трофических уровней образуется схема потока энергии в пищевой цепи) или биоэнергетику в целом.

Для лучшего усвоения материала о пищевой цепи рекомендуем посмотреть познавательное видео:

примеры продуцентов и консументов первого порядка, трофические связи

Трофическая цепь — биологический термин, обозначающий род взаимоотношений между организмами, а именно — отношения потребитель-пища. Словом, последовательность поедания одних созданий другими — это и есть пищевая цепь (пример: трава-косуля-волк). Такая последовательность может включать в себя от 2 до 5 ступеней, или уровней, при этом каждый следующий представитель ниши поедает нижестоящего. Анализируемый процесс способствует естественному круговороту веществ в природе и поддерживает баланс всех природных экосистем.

Что такое пищевая цепь

Это процесс, обеспечивающий перенос или обмен энергией и веществами, позволяющий последним циркулировать в биосфере. При этом энергетические потери составляют больше 80 % — они выделяются в виде тепла. Цепь имеет линейную структуру (вариант — экологическая пирамида), составляется из нескольких звеньев. Они в свою очередь могут состоять из одной или нескольких групп живых существ, служащих пищей для вышерасположенных ярусов.

Структуру построения экологической пирамиды, чью основу представляет собой вышеописанная теория, графически представил в 1920-х гг. британский зоолог Ч. Элтон: на ней продемонстрированы также в зависимости от типа разность в биомассе, популяции и передаваемой энергии различных уровней пирамиды.

Правило пирамиды гласит: чем выше ярус, тем меньше биомасса и популяция относящихся к нему организмов.

Субъекты трофической цепи разделяются на три вида в зависимости от играемой в ней роли: продуценты, консументы и редуценты. Все они объединены в природе множеством трофических связей. Более сложные схемы пищевых взаимоотношений на разных уровнях складываются в своеобразные трофические сети.

Продуценты

На нижней ступени стоят продуценты, или автотрофы, — организмы, производящие употребляемые ими в пищу органические вещества, синтезируя их из простых молекул. Они производят самое большое количество энергии по сравнению с другими нишами, питая всю цепочку.

В мире существует две разновидности автотрофов в зависимости от способа, которым они синтезируют питательные соединения:

• фотоавтотрофы, производящие фотосинтез при помощи солнечных лучей, поглощая углекислый газ и производя сахар (при этом еще одним побочным продуктом при выработке питания является кислород), примеры: зеленые растения, водоросли, цианобактерии;
• хемоавтотрофы, прибегающие к химическим реакциям, чтобы преобразовать неорганические соединения (водород, аммиак и др. ) в органику, в качестве примера можно назвать нитрифицирующие бактерии.

Продуценты — основа всего живого на Земле. Без них не обходится ни одна линия питания, второе их наименование — производители.

Консументы

Консументы — это уже потребительская ступень питания. Гетеротрофы, как еще называют эту группу, не способны самостоятельно производить пищу.

Обмен веществ в их организмах происходит за счет поглощения продуцентов или побочных продуктов их жизнедеятельности.

Гетеротрофы могут происходить из совершенно разных классов существ: млекопитающие, насекомые, грибы и даже растения (среди них тоже встречаются хищники).

Консументы делятся на порядки, их число доходит в разных вариантах пирамиды до четырех.

Порядок зависит от того, представителей какого уровня поедает животное:

1. Консументы первого уровня довольствуются редуцентами — к таким гетеротрофам можно отнести ряд насекомых (божья коровка, стрекоза), зверей (заяц, антилопа) или птиц (колибри).
2. Представители второго порядка поглощают тех, кто относится к предыдущей группе. Среди них лисы, охотящиеся на зайцев, насекомоядные пернатые (ласточки, скворцы), плотоядные пауки и растения (росянка, жирянка, альдрованда пузырчатая).
3. Вершиной гетеротрофов являются хищные птицы (ястреб, орел) и млекопитающие (лев, волк и, разумеется, человек).

В морской экосистеме консументы — основная часть цепи питания, они поглощают около 70—80 % всей имеющейся биомассы (речь идет преимущественно о планктоне).

Редуценты

Данные организмы (называемые также деструкторами, сапрофагами), перерабатывающие отмершие органические останки животных и растений, замыкают круговорот веществ, возвращая минералы и неорганические соединения для синтеза продуцентам.

Они запускают процесс разложения органики.

Само название «редуцент» означает «возвращающий», а «деструктор» — «разрушающий».

Эти создания, как правило, отличаются крохотными размерами, за исключением крупных падальщиков (редуцентов второго порядка), не оставляют отходов жизнедеятельности (экскрементов). К ним относятся часть бактерий, грибов и насекомых (жук-навозник, дождевой червь). Сапрофагов называют «санитарами» экосистем, поскольку они способствуют очищению окружающей среды от гнили и отравляющих веществ, поедая остатки разлагающихся организмов.

Типы

Биологи выделяют два основных типа пищевых цепочек: пастбищную и детритную.

Первая (выедание) — наиболее распространенная, она базируется на автотрофах, потребляющих солнечную энергию. Именно продуценты являются основной составляющей таких цепочек. Еще одной характерной чертой выедания является обилие консументов первого разряда, употребляющих в пищу зеленую растительность, а также несколько уровней хищных гетеротрофов.

Особенно сложными представляются подобные схемы в океанах, где на более чем половину видов рыб находится рыба побольше, поглощающая все, что меньше размером.

Более редкий трофический тип — детритный, называют разложением.

Этот тип обычно встречается в лесах. Он отличается не прямым поеданием автотрофов, а после их медленного отмирания и разложения при участии редуцентов.

Открывается такая цепь органическими останками, вторая ступень — преобразовывающие их микроорганизмы, третий и четвертый уровень — так называемые детритофаги (например, птицы: утки, гуси, воробьи), затем — поедающие последних хищники (куница, ласка).

Уровни

Трофическая цепь может состоять из разного количества звеньев (уровней). Каждый из них означает особое место, занимаемое тем или иным живым существом в этой линейке. Пять уровней — самый длинный вариант построения такой последовательности.

Итак:

1. Первый уровень занимают автотрофы, производящие то, что они едят. При этом в ход идет энергия Солнца или быстротекущей воды (горные источники), или неорганические химические вещества.
2. На второй ступени — первичные растительноядные потребители. Они употребляют в пищу продуцентов. Эти создания могут иметь как микроскопические (насекомые), так и достаточно крупные размеры (копытные травоядные: корова, коза, овца).
3. Третьими идут потребители второго уровня – звери и пернатые, которые охотятся на первичных консументов. В качестве примера можно назвать дрозда, ворону, кошку.
4. Представители четвертой ступени поедают вышеупомянутых. Так, сова или филин едят более мелких птичек, в чей рацион входят насекомые-фитофаги. Или тигр, иногда не брезгующий лягушками, которые, как известно, питаются водными членистоногими.
5. Пятый, высший уровень пирамиды возглавляют самые крупные хищники, способные одолеть большую и опасную дичь. К таковым причисляется ястреб, охотящийся даже на сов, или акула, которая съедает все, что удастся поймать.

Стоит отметить, что человек также входит в эту систему, при этом может принадлежать к совершенно различным звеньям. Несмотря на это, именно homo sapiens с течением эволюции стал называть себя вершиной трофической пирамиды, поскольку он способен, если не физически, то при помощи созданных им орудий и технологий одолеть любое дикое животное.

Энергия

Самой важной задачей функционирования пирамид питания является энергообмен между организмами в природе. При этом неизбежны огромные потери энергии, поскольку производится она лишь на первом этапе, а дальше только поглощается. При каждом поглощении изрядная часть ее (90 % — по правилу Линдемана) испаряется, отдавая тепло, а оставшееся обеспечивает жизнедеятельность каждого нового поглотителя. Как правило, эти последовательности фиксируют энергопоглощение за определенный период времени.

Наглядно описываемый процесс демонстрирует пирамида энергетических потоков. Пирамида данного вида – это оригинальная графическая модель, на которой отображается количество энергии, заключенной в каждом звене трофического уровня системы питания в определенной экосистеме. С повышением ступени показатели снижаются. Такой тип пирамид наиболее точно передает представление об организации природных сообществ, функции каждого их элемента, поскольку показывает скорость, с которой биомасса пищи проходит сквозь линейную систему питания в природе.

Примеры

В лиственных лесах

Здесь чаще всего встречается детритный трофический тип, известная часть энергообмена происходит за счет переработки микробактериями лесной подстилки.

Обычная цепь питания в широколиственных лесах составлена из трех-четырех ниш:

1. Семена деревьев — лесная мышь — филин. В такой схеме дерево — продуцент, консумент первого порядка — мышь поедает продукт, производимый им — семя, а ее в свою очередь ловит филин, чья кормовая база на 60 % состоит из мелких грызунов.
2. Кора дерева или кустарника — жук-короед — воробей — ястреб. Подобный вид сложнее — здесь присутствуют консументы трех разрядов. Растительная пища — кора — идет на корм членистоногому короеду. Он становится добычей маленькой насекомоядной пташки — такой, как воробей. Тот попадает в когти крупной хищной птицы — ястреба, питающегося маленькими собратьями и млекопитающими.
3. Травянистое растение — гусеница — большой жук (красотел пахучий) — синица — кобчик. Представленная линейка — одна из сложнейших в лесу. В ней находятся два типа насекомых — гетеротрофов, один из которых плотоядный.

Чем богаче видовое разнообразие в природной зоне, тем сложнее будут трофические пирамиды, обнаруженные на ее территории.

В смешанных лесах

Эта зона отличается широким ареалом обитания множества разновидностей живых существ.

Вот пара примеров:

1. Гриб — лось — медведь. Короткая, но вполне отражающая особенности местной флоры и фауны взаимосвязь. Грибы-автотрофы поглощаются фитофагом-лосем. В природе на столь мощного копытного осмеливается охотиться лишь еще более мощный зверь – медведь. Именно косолапый является венцом этой экосистемы, не имея естественных врагов.
2. Ель — жук-древоточец — дятел — сокол — клещ. В данном случае цепь замыкается на редуценте – паразите, питающемся кровью сокола. Первая часть последовательности схожа с предыдущей, вторая содержит насекомое-деструктора, относящегося к группе паразитирующих организмов. Их участие в круговороте веществ весьма характерно для лесных территорий.

Напоследок стоит отметить, что наличие в пищевой сети бактерий-сапрофагов — обычное явление для практически любого типа трофических связей в упомянутых экосистемах.

В хвойных лесах

Такие леса встречаются большей частью в природной зоне тайги и тундры.

Трофические связи здесь похожи на предыдущие:

1. Сосна – белка – лиса — блоха. Четырехуровневая цепь изображает типичную для тайги взаимосвязь: белка питается семенами из сосновых шишек, и сама становится добычей для крупного млекопитающего – рыжей лисицы. А на шкуре хищницы заводятся паразиты – блохи, сосущие кровь.
2. Лишайник – олень – рысь. В северных лесах произрастают мхи и лишайники. Эти растения являются основой рациона оленей. На последних часто охотятся большие таежные кошки – рыси.
3. Перегной – детритные бактерии – одноклеточные – грибы – кабан – медведь. Подобные длинные цепочки характерны для хвойных угодий. В них участвуют микроскопические организмы в качестве консументов.

Кроме того, в такой экосистеме распространены именно детритные последовательности, поскольку процесс гниения животных и растительных останков крайне важен для нормальной жизнедеятельности лесов.

Биологическое значение

Составление цепей питания помогает контролировать численность каждой из популяций во множестве существующих экосистем. По этим линейным изображениям ученым-биологам и экологам удобно отслеживать изменения в видовом многообразии той или иной зоны, просчитывать характер и степень влияния на виды тех или иных факторов: загрязнения, урбанизации, подселения новых пород, смена климата, экологические проблемы.

Достаточно наглядно показывают трофические пирамиды превосходство одной популяции над другой, их взаимоотношения, когда резкое увеличение одного вида ведет к сокращению другого. Таким образом, изучение пищевых взаимосвязей в природе при помощи трофических цепей способствует контролю над состоянием экологии и защите уязвимых разновидностей животных, грибов и растений, поддержанию естественного баланса в биосфере.

Видео

В заключение — видео с подробным описанием понятия пищевой цепи.

Пищевая сеть | Национальное географическое общество

Пищевая сеть состоит из всех пищевых цепочек в одной экосистеме. Каждое живое существо в экосистеме является частью нескольких пищевых цепей. Каждая пищевая цепь — это один из возможных путей, по которым могут идти энергия и питательные вещества, перемещаясь по экосистеме. Все взаимосвязанные и перекрывающиеся пищевые цепи в экосистеме составляют пищевую сеть.

Трофические уровни

Организмы в пищевых сетях сгруппированы в категории, называемые трофическими уровнями. Грубо говоря, эти уровни делятся на продуцентов (первый трофический уровень), консументов и редуцентов (последний трофический уровень).

Продуценты

Продуценты составляют первый трофический уровень. Производители, также известные как автотрофы, производят пищу самостоятельно и не зависят от какого-либо другого организма в плане питания. Большинство автотрофов используют процесс, называемый фотосинтезом, для создания пищи (питательного вещества, называемого глюкозой) из солнечного света, углекислого газа и воды.

Растения являются наиболее известным типом автотрофов, но есть и много других видов. Водоросли, более крупные формы которых известны как водоросли, являются автотрофными. Фитопланктон, крошечные организмы, обитающие в океане, также являются автотрофами. Некоторые типы бактерий являются автотрофами. Например, бактерии, живущие в активных вулканах, используют серу, а не углекислый газ, для производства собственной пищи. Этот процесс называется хемосинтезом.

Консументы

Следующие трофические уровни составляют животные, поедающие производителей. Эти организмы называются консументами.

Потребители могут быть плотоядными (животными, которые едят других животных) или всеядными (животными, которые едят как растения, так и животных). Всеядные, как и люди, потребляют множество видов пищи. Люди едят растения, например овощи и фрукты. Мы также едим животных и продукты животного происхождения, такие как мясо, молоко и яйца. Мы едим грибы, например грибы. Мы также едим водоросли в таких съедобных водорослях, как нори (в которые заворачивают суши-роллы) и морской салат (в салаты). Медведи тоже всеядны. Они едят ягоды и грибы, а также животных, таких как лосось и олень.

Основные потребители – травоядные. Травоядные питаются растениями, водорослями и другими производителями. Они находятся на втором трофическом уровне. В пастбищной экосистеме олени, мыши и даже слоны являются травоядными. Они едят травы, кустарники и деревья. В экосистеме пустыни мышь, которая питается семенами и плодами, является основным потребителем.

В экосистеме океана многие виды рыб и черепах являются травоядными, питающимися водорослями и морскими водорослями. В лесах водорослей водоросли, известные как гигантские водоросли, обеспечивают убежище и пищу для всей экосистемы. Морские ежи являются основными потребителями водорослей в ламинариях. Эти маленькие травоядные съедают десятки килограммов (фунтов) гигантских водорослей каждый день.

Вторичные консументы поедают травоядных. Они находятся на третьем трофическом уровне. В экосистеме пустыни вторичным потребителем может быть змея, поедающая мышь. В ламинарии морские выдры являются вторичными потребителями, которые охотятся на морских ежей.

Третичные потребители поедают вторичных потребителей. Они находятся на четвертом трофическом уровне. В экосистеме пустыни сова или орел могут охотиться на змею.

Может быть несколько уровней потребителей, прежде чем сеть, наконец, достигнет своего главного хищника. Высшие хищники, также называемые высшими хищниками, поедают других потребителей. Они могут находиться на четвертом или пятом трофическом уровне. У них нет естественных врагов, кроме человека. Львы — высшие хищники пастбищной экосистемы. В океане такие рыбы, как большая белая акула, являются высшими хищниками. В пустыне главными хищниками являются рыси и горные львы.

Детритофаги и редуценты

Детритофаги и редуценты составляют последнюю часть пищевой цепи. Детритофаги — это организмы, которые питаются неживыми остатками растений и животных. Например, такие падальщики, как стервятники, поедают мертвых животных. Жуки-навозники поедают экскременты животных.

Редуценты, такие как грибы и бактерии, завершают пищевую цепь. Редуценты превращают органические отходы, такие как разлагающиеся растения, в неорганические материалы, такие как богатая питательными веществами почва. Они завершают цикл жизни, возвращая питательные вещества в почву или океаны для использования автотрофами. Так начинается целая новая серия пищевых цепочек.

Пищевые цепи

Пищевые сети соединяют множество различных пищевых цепей и множество различных трофических уровней. Пищевые сети могут поддерживать длинные и сложные пищевые цепи или очень короткие.

Например, трава на лесной поляне производит себе пищу посредством фотосинтеза. Кролик ест траву. Лиса ест кролика. Когда лиса умирает, редуценты, такие как черви и грибы, разрушают ее тело, возвращая его в почву, где он обеспечивает питательные вещества для растений, таких как трава.

Эта короткая пищевая цепь является частью пищевой сети леса. Другая пищевая цепь в той же экосистеме может включать совершенно другие организмы. Гусеница может съесть листья дерева в лесу. Такая птица, как воробей, может съесть гусеницу. Затем змея может охотиться на воробья. Орел, высший хищник, может охотиться на змею. Еще одна птица, стервятник, поедает тело мертвого орла. Наконец, бактерии в почве разлагают остатки.

Водоросли и планктон являются основными производителями в морских экосистемах. Крошечные креветки криль питаются микроскопическим планктоном. Самое большое животное на Земле, синий кит, ежедневно охотится на тысячи тонн криля. На синих китов охотятся высшие хищники, такие как косатки. Когда тела крупных животных, таких как киты, опускаются на морское дно, детритофаги, такие как черви, разрушают материал. Питательные вещества, выделяемые разлагающейся плотью, обеспечивают химические вещества для водорослей и планктона, чтобы начать новую серию пищевых цепей.

Биомасса

Пищевые сети определяются их биомассой. Биомасса – это энергия живых организмов. Автотрофы, производители в пищевой сети, преобразуют солнечную энергию в биомассу. Биомасса уменьшается с каждым трофическим уровнем. На нижних трофических уровнях всегда больше биомассы, чем на высших.

Поскольку биомасса уменьшается с каждым трофическим уровнем, в здоровой пищевой сети всегда больше автотрофов, чем травоядных. Травоядных больше, чем плотоядных. Экосистема не может поддерживать большое количество всеядных, не поддерживая еще большее количество травоядных и еще большее количество автотрофов.

В здоровой пищевой сети много автотрофов, много травоядных и относительно мало плотоядных и всеядных. Этот баланс помогает экосистеме поддерживать и перерабатывать биомассу.

Каждая ссылка в пищевой сети связана как минимум с двумя другими. Биомасса экосистемы зависит от того, насколько сбалансирована и взаимосвязана ее пищевая сеть. Когда одно звено в пищевой сети находится под угрозой, некоторые или все звенья ослабевают или нагружаются. Биомасса экосистем снижается.

Например, гибель растений обычно приводит к сокращению популяции травоядных. Жизнь растений может прийти в упадок из-за засухи, болезней или деятельности человека. Леса вырубают, чтобы получить пиломатериалы для строительства. Луга заасфальтированы под торговые центры или автостоянки.

Потеря биомассы на втором или третьем трофическом уровне также может вывести пищевую сеть из равновесия. Подумайте, что может произойти, если ход лосося изменится. Прогон лосося – это река, в которой плавает лосось. Ходы лосося могут быть изменены оползнями и землетрясениями, а также строительством плотин и дамб.

Биомасса теряется из-за вырубки лосося из рек. Не имея возможности есть лосося, всеядные животные, такие как медведи, вынуждены в большей степени полагаться на другие источники пищи, такие как муравьи. Популяция муравьев в этом районе сокращается. Муравьи обычно являются падальщиками и детритофагами, поэтому в почве расщепляется меньше питательных веществ. Почва не может поддерживать столько автотрофов, поэтому биомасса теряется. Сами лосося являются хищниками личинок насекомых и более мелкой рыбы. Без лосося, чтобы контролировать свою популяцию, водные насекомые могут опустошить местные растительные сообщества. Выживает меньше растений, а биомасса теряется.

Исчезновение организмов на более высоких трофических уровнях, таких как хищники, также может нарушить пищевую цепь. В лесах водорослей морские ежи являются основным потребителем водорослей. Морские выдры охотятся на ежей. Если популяция морских выдр сокращается из-за болезней или охоты, морские ежи опустошают лес водорослей. Из-за отсутствия сообщества производителей биомасса резко падает. Весь лес водорослей исчезает. Такие районы называются пустошами ежей.

Человеческая деятельность может уменьшить количество хищников. В 1986 году официальные лица Венесуэлы перекрыли реку Карони плотиной, в результате чего образовалось огромное озеро размером примерно в два раза больше Род-Айленда. Сотни вершин холмов превратились в острова в этом озере. Из-за того, что их среда обитания сократилась до крошечных островов, многие наземные хищники не могли найти достаточно пищи. В результате процветали хищные животные, такие как обезьяны-ревуны, муравьи-листорезы и игуаны. Муравьев стало так много, что они уничтожили тропический лес, убив все деревья и другие растения. Пищевая сеть, окружающая реку Карони, была разрушена.

Биоаккумуляция

Биомасса уменьшается по мере продвижения вверх по трофическим уровням. Однако количество некоторых типов материалов, особенно токсичных химических веществ, увеличивается с каждым трофическим уровнем в пищевой сети. Эти химические вещества обычно накапливаются в жире животных.

Когда травоядное ест растение или другой автотроф, например, покрытый пестицидами, эти пестициды сохраняются в жире животного. Когда хищник съедает несколько таких травоядных, он поглощает химические вещества-пестициды, хранящиеся в его добыче. Этот процесс называется биоаккумуляцией.

Биоаккумуляция происходит и в водных экосистемах. Сток из городских районов или ферм может быть полон загрязняющих веществ. Крошечные производители, такие как водоросли, бактерии и водоросли, поглощают незначительное количество этих загрязняющих веществ. Основные потребители, такие как морские черепахи и рыба, едят водоросли. Они используют энергию и питательные вещества, обеспечиваемые растениями, но хранят химические вещества в своих жировых тканях. Хищники третьего трофического уровня, такие как акулы или тунцы, поедают рыбу. К тому времени, когда люди потребляют тунца, в нем может накапливаться значительное количество биоаккумулированных токсинов.

Из-за биоаккумуляции организмы в некоторых загрязненных экосистемах небезопасны для употребления в пищу, и их нельзя собирать. Например, устрицы в гавани Нью-Йорка, США, небезопасно есть. Загрязняющие вещества в гавани аккумулируются в ее устрицах, питающихся фильтром.

В 1940-х и 1950-х годах пестицид под названием ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорэтан) широко использовался для уничтожения насекомых, распространяющих болезни. Во время Второй мировой войны союзники использовали ДДТ для ликвидации тифа в Европе и для борьбы с малярией в южной части Тихого океана. Ученые считали, что открыли чудодейственное лекарство. ДДТ в значительной степени способствовал ликвидации малярии в таких местах, как Тайвань, Карибский бассейн и Балканы.

К сожалению, ДДТ накапливается в экосистеме и наносит ущерб окружающей среде. ДДТ накапливается в почве и воде. Некоторые формы ДДТ разлагаются медленно. Черви, травы, водоросли и рыбы накапливают ДДТ. У высших хищников, таких как орлы, в организме было большое количество ДДТ, накопленного в рыбе и мелких млекопитающих, на которых они охотятся.

Птицы с высоким содержанием ДДТ в организме откладывают яйца с очень тонкой скорлупой. Эти раковины часто ломались до того, как птенцы были готовы вылупиться.

ДДТ был основной причиной сокращения численности белоголового орлана, высшего хищника, который питается в основном рыбой и мелкими грызунами. Сегодня использование ДДТ ограничено. Пищевые сети, частью которых он является, восстановились в большинстве частей страны.

Краткий факт

Потеря энергии
Биомасса уменьшается с каждым трофическим уровнем. Это связано с тем, что от 80% до 90% энергии организма или биомассы теряется в виде тепла или отходов. Хищник потребляет только оставшуюся биомассу.

Краткий факт

Миллион к одному
Морские пищевые сети обычно длиннее наземных. Ученые подсчитали, что если в пищевой сети есть миллион производителей (водоросли, фитопланктон и морская трава), то может быть только 10 000 травоядных. Такая пищевая сеть может поддерживать 100 вторичных потребителей, таких как тунец. Все эти организмы поддерживают только одного высшего хищника, например человека.

Краткий факт

Из крови
Одно из первых описаний пищевых сетей дал ученый Аль-Джахиз, работавший в Багдаде, Ирак, в начале 800-х годов. Аль-Джахиз писал о комарах, питающихся кровью слонов и бегемотов. Аль-Джахиз понимал, что, хотя комары охотятся на других животных, они также становятся жертвами таких животных, как мухи и мелкие птицы.

Статьи и профили

Министерство сельского хозяйства США: Почвенная пищевая сеть

Изображения

Агентство по охране окружающей среды: Мониторинг Великих озер — Индикаторы рыбы

Как работает природа: пищевая цепь

Вот как выглядит иллюстрация пищевой цепи:

В экологии пищевая цепь иллюстрирует, как энергия и питательные вещества передаются от одного живого организма к другому в виде пищи. Мельчайшие организмы питаются более крупными, которые, в свою очередь, питаются еще более крупными, и так далее. Как вы узнаете ниже, пищевая цепь представляет собой элегантную систематическую структуру, которая строится сама на себе, чтобы снабжать все живые существа количеством энергии, которое им необходимо в зависимости от их размера, деятельности и образа жизни. В конце концов, пищевая цепь становится циклом жизни, в котором все источники энергии разрушаются, чтобы накормить землю, цикл начинается снова, и жизнь продолжается. В естественном порядке вещей именно так Мать-природа прекрасно управляет естественными ритмами самоподдерживающихся экосистем.

Давайте рассмотрим каждый уровень пищевой цепи и то, как каждый из них функционирует:

Продуценты — это организмы, которые производят себе пищу. В наземных пищевых цепях это растения, деревья, кусты, травы и все, что имеет листья. Их называют автотрофами (от греческого «авто» означает «я», а «троф» означает «кормление»), потому что они создают энергию, поглощая углекислый газ из воздуха через свои листья и всасывая воду и питательные вещества из почвы, с помощью грибков и бактерий. Они используют солнечную энергию для преобразования углекислого газа в кислород и водяной пар, которые затем выделяют через свои листья в атмосферу. Они отвечают за вливание энергии в пищевую цепь, что делает их первым звеном пищевой цепи. Без растений не существовало бы всех остальных животных в пищевой цепочке.

Производители создают энергию в форме глюкозы (форма сахара), аминокислот, белков и жиров, которую они хранят внутри новых клеток, созданных с использованием питательных веществ (азот, сера и фосфат), взятых ими из почвы . Эти питательные вещества влияют на скорость роста растений.

Потребители не могут готовить себе еду. Они должны потреблять другие живые существа, чтобы получать энергию.
Консументов также называют гетеротрофами (от греческого «гетеро» означает «другой», а «троф» означает «питающий»).

Существуют различные типы потребителей, определяемые типом пищи, которую им необходимо потреблять для производства энергии: 

Первичные потребители Производители мяса. Они являются следующим звеном пищевой цепи.

Основными потребителями обычно являются травоядные животные, питающиеся растениями. Они могут быть маленькими, как кузнечики и колибри, или большими, как олени и коровы. Как правило, у них есть несколько желудочных камер и сложная пищеварительная система, включая длинный кишечный тракт, который предназначен для максимизации энергии, которую они могут поглощать из растений, которые они потребляют. Травоядные животные являются важными источниками энергии для вторичных потребителей, которые извлекают выгоду из энергии, которую они производят и хранят в своем теле.

Вторичные потребители  поедают основных потребителей, что делает их следующим звеном пищевой цепи. Вторичные потребители делятся на две категории:

• Плотоядные — животные, питающиеся мясом. Их пищеварительная система неэффективно или эффективно перерабатывает растительную диету. У них менее сложная пищеварительная система и более короткий кишечный тракт, чем у травоядных.

• Всеядные — животные, такие как люди, чей рацион состоит как из растений, так и из животных. На самом деле они могут быть как первичными, так и вторичными потребителями, потому что их пищеварительные системы могут перерабатывать как растения, так и животных. Эта стратегия кормления является большим преимуществом, когда еды не хватает, потому что всеядные животные получают пользу от самого большого разнообразия источников пищи.

Третичные консументы — хищники, питающиеся вторичными консументами. Обычно они больше по размеру и меньше по численности, чем потребители, которых они едят. Если хищник съест другого хищника, он будет третичным потребителем или выше.

Четвертичные потребители  есть третичные потребители. Обычно они являются последним звеном пищевой цепи. Обычно им требуется много пищи для удовлетворения своих энергетических потребностей либо из-за их размера, как у людей, либо из-за того, как они используют энергию. Например, гепарды не такие большие, но им нужно много энергетических ресурсов, чтобы бегать со скоростью до 35 миль в час (56 км/ч). Поскольку им требуется много пищи, четвертичные потребители также могут быть всеядными, питаясь производителями и другими потребителями. Как правило, это высшие хищники, которые поедают все остальные уровни пищевой цепи, но редко когда на них охотятся и едят самих себя.

Не каждая экосистема имеет четыре уровня трофических потребителей. У некоторых их всего два или три. В редких случаях их может быть пять. Чем больше видов растений и животных присутствует в экосистеме, тем больше путей для движения энергии вверх по пищевой цепи и тем больше трофических уровней она может содержать.

По мере того, как энергия и питательные вещества потребляются и сохраняются в пищевой цепи, в конечном итоге их необходимо вернуть обратно в экосистему. Это происходит через дефекацию и смерть.

Как вы думаете, какие животные относятся к каждой потребительской категории?
Почему вы поместили их в эту категорию?

Редуценты – это организмы, которые разлагают мертвый или разлагающийся материал. Редуценты — это последнее звено, которое завершает цикл жизни, возвращая питательные вещества в почву для использования автотрофами. Работают поэтапно.

Первую стадию разложения выполняют детритофаги — животные, такие как черви и мухи, — которые питаются только уже мертвыми и разлагающимися животными или растениями, разбивая их для финальной стадии разложения.

На заключительном этапе разложения бактерии и грибы изменяют структуру питательных веществ, таких как азот, фосфор и углерод, в форму, которую растения могут усваивать через свои корни. Они называются сапроворами.

Эти сапроворы представляют собой бактерии и грибы, которые позволяют растениям поглощать питательные вещества в самом начале пищевой цепи. В отличие от детритофагов, они не потребляют питательных веществ и энергии. Вместо этого они расщепляют питательные вещества, выделяя ферменты из своего тела. Эти ферменты изменяют структуру организмов в формы, которые могут быть поглощены корнями растений.

Без разлагающих веществ, завершающих цикл, остатки мертвых растений и животных накапливались бы, а важные питательные вещества оставались запертыми внутри. Почвы станут бедными питательными веществами и не смогут в достаточной мере поддерживать первичных производителей, что приведет к отрицательному эффекту домино вверх по пищевой цепочке.

Вы уже видели это видео в главе «Энергия». Теперь давайте соединим все это с пищевой цепью.

(Нажмите на видео, чтобы начать его.)

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ

Абиотические компоненты: 
Неживые химические и физические компоненты окружающей среды, влияющие на живые организмы и функционирование экосистем.

Аминокислота:
Структурная единица, из которой строятся белки.

Автотрофы:
Организм, способный образовывать питательные органические вещества из простых неорганических веществ, таких как углекислый газ.
​
Биотический:
Любой живой компонент, влияющий на другой организм или формирующий экосистему.
​
Хищник:
Животное, питающееся плотью.

Потребители:
Организмы, которым необходимо есть (т. е. потреблять) пищу для получения энергии.

Разлагатели:
Организмы, разлагающие мертвый органический материал.

​ Детритофаги:
Гетеротрофы, которые получают питательные вещества, потребляя мертвые и разлагающиеся организмы.

Экология:
Изучение взаимодействий между биотическими и абиотическими факторами, которые влияют на их местоположение, популяцию и распространение.

Экосистема:
Сообщество живых организмов, которые живут и взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.

Необходимые питательные вещества:
Питательные вещества, необходимые для нормального физиологического функционирования, которые не могут быть созданы в нашем организме.

Ископаемое топливо:
Природное топливо, такое как уголь или газ, образовавшееся в геологическом прошлом из останков живых организмов.

Травоядные:
Животное, питающееся растениями.

Гетеротрофы:
Организм, который поедает другие растения или животных для получения энергии и питательных веществ.

Природа:
Явления физического мира в совокупности, включая растения, животных, ландшафт и другие особенности и продукты земли.

Всеядные:
Животное, которое питается как растениями, так и животными.

Организм:
Форма жизни.

Фотосинтез:
Процесс, при котором зеленые растения и некоторые другие организмы используют солнечный свет для синтеза пищи из углекислого газа и воды. Фотосинтез в растениях обычно включает зеленый пигмент хлорофилл и генерирует кислород в качестве побочного продукта.

Первичные потребители:
Организмы, питающиеся первичным производителем.

Производители:
Организмы, производящие себе пищу.

Сапроворы:
Организм, разлагающий органические вещества вне своего тела с помощью ферментов.

Вторичные потребители:
Организмы, которые потребляют первичных потребителей для получения энергии.

Трофический уровень:
Группа видов, имеющих общее звено в пищевой цепи/пищевой сети.

Трофическая пирамида:
Объясняет движение и количество энергии, проходящей через пищевую цепь.