Как найти трофический уровень

Трофический уровень — положение организма в пищевой (трофической) цепи. Слово «трофический» происходит от греч. τροφή (trophē) — «еда».

Как количество трофических уровней, так и их сложность со временем увеличиваются, исключение составляют периодические массовые вымирания.

Уровни[править | править код]

В трофической цепи есть несколько уровней. Пищевая цепочка начинается на уровне 1 — на нём находятся продуценты, такие как растения. На уровне 2 находятся травоядные животные, которые питаются продуцентами. Плотоядные животные находятся на уровне 3. Иногда пищевая цепь заканчивается сверххищниками, которые находятся на трофических уровнях 4 или 5. Экологические сообщества с более высоким биоразнообразием образуют более сложные трофические пути.

Способы получения пищи[править | править код]

Понятие «трофический уровень» было введено Раймондом Линдеманом в 1942 году на основе терминологии Августа Тинемана (1926), который назвал способы получения пищи:

• Производители (автотрофы). Производителями обычно являются растения и водоросли. Они не питаются другими организмами, но получают питательные вещества из почвы или воды и способны к фотосинтезу.
• Потребители (гетеротрофы). Это виды организмов, которые не могут производить собственную пищу и нуждаются в потреблении других организмов. Животные, которые питаются продуцентами, называются растительноядными. Животные, которые едят других животных, называются плотоядными, а животные, которые едят и растения, и других животных, называются всеядными.
• Разрушители (детритофаги). В основном это бактерии и грибы.

Дробные трофические уровни[править | править код]

Трофические уровни не всегда можно пронумеровать натуральными числами, потому что организмы часто питаются разной едой и находятся более чем на одном трофическом уровне. Например, некоторые плотоядные животные едят и растения; крупный хищник может питаться как более мелкими хищниками, так и травоядными. Даниэль Поли предложил формулу для вычисления трофических уровней:

,

где  — трофический уровень добычи j, а  — доля j в рационе организма i.

Что такое трофические уровни?

   Трофические уровни представляют собой многообразие живых организмов, которые можно объединить между собой по принципу одного и того же вида питания. Эти организмы занимают конкретно определенное положение в пищевой цепочке.

   Слово «трофический» происходит от греческого «trophе», что в переводе означает «питание».

   Каждый трофический уровень состоит из популяций живых организмов, принадлежащих к различным видам. Любая из данных популяций играет свою роль в общем круговороте энергии, определенном природой.

   Представители трофических уровней тесно взаимосвязаны между собой. Они образуют пищевые цепи: при переходе на следующий, более высокий трофический уровень, часть первоначальной энергии теряется. Какой-то процент энергии расходуется на процесс дыхания, какой-то выделяется в виде тепла. В итоге, количество энергии с каждым трофическим уровнем уменьшается в несколько раз. Чем ближе тот или иной организм находится к началу пищевой цепи, тем больше энергии он получает.

Сколько всего трофических уровней?

   С каждым уровнем количество доступной энергии уменьшается, поэтому пищевые цепи могут состоять максимально из 4-5 трофических уровней. Ни одна экосистема на Земле не способна создать цепь из большего количества уровней, потому что следующим, более сильным организмам, попросту не хватило бы пищи.

   Первый трофический уровень составляют в основном зеленые растения, а также водоросли. Они способны получать энергию от Солнца, из воды и почвы.

   Представители второго трофического уровня  — травоядные животные. Поедая растения, они поддерживают свое тело, имеют возможность расти и развиваться.

   На третьем трофическом уровне располагаются первичные хищники, питающиеся своими травоядными собратьями.

   Четвертый трофический уровень состоит из хищников второго порядка – они способны питаться другими, более слабыми хищниками. Немало животных, которые питаются одновременно и травоядными, и другими хищниками. Такие особи относятся сразу к обоим уровням (третьему и четвертому).

    Замыкают цепочку представители пятого трофического уровня – грибы и бактерии, разлагающие клетки умерших организмов до простых органических соединений, которые впоследствии становятся пищей для представителей, находящихся на первом уровне.

Автотрофы, гетеротрофы и деструкторы пищевой цепи.

   Автотрофы (их также называют продуцентами) представляют собой основу любой известной экосистемы. Они же стоят у истоков пищевой цепи.

   Эти живые организмы (растения, водоросли) могут производить пищу для собственного потребления (так, например, растения, поглощая углекислый газ, выделяют необходимый для жизни кислород).

   Именно благодаря автотрофам существуют все остальные живые организмы на планете.

   Гетеротрофы (или по-другому консументы) являются потребителями той энергии, которую вырабатывают автотрофы. Самостоятельно они не могут воспринимать солнечную или химическую  энергии, поэтому получают ее, питаясь растениями и водорослями.

   Класс гетеротрофов обширен: помимо травоядных животных, к нему относятся человек, насекомые, некоторые виды бактерий, грибов и растений).

   Деструкторы (называемые в некоторых источниках редуцентами) перерабатывают отходы и мертвую органическую материю, превращая ее в простые соединения.

   Эту группу иногда представляют, как отдельный трофический уровень. Но, по сути, их можно отнести и к гетеротрофам – ведь деструкторы могут поглощать и отмершую растительность.

   В большинстве экосистем в роли деструкторов выступают грибы и бактерии. Их роль в экосистеме – одна из самых важных. Благодаря представителям данной группы в почву возвращаются питательные вещества, которые впоследствии становятся основой питания для автотрофов.

Первый трофический уровень

   Располагающиеся на первом трофическом уровне растения (автотрофы) – основа каждой экосистемы. Именно от них зависят все живые организмы, находящиеся выше по своему трофическому уровню.

   На суше основу первого уровня составляют зеленые растения с большими листьями и корнями. В океане к этой категории относится фитопланктон.

   К первому трофическому уровню причисляют также бактерий и архебактерий. Их называют хемоавтотрофами: данные организмы используют энергию химических связей в процессе синтеза органических веществ.

   Источником питания для организмов, находящихся на первом трофическом уровне, является солнечная энергия. Обитатели океанов черпают энергию из гидротермальных источников. Больше половины этой энергии растения (или водоросли) расходуют в процессе собственного дыхания, остальная часть достается гетеротрофам.

   Отличительная особенность автотрофов в том, что они не используют в пищу другие организмы, получают все необходимые питательные вещества из почвы и воды. Еще одно важное свойство – они способны к фотосинтезу.

   Используя одну только солнечную энергию, которая по своей сути не является органической, представители первого трофического уровня способны создавать органические соединения: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты).

   Все последующие трофические уровни напрямую зависят от первого. Если на уровне экосистемы случается нечто, приводящее к гибели растений, за этим немедленно следуют негативные изменения в каждом последующем уровне пищевой цепочки.

Второй трофический уровень

   Второй трофический уровень составляют консументы 1 порядка. К ним относятся животные, питающиеся исключительно растительной пищей. Примером могут служить насекомые, гусеницы, травоядные животные, другие хищные растения, рептилии.

   Консументов 1 порядка можно разделить на несколько значимых групп:

• Фитофаги – растительноядные организмы. Эти представители второго трофического уровня потребляют в пищу живые растения. К этой группе относятся и совсем маленькие по размерам живые организмы – кузнечики, тли, так и настоящие гиганты вроде слона. Сюда же попадают все домашние питомцы, связанные с сельским хозяйством: лошади, козы, коровы.

Имеются представители фитофагов и под водой – это некоторые виды рыб, питающиеся исключительно водорослями.

• Паразиты. К данной группе относятся виды, растений или грибов, паразитирующие на другом растении и вытягивающие из него соки. Такое явление довольно часто встречается в природе. Но сюда не нужно относить те виды, которые паразитируют на животных или человеке – для них предусмотрена другая группа.

Паразиты, в отличие от фитофагов, не убивают растение, а долгое время живет с ним бок о бок, используя хозяина для питания. Основное растение, к которому присосался паразит, расплачивается за это соседство малой продолжительностью жизни, снижением плодовитости.

• Симбиотрофы. Данная группа организмов бактерии и некоторые виды грибов. В растительном мире они получают питание из корневых выделений деревьев и кустарников. Они важны для экосистемы, так как, опутывая корни, они высасывают из них воду и минеральные вещества.

Еще один вид симбиотрофов – одноклеточные, обитающие в пищеварительной системе травоядных животных. Они участвуют в переваривании пищи, тем самым питаясь вместе с ними. Некоторые животные (например, корова) не смогли бы переварить траву без таких помощников.

• Детритофаги. Организмы, питающиеся мертвыми растениями. К ним относятся в основном насекомые: дождевые черви, многоножки, раки, крабы.

Третий трофический уровень.

На третьем трофическом уровне располагаются хищники, поедающие своих травоядных собратьев. Представители этой группы, так же, как и предыдущей, не способны усваивать неорганические вещества и строить на основе них свое тело. Поэтому они используют энергию, добытую другими участниками экосистемы.

   Иногда тех, кто находится на третьем трофическом уровне, называют также консументами 2 порядка, или первичными хищниками.

   Четко распределить консументов  1 и 2 уровня иногда бывает сложно, так как большое количество животных является всеядными. Человек, медведь, мыши, свиньи и прочие живые организмы могут одновременно потреблять в пищу как растительные элементы, так и других животных. Подобных представителей можно относить как к первому, так и ко второму трофическому уровням.

      Представители третьего трофического уровня, несмотря на то, что являются хищниками, могут сами быть съедены животными, находящимися уровнем выше. Примером животного, находящегося на третьем трофическом уровне, является змея, питающаяся мелкими грызунами.

Четвертый трофический уровень

   На четвертом трофическом уровне располагаются хищные животные, которые питаются хищниками поменьше и послабее. Их называют также консументами 3 порядка или вторичными хищниками. Примером такого хищника может стать сова (питается змеями).

Всех консументов, независимо от трофического уровня, можно разделить на несколько категорий:

• Монофаги. Так называют животных и организмы, которые могут существовать, используя в пищу один единственный вид пищи. Например, коала, которая питается исключительно листьями эвкалипта. Среди хищников также встречаются особи, приверженные только к одному источнику питания, но такие случаи именно с хищниками достаточно редки.
• Олигофаги. Эти животные могут питаться несколькими видами одного и того же растения или животного, или несколькими видами растений и животных, не связанных между собой никаким родством.
• Полифаги. Их питание достаточно разнообразно. Большинство хищников, а также всеядные животные относятся к категории полифагов. Полифагам легче, недели предыдущим двум категориям, отыскать для себя пищу. Их питание более сбалансировано. Если с одной из разновидностей питания возникнут проблемы, им ничего не стоит переключиться на другую.

Некоторые хищники, в зависимости от типа питания, могут находиться сразу на нескольких трофических уровнях. В конце каждой пищевой цепи находится животное, которое, поедая других, не может быть съедено никем, так как практически не имеет естественных врагов. Примером такого «высшего» животного может служить акула, белый медведь, крокодил.

Пятый трофический уровень.

В конце трофической цепи располагаются редуценты. Это грибы и бактерии, которые питаются останками живых существ, перерабатывая их в простейшие органические и неорганические соединения.

   Роль, которую редуценты выполняют в природе, очень важна. Именно благодаря им завершается круговорот энергии в природе. Они возвращают в землю все минералы и воду, тем самым давая жизнь новым растениям. Обитают редуценты в почвенном покрове.

   Ни одна система не в состоянии нормально функционировать без редуцентов. Их главной пищей являются опавшая листва, сгнившие стволы деревьев и трупы животных. Редуценты замыкают любую пищевую цепь.

   Бактериям и грибам, расположившимся на пятом трофическом уровне, достается наименьшее количество энергии, так как с каждым новым уровнем ее количество убывает. Каждый раз, когда один организм бывает съеден другим, часть энергии теряется.

  Нужно сказать, что не все пищевые цепи имеют пять трофических уровней. Во многих экосистемах их всего четыре – в этом случае редуценты располагаются на четвертом уровне, как замыкающий вид. Бывают экосистемы, включающие всего три трофических уровня.

   Благодаря связям животных, растений и прочих живых организмов в природе, происходит вечный круговорот жизни в экосистеме. Именно поэтому она может стабильно и долго функционировать.

Перенос энергии
пищи от её источника – автотрофов
(растений) – через ряд организмов,
происходящий путём поедания одних
организмов другими, называется пищевой
цепью. При
каждом переносе большая часть (80-90%)
потенциальной
энергии теряется, переходя в тепло.
Поэтому, чем короче пищевая цепь (чем
ближе организм к её началу) , тем больше
количество энергии, доступной для
популяции. Пищевые цепи можно разделить
на два основных типа : пастбищная
цепь, которая
начинается с зелёного растения и идёт
далее к пасущимся растительноядным
животным (т.е. к организмам, поедающим
живые растительные клетки или ткани) и
к хищникам (организмам, поедающим
животных), и детритная
цепь, которая
от мёртвого органического вещества
идёт к микроорганизмам, а затем к
детритофагам и к их хищникам. Пищевые
цепи не изолированы одна от другой, а
тесно переплетаются друг с другом,
образуя, так называемые пищевые
сети. В
сложных природных сообществах организмы,
получающие свою энергию от Солнца через
одинаковое число ступеней, считаются
принадлежащими к одному трофическому
уровню. Так,
зелёные растения занимают первый
трофический уровень (уровень продуцентов),
травоядные – второй (уровень первичных
консументов), первичные хищники, поедающие
травоядных, – третий (уровень вторичных
консументов), а вторичные хищники –
четвёртый (уровень третичных консументов).

Пищевые цепи
знакомы каждому из нас : человек съедает
крупную рыбу, а она ест мелких рыб,
поедающих зоопланктон, который питается
фитопланктоном, улавливающим солнечную
энергию, или же человек может употреблять
в пищу мясо коров, которые едят траву,
улавливающую солнечную энергию, он
может использовать и гораздо более
короткую пищевую цепь, питаясь зерновыми
культурами, которые улавливают солнечную
энергию. В последнем случае человек
является первичным консументом на
втором трофическом уровне. В пищевой
цепи трава – коровы – человек он является
вторичным консументом на третьем
трофическом уровне. Но чаще человек
является одновременно и первичным и
вторичным консументом, так как в его
диету обычно входит смесь растительной
и животной пищи.

При каждом переносе
пищи часть потенциальной энергии
теряется. Прежде всего, растения фиксируют
лишь малую долю поступающей энергии
солнечного излучения. Поэтому число
консументов (например, людей), которые
могут прожить при данном выходе первичной
продукции, сильно зависит от длины цепи,
переход к каждому следующему звену в
нашей традиционной сельскохозяйственной
пищевой цепи уменьшает доступную энергию
примерно на порядок величины (т.е. в 10
раз). Поэтому если в рационе увеличивается
содержание мяса, то уменьшается число
людей, которых можно прокормить. Если
окажется, что на основе имеющейся
первичной продукции придётся кормить
очень много новых ртов, то нужно вовсе
отказываться от мяса или резко снизить
его потребление.

Некоторые вещества
по мере продвижения по цепи не рассеиваются,
а наоборот накапливаются. Это так
называемое концентрирование
в пищевой цепи
(биоконцентрирование)
нагляднее всего демонстрируют устойчивые
радионуклиды и пестициды.

Тенденция некоторых
радионуклидов, побочных продуктов
деления ядра атома увеличивать свою
концентрацию с каждым этапом пищевой
цепи была обнаружена в 50-ых годах. Крайне
малые (следовые) количества радиоактивного
J,
P,
Cs,
Se
в реке Колумбия концентрировались в
тканях рыб и птиц. Было обнаружено, что
коэффициент накопления (соотношение
количества вещества в тканях и окружающей
среде) радиоактивного фосфора в яйцах
гусей равен 2 млн. Таким образом, безопасные
выбросы в реку могут стать крайне
опасными для высших звеньев пищевой
цепи.

Пример: ДДТ
(4,4 – дихлордифенил трихлорметилметан).
Чтобы сократить численность комаров
на Лонг-Айленде, болота много лет опыляли
ДДТ. Специалисты по борьбе с насекомыми
не применяли таких концентраций, которые
были бы непосредственно летальны для
рыбы и других животных, но они не учли
экологических процессов и длительного
сохранения остатков ДДТ. Вместо того,
чтобы смываться в море, ядовитые остатки
адсорбированные на детринге,
концентрировались в тканях детрингофагов
и мелких рыб и далее – в хищниках высшего
порядка (рыбоядные птицы). Коэффициент
концентрации (отношение содержания ДДТ
в организме к содержанию в воде, выраженное
в частях на миллион) составляет для
рыбоядных животных около 500 000. У рыб и
птиц накоплению способствует значительные
жировые накопления, в которых
концентрируется ДДТ. Птицы особенно
чувствительны к отравлению ДДТ, т.к.
этот яд (и др. инсектициды, представляющие
собой хлорированные углеводороды )
посредством снижения в крови концентрации
стероидных гормонов нарушает образование
яичной скорлупы; тонкая скорлупа лопается
ещё до того, как разовьётся птенец. Таким
образом, очень малые дозы, неопасные
для особи, оказываются летальными для
популяции.

Принципы
биологического накопления надо учитывать
при любых решениях, связанных с
поступлением загрязнений в среду. Многие
небиологические факторы, однако, могут
уменьшать или увеличивать коэффициент
концентрации. Так, человек получает
меньше ДДТ, чем птица, т.к. при обработке
и варке пищи часть этого вещества
удаляется.

Трофический
уровень
– это
совокупность организмов, занимающих
определённое место в пищевой сети.

I
трофический уровень
– всегда
растения,

II
трофический уровень
– первичные
консументы

III
трофический уровень
– вторичные
консументы и т.д.

Детритофаги могут
находиться на
II и выше
трофическом уровне.

Обычно в экосистеме
насчитывается
3-4 трофических
уровня.

Трофическую
структуру можно измерить и выразить
либо урожаем на корню (на единицу
площади), либо количеством энергии,
фиксируемой на единице площади за
единицу времени на последовательных
трофических уровнях.

Трофическую
структуру и трофическую функцию можно
изобразить графически в виде экологических
пирамид,
основанием которых служит первый уровень
(уровень продуцентов), а последующие
уровни образуют этажи и вершину пирамиды.
Экологические пирамиды можно отнести
к трём основным типам :

1. пирамида чисел,
   отражающая
   численность отдельных организмов ;

2. пирамида биомассы,
   характеризующая общую сухую массу,
   калорийность или другую меру общего
   количества живого вещества ;

3. пирамида энергии
   показывающая величину потока энергии
   и «продуктивность» на последовательных
   трофических уровнях. С каждым переходом
   из одного трофического уровня в другой
   в пределах пищевой цепи или сети
   совершается работа и в окружающую среду
   выделяется тепловая энергия, а количество
   энергии высокого качества, используемой
   организмами следующего трофического
   уровня, снижается. Процентное содержание
   энергии высокого качества, переходящей
   из одного трофического уровня в другой
   колеблется от 2 до 30%. Большая часть
   энергии теряется в окружающей среде
   как тепловая энергия низкого качества.
   Чем длиннее пищевая цепь, тем больше
   теряется полезной энергии. Пирамида
   энергетических потоков объясняет,
   почему можно прокормить большее
   количество людей, если сократить пищевую
   цепь до прямого потребления зерновых
   (рис – человек), чем если в качестве
   пищи использовать животных, потребляющих
   зерно. Чтобы избежать белкового
   (протеинового) недоедания, вегитарианское
   питание должно состоять из разнообразных
   растений.

Пирамиды чисел
Можно
собрать все образцы организмов в
экосистеме и подсчитать численность
всех видов, обнаруженных на каждом
трофическом уровне. Такая информация
необходима для создания пирамиды
численностей. Например, миллион особей
фитоплангтона в небольшом пруду может
прокормить 10 000 особей зооплангтона,
которые в свою очередь прокормят 100
окуней, которых будет достаточно, чтобы
прокормиться одному человеку в течение
месяца.

Рис.
3.2 Пирамида чисел

Но для некоторых
экосистем пирамиды численностей имеют
другую форму. Например, в лесу небольшое
количество больших деревьев, таких как
секвойя вечнозеленая, снабжает пищей
огромное количество небольших по размеру
насекомых-фитофагов и птиц – консументов
первого порядка.

Пирамида
биомассы,
характеризующая массу живого вещества
(на ед. площади или объема). Каждый
трофический уровень пищевой цепи или
сети содержит определённое количество
биомассы. В наземных экосистемах
действует следующее правило
пирамиды биомасс:
суммарная масса растений превышает
массу всех травоядных, а их масса
превышает всю биомассу хищников.

Для океана правило
пирамиды биомасс недействительно –
пирамида имеет перевернутый
(обращенный) вид.
Для экосистемы океана характерно
накаливание биомассы на высоких уровнях,
у хищников. Хищники живут долго, и
скорость оборота их регенерации мала,
но у продуцентов – фитопланктонных
водорослей оборачиваемость в сотни раз
превышает запас биомассы.

Рис.
3.3 Пирамида биомассы

Пирамиды чисел и
биомассы могут быть обращёнными, (или
частично обращёнными), т.е. основание
может быть меньше, чем один или несколько
верхних этажей. Так бывает, когда средние
размеры продуцентов меньше размеров
консументов. Напротив, энергетическая
пирамида всегда будет сужаться к верху,
при условии, что мы учитываем все
источники пищевой энергии в системе.

Соседние файлы в папке Экология_часть№1

• #
• #
• #
• #
• #
• #

Каждый организм должен получать энергию для жизни. Например, растения потребляют энергию солнца, животные питаются растениями, а некоторые животные питаются другими животными.

Что такое пищевая цепь?

Пищевая (трофическая) цепь — это последовательность того, кто кого ест в биологическом сообществе (экосистеме) для получения питательных веществ и энергии, поддерживающих жизнедеятельность. При рассмотрении круговорота веществ в экосистеме необходимо учитывать три основные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Ниже вы сможете более подробно ознакомится с каждой из этих трех групп.

Читайте также: Отличие пищевой цепи от пищевой сети в экосистеме

Автотрофы (продуценты)

Автотрофы — живые организмы, которые производят свою пищу, то есть собственные органические соединения, из простых молекул, таких как углекислый газ. Существует два основных типа автотрофов:

• Фотоавтотрофы (фотосинтезирующие организмы) такие, как растения, перерабатывают энергию солнечного света для получения органических соединений — сахаров — из углекислого газа в процессе фотосинтеза. Другими примерами фотоавтотрофов являются водоросли и цианобактерии.
• Хемоавтотрофы получают органические вещества благодаря химическим реакциям, в которых задействованы неорганические соединения (водород, сероводород, аммиак и т.д.). Этот процесс называется хемосинтезом.

Автотрофы являются основой каждой экосистемы на планете. Они составляют большинство пищевых цепей и сетей, а энергия, получаемая в процессе фотосинтеза или хемосинтеза, поддерживает все остальные организмы экологических систем. Когда речь идет об их роли в пищевых цепях, автотрофы можно назвать продуцентами или производителями.

Гетеротрофы (консументы)

Гетеротрофы, также известные как потребители, не могут использовать солнечную или химическую энергию, для производства собственной пищи из углекислого газа. Вместо этого, гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы или их побочные продукты.

Люди, животные, грибы и многие бактерии — гетеротрофы. Их роль в пищевых цепях заключается в потреблении других живых организмов. Существует множество видов гетеротрофов с разными экологическими ролями: от насекомых и растений до хищников и грибов.

Деструкторы (редуценты)

Следует упомянуть еще одну группу потребителей, хотя она не всегда фигурирует в схемах пищевых цепей. Эта группа состоит из редуцентов, организмов, которые перерабатываю мертвые органические вещества и отходы, превращаяя их в неорганические соединения.

Редуценты иногда считаются отдельным трофическим уровнем. Как группа, они питаются отмершими организмами, поступающими на различных трофических уровнях. (Например, они способны перерабатывать разлагающееся растительное вещество, тело недоеденной хищниками белки или останки умершего орла.) В определенном смысле, трофический уровень редуцентов проходит параллельно стандартной иерархии первичных, вторичных и третичных потребителей. Грибы и бактерии являются ключевыми редуцентами во многих экосистемах.

Редуценты, как часть пищевой цепи, играют важную роль в поддержании здоровой экосистемы, поскольку благодаря им, в почву возвращаются питательные вещества и влага, которые в дальнейшем используется продуцентами.

Уровни пищевой (трофической) цепи

Пищевая цепь представляет собой линейную последовательность организмов, которые передают питательные вещества и энергию начиная с продуцентов и к высшим хищникам.

Трофический уровень организма — это положение, которое он занимает в пищевой цепи.

Первый трофический уровень

Пищевая цепь начинается с автотрофного организма или продуцента, производящего собственную пищу из первичного источника энергии, как правило, солнечной или энергии гидротермальных источников срединно-океанических хребтов. Например, фотосинтезирующие растения, хемосинтезирующие бактерии и археи.

Второй трофический уровень

Далее следуют организмы, которые питаются автотрофами. Эти организмы называются растительноядными животными или первичными потребителями и потребляют зеленые растения. Примеры включают насекомых, зайцев, овец, гусениц и даже коров.

Третий трофический уровень

Следующим звеном в пищевой цепи являются животные, которые едят травоядных животных — их называют вторичными потребителями или плотоядными (хищными) животными (например, змея, которая питается зайцами или грызунами).

Четвертый трофический уровень

В свою очередь, этих животных едят более крупные хищники — третичные потребители (к примеру, сова ест змей).

Пятый трофический уровень

Третичных потребителей едят четвертичные потребители (например, ястреб ест сов).

Каждая пищевая цепь заканчивается высшим хищником или суперхищником — животным без естественных врагов (например, крокодил, белый медведь, акула и т.д.). Они являются «хозяевами» своих экосистем.

Когда какой-либо организм умирает, его в конце концов съедают детритофаги (такие, как гиены, стервятники, черви, крабы и т.д.), а остальная часть разлагается с помощью редуцентов (в основном, бактерий и грибов), и обмен энергией продолжается.

Стрелки в пищевой цепи показывают поток энергии, от солнца или гидротермальных источников до высших хищников. По мере того, как энергия перетекает из организма в организм, она теряется на каждом звене цепи. Совокупность многих пищевых цепей называется пищевой сетью.

Положение некоторых организмов в пищевой цепи может варьироваться, поскольку их рацион отличается. Например, когда медведь ест ягоды, он выступает как растительноядное животное. Когда он съедает грызуна, питающегося растениями, то становиться первичным хищником. Когда медведь ест лосося, то выступает суперхищником (это связано с тем, что лосось является первичным хищником, поскольку он питается селедкой, а она ест зоопланктон, который питается фитопланктоном, вырабатывающим собственную энергию благодаря солнечному свету). Подумайте о том, как меняется место людей в пищевой цепи, даже часто в течение одного приема пищи.

Типы пищевых цепей

В природе, как правило, выделяют два типа пищевых цепей:

• пастбищную
• детритную

Пастбищная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с живых зеленых растений, предназначенных для питания растительноядных животных, которыми питаются хищники. Экосистемы с таким типом цепи напрямую зависят от солнечной энергии.

Таким образом, пастбищный тип пищевой цепи зависит от автотрофного захвата энергии и перемещения ее по звеньям цепи. Большинство экосистем в природе следуют этому типу пищевой цепи.

Примеры пастбищной пищевой цепи:

Трава → Кузнечик → Птица → Ястреб;

Растения → Заяц → Лиса → Лев.

Детритная пищевая цепь

Этот тип пищевой цепи начинается с разлагающегося органического материала — детрита — который употребляют детритофаги. Затем, детритофагами питаются хищники. Таким образом, подобные пищевые цепи меньше зависят от прямой солнечной энергии, чем пастбищные. Главное для них — приток органических веществ, производимых в другой системе.

К примеру, такой тип пищевой цепи встречается в разлагающейся подстилке умеренного леса.

Энергия в пищевой цепи

Энергия переносится между трофическими уровнями, когда один организм питается другим и получает от него питательные вещества. Однако это движение энергии неэффективное, и эта неэффективность ограничивает протяженность пищевых цепей.

Когда энергия входит в трофический уровень, часть ее сохраняется как биомасса, как часть тела организмов. Эта энергия доступна для следующего трофического уровня. Как правило, только около 10% энергии, которая хранится в виде биомассы на одном трофическом уровне, сохраняется в виде биомассы на следующем уровне.

Этот принцип частичного переноса энергии ограничивает длину пищевых цепей, которые, как правило, имеют 3-6 уровней.

На каждом уровне, энергия теряется в виде тепла, а также в форме отходов и отмершей материи, которые используют редуценты.

Почему так много энергии выходит из пищевой сети между одним трофическим уровнем и другим? Вот несколько основных причин неэффективной передачи энергии:

• На каждом трофическом уровне значительная часть энергии рассеивается в виде тепла, поскольку организмы выполняют клеточное дыхание и передвигаются в повседневной жизни.
• Некоторые органические молекулы, которыми питаются организмы, не могут перевариваться и выходят в виде фекалий.
• Не все отдельные организмы в трофическом уровне будут съедены организмами со следующего уровня. Вместо этого, они умирают, не будучи съеденными.
• Кал и несъеденные мертвые организмы становятся пищей для редуцентов, которые их метаболизируют и преобразовывают в свою энергию.

Итак, ни одна из энергий на самом деле не исчезает — все это в конечном итоге приводит к выделению тепла.

Значение пищевой цепи

1. Исследования пищевой цепи помогают понять кормовые отношения и взаимодействие между организмами в любой экосистеме.
2. Благодаря им, есть возможность оценить механизм потока энергии и циркуляцию веществ в экосистеме, а также понять движение токсичных веществ в экосистеме.
3. Изучение пищевой цепи позволяет понять проблемы биоусиления.

В любой пищевой цепи, энергия теряется каждый раз, когда один организм потребляется другим. В связи с этим, должно быть намного больше растений, чем растительноядных животных. Автотрофов существует больше, чем гетеротрофов, и поэтому большинство из них являются растительноядными, нежели хищниками. Хотя между животными существует острая конкуренция, все они взаимосвязаны. Когда один вид вымирает, это может воздействовать на множество других видов и иметь непредсказуемые последствия.