Как составить цепь питания для широколиственных лесов

На земле существует великое множество растений и животных. Все они вынуждены обеспечивать свою жизнедеятельность, питаясь и перерабатывая жизненную энергию. Таким образом, их взаимодействие всегда объединяет существа в пищевые цепочки, по звеньям которых от одного к другому переходят питательные вещества и энергия.

Цепи питания

В широколиственных лесах эти последовательности, конечно же, имеют свои особенности. Но в целом поглощение и взаимодействие происходит по общим законам и правилам, характерным практически для любой среды обитания. Ведь что есть пищевая цепь? По большому счету, это ситуация, когда питательные вещества и энергия переходят от одного живого организма к другому последовательным образом. Звенья, как правило, формируются из продуцентов и консументов (различных уровней). Первые в цепочке питаются не органикой, добывая питание для своей жизнедеятельности прямо из почвы, воздуха и воды. К примеру, большинство растений использует явление фотосинтеза. А бактерии, проживающие практически в любой среде, питаются минералами и газами. Консументы продолжают последовательность. Первого уровня – питаются растительной пищей (продуцентами) и называются травоядными (растительноядными). Второй, третий, четвертый уровни консументов питаются животной пищей – это плотоядные, или хищники.

Крупный хищник замыкает цепочку питания, становясь во главе пищевой пирамиды. Обычно таких представителей не так уж и много в определенной среде. Особая роль природой отводится падальщикам, микроорганизмам, которые перерабатывают мертвую плоть, превращая ее в неживую материю. Ведь если бы не они, вся земля была бы устлана трупами растений и животных!

Цепи питания в широколиственных лесах. Примеры

После нескольких слов о теории перейдем к практике составления. Любая цепь питания для широколиственных лесов обеспечивается богатым видовым разнообразием растений и животных, обитающих здесь. Бурная растительность кормит таких растительноядных млекопитающих, как мелкие грызуны, зайцы, олени, лоси, косули. Они в основном питаются густыми травами на полянах, корой и ветками деревьев и кустарников, ягодами, грибами, орехами. Все эти виды пищи можно в изобилии найти – животным всегда будет чем поживиться, даже в холодную зиму. Здесь же проживают и хищники, служащие звеньями цепи питания в широколиственных лесах. Их образ жизни кардинально отличается от травоядных. Лисицы и волки, горностаи и ласки, рыси и куницы, хищные птицы. В основном, они охотятся на других животных. Характерны для обитателей леса и более мелкие хищники (земноводные, к примеру), которые тоже могут стать добычей крупных плотоядных. Соответственно, формируются и цепи питания в широколиственных лесах. Они порой многоуровневые и переплетаются друг с другом в серединных звеньях.

Вот некоторые из них:

1. Кора березы – заяц – лисица.
2. Дерево (кора) – жук-короед – синица – ястреб.
3. Трава (семена) – мышь лесная – сова.
4. Трава – насекомое – лягушка – уж – хищная птица.
5. Насекомое – рептилия – хорек – рысь.
6. Листья – дождевой червь – дрозд.
7. Плоды и семена деревьев – белка – сова.
8. Листья – гусеница – жук – синица – сокол.

Сохранение и потеря энергии

Существа предыдущего звена цепи питания в широколиственных лесах служат пищевой базой для последующего звена. Таким образом осуществляется переход энергии от одного организма к другому и круговорот веществ в природе. Но при этом огромная часть этой энергии теряется (до 90%). Наверное, поэтому численность звеньев цепи питания в широколиственных лесах, как правило, не более пяти или шести по максимуму.

Пищевые цепочки и экологические связи в лесном сообществе

Лес представляет собой целую систему, в которой в
тесной взаимосвязи друг с другом существует живая и неживая природа. Все живые
обитатели леса: животные, растения, грибы и бактерии образуют вместе природное
лесное сообщество.

Узнать о взаимоотношения живых организмов внутри
лесного сообщества помогут пищевые цепочки. В пищевой цепочке каждый живой
организм чем-то или кем-то питается, а также является пищей для кого-то. 

Пищевая цепочка состоит из групп живых организмов.

1 группа – растения, бактерии

2 группа – растительноядные животные

3 группа – хищники 

Хищники бывают слабыми и более сильными. Сильные
хищники, питаются более слабыми, которые входят в 3 группу.

Поэтому к 4 группе
относятся сильные хищники

Флора и фауна лесов определяется
климатом и почвой, поэтому для составления пищевых цепочек, характерных для
лесного сообщества, обязательно стоит вспомнить типы лесов.

Хвойные леса занимают
самую обширную часть суши. В тайге растут вечнозелёные хвойные растения: ели,
пихты, сосны, а также лиственницы, сбрасывающие на зиму хвою. Животные мир
тайги не изобилует многообразием видов, типичные представители: бурый медведь,
лось, благородный олень, куница, бурундук, белка, кедровка, глухарь, рысь.

Составим пищевые цепочки:

кедровые
орехи -> белка -> лесная куница -> рысь

Хвойные леса кормят своих
обитателей. Семенами шишек питаются грызуны, птицы, иногда и хищники. Семена
кедровой сосны излюбленная пища белок, бурундуков, полёвок, кедровок. Враг
грызунов – куница. Это небольшой, но очень ловкий и быстрый хищник –
родственник ласки. Куницы становятся пищей для более крупных хищников,
например, рыси.

Другая пищевая цепочка:

кора
ели –> заяц –> волк

В тайге зайцам приходится
туго, сочной и мягкой еды мало, поэтому питаются они корой хвойных, молодыми
побегами, а также семенами.

Волки могут охотиться как
в одиночку, например, на зайца, так и на более крупных животных, объединяясь в
стаи.

кора
хвойных -> благородный олень –> волк

хвоя
–> глухарь -> лиса –> бурый медведь

Хвоей в тайге питаются
глухари. На эту птицу часто нападают некрупные хищники, в том числе и лисы.
Бурый медведь ест как растительную пищу, так и животную. Охотится на грызунов,
птиц и более мелких хищников. Медведь развивает скорость до 50 км/ч, поэтому с
легкостью может догнать лисицу.

Южнее тайги расположены
смешанные леса, которые в свою очередь граничат на юге с широколиственными. В
смешанных лесах произрастают как хвойные, так и лиственные растения. Широколиственный
лес представлен дубом, липой, клёном, вязом, березой, ясенем, осиной.

Благодаря смягчению
климата к югу, фауна смешанных и широколиственных лесов более разнообразна, чем
тайги. В этих лесах встречаются, как и в тайге, зайцы, белки, лоси и олени,
волки, бурые медведи, лисы, а также характерные уже в большей степени для
широколиственных лесов — кабаны, косули, иволги, зяблики, лесные жаворонки,
синицы, дятлы, орлы, коршуны.  

Составим пищевые цепочки,
характерные для хвойных и широколиственных лесов:

орехи
лещины –> белка -> лиса -> бурый медведь

В широколиственных и
хвойных лесах белки питаются не семенами хвойных, а орехами лещины и семенами
широколиственных деревьев. А вот врагами белки остаются всё же те волки, лисы,
куницы и другие некрупные хищники.

жёлудь
– кабан –> волк

Любимая пища кабанов –
жёлуди. Несмотря на то, что волки уступают кабану в размере, охота в стае
позволяет им без труда его одолеть.

Ещё несколько пищевых
цепочек:

насекомые
–> иволга –> беркут

Широлиственные леса
богаты насекомыми, которые становятся пищей для большинства птиц.

Семена
клёна -> лесная мышь -> хорёк -> филин

Хищные птицы, например, филин и беркут охотятся на мелких птиц, грызунов, а также куниц, хорьков и даже крупных животных, таких как лисы и детёныши оленей.  

Окружающий мир. Плешаков, Крючкова. 4 класс. Рабочая тетрадь. Ответы

В природе всем живым организмам необходимо питание. Некоторые животные едят растения, другие же являются хищниками и предпочитают есть себе подобных. Весь процесс называется пищевыми цепями.

Все цепи питания состоят из трех-пяти звеньев. Первым обычно являются продуценты — организмы, которые способны сами вырабатывать органические вещества из неорганических.

Это растения, которые получают питательные вещества путем фотосинтеза. Далее идут консументы — 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.

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.

Какими бывают пищевые цепи?

Существует два вида: пастбищные и детритные. Первые — более распространенные в природе. В таких 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.

Второй тип цепей питания — детритные — более распространены в лесах и саваннах. Они возникают вследствие того, что большая часть растительной энергии не потребляется травоядными организмами, а отмирает, подвергаясь затем разложению редуцентами и минерализации.

Цепи питания этого типа начинаются от детрита — органических остатков растительного и животного происхождения. Потребителями первого порядка в таких пищевых цепях являются, насекомые, к примеру, навозные жуки, или же животные-падальщики, например, гиены, волки, грифы. Кроме того, консументами первого порядка в таких цепях могут быть бактерии, питающиеся растительными остатками.

Цепи питания в лиственных и смешанных лесах

Лиственные леса в большинстве своем распространены в Северном полушарии планеты. Они встречаются Западной и Центральной Европе, в Южной Скандинавии, на Урале, в Западной Сибири, Восточной Азии, Северной Флориде.

Лиственные леса делятся на широколиственные и мелколиственные. Для первых характерны такие деревья, как дуб, липа, ясень, клен, вяз. Для вторых — береза, ольха, осина.

Смешанными называются леса, в которых растут и хвойные, и лиственные деревья. Смешанные леса характерны для умеренного климатического пояса. Они встречаются на юге Скандинавии, на Кавказе, В Карпатах, на Дальнем Востоке, в Сибири, в Калифорнии, в Аппалачах, у Великих озер.

Смешанные леса состоят из таких деревьев, как ель, сосна, дуб, липа, клен, вяз, яблоня, пихта, бук, граб.

В лиственных и смешанных лесах очень распространены пастбищные цепи питания. Первым звеном цепи питания в лесах обычно служат многочисленные виды трав, ягоды, такие как малина, черника, земляника. бузина, кора деревьев, орехи, шишки.

Консументами первого порядка чаще всего будут такие травоядные животные, как косули, лоси, олени, грызуны, к примеру, белки, мыши, землеройки, а также зайцы.

Потребители второго порядка — хищники. Обычно это лиса, волк, ласка, горностай, рысь, сова и другие. Ярким примером того, что один и тот же вид участвует и в пастбищных, и в детритных цепях питания будет волк: он может как охотиться на мелких млекопитающих, так и поедать падаль.

Консументы второго порядка могут сами стать добычей более крупных хищников, особенно это касается птиц: например, мелкие совы могут быть съедены ястребами.

Замыкающим звеном будут редуценты (бактерии гниения).

Примеры цепей питания в лиственно-хвойном лесу:

• кора березы — заяц — волк — редуценты;
• древесина — личинка майского жука — дятел — ястреб — редуценты;
• листовой опад (детрит) — черви — землеройки — сова — редуценты.

Особенности цепей питания в хвойных лесах

Такие леса расположены на севере Евразии и Северной Америки. Они состоят из таких деревьев, как сосна, ель, пихта, кедр, лиственница и другие.

Здесь все значительно отличается от смешанных и лиственных лесов.

Первым звеном в этом случае будет не трава, а мох, кустарники или лишайники. Это связано с тем, что в хвойных лесах недостаточно света для того, чтобы мог существовать густой травяной покров.

Соответственно животные, которые станут консументами первого порядка, будут другими — они должны питаться не травой, а мхом, лишайниками или кустарниками. Это могут быть некоторые виды оленей.

Несмотря на то что более распространены кустарники и мхи, в хвойных лесах все же встречаются травянистые растения и кусты. Это крапива, чистотел, земляника, бузина. Такой пищей обычно и питаются зайцы, лоси, белки, которые тоже могут стать консументами первого порядка.

Потребителями второго порядка будут, как и смешанных лесах, хищники. Это норка, медведь, росомаха, рысь и другие.

Мелкие хищники, такие как норка, могут стать добычей для консументов третьего порядка. Замыкающим звеном будут микроорганизмы гниения.

Кроме того, в хвойных лесах очень распространены детритные пищевые цепи. Здесь первым звеном будет чаще всего растительный перегной, которым питаются почвенные бактерии, становясь, в свою очередь, пищей для одноклеточных животных, которых едят грибы. Такие цепочки обычно длинные и могут состоять более, чем из пяти звеньев.

Примеры пищевых цепочек в хвойном лесу:

• кедровые орехи — белка — норка — редуценты;
• перегной растений (детрит) — бактерии — простейшие — грибы — медведь — редуценты.

Вывод

Пищевая цепь поддерживает благосостояние экосистемы, в которой она находится. Она обеспечивает контроль над популяцией и способствует нормальному балансу веществ в природе.

Каждое звено (уровень) цепи очень важны, ведь при его исчезновении цепь «размыкается» и все участники становятся под угрозу. Более мелкие звенья будут бесконтрольно размножаться, а крупные вымрут из-за отсутствия еды. Вот почему так важно следить за экологией леса и вымирающий животными!

На земле существует великое множество растений и животных. Все они вынуждены обеспечивать свою жизнедеятельность, питаясь и перерабатывая жизненную энергию. Таким образом, их взаимодействие всегда объединяет существа в пищевые цепочки, по звеньям которых от одного к другому переходят питательные вещества и энергия.

Цепи питания

В широколиственных лесах эти последовательности, конечно же, имеют свои особенности. Но в целом поглощение и взаимодействие происходит по общим законам и правилам, характерным практически для любой среды обитания. Ведь что есть пищевая цепь? По большому счету, это ситуация, когда питательные вещества и энергия переходят от одного живого организма к другому последовательным образом. Звенья, как правило, формируются из продуцентов и консументов (различных уровней). Первые в цепочке питаются не органикой, добывая питание для своей жизнедеятельности прямо из почвы, воздуха и воды. К примеру, большинство растений использует явление фотосинтеза. А бактерии, проживающие практически в любой среде, питаются минералами и газами. Консументы продолжают последовательность. Первого уровня – питаются растительной пищей (продуцентами) и называются травоядными (растительноядными). Второй, третий, четвертый уровни консументов питаются животной пищей – это плотоядные, или хищники.

Цепи питания в широколиственных лесах. Примеры

После нескольких слов о теории перейдем к практике составления. Любая цепь питания для широколиственных лесов обеспечивается богатым видовым разнообразием растений и животных, обитающих здесь. Бурная растительность кормит таких растительноядных млекопитающих, как мелкие грызуны, зайцы, олени, лоси, косули. Они в основном питаются густыми травами на полянах, корой и ветками деревьев и кустарников, ягодами, грибами, орехами. Все эти виды пищи можно в изобилии найти – животным всегда будет чем поживиться, даже в холодную зиму. Здесь же проживают и хищники, служащие звеньями цепи питания в широколиственных лесах. Их образ жизни кардинально отличается от травоядных. Лисицы и волки, горностаи и ласки, рыси и куницы, хищные птицы. В основном, они охотятся на других животных. Характерны для обитателей леса и более мелкие хищники (земноводные, к примеру), которые тоже могут стать добычей крупных плотоядных. Соответственно, формируются и цепи питания в широколиственных лесах. Они порой многоуровневые и переплетаются друг с другом в серединных звеньях.

Вот некоторые из них:

1. Кора березы – заяц – лисица.
2. Дерево (кора) – жук-короед – синица – ястреб.
3. Трава (семена) – мышь лесная – сова.
4. Трава – насекомое – лягушка – уж – хищная птица.
5. Насекомое – рептилия – хорек – рысь.
6. Листья – дождевой червь – дрозд.
7. Плоды и семена деревьев – белка – сова.
8. Листья – гусеница – жук – синица – сокол.

Сохранение и потеря энергии

Существа предыдущего звена цепи питания в широколиственных лесах служат пищевой базой для последующего звена. Таким образом осуществляется переход энергии от одного организма к другому и круговорот веществ в природе. Но при этом огромная часть этой энергии теряется (до 90%). Наверное, поэтому численность звеньев цепи питания в широколиственных лесах, как правило, не более пяти или шести по максимуму.

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.

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.

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/м 2 , вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м 2 или 10% от предыдущего трофческого уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м 2 , 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/м 2 , вторичная продуктивность (энергия, накопленная консументами первого порядка) равна 20 ккал/м 2 или 10% от предыдущего трофического уровня, энергия же следующего уровня составляет 2 ккал/м 2 , 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: