4. Ланцюги живлення.

У природі відбувається безперервний колообіг біогенних речовин, не­обхідних для життя. Автотрофи за допомогою фотосинтезу створюють органічні речовини, якими живляться гетеротрофи, а редуценти знов їх мінералізують. Таким чином, у процесі еволюційного розвитку життя в екологічних системах склалися певні ланцюги живлення (трофічні; грец. «трофо» – живлення).

Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) – це:

• по­слідовність груп організмів, кожна з яких (ланка ланцюга) є поживою для наступної, тобто поєднана зв'язками їжа – споживач.;

• шлях витрачання початкової дози енергії .

На базі трофічних зв'язків виникають ланцюги живлення, що включають групи організмів, у яких одні поїдають інших. До будь-якої екосистеми входить кілька тро­фічних рівнів або ланок ланцюга. На основі ланцюгів живлення складаєть­ся екологічна піраміда.

Ланцюг живлення, як правило, складається з 2–5 ланок і включає представників продуцентів, консументів і редуцентів.

Перший рівень представлений автотрофними організмами (рослина­ми) – продуцентами, другий – гетеротрофами (тваринами) – консументами першого порядку. Їх ще називають фітофагами (грец. «фітон» – рослина і «фагос»–той, що пожирає), які поїдають рослини. Третій рівень (інколи четвертий, п'ятий) представлений хижаками (зоофагами), або консументами другого (третього, четвертого) порядку. Останній рівень представлений в основному організмами, поживою яких є мертва речо­вина, їх називають сапрофагами (грец. «сапрос» – гнилий), або редуцентами (лат. «редуцере» – повертати).

Головною властивістю ланцюга живлення є здійснення біологічного колообігу речовин і звільнення запасеної в органічній речовині енергії. Ланцюг живлення може бути не завжди повним. У деяких випадках у них немає рослин (продуцентів). Такими, наприклад, є ланцюги живлення, що формуються на основі розкладання трупів тварин або рослинних реш­ток (лісова підстилка). В ланцюзі живлення часто відсутні або представлені в невеликій кількості тварини (гетеротрофи). Наприклад, у лісі відмерлі рослини відразу споживають редуценти, які розкладають органічні спо­луки до мінеральних речовин і вуглекислого газу, завершуючи колообіг.

У процесі кожного чергового перенесення енергії живлення з одного тро­фічного рівня на вищий більша частина (80 – 90 %) енергії втрачається, переходячи в теплоту.

Ланцюги живлення поділяють на два типи:

• виїдання чи пасовищні (від зеленої рослини до травоїдної тварини і далі – до хижаків, що поїдають рослиноїдних тварин);

• розкладання чи детритні (ланцюги розкладання від детриту через мікроорганізми до детритофагів та їх споживачів – хижаків). Останнім часом вважають, що краще вживати термін «трофічна мережа», а не «лан­цюг», оскільки до складу їжі кожного типу входить кілька видів. Кожен з цих видів, у свою чергу, може бути живленням для кількох інших видів.

Основним способом живлення рослин є фотосинтез, у процесі якого під дією сонячної енергії відбувається перетворення неорганічної речови­ни – вуглекислого газу і води на вуглеводи.

В екологічних системах (біогеоценозах) у процесі еволюції в ланцюгах живлення визначилась важлива закономірність, що дістала назву правила екологічної піраміди: кількість рослинної маси приблизно в 10 разів більша за масу рослиноїдних тварин, а маса травоїдних у стільки ж разів більша за масу хижаків. Завдяки тому, що при переході від однієї ланки трофічного ланцюга до іншої втрачається до 80 – 90 % зв'язаної енергії у вигляді теплоти, довжина ланцюгів невелика. Найефективнішим є переда­вання енергії від одного консумента до іншого, і тому ці ряди найдовші.

Співвідношення чисельності організмів, величини біомас або зв'язаної в біомасі енергії зобра­жають у формі екологічних пі­рамід. Відповідно роз­різняють піраміди чисельності, біомаси та енергії. В основі піра­міди розміщують відповідні зна­чення першого трофічного рівня екосистеми, а на вершині – ос­таннього. Від основи піраміди до її вершини числові значення, як правило, зменшуються, тому во­на спрямована вістрям догори. В енергетичних екологічних пірамідах таке звуження спостері­гається завжди. Екологічні піра­міди наочно характеризують не лише кількість біомаси, а й інтен­сивність її переробки. Проте ця величина має в цьому випадку тільки якісний характер.

У трофічних ланцюгах усі речовини послідовно переходять від одного виду організмів до іншого. Концентрування речовин у трофічних ланцюгах слід враховувати в разі забруднення біосфери ксенобіотиками, тому що при споживанні в їжу тварин і птахів концентрації цих забруднювальних шкідливих речо­вин можуть бути значними. Трофічні ланцюги виконують ще й бар'єрну функцію, що сприяє самоочищенню завдяки концентруванню речовин і виведенню їх з біологічного колообігу.