2.5.3. Трофические цепи и уровни
Живые организмы, входящие в состав биоценозов, неодинаковы
с точки зрения ассимиляции ими вещества и энергии.
Растения строят свой организм без посредников.
Их называют самопитающимися или автотрофами.
Автотрофы создают первичное органическое вещество из неорганического вешества т.е. они являются продуцентами.
В отличие от растений, животные не способны к реакциям фотосинтеза. Они используют солнечную энергию через органическое вещество, созданное продуцентами, т.е. фотосинтезирующими организмами.
Таким образом, в биогеоценозе образуется цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим или так называемая трофическая (от греч. трофе - питаюсь ) цепь (рис. 2.5).
Организмы, которые не могут строить собственное тело из минеральных компонентов и солнечной энергии используют для своей жизнедеятельности биомассу продуцентов, употребляя ее в пищу.
Их называют гетеротрофами, что означает "питаемый другими", или консументами (от лат. консумо - потребляю).
Таким образом, продуценты и питающиеся ими консументы образуют два первых звена трофической цепи.
Но не все организмы для удовлетворения своих физиологических потребностей ограничиваются потреблением растительной пищи, строя белки своего тела непосредственно из белков растений.
Плотоядные животные используют животные белки со специфичным набором аминокислот. Они также являются консументами, но в отличие от растительноядных консументов называются вторичными консументами или консументами второго порядка.
На этом трофическая цепь не всегда заканчивается, и вторичный консумент может служить источником питания для консумента третьего порядка и т.д.
Трофические цепи бывают короткими и длинными. Например: "осина - заяц ‑ лиса". Или: "трава - насекомое - лягушка - змея - хищная птица".
Разные трофические цепи связаны между собой общими звеньями, образуя сложную систему, называемую трофической сетью.
Рис. 2.5. Простая пищевая цепь в экосистеме
Звенья, входящие в трофическую сеть неравнозначны, в первую очередь, с точки зрения занимаемого места.
Поэтому в экологии принято говорить не просто о звеньях цепи, а об определенных трофических уровнях.
На первом уровне находятся зеленые растения – продуценты.
Следующий трофический уровень составляют растительноядные организмы.
За ними следуют представители более высокого уровня - плотоядные организмы.
Они в свою очередь, служат источником питания для следующего уровня - плотоядных второго порядка.
В процессе питания на всех трофических уровнях образуются "отходы".
Зеленые растения ежегодно частично или полностью сбрасывают листья. Другие живые организмы по тем или иным причинам постоянно отмирают.
Вещество отходов естественным образом вовлекается в круговорот в природе. Это происходит благодаря наличию в экосистемах особых трофических цепей, именуемых деструкторами, или разрушителями.
Их представителями являются бактерии, грибы, простейшие и мелкие беспозвоночные. Они разлагают органические остатки продуцентов и консументов до минеральных веществ.
Оорганические остатки служат пищей деструкторам. Эти организмы называются сапрофагами (от греч. сапрос - гнилой, фагос - пожиратель) или биоредуцентами (от лат редуцио - возвращаю).
Минеральные вещества, а также диоксид углерода, выделяющиеся при дыхании сапрофагов, затем опять возвращаются в распоряжение продуцентов (рис. 2.5).
Особенно велика роль микроорганизмов в процессах разложения мертвого органического вещества в почве.
На 1 га черноземной почвы масса аэробных и анаэробных бактерий, минерализующих остатки растительности, достигает сотен килограммов.
Процессы преобразования органического вещества весьма разнообразны. Например, целлюлоза под влиянием микроорганизмов расщепляется либо до диоксида углерода и воды (в присутствии кислорода), либо до водорода и метана (в анаэробных условиях).
Смолы и жиры подвергаются окислению до СО2 и воды, но в анаэробных условиях практически не разлагаются.
В аэробных условиях минерализация органики всегда идет более интенсивно. Но такие условия, в чистом виде возникают не всегда. Как правило, они чередуются с анаэробными, при которых возможно накопление промежуточных продуктов.
Азотосодержащие вещества, например белки, вначале подвергаются процессу аммонификации, связанному с образованием аммиака и солей аммония, а далее подвергаются превращениям с образованием нитритов и нитратов, доступных в ионной форме для ассимиляции растениями.
В анаэробных условиях соли азотной кислоты подвергаются денитрификации с образованием свободного азота.