6.2.4. Пищевые цепи.

Перенос энергии пищи от ее источника - растений - через ряд организмов, происходящий путем поедания одних организмов другими, называется пищевой цепью. Пищевые цепи принято делить на 2 группы:

- пастбищные цепи, которые начинаются с растений и идут далее к пасущимся на растительном пастбище растительноядным животным, затем - к хищникам;

- детритные цепи, начинающиеся от мертвого органического вещества и идущие к микроорганизмам, питающиеся этим веществом, затем к детритофагам и к их хищникам.

Пищевые цепи не изолированы друг от друга, а тесно переплетены, образуя пищевые сети.

Организмы, получающие свою пищу от растений через одинаковое число этапов, причисляются к одному трофическому уровню.

Первый трофический уровень - растения, второй - травоядные, третий - хищники травоядных, четвертый - вторичные хищники (хищники 2-го порядка).

Поток энергии через определенный трофический уровень равен общей ассимиляции (А) на этом уровне, являющейся суммой чистой продукции биомассы (Р) и затрат на дыхание (R).

6.3.1. “Главная побудительная причина активности всех животных - необходимость поиска нужной пищи в достаточном количестве. Все строение и деятельность сообщества зависят от наличия пищи” (Элтон Ч., Экология животных, 1927).

Напомним, что пищевой цепью называют ряд живых существ, в котором одни организмы поедают предшественников по цепи и в свою очередь оказываются съеденными теми, кто следует за ними.

В наземных экосистемах различают 2 вида пищевых цепей:

- начинающиеся с растений;

- начинающиеся с останков умершего организма, потребляемых так называемыми детритоядными формами. Этот тип пищевой цепи характерен для подземных сообществ, в сфере жизни которых нет света.

В водных экосистемах на мелководье такое же положение, а в глубоководных системах, размещенных ниже 1 км, существует только детритоядные цепи.

Правда, последние исследования глубоководных (на глубинах 1 - 4 км) экосистем обнаружили совершенно новые, неизвестные ранее трофические цепи. Одна из них начинается с сульфатных бактерий, потребляющих в пищу соли серной кислоты (сульфаты). Другой тип - начинающийся с метановых бактерий, питающихся метаном, выделяющимся в воду со дна.

6.3.2. Звенья пищевой цепи.

Первое звено, образующее основание трофической пирамиды - автотрофы (растения, продуценты). Зеленые растения, обладающие хлорофиллом, способны производить и накапливать энергию в форме химической энергии, содержащихся в синтезированных органических веществах (углеводах, жирах, белках). В наземных экосистемах такой синтез осуществляют главным образом цветковые растения, папоротники и мхи; в водной среде - микроскопические планктонные водоросли (диатомовые, перидиниевые), а также частично микроскопические водоросли прибрежных вод и немногие цветковые растения; в пресной воде главные продуценты водоросли и цветковые растения (лотос, кувшинки).

Следующее за растениями звено пищевой цепи включает в себя растительноядных гетеротрофов (животных), в большинстве травоядных, а также паразитов растений. Среди наземных гетеротрофов большинство видов - насекомые, птицы, грызуны и копытные млекопитающие; в водной среде основные виды гетеротрофов - мелкие моллюски и ракообразные, живущие за счет фитопланктона, а также рыбы и некоторые морские животные (киты).

Хищники, поедающие растительноядных животных, многочисленны - млекопитающие, птицы, земноводные, пресмыкающиеся, насекомые, паразиты хищников. Есть даже хищные растения (росянки). В водной среде хищники - рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, крабы.

К хищникам второго уровня относятся крупные млекопитающие, хищные птицы, насекомые, паразиты хищников. Некоторые относят к хищникам и животных, питающихся трупами.

Конечное звено пищевой цепи - деструкторы (биоредукторы, редуценты, капрофаги) - организмы, разлагающие сложные органические вещества на простые неорганические (в пределе это СО₂, Н₂О, отдельные химические элементы и их окислы). Среди редуцентов наибольшее число видов относится к микроорганизмам (бактерии, дрожжи, грибы). Благодаря их деятельности происходит возврат элементов органических соединений в первоначальное минеральное состояние, но местонахождение этих веществ будет уже другое. Это - окончание одного из круговоротов веществ в биосфере и возможное начало другого круговорота. Именно звено деструкторов создает иногда очень большие скопления относительно однородных веществ (ртуть, золото). Кстати, именно звено деструкторов обеспечивает круговорот веществ на борту ПКК. Без него системы жизнеобеспечения являются проточными, незамкнутыми системами, основанными на различных формах запаса веществ, взятых с Земли.

Все трофические звенья многофункциональны. Растения помимо создания первичной биомассы выделяют в процессе фотосинтеза О₂ в атмосферу, повышая постоянно концентрацию этого газа.

Некоторые микроорганизмы образуют и выделяют химически и биологически активные вещества (катализаторы - витамины и ингибиторы - антибиотики химических и биохимических реакций).

Особо разнообразны трофические (пищевые) связи животных. В них выделяются сходством функций и различием форм их выполнения хищники и паразиты.

Хищники по мере удаления в цепи от звена автотрофов становятся все больше по размерам и меньше по численности групп. Паразиты, напротив, в этом направлении становятся меньше по размерам и по численности групп.

Примеры трофических цепей животных.

а) Трава - кролик - лисица.

б) Сосна - тля - божья коровка - пауки - насекомоядные птицы - хищные птицы.

в) Трава - кролик - блохи - паразиты блох (жгутиковые одноклеточные).