Екологічна піраміда

Вторинні хижаки

Первинні хижаки

Травоїдні тварини

Рослини

Для оцінки енергетики популяцій М. Коуді і Р. Макартур пропонують диференційований аналіз витрат всієї сукупності функцій.

Енергетичні потреби популяції Ео складає енергія на підтримку виживання, ріст популяції (Еп) та енергія виробництва продукції чи пристосування в конкурентній боротьбі (Ев):

Ео= Еп

Якщо Еп знижується, то Ев зростає і навпаки. Тому розподіл між ними утворює баланс, що визначає ефективність використання енергії. Чим вище пропорція Ев/Еп, тим ефективніша система, бо шанси і в конкурентній боротьбі, і в еволюції в неї підвищуються.

Треба відмітити, що енергетика популяцій — це нова, дуже цікава і недостатньо розроблена область знань. В її основі лежить концепція енергетичного балансу, яку ми розглянули вище. Іншим аспектом досліджень є характер структурованості популяцій, зокрема розподіл "праці" між організмами в популяції й різна реакція організмів на дію певного фактора.

Як відомо, цілісність організму вища, ніж популяції, тому ентропія першого нижча. Популяція намагається знизити ентропію. Зниження ентропії і оптимізація енергетичних потоків у популяції відбуваються за рахунок:

1) конкуренції між організмами в межах даної популяції;

2) різноманітності взаємодії організмів з багатьма особинами інших видів, біоценотичних зв'язків;

3) розподілу "праці" чи функцій, комплементарності, групового ефекту;

4) неадекватної реакції окремих організмів на дію зовнішніх факторів;

5) різноманітності структуризації популяції як множини організмів (вікової, статевої тощо).

Тварини, які відносяться до споживачів живої органічної речовини – консументи; ті, які руйнують органічні рештки – переважно мікроорганізми – розщеплюють органічні речовини до простих мінеральних сполук – редуценти. Усі вони пов’язані ланцюгами живлення з продуцентами (автотрофними організмами). Саме ці ланцюги живлення забезпечують колообіг енергії і речовини, вони були б неефективні без консументів і редуцентів.

Коли тварини споживають рослини частина енергії, що міститься в кормах, витрачається на різноманітні процеси життєдіяльності. У середньому в різних ланцюгах живлення лише 10% енергії кормів переходить у новозбудовану речовину тіла тварин.

Біологічні методи боротьби з шкідниками сільського й лісового господарства

Для боротьби зі шкідливими комахами поряд з механічними, хімічни­ми та агротехнічними методами все ширше використовують біологічні методи боротьби - знищення комах на певних стадіях розвитку за допомогою їхніх природних ворогів (хижаків чи паразитів). Ворогами комах є ропухи, ящірки, дикі птахи, землерийки, їжаки, кроти, кажани тощо. Тому всіх цих тварин слід оберігати та, по можливості, приваблювати на поля, городи, в сади й парки. Свійських птахів за останні роки також все частіше використовують для знищення комах-шкідників.

Приваблювання птахів на поля, у сади, парки, ліси дає позитивні результати й підвищує вро­жайність різних культур та продуктивність лісів. Наприк­лад, приваблювання шпаків на бурякові поля сприяє очи­щенню їх від довгоносиків. Ще в минулому столітті в Бер­дянському лісництві був нагромаджений досвід приваб­лювання шпаків розвішуванням штучних гніздівель з метою знищення ільмового ногохвоста. Цей захід коштував лісництву в 20 разів дешевше, ніж оплачу­вання препаратів та робітників, що залучалися з такою ж метою. Відомі й інші численні приклади, коли різні види птахів рятували ліси або вро­жай від знищення (строкаті мухоловки ліквідовували осе­редки соснового п'ядуна, а граки — осередки шовкопряда-недопарки, мартини рятували від метелика лучного врожай бавовнику тощо).

Багато природних ворогів є у шкідників і серед комах. Велике значення в знищенні шкідників належить їздцям та іншим комахам. Сонечка, наприклад, знищують попелиць та інших шкідників. Хижі жуки (жужелиці) полюють на гусениць непарного шовкопряда. Дослідження вчених показують, що один великий мурашник рудої лісової мурашки здатен захистити від шкідників 4 га лісу.

У спеціальних лабораторіях у великих кількостях розводять деякі види сонечок, їздців, трихограм та інших комах. Їх випускають у тих районах, де спостерігається масове розмноження шкідників. Біологічним методам боротьби з шкідниками рослин належить велике майбутнє. Адже хімічні методи, як відомо, знищують не лише шкідника, але й велику кількість інших, в тому числі й корисних та рідкісних тварин як безхребетних так і хребетних, а також завдають шкоди здоров’ю людини. Поки що приклади успішного застосування біологічних методів небагато. В основному ліквідація комах-шкідників відбувається шляхом використання паразитичних груп перетинчастокрилих комах.

У природних умовах та сільськогосподарських угіддях можна боротися з комахами-шкідниками трьома шляхами: ввезенням та акліматизацією додаткових паразитів та хижаків, випусканням у вогнищах розмноження шкідників додаткової кількості паразитів чи хижаків, що розводяться в лабораторіях, та, нарешті, створенням умов для природного збільшення чисельності корисних комах.

Найчастіше для боротьби з шкідниками використовують яйцеїдів – найдрібніших комах, що паразитують, в основному, на яйцях метеликів. Серед них широко відома трихограми. Це дуже дрібні форми з довжиною тіла менше 1мм. Жилкування крил у самок майже зникло, а самці багатьох видів безкрилі. Звичайна трихограма здатна розвиватися в яйцях більш ніж 80 видів лускокрилих, однак у кожної раси трихограми є свій господар, якому вони віддають перевагу. Знаючи цю біологічну особливість, можна підібрати таку расу, яка відповідає потребам винищувальних заходів.

Наприклад, є раса, яка тримається в приземному просторі та заселяє переважно яйця шкідливих метеликів-совок. Інша раса трихограми віддає перевагу кронам дерев і в садах знищує яйця плодожерок. Для лісових угідь краще підходить інший вид – лісова трихограма, яка паразитує в яйцях соснового шовкопряда, соснового п’ядуна, та інших шкідників лісу.

Самка трихограми виходить з яйця метелика повністю готовою до відкладання яєць. У перший день життя вона знаходить яйця метеликів і за допомогою яйцеклада відкладає в них одно чи декілька своїх яєць. Усього кожна самка здатна відкласти 40-80 яєць, тобто знищити у середньому 20-40 яєць лускокрилих шкідників.

З яйця трихограми вже через декілька годин після відкладання народжується личинка. Заражені паразитом яйця чорніють та зовні помітно відрізняються від здорових. Розвиток трихограми завершується повністю за 9-20 діб в залежності від температури.

Для широкого практичного використання трихограму розводять у значних кількостях у спеціальних біолабораторіях чи біостанціях. Яйця для масового розведення трихограми одержують від зернової молі, яку також досить легко утримувати на зерні у потрібній кількості. Це масштабна робота, адже для знищення метеликів-шкідників на 1 га випускають 20 000-50 000 самок трихограми, які знищують 60-95% яєць шкідників. Зазвичай за сезон трихограму на вражені території випускають 2-3 рази.

Для захисту цитрусових від австралійського жолобчатого червця з Австралії до США, Північної Африки, Японії та Південної Європи завезли природного ворога цих комах – родолію. Це сонечко успішно акліматизувалося, розмножилося та фактично врятувало цитрусові культури. Для боротьби з небезпечним шкідником – кров’яною попелицею – було інтродуковано її паразита – перетинчастокрилого афелінуса.

Для боротьби з комахами-шкідниками теоретично проти них можуть застосовуватися також віруси, бактерії та паразитичні гриби. Однак з цими організмами потрібно поводитися вкрай обережно, щоб не перетворити хорошу справу на велике лихо. Важливим та перспективним напрямком біологічної боротьби з бур’янами є використання проти них комах-фітофагів – спеціалізованих шкідників цих рослин.