44. Цепи и циклы питания.

Перенос энергии в экосистеме осуществляется через так называемые пищевые цепи. В свою очередь, пищевая цепь – это перенос энергии от ее первоначального источника (обычно автотрофы) через ряд организмов путем поедания одних другими. Пищевые цепи подразделяются на два вида:

1 вид. 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 90% потенциальной энергии пищи, так как она переходит в тепло. Пастбищные пищевые цепи делятся на пищевые цепи хищников и пищевые цепи паразитов.

При продвижении по пищевой цепи хищников, размер каждого последующего участника 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 – тля – божья коровка – паук – насекомоядные птицы – хищные птицы.

В отличие 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.

2 вид. Детритная пищевая цепь. Она берет свое начало от мертвого органического вещества (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.

Пастбищные и детритные 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 несколько консументов, которые в свою очередь могут иметь несколько источников питания.

В пищевых цепях образуются так называемые трофические уровни. Они 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 и т.д.

Перенос энергии в экосистеме осуществляется через пищевые цепи. Но далеко не вся энергия предыдущего трофического уровня переходит на следующий. Поступление и расход энергии можно рассмотреть с помощью универсальной модели потока энергии. Она применима к любому живому компоненту экосистемы: растению, животному, микроорганизму, популяции или трофической группе. Универсальную модель потока энергии можно интерпретировать двояко. Во-первых, она может представлять популяцию какого - либо вида. Во-вторых, она трактуется как изображение какого-либо трофического уровня. Зная универсальную модель потока энергии, можно определить отношение величин энергетического потока в разных точках пищевой цепи. Выраженные в процентах эти отношения называют экологической эффективностью. Следует отметить, что на энергетические характеристики экосистемы оказывают влияние размеры организмов, населяющих экосистему. Установлена зависимость между размером организма и его удельным метаболизмом.

Чем мельче организм, тем выше его удельный метаболизм и, следовательно, тем меньше биомасса, которая может поддерживаться на данном трофическом уровне экосистемы. Другая картина открывается при рассмотрении продуктивности, так как продуктивность – это скорость прироста биомассы и она больше у мелких животных, которые имеют более высокие темпы размножения и обновления биомассы.

Одни и те же виды могут быть источником пищи для многих организмов, и тем самым являться составной частью различных пищевых цепей. В результате в биогеоцено­зе формируются пищевые сети - сложный тип взаимоотноше­ний, включающий разветвленные цепи питания. Сложность пищевых цепей многократно возрастает, если принять во вни­мание, что у членов цепей питания - организмов-хозяев - име­ются многочисленные специфические паразиты, которые, в свою очередь, являются звеньями других цепей. Например, обыкновенная белка является хозяином 50 видов различных паразитов.