11. Трофическая структура экосистем. Пищевые цепи в экосистемах и их устойчивость.
Экосистема — это совокупность живых организмов и среды их обитания, в рамках которой осуществляется круговорот веществ и преобразование потоков энергии.
Виды, входящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, так как служат объектами питания друг для друга. Благодаря пищевым взаимоотношениям в экосистеме осуществляется трансформация биогенных веществ и энергии.
Цепи питания или (пищевая трофическая цепь) - Последовательность питающихся друг другом организмов или пути, по которым осуществляется постоянный поток веществ и энергии. Этот термин был предложен Чарльзом Элтоном (1934).
Цепи питания составляют трофическую структуру любой экосистемы. Каждая цепь состоит из нескольких звеньев, которые называются трофическим уровнем, последовательность которых соответствует потоку энергии.
Первый трофический уровень − продуценты (автотрофные организмы, преимущественно зеленые растения).
Второй трофический уровень − консументы первого порядка (растительноядные животные).
Третий трофический уровень − консументы второго порядка (первичные хищники, питающиеся растительноядными животными).
Четвертый трофический уровень − консументы третьего порядка (вторичные хищники, питающиеся плотоядными животными).
В пищевой цепи редко бывает больше 4−5 трофических уровней. Последний трофический уровень − редуценты (сапрофитные бактерии и грибы) - разлагают органическое вещество до неорганических соединений. Участвуют в минерализации, очищают окружающую среду от органических отходов и возвращают вещества в круговорот, трансформируя их в формы, доступные для растений. Любая трофическая цепь питания заканчивается редуцентами.
Виды с широким спектром питания могут включаться в пищевую цепь на различных трофических уровнях. Например, человек, в рацион которого входят и растительная и животная пища, может явиться в разных пищевых цепях консументом первого, второго и третьего порядков.)
Пищевые цепи состоят, как правило, из трех - пяти звеньев, например:
растения
овцы
человек;растения кузнечики ящерицы орел;
растения насекомые лягушки змеи орел.
Различают два типа трофических пищевых цепей.
Цепи выедания (или пастбищные) − пищевые цепи, которые начинаются с растений, идут через растительноядных животных к другим потребителям.
Цепи разложения (или детритные) − пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, идут к мелким животным и микроорганизмам. Питательные элементы, которые содержатся в детрите, будут повторно использованы, минуя стадию разложения. Например, листовой опад, может быть потреблен детритофагами – дождевыми червями, а те будут съедены птицами.
Пищевые сети как фактор устойчивости экосистемы.
Чем богаче видовая структура экосистемы, тем она устойчивее. Благодаря сложности пищевых связей, образуются пищевые сети, и выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме. Питавшиеся особями этого вида организмы находят другие источники пищи. А пищу, которую потребляли животные исчезнувшего вида, начинают использовать другие потребители. Это обеспечивает экосистеме длительное и устойчивое существование.
Если цепь изолирована, то после исчезновения одного из звеньев все последующие трофические уровни тоже исчезнут (волки, питающиеся только оленями, после истребления оленей вымрут). Если же возможны разветвления и переплетения цепей, то просто произойдет переключение на другие источники пищи (волки могут питаться оленями, зайцами и грызунами, следовательно, в случае вымирания оленей они станут охотиться на мелкую добычу).