Лекции мудл / 1.12_Трофические_взаимодействия_в_экосистеме

ТРОФИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ЭКОСИСТЕМЕ

Одним из наиболее существенных свойств экосистем является наличие в них пищевых цепей и сетей. Трофическая (или пищевая) цепь – последовательность видов организмов, отражающая движение в экосистеме органических веществ и заключенной в них биохимической энергии в процессе питания организмов.

Продуценты – это организмы, производящие органические вещества из неорганических соединений. Продуцентами в экосистеме являются автотрофные организмы (т.е. самопитающиеся), которые преобразуют внешнюю (например, солнечную) энергию в биохимическую энергию, заключенную в органическом веществе, путем фотосинтеза. Примерами продуцентов в наземных экосистемах являются растения. Фитопланктон – т.е. мельчайшие водоросли – является другим примером продуцентов, характерных для морских и вообще водных экосистем.

Консументы – это организмы, питающиеся органическим веществом, произведенным другими организмами -продуцентами. Такими организмами в экосистеме являются гетеротрофы. Различают консументы 1-го и 2-го порядков. Консументы 1-го порядка – это растительноядные организмы (например, овца, заяц). Консументы 2-го порядка – это плотоядные, которые строят свои белки из белков растительного и животного происхождения (и являются хищниками).

Редуценты – это гетеротрофные организмы (главным образом, это бактерии, грибы и другие организмы.), превращающие органические остатки в неорганические вещества. У этого термина есть синоним – это организмы-деструкторы.

В любой экосистеме можно выделить несколько трофических уровней или звеньев. Трофические цепи в зависимости от числа уровней подразделяются на простые и сложные (т.е. многоуровневые) цепи. Первый уровень представлен продуцентами, а второй и последующий уровни – консументами. Последний уровень в основном образуется микроорганизмами и грибами, питающимися мертвым органическим веществом (т.е. редуцентами). Их основная функция в экосистеме – разложение органического вещества до исходных минеральных элементов. Взаимосвязанный ряд трофических уровней и представляет цепь питания, или трофическую цепь.

Важно подчеркнуть, что цепь питания не всегда может быть полной. Вопервых, в ней могут отсутствовать продуценты (т.е. растения) Такие цепи питания характерны для сообществ, формирующихся на базе разложения животных или растительных остатков, например, которые накапливаются в лесах на почве (т.е.

на лесной подстилке). Во-вторых, в цепях питания могут отсутствовать (либо находится в очень малом количестве) гетеротрофы (т.е. животные). Например, в лесу отмирающие растения или части этих растений такие как ветки, листья, сразу включаются в звено редуцентов.

Существуют два главных типа пищевых цепей — пастбищные (или «цепи выедания») и детритные (или «цепи разложения»).

Пастбищные пищевые цепи начинаются с растений и тянутся дальше к растительноядным животным (фитофагам), а затем и к хищникам. В подобной цепи при каждом переходе к следующему звену теряется до 80-90% 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 его члена 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 => Тли => Божьи коровки => Пауки => 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.

Детритная пищевая цепь берет свое начало от мертвого органического вещества (т.н. 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.

Простые пищевые цепи, где каждый организм представлен как питающийся организмами только какого-то одного типа, в природе встречаются редко. Реальные пищевые связи намного сложнее, т.к. животное может питаться организмами разных типов, входящих в одну и ту же пищевую цепь или в различные цепи, что особенно характерно для хищников высших трофических уровней. Всеядные животные (в частности, человек) питаются и консументами, и продуцентами. Таким образом, в природе пищевые цепи переплетаются, образуют пищевые (трофические) сети.

Концепция пищевых цепей позволяет проследить круговорот химических элементов в природе. Чтобы круговорот веществ в экосистеме был возможен,

необходимо наличие в ней организмов-продуцентов, создающих органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения Солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и превращают их в неорганические соединения.

Но в любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения, которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться автотрофами.

Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим приток энергии извне. Источником внешней энергии является Солнце. Движение вещества, вызываемое деятельностью организмов, происходит, как показано ранее, циклически, в то время как поток энергии в этом процессе имеет однонаправленный характер. Становится ясно, что круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни

1.Николайкин, Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. Экология.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Дрофа, 2004.- 624с.

2.Акимова, Т.А. Экология. Человек — Экономика — Биота — Среда: учебник для студентов вузов / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. — 3-е изд., перераб. и доп. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2017. - 495 с. — (Серия «Золотой фонд российских учебников»). - ISBN 978-5-238-01204-9. - Текст : электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1028848