- •Федеральное агентство по образованию
- •Кафедра биологии, вирусологии и генной инженерии общая экология Учебно-методическое пособиедля студентов ветеринарно-санитарного факультета
- •Семинар 1 факторы среды и общие закономерностивоздействия их на организмы
- •I. Среда и интенсивность действия факторов среды
- •Важнейшие абиотические факторы и адаптации кним организмов
- •1. Адаптации организмов к условиям среды
- •2. Излучение: свет - как экологический фактор
- •3. Температура — как экологический фактор
- •4. Влажность - как экологический фактор
- •5. Прочие физические экологические факторы
- •Вопросы для обсуждения
- •Темы докладов
- •Семинар 2 основные среды жизни
- •1. Водная среда жизни
- •2. Назелто-воздушная среда жизни
- •3. Почва как среда жизни
- •4. Живые организмы как среда жизни
- •Вопросы для обсуждения
- •Биотические факторы
- •1. Зоогенные факторы
- •2. Фитогенные факторы
- •3. Антропогенные факторы
- •Вопросы для обсуждения
- •Темы докладов
- •Экология популяций
- •1. Понятие о популяции
- •2. Структура популяций
- •3. Регуляция численности (плотности) популяции
- •Вопросы для обсуждения
- •Семинар 5экология сообществ и экосистем
- •1. Состав и функциональная структура экосистемы
- •2. Пищевые сети и трофические уровни
- •3. Стабильность и развитие экосистем
- •Вопросы для обсуждения
- •Темы докладов
- •Семинар 6 биосфера: определение, структура и эволюция
- •1. Определение и структура биосферы
- •2. Живое вещество биосферы
- •3. Эволюция биосферы
- •Темы для обсуждения
- •Темы докладов
- •Основные современные экологические проблемы ипути их решения
- •1. Основные современные экологические проблемы
- •2. Пути решения экологических проблем
- •Вопросы для обсуждения.
- •Термины и понятия, употребляемые в экологии
- •Библиографический список
2. Пищевые сети и трофические уровни
Прослеживая пищевые взаимоотношения между членами биоценоза,можно построить пищевые цепи и пищевые сети питания различныхорганизмов. Примером длинной пищевой цепи может служитьпоследовательность животных арктического моря: "микроводоросли(фитопланктон) — мелкие растительноядные ракообразные (зоопланктон)— плотоядные планктонофаги (черви, ракообразные, моллюски,иглокожие) — рыбы (возможны 2-4 звена последовательности хищныхрыб) — тюлени — белый медведь". Пищевые цепи наземных экосистемобычно короче.
Пищевые сети образуются потому, что практически любой членкакой-либо пищевой цепи одновременно является звеном и в другойпищевой цепи: он потребляет и его потребляют несколько видов другихорганизмов. Так, в пище лугового волка - койота насчитывают до 14 тысячвидов животных и растений. Вероятно, таков же порядок числа видов,участвующих в поедании, разложении и деструкции веществ трупа койота.
Рис. 6.Упрощенная схема одной из возможных пищевых сетей
Различают несколько типов пищевых цепей. Пастбищные пищевыецепи, или цепи эксплуататоров, начинаются с продуцентов; для таких
цепей при переходе с одного трофического уровня на другой характерноувеличение размеров особей при одновременном уменьшении плотностипопуляций, скорости размножения и продуктивности и по биомассе.Например, "трава — полевки — лисица" или " трава — кузнечик —
лягушка — цапля коршун" (рис. 6). Это наиболее распространенные
цепи питания.
Цепи паразитов ("яблоня щитовка — наездник" или "корова —
- слепень — бактерии — фаги") характеризуются уменьшением размеровособей при увеличении численности, скорости размножения и плотностипопуляций.
Детритные цепи, включающие только редуцентов ("опавшие листья -
— плесневые грибы — бактерии"), сходны с цепями паразитов. Но если,как это обычно бывает, они включают и консументов - детритофагов(червей, личинок насекомых), то частично переходят в цепиэксплуататоров и паразитов.
Благодаря определенной последовательности пищевых отношенийразличаются отдельные трофические уровни переноса веществ и энергии вэкосистеме, связанные с питанием определенной группы организмов. Так,первый трофический уровень во всех экосистемах образуют продуценты -растения; второй - первичные консументы - фитофаги, третий - вторичныеконсументы - зоофаги и т.д. Как уже отмечалось, многие животныепитаются не на одном, а на нескольких трофических уровнях (примероммогут служить диеты серой крысы, бурого медведя и человека).
Совокупности трофических уровней различных экосистеммоделируются с помощью трофических пирамид чисел (численностей),биомасс и энергии. Обычные пирамиды чисел, т.е. отображения числаособей на каждом из трофических уровней данной экосистемы, дляпастбищных цепей имеют очень широкое основание (большое числопродуцентов) и резкое сужение к конечным консументам. При этом число"ступеней" различают не менее чем на 1-3 порядка. Но это справедливотолько для травяных сообществ - луговых или степных биоценозов.Картина резко искажается, если рассматривать лесное сообщество (наодном дереве могут кормиться тысячи фитофагов) или если на одномтрофическом уровне оказываются такие разные фитофаги, как тля и слон.
Это искажение можно преодолеть с помощью пирамиды биомасс. Вназемных экосистемах биомасса растений всегда существенно большебиомассы животных, а биомасса фитофагов всегда больше биомассызоофагов. Иначе выглядят пирамиды биомасс для водных, особенноморских экосистем: биомасса животных обычно намного большебиомассы растений. Эта "неправильность" обусловлена тем, чтопирамидами биомасс не учитываются продолжительность существованияпоколений особей на разных трофических уровнях и скорость образованияи выедания биомассы. Главным продуцентом морских экосистем является
фитопланктон, имеющий большой репродуктивный потенциал и быструюсмену поколений. В океане за год может смениться до 50 поколенийфитопланктона. За то время, пока хищные рыбы (а тем более крупныемоллюски и киты) накопят свою биомассу, сменится множество поколенийфитопланктона, суммарная биомасса которых намного больше. Вот почемууниверсальным способом выражения трофической структуры экосистемявляются пирамиды скоростей образования живого вещества,продуктивности. Их обычно называют пирамидами энергий, имея в видуэнергетическое выражение продукции, хотя правильнее было бы говоритьо мощности.