Пищевые цепи и трофические уровни

Пищевые цепи и трофические уровни

Пищевые цепи бывают пастбищными и детритными. Пастбищная пищевая цепь всегда начинается с организмов, создающих продукцию – продуцентов. Все фотосинтезирующие растения относятся к продуцентам. Запасы питательных веществ и энергию продуцентов потребляют разнообразные консументы. Это, во-первых, первичные консументы (растительноядные животные), непосредственно питающиеся автотрофами. Во-вторых, это вторичные консументы (плотоядные и паразиты), потребляющие других животных. Наконец, редуценты (деструкторы), включая грибы, бактерии и различных мелких животных, разлагают органические вещества до неорганики. Все эти уровни присутствуют в большинстве экосистем. Например, растительность африканской саванны служит источником пищи для зебр, которые являются в данном случае первичными консументами. Львы (вторичные консументы) поедают зебр, а их экскременты попадают в почву, где их перерабатывают микроорганизмы. А вот другой пример: планктон – рыбы, питающиеся планктоном – хищные рыбы – рыбоядные птицы.

В приведенных примерах пищевые цепи состоят из трех, редко четырех звеньев. Это не случайность; редко какая пищевая цепь состоит из большего количества звеньев. Почему?

Эффективность фотосинтезирующих организмов с точки зрения превращения солнечной энергии в органическое вещество невелика. Растением обычно используется менее 1% падающего на него светового излучения. Лишь некоторые растительные сообщества и водные экосистемы могут ежегодно превращать в химическую энергию до 3% солнечной радиации, воздействующей на них.

Когда растения поедаются животными, лишь часть органического вещества (от 2 до 10% ) превращается в животную ткань, остальная энергия теряется на дыхание. Сходные отношения потребления и потерь наблюдаются на каждом последующем трофическом уровне. Поэтому пищевые цепи ограничены обычно тремя или четырьмя звеньями; количество пищи, остающееся в конце более длинной цепи, настолько мало, что может обеспечить очень мало организмов.

Каждое звено пищевой цепи называют трофическим уровнем, причем многие организмы питаются более чем на одном трофическом уровне, поедая как растения, так и консументов 1 порядка (или консументов 1 и 2 порядков) и образуя сложно переплетенные пищевые сети.

На планете ежегодно производится огромное количество биомассы. Этим термином обозначают органическое вещество в целом, включая одревесневшие части деревьев, запасные питательные вещества, кости и т.д. В настоящее время глобальная продукция биомассы оценивается в 200млрд.т/год. Общая биомасса с переходом к следующему трофическому уровню экосистемы обычно резко уменьшается, и возникает так называемая «пирамида массы». Если измерить энергию, то оказывается, что она также быстро уменьшается с увеличением трофического уровня, как и биомасса, т.е. существует «пирамида энергии» с гораздо меньшей ее суммой в телах всех хищников, присутствующих в данном сообществе, чем, например, во всех растениях. Как правило, на нижних трофических уровнях всегда намного больше особей, чем на более высоких, т.е. можно говорить и о «пирамиде чисел».

Все вышесказанное можно отнести и к детритным пищевым цепям. Единственное их отличие от пастбищных цепей – они начинаются с детрита (мертвой органики), а не с продуцентов.